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.

Организация экспериментального исследования. Констатирующий эксперимент
Экспериментальная база исследования: г. Егорьевск, школа №3. Экспериментальная группа: 5 детей в возрасте 7 лет. (1класс) Контрольная группа: 5 детей в возрасте 7 лет. (1 класс) Экспериментальная работа строилась по следующим этапам: 1. Констатирующий эксперимент; 2. Формирующий эксперимент; 3. Кон ...

Понятие вычислительного навыка. Психолого-педагогические и методические аспекты формирования вычислительных навыков младших школьников
Формирование у младших школьников вычислительных навыков остаётся одной из главных задач начального обучения математике. В век компьютерной грамотности значимость навыков письменных вычислений, несомненно, уменьшилась. Вместе с тем, научиться быстро и правильно выполнять письменные вычисления важно ...

Волевая готовность к школьному обучению
Уже в дошкольном возрасте ребенок оказывается перед необходимостью преодоления возникающих трудностей и подчинения своих действий поставленной цели. Это приводит к тому, что он начинает сознательно контролировать себя, управлять своими внутренними и внешними действиями, своими познавательными проце ...