Законы отражения и преломления света. Плоское зеркало Лекция 4

Загрузка...





Скачать 308.66 Kb.
НазваниеЗаконы отражения и преломления света. Плоское зеркало Лекция 4
страница1/3
Дата публикации29.11.2014
Размер308.66 Kb.
ТипЗакон
top-bal.ru > Физика > Закон
  1   2   3
Профилактика близорукости.

Пояснительная записка.

Предлагаемый курс рассчитан на ученика средней школы, дополняет базовую программу, не нарушая ее целостности, расширяет базовый курс по физике, является предметно ориентированным и дает учащимся возможность познакомиться интересными, нестандартными вопросами физики, проверить способности к физике.

Вопросы, рассматриваемые в курсе, выходят за рамки обязательного содержания. Вместе с тем, они тесно примыкают к основному курсу. В программе даны содержание и основные понятия курса « Оптика»: строение глаза, близорукость и дальнозоркость, очки; названы умения и навыки, на формирование которых следует ориентировать учащихся; приведен учебно-тематический план с указанием часов, форм проведения занятий; приведены варианты физических упражнений по профилактике близорукости; имеется список литературы. Программа имеет образовательную, просветительскую и воспитательскую составляющую.

Отбирая материал для включения в программу курса, я следовала следующим принципам:

  • доступность

  • научность

  • интересность

  • завершенность

  • способствовать расширению кругозора и включать оригинальный материал, выходящий за рамки школьной программы

Цель данного курса: профилактика прогрессирования близорукости; разработка методики выполнения упражнений в соответствии состоянию здоровья; изучение путей профилактики возникновения и прогрессирования близорукости.

Задачи курса:

  1. развитие творческих способностей учащихся

  2. воспитание личности, умеющей анализировать, самоанализировать и создавать программу саморазвития

  3. воспитание ответственности за собственное благополучие

Дальнейшее формирование следующих умений:

  • знать строение глаза

  • понятие близорукости и дальнозоркости

  • линзы; изображения, даваемые линзой

  • очки (оптическая сила линзы, диоптрия, фокус линзы)

  • пользоваться справочной литературой

Формы проведения занятий:

  1. Лекции, семинары

  2. Работа с рекомендованной литературой

  3. Самостоятельное решение предложенных задач

  4. Экспериментальные работы

Лекция 1. Введение. Значение физической науки в наши дни. Оптика– учение о природе света, световых явлениях и взаимодействии света с веществом. Знакомство с учебными пособиями.

Лекция 2. Линзы. Оптическая сила линзы.

Лекция 3. Законы отражения и преломления света. Плоское зеркало

Лекция 4. Изображения, даваемые линзой.

Лабораторный практикум в присутствии школьного лаборанта физики (2ч)

Лекция 5. Глаз - сложный оптический прибор. Изучение строения глаза: роговица, радужная оболочка, зрачок, хрусталик, стекловидное тело, сетчатка, склера, сосудистая оболочка, зрительный нерв. Структура глаза.

Лекция 6. Близорукость. Дальнозоркость. Что это такое? Что происходит? Причины. Чем опасно?

Контрольная работа

Лекция 7. Комплекс упражнений для глаз. Специальные упражнения для наружных мышц глаз. Физические упражнения для внутренних (цилиарных) мышц глаз.

Лекция 8. Занятия физкультурой при слабой близорукости. Формы самостоятельных занятий. Дыхательные упражнения.

^ Итоговая работа (4ч)

Содержание курса

Лекция 1. Введение. Значение физической науки в наши дни. Оптика– учение о природе света, световых явлениях и взаимодействии света с веществом. Знакомство с учебными пособиями.

Одна из первых теорий света – теория зрительных лучей – была выдвинута греческим философом Платоном около 400 г. до н. э. Данная теория предполагала, что из глаза исходят лучи, которые, встречаясь с предметами, освещают их и создают видимость окружающего мира. Взгляды Платона поддерживали многие ученые древности и, в частности, Евклид (3 в до н. э.), исходя из теории зрительных лучей, основал учение о прямолинейности распространения света, установил закон отражения.

В те же годы были открыты следующие факты:

  1. прямолинейность распространения света;

  2. явление отражения света и закон отражения;

  3. явление преломления света;

  4. фокусирующее действие вогнутого зеркала.

Древние греки положили начало отрасли оптики, получившей позднее название геометрической.

Наиболее интересной работой по оптике, дошедшей до нас из средневековья, является работа арабского ученого Альгазена. Он занимался изучением отражения света от зеркал, явления преломления и прохождения света в линзах. Альгазен впервые высказал мысль о том, что свет обладает конечной скоростью распространения. Эта гипотеза явилась крупным шагом в понимании природы света.

В эпоху Возрождения было совершено множество различных открытий и изобретений; стал утверждаться экспериментальный метод, как основа изучения и познания окружающего мира.

На базе многочисленных опытных фактов в середине XVII века возникают две гипотезы о природе световых явлений:

– корпускулярная, предполагавшая, что свет есть поток частиц, выбрасываемых с большой скоростью светящимися телами;

– волновая, утверждавшая, что свет представляется собой продольные колебательные движения особой светоносной среды – эфира – возбуждаемой

колебаниями частиц светящегося тела.

Все дальнейшее развитие учения о свете вплоть до наших дней – это история развития и борьбы этих гипотез, авторами которых были И. Ньютон и Х. Гюйгенс

^ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

  1. Кириллова И.Г. "Книга для чтения по физике. 6-7 кл.", М., Просвещение.

  2. "Физика - юным", сост. М. Н. Алексеева, М., Просвещение, 1980.

  3. Энциклопедический словарь юного физика, М., Педагогика. 1984.

  4. Горев Л.А."Занимательные опыты по физике", М., Просвещение. 1985.

  5. Энциклопедия здоровья\В.И. Белов. М.:1993 г.

  6. Тренируйте зрение: брошюра\Г.Г. Демирчоглян. М.: 1990 г.

Лекция 2. Линзы. Оптическая сила линзы.

Явление преломления света лежит в основе действия линз и многих оптических приборов, служащих для управления световыми пучками и получения оптических изображений.
Линза обычно – это оптически прозрачное тело, ограниченное сферическими поверхностями.

Вопрос учащимся: Почему свет изменяет своё направление, проходя через линзу?

Ответ: Так как свет два раза проходит через границу раздела двух сред: когда входит в линзу и выходит из неё.

Лекция:

Линзу можно представить, как совокупность призм, а в призме луч света претерпевает двойное преломление, в Библиотеке электронных наглядных пособий по физике, в конструкторе информационных объектов, в разделе Оптика, тонкие линзы, откройте анимацию «Прохождение луча света через треугольную призму» и далее «Двояковыпуклая линза, как совокупность призм».

Существует два вида линз: а) выпуклые и б) вогнутые, в Библиотеке электронных наглядных пособий по физике, в конструкторе информационных объектов, в разделе Оптика, тонкие линзы, откройте рисунок/живопись «Виды линз». А теперь обратите внимание на слайд (слайд 4) на экране, если смотреть слева направо, то мы видим, что выпуклые линзы бывают трёх видов: двояковыпуклые, плосковыпуклые, вогнутовыпуклые, а рассеивающие линзы: двояковогнутые, плосковогнутые, выпукловогнутые.

В школьном курсе физики изучаются так называемые тонкие линзы, это такие линзы, толщина которых много меньше кривизны их поверхности.

Линзы, которые преобразуют пучок параллельных лучей в сходящийся и собирают его в одну точку называют собирающими линзами, в Библиотеке электронных наглядных пособий по физике, в конструкторе информационных объектов, в разделе Оптика, преломление света, откройте рисунок/живопись «Прохождение параллельных лучей через выпуклую линзу». Линзы, которые преобразуют пучок параллельных лучей в расходящийся – рассеивающим, в Библиотеке электронных наглядных пособий по физике, в конструкторе информационных объектов, в разделе Оптика, преломление света, откройте рисунок/живопись «Прохождение параллельных лучей через вогнутую линзу».

А теперь обратите внимание на презентацию «Линзы. Изображения в линзах». Основываясь на полученную информацию, можно сделать вывод: фокус рассеивающей линзы мнимый. Действия линз различной конфигурации, в конечном счёте, бывает либо собирающим, либо рассеивающим. Если средняя часть линзы толще, чем её края, то линза собирающая, а если наоборот, то – рассеивающей.

На слайде 5 вы видите схематическое обозначение линз.

Вопрос учащимся: Какие линзы называют тонкими?
Следующий слайд 6 показывает основные параметры линзы:

- оптический центр линзы;

- оптические оси линзы и главную оптическую ось линзы;

- главные фокусы линзы (действительный и мнимый) и фокальную плоскость;

- побочный фокус.

Кроме фокусного расстояния F, линзы часто характеризуют оптической силой D: Оптическая сила линзы - величина, обратная фокусному расстоянию линзы.

Оптическая сила линзы = 1 / Фокусное расстояние

Оптическая сила, двух соприкасающихся тонких линз, равна сумме их оптических сил

D = 1/F (слайд 7)

При этом F обязательно выражается в метрах. Оптическую силу линзы измеряют в диоптриях:

1 дптр = 1/1м

То есть 1 дптр – это оптическая сила линзы с фокусным расстоянием F = 1 м.

(Слайд 8). Оптическая сила собирающих линз D>0, так как F>0. Для рассеивающих линз D<0, так как F<0.

Практический интерес представляет случай нескольких близкорасположенных линз. В этом случае оптическая сила системы линз равна сумме (обязательно с учётом знака) оптических сил отдельных линз:

Dсист = D1 + D2

Вопросы учащимся:

Перечислите основные линии и точки на линзе.

Сформулируйте формулу для определения оптической силы линзы, в каких единицах она измеряется?

При помощи линз можно не только собирать и рассеивать лучи света, но и получать разнообразные изображения предмета. Именно благодаря этой способности линзы широко используются на практике.

Характер получаемого изображения зависит от взаимного расположения предмета и линзы. Изменяя расстояние между ними, можно увеличить или уменьшить изображение, сделать его прямым или обратным (перевёрнутым), действительным или мнимым.

Как получается изображение? Мы знаем, что любой (видимый) объект представляет собой совокупность светящихся своим или отражённым светом точек. От этих точек исходят расходящиеся пучки лучей, которые после преломления в линзе либо сами, либо своими продолжениями снова сходятся в определённых точках; их совокупность и образует изображение данного предмета.

Для построения изображения каждой точки достаточно двух лучей. Из бесчисленного множества лучей, выходящих из данной точки, выбирают те, ход которых наиболее прост и потому легко может быть воспроизведён в процессе построения изображения. Такими лучами являются: (Слайд 9)

луч, проходящий через центр линзы (при прохождении через линзу этот луч практически не изменяет своего направления);

луч, падающий на линзу параллельно её главной оптической оси (после преломления в линзе этот луч либо сам, если линза собирающая, либо своим продолжением в обратную сторону, если линза рассеивающая, проходит через главный фокус линзы).

Чтобы построить изображение линейного предмета, например стрелки АВ (слайд 10), необходимо построить сначала изображение точки А, затем изображение точки В, после чего надо соединить точки A1 и B1; отрезок A1B1 и будет являться изображением данного предмета.

Используя эти указания, выясним, каким является изображение, даваемое собирающей линзой, при трёх разных расстояниях предмета от линзы.

1. Пусть расстояние от предмета АВ до линзы превышает её фокусное расстояние более чем в 2 раза.

Постоим сначала изображение точки А. Для этого проведём из этой точки два луча, один из которых направим параллельно главной оптической оси линзы (после преломления в линзе он пройдёт через её главный фокус), а другой – через оптический центр линзы. Эти лучи пересекутся в некоторой точке A1. Точка A1 будет изображением точки А.

Построим теперь изображение точки В. Для этого, как и раньше, проведём из неё два луча – один параллельно главной оптической оси линзы, а другой через её центр. Точка пересечения этих лучей B1 будет изображением точки В.

Изображения всех остальных (промежуточных) точек предмета АВ будут лежать между A1 и B1.Соединив эти точки, проведя стрелку от первой из них ко второй, мы получим отрезок A1B1 – изображение предмета АВ.

Мы видим, что если предмет находится за двойным фокусом собирающей линзы, то его изображение является: а)действительным; б) уменьшенным; в) обратным (перевёрнутым).

Такое изображение используется в фотоаппарате.

2. Пусть предмет АВ находится между фокусом и двойным фокусом (слайд 11).

Как и предыдущем случае, проведём сначала два луча из точки А. Точка их пересечения A1 будет изображением точки А. Затем проведём два луча из точки В. Точка их пересечения B1 будет изображением точки В.

Соединим точки A1 и B1 – изображение предмета АВ.

Мы видим, что если предмет находится между фокусом и двойным фокусом собирающей линзы, то его изображение является: а) действительным; б) увеличенным; в)обратным.

Такое изображение используют при работе с проекционными аппаратами.

3. Пусть предмет АВ находится между линзой и её фокусом (слайд 12).

Направив из точки А на линзу два стандартных луча, мы увидим, что после преломления в линзе они выйдут из неё расходящимися. Изображением точки А в этом случае будет точка пересечения не самих лучей, а их продолжений в обратную сторону, таким образом, A1 – это мнимое изображение точки А.

Аналогично получаем точку B1 – мнимое изображение точки В.

Соединив точки A1 и B1, получаем отрезок A1B1 – мнимое изображение предмета АВ.

Итак, если предмет находится между собирающей линзой и её фокусом, то его изображение является: а) мнимым; б) увеличенным; в)прямым.

Такое изображение получают, когда пользуются лупой.

Рассмотрим теперь изображение, даваемое рассеивающей линзой (слайд 13). Эта линза образует расходящийся пучок света. Поэтому действительных изображений с её помощью получить нельзя.

Рассеивающая линза при всех положениях предмета даёт мнимое, уменьшенное и прямоё изображение.

А теперь, чтобы вы наглядно получили представление, как получается изображение в линзе, посмотрите видео «Получение изображения при помощи линз» (Библиотека электронных наглядных пособий).

И в заключение изучения свойств линз познакомимся с формулой тонкой линзы (слайд 14):

1/F = 1/f + 1/d,

где F – фокусное расстояние;

f – расстояние от линзы до изображения;

d – расстояние от линзы до предмета.

Лекция 3. Законы отражения и преломления света. Плоское зеркало

Закон отражения света

Одними из важнейших свойств света являются отражение и преломление. Законы отражения и преломления света изучались в 8-м классе. Вспомним законы отражения света.

(Презентация “Отражение света”, приложение 2)

Слайд 2

Полностью законы формулируются так:

Слайд 3

Угол падения равен углу отражения.

Луч падающий, отраженный и перпендикуляр, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости.

Законы отражения и преломления устанавливались опытным путем. Однако, их можно вывести представляя свет как волну и используя при этом принцип Гюйгенса, который заключается в следующем…

Слайд 4, 5

Принцип Гюйгенса

Каждая точка, до которой дошло возмущение, сама становится источником вторичных сферических волн.

Волновая поверхность – огибающая вторичных волн.

(Модели распространения волн)

Допустим, из некоторой точки распространяется сферическая волна…

Этот принцип справедлив и в случае волн любой формы.

Таким образом, принцип Гюйгенса позволяет с помощью простых геометрических построений находить волновую поверхность в любой момент времени. Используя этот принцип можно показать зависимость угла отражения от угла падения волн на модели. (Динамическая модель отражения волн, приложение 4). Применим принцип Гюйгенса к выводу закона отражения волн.

Слайд 6 (схема вывода закона отражения)

Использование принципа Гюйгенса при математических построениях и дальнейших математических расчетах подтвердило правильность формулировки закона отражения света: угол отражения равен углу падения. Кроме того, оно подтвердило факт обратимости лучей и то, что падающий, отраженный лучи и перпендикуляр, проведенный к поверхности, в точку падения луча лежат в одной плоскости.

Закон преломления света

Следующим важным свойством света является преломление. Вспомним, в чем оно заключается.

Слайд 8 (Модель преломления света, приложение 3)

При переходе света из одной прозрачной среды в другую изменяется направление его распространения. Это явление и носит название преломления. Закон преломления света определяет взаимное расположение падающего луча, преломленного и перпендикуляра к поверхности раздела двух сред. Вспомним законы…

Слайд 9

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

Луч падающий, преломленный и перпендикуляр, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости.

^ ПЛОСКОЕ ЗЕРКАЛО

Как же формируется изображение предмета в зеркале?

Любой предмет состоит из множества точек, поэтому достаточно узнать,

как возникает изображение хотя бы одной точки.

Построим изображение точечного источника света (S) в зеркале. Для этого достаточно проследить ход двух световых лучей. Изображение точки (S штрих) должно появиться на пересечении этих лучей или их продолжений.

Берем самый простой для построения луч - луч, падающий перпендикулярно на поверхность зеркала,

Второй луч - произвольный.

Отраженные лучи строим по закону отражения.

Пересечься в данном случае могут только продолжения лучей

Изображение в плоском зеркале мнимое ("за зеркалом"), прямое (неперевернутое), в натуральную величину и расположено симметрично источнику относительно плоскости зеркала.

Большинство зеркал изготавливается из очень гладкого стекла, покрытого с обратной стороны тонким слоем хорошо отражающего металла, поэтому практически весь падающий на зеркало свет отражается в одном направлении. Любые другие гладкие поверхности (полированные, лакированные, спокойная водная поверхность) тоже могут дать зеркальное отражение.

Если гладкая поверхность еще и прозрачная, то лишь небольшая часть света отразится, и изображение не будет столь ярким.
Если поверхность зеркала изогнутая, то изображение будет искаженным ("кривое зеркало").

Совсем другое отражение получается от шероховатой поверхности.

Из-за неровностей поверхности отраженные лучи направлены в разные стороны.

Такая поверхность дает рассеянный свет (зеркального отражения не будет).

При жизни Ньютон более всего был известен своими исследованиями в области оптики.

А его труд «Оптика» в течение десятилетий считался энциклопедией науки о свете.

В Сиракузах, где по легенде Архимед поджигал с помощью зеркал вражеские корабли, ему был установлен памятник, изображающий ученого со сферическим зеркалом в руках, направленным в сторону моря.

Леонардо да Винчи писал свои трактаты перевернутым шрифтом с помощью зеркала.

Его рукописи впервые были расшифрованы лишь три столетия спустя.

Первый оптический семафорный телеграф связал в конце 17 века Париж с городом Лиллем. К середине 19 века в России действовало уже несколько оптических телеграфных линий, крупнейшей из которых была линия Петербург – Варшава, которая имела 149 промежуточных пунктов. Сигнал между этими городами проходил всего за несколько минут , причем только днем и при хорошей видимости. Живые зеркала – светящиеся в темноте глаза кошки или блестящая рыбья чешуя, переливающаяся всеми цветами радуги – это хорошо отражающие свет поверхности. У некоторых животных работа глаза основана на зеркальной оптике. Природа создала многослойные зеркала. Важной структурой глаза , улучшающей ночное зрение многих наземных животных, ведущих ночной образ жизни – это плоское многослойное зеркальце «тапетум», благодаря которому и светятся в темноте глаза. Поэтому глаз кошки может видеть окружающие предметы при освещенности в 6 раз меньшей, чем требуется человеку. Такое же зеркальце обнаружено у некоторых рыб.
  1   2   3

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Законы отражения и преломления света. Плоское зеркало Лекция 4 iconИнтерференция света
Преломления n=1,2; показатель преломления стекла n=1 Радиус кривизны линзы R=5м. Найти радиус четвёртого тёмного кольца

Законы отражения и преломления света. Плоское зеркало Лекция 4 iconРаспространение света в анизотропных средах
В этом случае показатель преломления, а значит, и скорость световой волны зависят от выбранных в кристалле направлений. В отличие...

Законы отражения и преломления света. Плоское зеркало Лекция 4 iconОдинаковы ли скорости распространения красного и фиолетового излучений в вакууме, в стекле?
Показатель преломления воды при для различных монохромотических лучей видимого излучения находится в интервале от n1=1,3308 до n2=...

Законы отражения и преломления света. Плоское зеркало Лекция 4 iconСказка про Законы
Прежде чем рассказать Вам мою Сказку про Законы, я расскажу, что такое законы, и какие они бывают

Законы отражения и преломления света. Плоское зеркало Лекция 4 iconЛекция за 13 октября 2000 г. (Пм-пу)
Рационализм – вера в то, что существуют универсальные законы бытия. Кто автор – мнения расходятся. У гегеля – мировой разум

Законы отражения и преломления света. Плоское зеркало Лекция 4 iconСказки старого волшебника
Одна обезьяна – дай ей Бог здоровья! – бродила вокруг лагеря людей. И однажды нашла зеркало. Взглянула на себя и подумала: Боже,...

Законы отражения и преломления света. Плоское зеркало Лекция 4 iconЛекция Историография как научная дисциплина Лекция Исторические знания в Древней Руси
Лекция 10. Историческая наука в России в последней трети XIX – начале XX вв.: общие тенденции развития, методологические поиски

Законы отражения и преломления света. Плоское зеркало Лекция 4 iconЗаконы здоровья
Рак болезнь невежества!" Учитывая просьбы читателей, которые полностью совпадают с нашими намерениями, мы представляем новую книгу...

Законы отражения и преломления света. Плоское зеркало Лекция 4 iconПриказ 12. 03. 2014 №88-од г. Касимов Об итогах муниципального этапа...
С 25 января по 1 марта 2014 года в Касимовском районе проходил муниципальный этап Всероссийской выставки конкурса «Зеркало природы...

Законы отражения и преломления света. Плоское зеркало Лекция 4 iconЛекция ауд. 505м
Макроэкономика (лекция) проф. Холопов А. В. зал №7 4,18. IX; 2,16,30. X; 13,27. XI; 11,25. XII



Школьные материалы
Загрузка...


При копировании материала укажите ссылку © 2018
контакты
top-bal.ru

Поиск