KNOWLEDGE HYPERMARKET

Закон преломления света
 
(1 промежуточная версия не показана)
Строка 1: Строка 1:
<metakeywords>Гипермаркет Знаний - первый в мире!, Гипермаркет Знаний, Физика и астрономия, Физика, 11 класс,  урок, на Тему,  Закон преломления света  </metakeywords>  
<metakeywords>Гипермаркет Знаний - первый в мире!, Гипермаркет Знаний, Физика и астрономия, Физика, 11 класс,  урок, на Тему,  Закон преломления света  </metakeywords>  
-
'''[[Гипермаркет знаний - первый в мире!|Гипермаркет знаний]]&gt;&gt;[[Физика и астрономия|Физика и астрономия]]&gt;&gt;[[Физика 11 класс|Физика 11 класс]]&gt;&gt; Закон преломления света'''  
+
'''[[Гипермаркет знаний - первый в мире!|Гипермаркет знаний]]&gt;&gt;[[Физика и астрономия|Физика и астрономия]]&gt;&gt;[[Физика 11 класс|Физика 11 класс]]&gt;&gt; Закон преломления света''' <br> <br>
 +
 
 +
<h2>Закон преломления света</h2>
 +
 
 +
Явление преломления света, наверное, каждый не раз встречал в повседневной жизни. Например, если опустить в прозрачный стакан с водой трубочку, то можно заметить, что та часть трубочки, которая находится в воде, кажется сдвинутой в сторону. Это объясняется тем, что на границе двух сред происходит изменение направления лучей, иными словами преломления света.
 +
 
 +
Точно так же, если опустить в воду под наклоном линейку, будет казаться, что она преломилась и ее подводная часть поднялась выше.
 +
<br>
<br>
 +
[[Image:11kl_Prelom01.jpg|500x500px|прелом света 11 кл]]
<br>
<br>
-
<br>
+
Ведь оказывается, что лучи света, оказавшись на границе воздуха и воды, испытывают преломление. Луч света попадает на поверхность воды под одним углом, а дальше он уходит вглубь воды под другим углом, под меньшим наклоном к вертикали.
-
'''&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; § 61&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; ЗАКОН ПРЕЛОМЛЕНИЯ СВЕТА'''<br><br>Напомним, в чем состоит явление преломления света. Выведем затем закон преломления с помощью принципа Гюйгенса.
+
<br>
 +
[[Image:11kl_Prelom02.jpg|500x500px|прелом света 11 кл]]
 +
<br>
 +
 
 +
Если пустить из воды в воздух обратный луч, он пройдет по тому же самому пути.
 +
Угол между перпендикуляром к поверхности раздела сред в точке падения и падающим лучом называется углом падения.
-
'''Наблюдение преломления света.''' На границе двух сред свет меняет направление своего распространения. Часть световой энергии возвращается в первую среду, т. е. происходит отражение света. Если вторая среда прозрачна, го свет частично может пройти через границу сред, также меняя при этом, как правило, направление распространения.<br>
+
Угол преломления – это угол между тем же самым перпендикуляром и преломленным лучом.
 +
Преломления света на границе двух сред объясняется различной скоростью распространения света в этих средах. При преломлении света всегда выполнятся две закономерности:
-
'''''Это явление называется преломлением света.'''''<br>
+
• Во-первых, лучи, независимо от того он падающий или преломленный, а также и перпендикуляр, который является границей раздела двух сред в точке излома луча - всегда лежат в одной плоскости;<br>
-
Вследствие преломления наблюдается кажущееся изменение формы предметов, их расположения и размеров. В этом нас могут убедить простые наблюдения. Положим на дно пустого непрозрачного стакана монету или другой небольшой предмет. Подвинем стакан так, чтобы центр монеты, край стакана и глаз находились на одной прямой. <br>&nbsp;<br>[[Image:10.02-38.jpg]]<br><br>Не меняя положения головы, будем наливать в стакан воду. Но мере повышения уровня воды дно стакана с монетой как бы приподнимается. Монета, которая ранее была видна лишь частично, теперь будет видна полностью. Установим наклонно карандаш в сосуде с водой. Если посмотреть на сосуд сбоку, то можно заметить, что часть карандаша, находящаяся в воде, кажется сдвинутой в сторону.
+
• Во-вторых, отношение sіnus угла падения к sіnus угла преломления, являются постоянной величиной для двух этих сред.<br>
-
Эти явления объясняются изменением направления лучей на границе двух сред — преломлением света.<br>
+
Эти два утверждения выражают закон преломления света.
-
Закон преломления света определяет взаимное расположение падающего луча АВ (рис. 8.6), преломленного луча DB и перпендикуляра СЕ к поверхности раздела сред, восставленного в точке падения. Угол [[Image:7.02-6.jpg]] называется '''''углом падения''''', а угол [[Image:7.02-42.jpg]] — '''''углом преломления'''''.<br>
+
<br>
 +
[[Image:11kl_Prelom03.jpg|500x500px|прелом света 11 кл]]
 +
<br>
 +
 +
Sіnus угла падения α относится к sіnus угла преломления β, так же как скорость волны в первой среде - v1 к скорости волны во второй среде - v2, и равен величине n. N – это постоянная величина, которая не зависит от угла падения. Величина n называется показателем преломления второй среды относительно первой среды. И если в качестве первой среды был вакуум, то показатель преломления второй среды называют абсолютным показателем преломления. Соответственно он равен отношению sіnus угла падения к sіnus угла преломления при переходе светового луча из вакуума в данную среду.
-
Падающий, отраженный и преломленный лучи нетрудно наблюдать, сделав узкий световой пучок видимым. Ход такого пучка в воздухе можно проследить, если пустить в воздух немного дыма или же поставить экран под небольшим углом к лучу. Преломленный пучок виден также в подкрашенной флюоресцином воде аквариума (рис. 8.7).<br>
+
Показатель преломления зависит от характеристик света, от температуры вещества и от его плотности, то есть от физических характеристик среды.
-
'''Вывод закона преломления света.''' Закон преломления света был установлен опытным путем в XVII в. Мы его выведем с помощью принципа Гюйгенса.<br>
+
Чаще приходится рассматривать переход света через границу воздух-твердое тело или воздух-жидкость, чем через границу вакуум-определенная среда.
-
Преломление света при переходе из одной среды в другую вызвано различием в скоростях распространения света в той и другой среде. Обозначим скорость волны в первой среде через [[Image:7.02-7.jpg]]<sub>1</sub>, а во второй через [[Image:7.02-7.jpg]]<sub>2</sub>.<br>
+
Следует отметить так же, что относительные показатель преломления двух веществ равен отношению из абсолютных показателей преломления.
-
Пусть на плоскую границу раздела двух сред (например, из воздуха в воду) падает плоская световая волна (рис. 8.8). Обозначим через АС фронт волны в тот момент, когда волна достигнет точки А. Луч В<sub>1</sub>В достигнет границы раздела двух сред спустя время [[Image:7.02-12.jpg]]t:<br>&nbsp;<br>[[Image:10.02-39.jpg]]<br>&nbsp;<br>Когда волна достигнет точки В, вторичная волна во второй среде от источника, находящегося в точке А, уже будет иметь вид полусферы радиусом<br><br>AD = [[Image:7.02-7.jpg]]<sub>2</sub>[[Image:7.02-12.jpg]]t<br><br>[[Image:10.02-40.jpg]]<br><br>Фронт преломленной волны можно получить, проведя поверхность, касательную ко всем фронтам вторичных волн во второй среде, источники которых находятся на границе раздела сред. В данном случае это плоскость BD. Она является огибающей вторичных волн.
+
Давайте познакомится с этим законом с помощью простых физических опытов, которые доступы вам всем в бытовых условиях.
-
Угол падения [[Image:7.02-6.jpg]]. луча А<sub>1</sub>А равен углу CAB в треугольнике ABC (углы между двумя взаимно перпендикулярными сторонами). Следовательно,<br><br>СВ = [[Image:7.02-7.jpg]]<sub>1</sub>[[Image:7.02-12.jpg]]t = АВ sin [[Image:7.02-6.jpg]].&nbsp;&nbsp; &nbsp;(8.2)<br><br>Угол преломления [[Image:7.02-42.jpg]] равен углу ABD треугольника ABD. Поэтому<br><br>AD = [[Image:7.02-7.jpg]]<sub>2</sub>[[Image:7.02-12.jpg]]t = АВ sin [[Image:7.02-42.jpg]].&nbsp;&nbsp; &nbsp;(8.3)<br><br>Разделив почленно уравнение (8.2) на уравнение (8.3), получим<br>
+
'''Опыт 1.'''
-
<br>[[Image:10.02-41.jpg]]<br>&nbsp;<br>где n — постоянная величина, не зависящая от угла падения. Сформулируем законы преломления света.<br>'''''<br>1)&nbsp;&nbsp; &nbsp;Падающий луч, преломленный луч и нормаль к границе раздела двух сред в точке падения лежат в одной плоскости.<br>'''''
+
Положим монету в чашку так, чтобы она скрылась за краем чашки, а теперь будем наливать в чашку воду. И вот что удивительно: монета показалась из-за края чашки, будто бы она всплыла, или дно чашки поднялось вверх.
-
'''''2)&nbsp;&nbsp; &nbsp;Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для этих двух сред, равная относительному показателю преломления второй среды относительно первой.'''''<br><br>Убедиться в справедливости закона преломления можно экспериментально, измеряя углы падения и преломления и вычисляя отношение их синусов при различных углах падения. Это отношение остается неизменным.<br>
+
<br>
 +
[[Image:11kl_Prelom04.jpg|500x500px|прелом света 11 кл]]
 +
<br>
 +
 +
Нарисуем монету в чашке с водой, и идущие от нее лучи солнца. На границе раздела воздуха и воды эти лучи преломляются и выходят из воды под большим углом. А мы видим монету в том месте, где сходятся линии преломленных лучей. Поэтому видимое изображение монеты находится выше, чем сама монета.
-
'''Показатель преломления.''' Из принципа Гюйгенса не только следует закон преломления, но с помощью этого принципа раскрывается физический смысл показателя преломления. Он равен отношению скоростей света в средах, на границе между которыми происходит преломление:<br>&nbsp;<br>[[Image:10.02-42.jpg]]<br>&nbsp;<br>Если угол преломления [[Image:7.02-42.jpg]] меньше угла падения [[Image:7.02-6.jpg]], то согласно уравнению (8.4) скорость света во второй среде меньше, чем в первой.<br>
+
<br>
 +
[[Image:11kl_Prelom05.jpg|500x500px|прелом света 11 кл]]
 +
<br>
 +
 +
'''Опыт 2.'''
-
Показатель преломления среды относительно вакуума называют абсолютным показателем преломления этой среды. Он показывает, во сколько раз скорость света в вакууме больше, чем в среде, и равен отношению синуса угла падения к синусу угла преломления при переходе светового луча из вакуума в данную среду:[[Image:10.02-43.jpg]].
+
Поставим на пути параллельных лучей света наполненную водой емкость с параллельными стенками. На входе из воздуха в воду все четыре луча повернулись на некоторый угол, а на выходе из воды в воздух они повернулись на тот же самый угол, но в обратную сторону.
-
Пользуясь формулой (8.5), можно выразить относительный показатель преломления через абсолютные показатели преломления n<sub>1</sub> и n<sub>2</sub> первой и второй сред.<br><br>[[Image:10.02-44.jpg]]<br>&nbsp;<br>Среду с меньшим абсолютным показателем преломления принято называть оптически менее плотной средой.
+
<br>
 +
[[Image:11kl_Prelom06.jpg|500x500px|прелом света 11 кл]]
 +
<br>
 +
 +
Увеличим наклон лучей, и на выходе они все равно останутся параллельными, но сильнее сдвинутся в сторону. Из-за этого сдвига книжные строчки, если посмотреть на них сквозь прозрачную пластину, кажутся перерезанными. Они сместись вверх, как поднималась вверх монета в первом опыте.
-
Абсолютный показатель преломления определяется скоростью распространения света в данной среде, которая зависит от физических свойств и состояния среды, т. е. от температуры вещества, его плотности, наличия в нем упругих напряжений. Показатель преломления зависит также и от длины волны [[Image:7.02-35.jpg]]. света. Для красного света он меньше, чем для зеленого, а для зеленого меньше, чем для фполетового. Поэтому в таблицах значений показателей преломления для разных веществ обычно указывается, для какого света приведено данное значение пив каком состоянии находится среда. Если таких указаний нет, то это означает, что зависимостью от приведенных факторов можно пренебречь.
+
<br>
 +
[[Image:11kl_Prelom07.jpg|500x500px|прелом света 11 кл]]
 +
<br>
 +
 +
Все прозрачные предметы мы, как правило, видим исключительно благодаря тому, что свет преломляется и отражается на их поверхности. Если бы такого эффекта не существовало, то все эти предметы были бы полностью невидимыми.
-
В большинстве случаев приходится рассматривать переход света через границу воздух — твердое тело или воздух — жидкость, а не через границу вакуум — среда. Однако абсолютный показатель преломления n<sub>2</sub> твердого или жидкого вещества отличается от показателя преломления того же вещества относительно воздуха незначительно. Так, абсолютный показатель преломления воздуха при нормальных условиях для желтого света равен примерно
+
'''Опыт 3.'''
-
n<sub>1&nbsp;[[Image:7.02-38.jpg]]</sub> 1,000292. Следовательно,<br>&nbsp;<br>[[Image:10.02-45.jpg]]<br><br>Значения показателей преломления для некоторых веществ относительно воздуха приведены ниже в таблице (данные относятся к желтому свету).<br><br>[[Image:10.02-46.jpg]]<br>&nbsp; <br>'''Ход лучей в треугольной призме'''. С помощью закона преломления света можно рассчитать ход лучей в различных оптических устройствах, например в треугольной призме, изготовленной из стекла или другого прозрачного материала.<br><br>[[Image:10.02-47.jpg]]<br>&nbsp;<br>На рисунке 8.9 изображено сечение стеклянной призмы плоскостью, перпендикулярной ее боковым ребрам. Луч в призме отклоняется к основанию, преломляясь на гранях OA и ОВ. Угол [[Image:7.02-29.jpg]] между этими гранями называют преломляющим углом призмы. Угол [[Image:7.02-43.jpg]] отклонения луча зависит от преломляющего угла [[Image:7.02-29.jpg]] призмы, показателя преломления n материала призмы и угла падения [[Image:7.02-6.jpg]]. Он может быть вычислен с помощью закона преломления (см. формулу (8.4)). При малых углах [[Image:7.02-6.jpg]] и [[Image:7.02-29.jpg]] [[Image:7.02-43.jpg]] [[Image:7.02-38.jpg]] (n - 1)[[Image:7.02-29.jpg]], &nbsp; где n — относительный&nbsp; показатель преломления.<br><br>На основе принципа Гюйгенса выведен закон преломле ния света.
+
Опустим пластину из оргстекла в сосуд с прозрачными стенками. Ее прекрасно видно. А теперь зальем в сосуд подсолнечное масло, и пластина стала почти невидимой. Дело в том, что световые лучи на границе масла и оргстекла почти не преломляются, вот пластина и становится пластиной невидимой.
-
<br>[[Image:7.02-1.jpg]]<br>1.&nbsp;&nbsp; &nbsp;Каков физический смысл показателя преломления!<br>2.&nbsp;&nbsp; &nbsp;Чем отличается относительный показатель преломления от абсолютного!<br><br><br><br><br>
+
<br>
 +
[[Image:11kl_Prelom08.jpg|500x500px|прелом света 11 кл]]
 +
<br>
 +
 +
<h2>Ход лучей в треугольной призме</h2>
-
<br> ''Мякишев Г. Я., Физика. 11 класс&nbsp;: учеб. для общеобразоват. учреждений&nbsp;: базовый и профил. уровни / Г. Я. Мякишев, Б. В. Буховцев, В. М. Чаругин; под ред. В. И. Николаева, Н. А. Парфентьевой. — 17-е изд., перераб. и доп. — М.&nbsp;: Просвещение, 2008. — 399 с&nbsp;: ил.''
+
В различных оптических приборах довольно часто используют треугольную призму, которая может быть изготовлена из такого материала, как стекло, или же  из других прозрачных материалов.
-
<br> <sub>Календарно-тематическое планирование по физике, видео по физике [[Гипермаркет знаний - первый в мире!|онлайн]], Физика и астрономия в школе [[Физика и астрономия|скачать]]</sub>
+
При прохождении через треугольную призму лучи преломляются на обеих поверхностях. Угол φ между преломляющими поверхностями призмы называется преломляющим углом призмы.
 +
Угол отклонения Θ зависит от показателя преломления n призмы и угла падения α.
-
<br>  
+
    Θ = α + β1 - φ, f= φ + α1
 +
 +
<br>
 +
[[Image:11kl_Prelom09.jpg|500x500px|прелом света 11 кл]]
 +
<br>
-
'''<u>Содержание урока</u>'''
+
<h2>Интересные факты</h2>
-
<u></u>'''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] конспект урока'''
+
 
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] опорный каркас 
+
Все вы знаете известную считалочку для запоминания цветов радуги. Но почему эти цвета всегда располагаются в таком порядке, как они получаются из белого солнечного света, и почему в радуге нет никаких других цветов кроме этих семи известно не каждому. Объяснить это легче на опытах и наблюдениях.
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] презентация урока
+
 
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] акселеративные методы
+
Красивые радужные цвета мы можем видеть на мыльных пленках, особенно если эти пленки совсем тонкие. Мыльная жидкость стекает вниз и в этом же направлении движутся цветные полосы.
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] интерактивные технологии
+
 
 +
<br>
 +
[[Image:11kl_Prelom10.jpg|500x500px|прелом света 11 кл]]
 +
<br>
   
   
-
'''<u>Практика</u>'''
+
Возьмем прозрачную крышку от пластиковой коробки, а теперь наклоним ее так, чтобы от крышки отразился белый экран компьютера. На крышке появятся неожиданно яркие радужные разводы. А какие прекрасные радужные цвета видны при отражении света от компакт-диска, особенно если посветить на диск фонариком и отбросить эту радужную картину на стену.  
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] задачи и упражнения
+
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] самопроверка
+
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] практикумы, тренинги, кейсы, квесты
+
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] домашние задания
+
-
  [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] дискуссионные вопросы
+
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] риторические вопросы от учеников
+
-
 
+
-
'''<u>Иллюстрации</u>'''
+
-
<u></u>'''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] аудио-, видеоклипы и мультимедиа '''
+
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] фотографии, картинки
+
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] графики, таблицы, схемы
+
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] юмор, анекдоты, приколы, комиксы
+
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] притчи, поговорки, кроссворды, цитаты
+
   
   
-
'''<u>Дополнения</u>'''
+
<br>
-
<u></u>'''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] рефераты'''
+
[[Image:11kl_Prelom11.jpg|500x500px|прелом света 11 кл]]
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] статьи
+
<br>
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] фишки для любознательных
+
 
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] шпаргалки
+
Первым появление радужных цветов попробовал объяснить великий английский физик Исаак Ньютон. Он пропустил в темную комнату узкий пучок солнечного света, а на его пути поставил треугольную призму. Выходящий из призмы свет образует цветную полосу, которая называется спектром. Меньше всего в спектре отклоняется красный цвет, а сильнее всего - фиолетовый. Все остальные цвета радуги располагаются между этими двумя без особо резких границ.
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] учебники основные и дополнительные
+
 
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] словарь терминов                         
+
<br>
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] прочие
+
[[Image:11kl_Prelom12.jpg|500x500px|прелом света 11 кл]]
-
'''<u></u>'''
+
<br>
-
<u>Совершенствование учебников и уроков
+
-
</u>'''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] исправление ошибок в учебнике'''
+
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] обновление фрагмента в учебнике
+
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] элементы новаторства на уроке
+
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] замена устаревших знаний новыми
+
-
 
+
-
'''<u>Только для учителей</u>'''
+
-
<u></u>'''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] идеальные уроки '''
+
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] календарный план на год 
+
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] методические рекомендации 
+
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] программы
+
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] обсуждения
+
   
   
 +
<h2>Лабораторный опыт</h2>
 +
 +
В качестве источник белого света выберем яркий светодиодный фонарик. Чтобы сформировать узкий световой пучок поставим одну щель сразу за фонариком, а вторую непосредственно перед призмой. На экране видна яркая радужная полоса, где хорошо различимы красный цвет,  зеленый и синий. Они и составляют основу видимого спектра.
 +
 +
<br>
 +
[[Image:11kl_Prelom13.jpg|500x500px|прелом света 11 кл]]
 +
<br>
   
   
-
'''<u>Интегрированные уроки</u>'''<u>
+
Поставим на пути цветного пучка цилиндрическую линзу и настроим ее на резкость – пучок на экране собрался в узкую полоску, все цвета спектра смешались, и полоска снова стала белой.
-
</u>
+
-
<br>  
+
Почему же призма превращает белый свет в радугу? Оказывается, дело в том, что все цвета радуги уже содержатся в белом свете. Показатель преломления стекла различается для лучей разного цвета. Поэтому призма отклоняет эти лучи по-разному.
 +
 
 +
<br>
 +
[[Image:11kl_Prelom14.jpg|500x500px|прелом света 11 кл]]
 +
<br>
 +
 +
Каждый отдельный цвет радуги является чистым и его уже нельзя расщепить на другие цвета. Ньютон доказал это на опыте, выделив из всего спектра узкий пучок и поставив на его пути вторую призму, в которой никакого расщепления уже не произошло.
-
Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, [http://xvatit.com/index.php?do=feedback напишите нам].  
+
Теперь мы знаете, как призма разлагает белый свет на отдельные цвета. А в радуге капельки воды работают как маленькие призмы.
-
Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - [http://xvatit.com/forum/ Образовательный форум].
+
Но если посветить фонариком на компакт-диск работает немного другой принцип, несвязанный с преломление света через призму. Эти принципы будут изучаться в дальнейшем, на уроках физики, посвященным свету и волновой природе света.

Текущая версия на 16:19, 19 сентября 2015

Гипермаркет знаний>>Физика и астрономия>>Физика 11 класс>> Закон преломления света

Содержание

Закон преломления света

Явление преломления света, наверное, каждый не раз встречал в повседневной жизни. Например, если опустить в прозрачный стакан с водой трубочку, то можно заметить, что та часть трубочки, которая находится в воде, кажется сдвинутой в сторону. Это объясняется тем, что на границе двух сред происходит изменение направления лучей, иными словами преломления света.

Точно так же, если опустить в воду под наклоном линейку, будет казаться, что она преломилась и ее подводная часть поднялась выше.


прелом света 11 кл

Ведь оказывается, что лучи света, оказавшись на границе воздуха и воды, испытывают преломление. Луч света попадает на поверхность воды под одним углом, а дальше он уходит вглубь воды под другим углом, под меньшим наклоном к вертикали.


прелом света 11 кл

Если пустить из воды в воздух обратный луч, он пройдет по тому же самому пути. Угол между перпендикуляром к поверхности раздела сред в точке падения и падающим лучом называется углом падения.

Угол преломления – это угол между тем же самым перпендикуляром и преломленным лучом. Преломления света на границе двух сред объясняется различной скоростью распространения света в этих средах. При преломлении света всегда выполнятся две закономерности:

• Во-первых, лучи, независимо от того он падающий или преломленный, а также и перпендикуляр, который является границей раздела двух сред в точке излома луча - всегда лежат в одной плоскости;

• Во-вторых, отношение sіnus угла падения к sіnus угла преломления, являются постоянной величиной для двух этих сред.

Эти два утверждения выражают закон преломления света.


прелом света 11 кл

Sіnus угла падения α относится к sіnus угла преломления β, так же как скорость волны в первой среде - v1 к скорости волны во второй среде - v2, и равен величине n. N – это постоянная величина, которая не зависит от угла падения. Величина n называется показателем преломления второй среды относительно первой среды. И если в качестве первой среды был вакуум, то показатель преломления второй среды называют абсолютным показателем преломления. Соответственно он равен отношению sіnus угла падения к sіnus угла преломления при переходе светового луча из вакуума в данную среду.

Показатель преломления зависит от характеристик света, от температуры вещества и от его плотности, то есть от физических характеристик среды.

Чаще приходится рассматривать переход света через границу воздух-твердое тело или воздух-жидкость, чем через границу вакуум-определенная среда.

Следует отметить так же, что относительные показатель преломления двух веществ равен отношению из абсолютных показателей преломления.

Давайте познакомится с этим законом с помощью простых физических опытов, которые доступы вам всем в бытовых условиях.

Опыт 1.

Положим монету в чашку так, чтобы она скрылась за краем чашки, а теперь будем наливать в чашку воду. И вот что удивительно: монета показалась из-за края чашки, будто бы она всплыла, или дно чашки поднялось вверх.


прелом света 11 кл

Нарисуем монету в чашке с водой, и идущие от нее лучи солнца. На границе раздела воздуха и воды эти лучи преломляются и выходят из воды под большим углом. А мы видим монету в том месте, где сходятся линии преломленных лучей. Поэтому видимое изображение монеты находится выше, чем сама монета.


прелом света 11 кл

Опыт 2.

Поставим на пути параллельных лучей света наполненную водой емкость с параллельными стенками. На входе из воздуха в воду все четыре луча повернулись на некоторый угол, а на выходе из воды в воздух они повернулись на тот же самый угол, но в обратную сторону.


прелом света 11 кл

Увеличим наклон лучей, и на выходе они все равно останутся параллельными, но сильнее сдвинутся в сторону. Из-за этого сдвига книжные строчки, если посмотреть на них сквозь прозрачную пластину, кажутся перерезанными. Они сместись вверх, как поднималась вверх монета в первом опыте.


прелом света 11 кл

Все прозрачные предметы мы, как правило, видим исключительно благодаря тому, что свет преломляется и отражается на их поверхности. Если бы такого эффекта не существовало, то все эти предметы были бы полностью невидимыми.

Опыт 3.

Опустим пластину из оргстекла в сосуд с прозрачными стенками. Ее прекрасно видно. А теперь зальем в сосуд подсолнечное масло, и пластина стала почти невидимой. Дело в том, что световые лучи на границе масла и оргстекла почти не преломляются, вот пластина и становится пластиной невидимой.


прелом света 11 кл

Ход лучей в треугольной призме

В различных оптических приборах довольно часто используют треугольную призму, которая может быть изготовлена из такого материала, как стекло, или же из других прозрачных материалов.

При прохождении через треугольную призму лучи преломляются на обеих поверхностях. Угол φ между преломляющими поверхностями призмы называется преломляющим углом призмы. Угол отклонения Θ зависит от показателя преломления n призмы и угла падения α. 

   Θ = α + β1 - φ, f= φ + α1


прелом света 11 кл

Интересные факты

Все вы знаете известную считалочку для запоминания цветов радуги. Но почему эти цвета всегда располагаются в таком порядке, как они получаются из белого солнечного света, и почему в радуге нет никаких других цветов кроме этих семи известно не каждому. Объяснить это легче на опытах и наблюдениях.

Красивые радужные цвета мы можем видеть на мыльных пленках, особенно если эти пленки совсем тонкие. Мыльная жидкость стекает вниз и в этом же направлении движутся цветные полосы.


прелом света 11 кл

Возьмем прозрачную крышку от пластиковой коробки, а теперь наклоним ее так, чтобы от крышки отразился белый экран компьютера. На крышке появятся неожиданно яркие радужные разводы. А какие прекрасные радужные цвета видны при отражении света от компакт-диска, особенно если посветить на диск фонариком и отбросить эту радужную картину на стену.


прелом света 11 кл

Первым появление радужных цветов попробовал объяснить великий английский физик Исаак Ньютон. Он пропустил в темную комнату узкий пучок солнечного света, а на его пути поставил треугольную призму. Выходящий из призмы свет образует цветную полосу, которая называется спектром. Меньше всего в спектре отклоняется красный цвет, а сильнее всего - фиолетовый. Все остальные цвета радуги располагаются между этими двумя без особо резких границ.


прелом света 11 кл

Лабораторный опыт

В качестве источник белого света выберем яркий светодиодный фонарик. Чтобы сформировать узкий световой пучок поставим одну щель сразу за фонариком, а вторую непосредственно перед призмой. На экране видна яркая радужная полоса, где хорошо различимы красный цвет, зеленый и синий. Они и составляют основу видимого спектра.


прелом света 11 кл

Поставим на пути цветного пучка цилиндрическую линзу и настроим ее на резкость – пучок на экране собрался в узкую полоску, все цвета спектра смешались, и полоска снова стала белой.

Почему же призма превращает белый свет в радугу? Оказывается, дело в том, что все цвета радуги уже содержатся в белом свете. Показатель преломления стекла различается для лучей разного цвета. Поэтому призма отклоняет эти лучи по-разному.


прелом света 11 кл

Каждый отдельный цвет радуги является чистым и его уже нельзя расщепить на другие цвета. Ньютон доказал это на опыте, выделив из всего спектра узкий пучок и поставив на его пути вторую призму, в которой никакого расщепления уже не произошло.

Теперь мы знаете, как призма разлагает белый свет на отдельные цвета. А в радуге капельки воды работают как маленькие призмы.

Но если посветить фонариком на компакт-диск работает немного другой принцип, несвязанный с преломление света через призму. Эти принципы будут изучаться в дальнейшем, на уроках физики, посвященным свету и волновой природе света.

Источник — «http://edufuture.biz/index.php?title=%D0%97%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%BD_%D0%BF%D1%80%D0%B5%D0%BB%D0%BE%D0%BC%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F_%D1%81%D0%B2%D0%B5%D1%82%D0%B0»

Авторські права | Privacy Policy |FAQ | Партнери | Контакти | Кейс-уроки

©  Автор системы образования 7W и Гипермаркета Знаний - Владимир Спиваковский

При использовании материалов ресурса
ссылка на edufuture.biz обязательна (для интернет ресурсов - гиперссылка).
edufuture.biz 2008-© Все права защищены.
Сайт edufuture.biz является порталом, в котором не предусмотрены темы политики, наркомании, алкоголизма, курения и других "взрослых" тем.

Разработка - Гипермаркет знаний 2008-

Ждем Ваши замечания и предложения на email:
По вопросам рекламы и спонсорства пишите на email: