презентация по физике 11 класс по теме "Оптика"

Учитель физики и математики

МБОУ Новобессергеновская СОШ

Покрова Анна Александровна

Урок 2.

Геометрическая оптика

Урок 3.

Линзы.

Урок 1.

Скорость света.

Для просмотра плаката использовать вкладки верхнего меню и меню на страницах

Оптика – раздел физики, который изучает явления, закономерности возникновения, распространения и взаимодействия с веществом световых электромагнитных волн.

Урок 1 .

О природе света размышляли с древних времен:

В XVI-XVII веках исходили из того,

что распространение света –

это распространение волн в среде.

Пифагор

(около 580-500 лет

до нашей эры):

«Свет – это истечение

«атомов» от предметов

в глаза наблюдателя».

Христиан Гюйгенс

(голландский физик,

1629-1695)

Роберт Гук

английский физик,

1635-1703),

Рене Декарт

(французский физик,

1596-1650),

Выдвигал

корпускулярную природу света,

т. е. считал, что свет – это излучение телами

определенных частиц и их распространение

в пространстве.

Исаак Ньютон

(английский физик,

1643-1727)

Удалось на основе волновых представлений объяснить

все известные в то время оптические явления.

Волновая теория получила всеобщее признание,

а корпускулярная теория была забыта почти на столетие

Огюстен Френель

(1788-1827).

Выдвинул идею об электромагнитной природе света, согласно которой свет представляет собой электромагнитные волны с диапазоном от 0,4 до 0,75 мкм.

Основатель квантовой теории света.

Макс Планк

(1858-1947).

Джеймс Максвелл

(1831-1879).

Свет обладает одновременно свойствами непрерывных электромагнитных волн и свойствами дискретных частиц, которые называют фотонами или квантами света – корпускулярно – волновой дуализм .

Одна из первых попыток измерить скорость света принадлежала Галилео Галилею.

На вершине двух холмов на расстоянии 1,5 км друг от друга находились два наблюдателя с фонарями.

Первый наблюдатель подавал сигналя фонарем другому, который, увидев свет, посылал сигнал своим фонарем обратно.

Промежуток времени между посылкой и приемом сигнала первый наблюдатель измерял по числу ударов пульса.

Время получалось конечным и очень малым.

Галилей понял, что задержка ответного сигнала связана со скоростью реакции нервной и мышечной систем человека, а не с конечной скоростью света.

Галилео Галилей

15 февраля 1564 – 8 января 1642

Не удалось измерить скорость света .

Впервые скорость света удалось измерить датскому учёному О. Рёмеру в 1676 году.

Для измерений он использовал расстояния между планетами Солнечной системы.

Рёмер наблюдал затмения спутника Юпитера Ио.

Оле Кристенсен Рёмер

25 сентября 1644 – 19 сентября 1710

Вначале измерения проводились

в то время, когда Земля при своём

движении вокруг Солнца ближе всего

подошла к Юпитеру.

Такие же измерения через 6 месяцев,

когда Земля удалилась от Юпитера

на диаметр своей орбиты.

Спутник опоздал появиться из тени

на 22 минуты,

по сравнению с расчетом.

Рёмер видел, как спутник проходил перед планетой, а затем погружался в её тень и пропадал из поля зрения. Затем он опять появлялся, как мгновенно вспыхнувшая лампа.

Промежуток времени между двумя вспышками оказался равным 42часа 28 минут.

с=214300 км / с

Впервые скорость света лабораторным методом удалось измерить французскому физику И. Физо в 1849 году.

Арман Иполлит Луи Физо

23 сентября 1819 – 18 сентября 1896

Свет от источника попадал на зеркало, затем направлялся на периферию быстро вращающегося колеса.

Затем достигал зеркала, проходил между зубцами и попадал в глаз наблюдателя.

Угловая скорость вращения подбиралась так, чтобы свет после отражения от зеркала за диском попадал в глаза наблюдателю при прохождении через соседнее отверстие .

с=313000 км/с

В настоящее время с помощью лазерной техники скорость света определяется по измерениям длины волны и частоты радиоизлучения независимыми друг от друга способами и вычисляется по формуле :

Вычисления дают:

с=299792456,2 ±1,1 м/с

Измерение скорости света сыграли в физике огромную роль.

Ни одно тело не может иметь

скорость , большую скорости

света в вакууме.

Способствовали доказательству

электромагнитной природы света.

Проверь себя.

1.Что изучает оптика?

2. В чем заключается корпускулярно - волновой дуализм?

3. Почему не удался опыт Галилея по измерению скорости света?

4. В чем состоит астрономический метод измерения скорости света?

5. В чем состоит лабораторный метод измерения скорости света?

6. Чему равна скорость света по современным данным?

7. Какое значение имело измерение скорости света?

Задание на дом:

§§ 36, 37.

Урок 2

Раздел оптики, в котором изучаются законы распространения световой энергии в прозрачных средах на основе представления о световом луче, называется геометрической оптикой.

Источники света

Искусственные

Естественные

Источники света

точечные

протяженные

S

S

размерами

можно

пренебречь.

В

размерами

нельзя

пренебречь

О

А SB – световой пучок.

А

Световой луч – это линия, указывающая направление, вдоль которого распространяется световая энергия.

SO – световой луч

Закон прямолинейного распространения света.

В однородной прозрачной среде свет распространяется прямолинейно.

Тень – область, в которую световая

энергия не поступает .

Полутень – область, в которую световая

энергия поступает частично .

Закон независимости световых пучков.

Световые пучки при пересечении не оказывают ни какого влияния друг на друга (не интерферируют) и распространяются после пересечения независимо друг от друга.

Закон отражения света.

Перпендикуляр к отражающей

поверхности, восстановленный

в точке падения луча

Угол

отражения

Угол

падения

D

С

1

2

4

3

О

Падающий

луч

Отраженный

луч

В

Явление, при котором свет, падающий на поверхность тела, частично или полностью отражается от этой поверхности в ту же среду, из которой он шел, называют отражением света.

рассмотрим

Отражающая

поверхность

Отраженный луч лежит в одной плоскости с

падающим лучом и перпендикуляром к

отражающей поверхности, восстановленным

в точке падения луча.

Угол отражения равен углу падения.

Построение изображения в плоском зеркале.

S

D

C

4

3

5

2

7

O

B

1

A

6

S'

Плоское зеркало дает мнимое изображение (возникает при пересечении продолжений расходящихся лучей) и симметричное относительно плоскости зеркала.

Зеркальное отражение

Диффузное отражение

Закон преломления света.

угол

падения

Перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный

в точке падения луча

Падающий

луч

C

B

A

Преломленный луч

D

угол

преломления

абсолютный показатель

преломления света в среде

Явление изменения направления

распространения света на границе раздела двух сред при переходе из

одной среды в другую называется преломлением света.

Преломленный луч лежит в одной плоскости с падающим лучом и перпендикуляром к границе раздела двух сред, восстановленным в точке падения луча.

Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных двух сред.

1 , то угол преломления меньше угла падения. Если nпреломления больше угла падения. " width="640"

• Если n1 , то угол преломления меньше угла падения.

Если n

преломления больше угла падения.

Полное внутреннее отражение

воздух

среда

Угол полного

внутреннего отражения

Вещество

Вода

Показатель преломления

1,33

Стекло

Предельный угол полного отражения

Алмаз

48,5 º

1,51

2,64

42 º

24,5 º

Проверь себя.

1. Сформулируйте закон прямолинейности распространения света и приведите примеры его проявления.

2. Сформулируйте закон независимости световых пучков и приведите примеры его проявления.

3. Сформулируйте закон отражения света света и приведите примеры его проявления.

4. Сформулируйте закон преломления света света и приведите примеры его проявления.

5. Какое отражение называется зеркальным?

6. Какое отражение называется диффузным? В чем его причина?

7. Какое изображение дает прямое зеркало?

8. Каков физический смысл абсолютного показателя преломления вещества?

9. Какую среду называют оптически более плотной?

10. Какую среду называют оптически менее плотной?

11. Сравните углы падения и преломления при переходе светового луча из среды оптически менее плотной в среду оптически более плотной и наоборот.

12. Что вы можете сказать о лучах падения и отражения, падения и преломления?

13. Что мы называем предельным углом полного отражения?

14. Где используется явление полного отражения?

Задание на дом:

§ 38.

Упражнение 15.

Урок 3 .

• Линза (нем. Lime , от лат. lens — чечевица) — деталь из оптически прозрачного , однородного материала, ограниченная двумя полированными преломляющими поверхностями вращения, например, сферическими или плоской и сферической. В настоящее время всё чаще применяются и «асферические линзы», форма поверхности которых отличается от сферы.
• В качестве материала линз обычно используются оптические материалы, такие как стекло, оптическое стекло, оптически прозрачные пластмассы и другие материалы.
• Линзами также называют и другие оптические приборы и явления, которые создают сходный оптический эффект, не обладая указанными внешними характеристиками.

Линзы, преобразующие

параллельный пучок световых

лучей в расходящийся, называются рассеивающими .

Линзы, преобразующие параллельный пучок световых лучей в сходящийся.называются собирающими .

v

^

Основные геометрические характеристики линзы.

главная плоскость линзы

оптический центр линзы

побочный фокус линзы

главный фокус линзы

главная оптическая ось

фокальная плоскость

побочная оптическая ось

фокусное расстояние

Ход лучей в собирающей линзе.

Ход лучей в рассеивающей линзе.

Построение изображений в собирающей линзе.

Характеристика изображения: мнимое;

прямое;

увеличенное .

Мнимое изображение получается, если преломленные лучи не пересекаются, но находится в точке пересечения продолжений лучей ( невозможно получить на экране).

Построение изображений в собирающей линзе.

Характеристика изображения: изображения нет

(уходит в бесконечность) .

Построение изображений в собирающей линзе.

Характеристика изображения: действительное;

перевернутое;

увеличенное .

Действительное изображение получается, если преломленные лучи пересекаются в одной точке ( можно получить на экране).

Построение изображений в собирающей линзе.

Характеристика изображения: действительное;

перевернутое;

равное .

Построение изображений в собирающей линзе.

Характеристика изображения: действительное;

перевернутое;

уменьшенное .

Построение изображений в рассеивающей линзе.

Характеристика изображения: мнимое;

прямое;

уменьшенное .

Построение изображений в рассеивающей линзе.

Характеристика изображения: мнимое;

прямое;

уменьшенное в два раза.

Построение изображений в рассеивающей линзе.

Характеристика изображения: мнимое;

прямое;

уменьшенное .

Построение изображений в рассеивающей линзе.

Характеристика изображения: мнимое;

прямое;

уменьшенное .

В рассеивающей линзе чем ближе предмет к линзе,

тем больше изображение.

0 Рассеивающая линза: F0 - формула тонкой линзы. " width="640"

Формула тонкой линзы.

- расстояние от предмета до линзы.

- расстояние от линзы до изображения предмета.

- фокусное расстояние.

- подобны

- подобны

Знак слагаемых определяется

характером изображения:

(+) - действительное;

(-) - мнимое.

Собирающая линза: F0

Рассеивающая линза: F0

- формула тонкой линзы.

0 - рассеивающая линза: F0 " width="640"

Увеличение и оптическая сила тонкой линзы.

.

.

- подобны

- увеличение линзы

- увеличение предмета;

- уменьшение предмета;

- оптическая сила линзы

- собирающая линза: F0

- рассеивающая линза: F0

• Собирающие:
• Двояковыпуклая

• плоско-выпуклая

• Рассеивающие:

• двояковогнутая

• плоско-вогнутая

Подумай и установи соответствие физических величин и буквенных обозначений.

Величина.

1

2

Фокусное расстояние.

Буквенное

обозначение.

А

Расстояние от предмета до линзы.

3

4

Абсолютный показатель преломления

Б

n

В

Г

Расстояние от линзы до изображения.

5

6

Г

Увеличение линзы.

D

Оптическая сила линзы.

7

Д

v

8

H

Скорость света в вакууме.

Е

Скорость света в среде.

Ж

h

9

10

F

З

Размера предмета.

f

И

Размер изображения.

К

c

d

Номер

вопроса

Номер

вопроса

Литер ответа

Литер ответа

1

1

Ж

2

2

К

3

3

4

А

4

З

5

5

Б

6

6

В

7

7

И

8

8

Г

9

9

Е

10

10

Д

Заполни

таблицу.

Подумай и установи соответствие физических величин и формулой по которой она определяется.

Величина

1

2

Закон отражения.

Формула

Закон преломления.

А

3

Б

Абсолютный показатель преломления

4

В

5

Относительный показатель преломления

6

Увеличение линзы.

Г

7

Оптическая сила линзы.

Д

8

Формула тонкой линзы.

Е

9

Ж

Формула нахождения размера изображения.

З

Формула нахождения размера предмета.

10

И

Предельный угол полного отражения

К

Номер

вопроса

Номер

вопроса

Литер ответа

Литер ответа

1

1

2

Д

2

З

3

3

А

4

4

И

5

5

В

6

6

Б

7

7

Г

8

8

Е

9

9

К

10

10

Ж

Заполни

таблицу.