Урок 12. Световые волны
Геометрическая оптика. Прямолинейное распространение света.
Принцип Гюйгенса, законы отражения и преломления света, границы их применимости;
Ключевые слова: оптика; свет; световой луч; преломление; отражение; показатель преломления.
Оптика – раздел физики, изучающий световые явления, выясняющий физическую природу и свойства света, закономерности его излучения и взаимодействия с веществом.
Геометрическая оптика – раздел оптики, изучающий законы распространения света в прозрачных средах и законы его отражения от зеркальных поверхностей на основе представления о световых лучах.
Волоконная оптика — раздел оптики, который изучает систему передачи света и изображений с помощью световодов.
Световой луч – линия, вдоль которой распространяется световая энергия.
Свет – это электромагнитное излучение, воспринимаемое человеческим глазом.
Скорость света – абсолютная величина скорости распространения электромагнитных волн в вакууме.
Преломление света – явление изменения направления распространения света при прохождении через границу раздела сред с разными оптическими свойствами.
Закон прямолинейного распространения света: в однородной оптической среде свет распространяется прямолинейно.
Закон отражения света: луч падающий, луч отражённый и нормаль к отражающей поверхности в точке падения лежат в одной плоскости, причём угол падения равен углу отражения.
Отражение света — явление изменения направления распространения света на границе двух сред, при котором свет остается в первой среде.
Угол падения – угол между падающим лучом и нормалью к отражающей поверхности в точке падения.
Угол отражения – угол между нормалью к отражающей поверхности и отражённым лучом.
Плоская волна – волна, у которой поверхности равной фазы (волновые поверхности) и соответственно фронт волны имеет форму плоскости.
Список обязательной литературы и дополнительная литература:
Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Чаругин В.М.. Физика.11 класс. Учебник для общеобразовательных организаций М.: Просвещение, 2017. С.170 – 190.
Теоретический материал для самостоятельного изучения
Геометрическая оптика – раздел оптики, изучающий законы распространения света в прозрачных средах на основе представления о нем как о совокупности световых лучей. Световой луч – это линия, указывающая, в каком направлении свет переносит энергию.
В соответствии с двумя способами передачи энергии от источника к приёмнику в XVII в. возникли две противоречащие друг другу теории света: а) корпускулярная теория света Ньютона; б) волновая теория света Гюйгенса.
Скорость распространения света в веществе всегда меньше, чем в вакууме.
В основе геометрической оптики лежат четыре закона: закон прямолинейного распространения света; закон независимости световых лучей; закон отражения света; закон преломления света. С помощью принципа Гюйгенса можно вывести и объяснить законы распространения света.
Законы отражения и преломления света. Полное внутреннее отражение.
Законы преломления света:
Луч падающий, перпендикуляр к границе раздела двух сред в точке падения и преломленный луч лежат в одной плоскости.
Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данной пары сред:
С учетом показателя преломления закон преломления света можно записать в виде
где n21 – относительный показатель преломления второй среды относительно первой;
n2 и n1 – абсолютные показатели преломления второй и первой среды соответственно
42. Законы отражения и преломления света. Полное внутреннее отражение.
Полное внутреннее отражение
Если световые лучи из оптически более плотной среды 1 падают на границу раздела с оптически менее плотной средой 2 (n1 n2),то угол падения меньше угла преломления . При увеличении угла падения можно подойти к такому его значению пр, когда преломленный луч заскользит по границе раздела двух сред и не попадет во вторую среду,
Угол преломления , при этомвся световая энергия отражается от границы раздела.
Предельным углом полного внутреннего отражения прназывается угол, при котором преломленный луч скользит вдоль поверхности двух сред,
При переходе из среды оптически менее плотной в среду более плотную полное внутреннее отражение невозможно.
Законы отражения и преломления света. Полное внутреннее отражение.
Угол падения — угол a между направлением падающего луча и перпендикуляром к границе раздела двух сред, восстановленным в точке падения.
Угол отражения — угол βмежду этим перпендикуляром и направлением отраженного луча.
1. Луч падающий, перпендикуляр к границе раздела двух сред в точке падения и луч отраженный лежат в одной плоскости.
Преломлением света называют изменение направления световых лучей при переходе света из одной прозрачной среды в другую.
Угол преломления — угол b между тем же перпендикуляром и направлением преломленного луча.
Скорость света в вакуумес= 3*10 8 м/с
Абсолютный показатель преломления среды показывает, во сколько раз скорость света v в данной среде меньше, чем скорость света с в вакууме.
Абсолютный показатель преломления для вакуумаравен 1
Скорость света в воздухе очень мало отличается от значения с, поэтому
Абсолютный показатель преломления для воздухабудем считать равным 1
Относительный показатель преломления показывает, во сколько раз изменяется скорость света при переходе луча из первой среды во вторую.
1. Луч падающий, перпендикуляр к границе раздела двух сред в точке падения и преломленный луч лежат в одной плоскости.
2. Отношение синуса угла падения a к синусу угла преломления b есть величина постоянная для данной пары сред:
где V1 и V2 – скорости распространения света в первой и второй среде.
С учетом показателя преломления закон преломления света можно записать в виде
где n21 – относительный показатель преломления второй среды относительно первой;
n2 и n1– абсолютные показатели преломления второй и первой среды соответственно
Угол преломления b= 90°, при этом вся световая энергия отражается от границы раздела.
Предельным углом полного внутреннего отражения aпр называется угол, при котором преломленный луч скользит вдоль поверхности двух сред,
