Головна ⇒ 📌Плани-конспекти уроків по фізиці ⇒ Відбиття світла. Плоске дзеркало

Відбиття світла. Плоске дзеркало

2-й семестр

ЕЛЕКТРОДИНАМІКА

5. Хвильова й квантова оптика

УРОК 3/61

Тема. Відбиття світла. Плоске дзеркало

Мета уроку: ознайомити учнів з особливістю поширення світла на границі двох середовищ, розказати їм про закони, яким підкоряється це явище.

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

ПЛАН УРОКУ

Контроль знань	4 хв.	1. Промені й пучки. 2. Закон прямолінійного поширення світла. 3. Тінь і півтінь.
Демонстрації	4 хв.	1. Відбиття світла. 2. Рівність кутів під час відбиття від дзеркальної поверхні. 3. Дзеркальне й розсіяне відбиття.
Вивчення нового матеріалу	25 хв.	1. Відбиття світла. 2. Закон відбиття світла. 3. Принцип Гюйгенса й закон відбиття світла. 4. Плоске дзеркало
Закріплення вивченого матеріалу	12 хв.	1. Якісні питання. 2. Навчаємося розв’язувати задачі.

ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Відбиття світла

Предмети, які відбивають майже все світло, що падає на них, здаються нам зазвичай білими, предмети ж, які поглинають майже

все світло, що падає на них, здаються нам чорними. Тіла, які відбивають світло “краще” за всі інші, ми взагалі не бачимо! Це – дзеркала.

Світло, відбите від шорсткуватої поверхні, взагалі не утворює якогось пучка й не має певного напрямку: воно розсіюється й поширюється у всіх напрямках. Таке відбиття називається розсіяним (дифузійним).

Саме так відбивається світло від більшості тіл, завдяки чому ми можемо бачити тіла навколо нас.

Якщо ж поверхня гладка, то відбиття буде дзеркальним, тобто відбите світло утворює вузький пучок. Кут , утворений падаючим променем і перпендикуляром до поверхні, називають кутом падіння; кут?, утворений відбитим променем і перпендикуляром до поверхні, називають кутом відбиття.

2. Закон відбиття світла

На границі розділу двох середовищ відбувається порушення закону прямолінійного поширення світла. При цьому після відбиття промінь світла залишається в тій же площині, що й падаючий промінь. Для дзеркального відбиття світла виконується закон відбиття світла, установлений ще в ІІІ ст. до н. е.

Промінь падаючий, промінь відбитий і перпендикуляр до поверхні в точці падіння лежать в одній площині.

O Кут відбиття дорівнює куту падіння.

Хід променів під час відбиття світла має властивість оборотності: якщо точковий об’єкт і його зображення поміняти місцями, то променева картина відбиття не зміниться; зміниться при цьому лише напрямок променів.

3. Принцип Гюйгенса й закон відбиття світла

Закон відбиття світла можна одержати, скориставшись принципом Гюйгенса. Нехай плоска хвиля падає на границю розділу двох середовищ.

Напрямок поширення хвилі задамо променями A1A і B1B, які паралельні один до одного і перпендикулярні до хвильової поверхні AC. Різні ділянки хвильової поверхні досягають відбивної поверхні MN не одночасно: порушення коливань у точці A почнеться раніше, ніж у точці B? t = CB/, де – швидкість поширення хвилі. У момент, коли хвиля досягне точки B, вторинна хвиля із центром у точці A вже пошириться на деяку відстань і являтиме собою півсферу радіуса r = AD = ?t = CB.

Промені AA2 й BB2, перпендикулярні до хвильової поверхні DB, задають напрямок поширення відбитої хвилі. У прямокутних трикутниках ABD і BAC гіпотенуза AB загальна, катет AD дорівнює катету CB, отже, ці трикутники рівні. Тоді <DBA = <CAB, крім того, < = <CAB й <? = <DBA. Отже, кут падіння дорівнює куту відбиття?. Таким чином, ми вивели закон відбиття світла, використовуючи принцип Гюйгенса.

4. Плоске дзеркало

Закон відбиття світла справедливий для відбивної поверхні будь-якої форми: плоскої, сферичної й т. ін. Закон дзеркального відбиття справедливий для ідеальної плоскої поверхні.

O Відбивну поверхню називають плоским дзеркалом, якщо падаючий на неї пучок паралельних променів після відбиття залишається паралельним.

Якщо перед плоским дзеркалом знаходиться світна точка A, то із законів відбиття світла випливає: промені від цієї точки після відбиття утворюють розбіжний пучок, а продовження цих променів перетнуться в точці A1, розташованій за дзеркалом симетрично відносно точки A.

У цьому випадку точку A називають уявним зображенням точки A. Якщо частина відбитих променів потрапляє нам в очі, ми сприймаємо їх як ті, що вийшли із точки A1, тобто “побачимо” за дзеркалом світлову точку. Точно так само з окремих точок утворюється зображення протяжних предметів.

Зображення предмета в плоскому дзеркалі є уявним, рівним за розміром власне предмету; зображення розташоване симетрично предмету відносно площини дзеркала.

ПИТАННЯ ДО УЧНІВ У ХОДІ ВИКЛАДУ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

Перший рівень

1. Завдяки чому ми бачимо предмети?

2. Чому плоске дзеркало віддає точне зображення предмета?

3. Які особливості має зображення предмета в плоскому дзеркалі?

4. Чому зображення в дзеркалі є уявним?

Другий рівень

1. Чим відрізняється дзеркальне відбиття від розсіяного?

2. За якого кута падіння променя на дзеркало падаючий і відбитий промені збігаються?

ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ

1). Якісні питання

1. Чому не можна використовувати плоске дзеркало як кіноекран?

2. Як за допомогою законів відбиття побудувати зображення точкового джерела в плоскому дзеркалі?

2). Навчаємося розв’язувати задачі

1. Кут між падаючим і відбитим променями становить 80°. Чому дорівнює кут падіння променя?

2. Сонячний промінь відбивається від поверхні озера. Кут між падаючим променем і горизонтом удвічі більший, ніж кут між падаючими й відбитим променями. Чому дорівнює кут падіння променя?

3. Два плоских прямокутних дзеркала утворюють двогранний кут 150°. На відстані 10 см від лінії дотикання дзеркал і на однаковій відстані від кожного з них розташоване точкове джерело світла. Визначте відстань між уявними зображеннями джерела світла в дзеркалах.

ЩО МИ ДІЗНАЛИСЯ НА УРОЦІ

– Закон відбиття світла: промінь падаючий, промінь відбитий і перпендикуляр до поверхні в точці падіння лежать в одній площині. Кут відбиття дорівнює куту падіння.

– Відбивну поверхню називають плоским дзеркалом, якщо пучок паралельних променів, що падає на неї, після відбиття залишається паралельним.

– Зображення предмета в плоскому дзеркалі є уявним, дорівнює за розміром власне предмету; зображення розташоване симетрично предмету відносно площини дзеркала.

Домашнє завдання

1. Підр-1: § 39 (п. 2, 3, 4, 5); підр-2: § 19 (п. 2).

2. Зб.:

Рів1 № 13.2; 13.3; 13.16; 13.17.

Рів2 № 13.30; 13.31; 13.32; 13.34.

Рів3 № 13.33, 13.35; 13.66; 13.67.