Планы-конспекты уроков по оптике для 11 класса

Воспользуемся принципом Гюйгенс – Френеля при рассмотрении отражения плоской световой волны от плоской границы раздела (рисунок 2.13).

Волна называется плоской, если поверхности равной фазы (волновые поверхности) представляют собой плоскости.

Рисунок 2.13 – К выводу закона отражения света на основе принципа Гюйгенса – Френеля

На рисунке 2.13 МN – отражающая поверхность, прямые А1А и В1В – два луча падающей плоской волны (они параллельны друг другу). Перпендикулярная им плоскость АС – волновая поверхность (или фронт) этой волны.

Угол α между падающим лучом и перпендикуляром к отражающей поверхности в точке падения называют углом падения.

Волновую поверхность отраженной волны можно получить, если провести огибающую вторичных волн, центры которых лежат на границе раздела сред. Различные участки волновой поверхности АС достигают отражающей среды не одновременно. Возбуждение колебаний в точке А начнется раньше, чем в точке В, на время , где – скорость волны.

В момент времени, когда волна достигнет точки Вив этой точке начнется возбуждение колебаний, вторичная волна, источником которой является элемент волновой поверхности, центр которого расположен в точке А, уже будет представлять собой полусферу радиусом . Радиусы фронтов вторичных волн, распространяющихся от источников, расположенных в разных точках границы раздела сред в интервале между точками A и В, изменяются так, как показано на рисунке 2.13. Огибающей вторичных волн является плоскость BD, касательная к сферическим поверхностям. Она представляет собой волновую поверхность отраженной волны. Отраженные лучи АА2 и ВВ2 перпендикулярны волновой поверхности BD. Угол между перпендикуляром к отражающей поверхности и отраженным лучом называют углом отражения.

Так как АD = СВ и треугольники ADВ и АСВ прямоугольные, то угол ОВА равен углу САВ. Но α=САВ и 𝛾=ОВА как углы со взаимно перпендикулярными сторонами. Следовательно, угол отражения равен углу падения: .

Кроме того, как следует из построения Гюйгенса, падающий луч, луч отраженный и перпендикуляр, восставленный к границе раздела сред в точке падения, лежат в одной плоскости. Эти два утверждения составляют суть закона отражения света.

Если обратить направление распространения световых лучей, то есть направить свет на границу раздела сред в направлении, противоположном направлению распространения отраженного луча, то отраженный (в исходном опыте) луч будет распространяться в направлении, противоположном направлению падающего луча. Это важное свойство называют обратимостью хода световых лучей. Зная о нём, часто можно упростить решение задач по геометрической оптике.

Правила построения изображений в плоском зеркале, основанные на законе отражения света, рассматривались нами в VIII классе.

Психолого-педагогические особенности подросткового возраста
В подростковом возрасте каждый стоит перед выбором профессии. Каждый пятый подросток расскажет о своих заблуждениях, колебаниях в профессиональном самоопределении. Подростка манят десятки профессий, разобраться в таком разнообразии нелегко. Поэтому перед тем как разрабатывается программа, курс проф ...

Понятие проблемного обучения. Сущность понятия проблемные задания
Традиционный тип объяснительно-иллюстративного обучения в общеобразовательной школе строится, как система усвоения учащимися готовых знаний. Эти знания ими осмыслены и закреплены в памяти и по необходимости могут быть воспроизведены. Но при таком обучении мало внимания обращается на развитие творче ...

Психологические взгляды Гербарта
Педагогическое сознание Гербарта впитало и переработало многие передовые идеи той эпохи французских мыслителей 18 века, немецкой классической философии, филантропистов, Песталоцци, что и позволило ему подойти к разработке основ научной теории воспитания и обучения. Ученый разносторонней эрудиции фи ...