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.

Экологическое воспитание и образование школьников
В решении проблем охраны окружающей среды важнейшая роль принадлежит образованию. Уже с самого раннего возраста каждый живущий на Земле человек должен знать к чему приводит беспечное отношение к окружающей среде; он должен знать о заболеваниях, вызванных загрязнением среды; о генетических отклонени ...

Роль краеведческого материала при изучении истории в начальных классах
Краеведческий материал, как наиболее близкий, наглядный и конкретный, способствует более глубокому пониманию общих закономерностей развития общества. И наоборот, знания, полученные на уроках истории отечества, поднимают научный уровень местного материала. Использование краеведческого материала на у ...

Исторические предпосылки возникновения игры
Игра – великое изобретение человека; она имеет для его биологического, социального и духовного развития не меньше, а, может быть, даже и большее значение, чем огонь и колесо.… В ней, как в зеркале отображалась история человечества со всеми его трагедиями и комедиями, сильными и слабыми сторонами. Е ...