Planul PL înfășoară valurile secundare în cel de-al doilea mediu și este suprafața undelor valului refractat.
Unghiul de incidență a al razei este egal cu unghiul DAB din triunghiul ADB (laturile unuia dintre aceste unghiuri sunt perpendiculare pe laturile celuilalt). Prin urmare,
DB = u1Dt = AB sina (1)
Raza refractată este continuarea razei extrase de la punctul de rupere la interfața media. Unghiul dintre raza refractată și KL normală la suprafață se numește unghiul de refracție # 946; ("Beta" este litera alfabetului grecesc).
Unghi de refracție # 946; este egal cu unghiul ABC al triunghiului ACB. prin urmare
AC = u2Dt = AB sin # 946; (2)
Împărțirea termenilor egali (1) și (2) pe termen obținem:
unde este o constantă care nu depinde de unghiul de incidență al razei.
Relația (3) exprimă legea refracției luminii:
Raportul sinusului dintre unghiul de incidență și sinusul unghiului de refracție este o constantă pentru aceste două medii; Incidentul și fasciculul refractat și perpendicularul, reconstruite la suprafață la punctul de incidență, se află în același plan.
Experimentarea confirmării legii refracției. Fixăm jumătate de cilindru de sticlă pe discul optic astfel încât centrul să coincidă cu centrul discului (figura 13).
Fig. 13. Confirmarea experimentală a legii refracției
Un fascicul de lumină de la iluminator este îndreptat spre el. Vedem fasciculul reflectat OB și raza refractată OE. Măsurarea unghiurilor de incidență - # 945; și refracție - # 946; va arăta că raportul sinusului lor la diferite unghiuri de incidență rămâne neschimbat și este egal cu n2,1.
Indici de refracție relativi și absoluți. Cantitatea care intră în legea refracției luminii se numește indicele relativ de refracție sau indicele de refracție al celui de-al doilea mediu față de primul. Folosind principiul Huygens, semnificația fizică a indicelui de refracție relativ este dezvăluită. Indicele de refracție relativ este egal cu raportul dintre vitezele de lumină în mediul la limita căruia are loc refracția:
unde n21 este o constantă care nu depinde de incidența fasciculului.
Dacă viteza luminii din cel de-al doilea mediu este mai mică decât în prima, unghiul de refracție # 946; mai puțin decât unghiul de incidență.
indicele de refracție cu privire la vid este numit un indice de refracție absolut al mediului. Este raportul dintre sinusul unghiului de incidență la sinusul unghiului de refracție la trecerea de la fasciculul de lumină într-un mediu de vacuum și o viteză relativă a luminii în vid la viteza luminii în mediul # 965;:
unde n este indicele de refracție absolut.
De cele mai multe ori este necesar să se ia în considerare trecerea luminii prin interfața aer-solidă sau aer-lichid și nu prin limita vid-mediu. Cu toate acestea, indicele de refracție absolut al unei substanțe solide sau lichide este puțin diferit de indicele de refracție al aceleiași substanțe în raport cu aerul.
Indicele de refracție relativ n2,1 poate fi exprimat în termeni de indice de refracție absolut n1 și n2 al primului și celui de-al doilea mediu. De la n1 și n2, atunci
Din cele două medii în care viteza este mai mică, se spune că este mai densă din punct de vedere optic, iar cea în care viteza luminii este mai mare este optic mai puțin densă. De exemplu, sticla este un mediu optic mai dens decât aerul, iar gheața este optic mai puțin densă decât apa.
Când studiază tema "Rezolvarea problemelor", se stabilesc obiectivele:
1) educație - formarea abilității de a aplica legile reflexiei și refracției luminii în rezolvarea problemelor,
2) dezvoltarea - dezvoltarea competențelor pentru a confirma practic legile reflexiei și refracției luminii în rezolvarea problemelor,
3) educație - dezvoltarea de abilități pentru formularea corectă a soluției de probleme.
Când studiază tema "Dispersia luminii. Lucrarea de laborator "Observarea dispersiei luminii" urmărește:
1) educațional - formarea conceptului de dispersie a luminii, pentru a fi convins de compoziția complexă a luminii albe,
2) dezvoltarea - dezvoltarea abilităților pentru a confirma practic observațiile în timpul desfășurării lucrărilor de laborator,
3) educație - dezvoltarea abilităților pentru elaborarea corectă a unui raport privind activitatea de laborator.
Dispersia luminii. Fenomenul descompunerii luminii albe în spectru cu ajutorul unei prisme de sticlă a fost studiat mai întâi de I. Newton. După ce a pus o prismă pe calea unui fascicul îngust de soare, a primit pe perete o bandă irizantă, pe care a numit-o spectrul (figura 14a, b).
Figura 14. Experiența lui Newton.
În spectrul luminii albe, I. Newton a desemnat șapte culori: roșu, portocaliu, galben, verde, albastru, albastru și violet.
Explicând rezultatele acestui experiment, Newton a ajuns la concluzia că lumina albă are o compoziție complexă, grinzile de lumină de diferite culori sunt refractate cu materia inegal. Razele violet sunt mai puternic refractate și mai puțin roșii în culoare (Figura 14, b). Datorită faptului că unghiul de refracție din prisma este diferit pentru razele de diferite culori, acestea ies din ea separate.
I. Newton privind experiența, de asemenea, a arătat că, din anumite culori spectrale, este posibil să se obțină lumină albă.
Se știe că lumina reprezintă unde electromagnetice. Culoarea văzută de ochi este determinată de frecvența valului. De exemplu, o lumină roșie corespunde unei unde cu o frecvență de 4 * 1014 Hz, iar cea purpurie - 8 * 1014 Hz. În consecință, formarea unui spectru cu prisma indică existența unei dependențe a indicelui de refracție n al sticlei de frecvența # 957; lumină: n = f (). Acest fenomen a fost numit dispersia luminii (de la dispergul latin - de a se dispersa, de a se risipi).
Viteza luminii în vid este de aproximativ 300.000.000 m / s. Viteza în vid pentru lumina de orice frecvență este aceeași. Indicele de refracție absolut al mediului este n =. Să exprimăm din această formulă viteza luminii din materie :. Prin urmare, lumina roșie se propagă în materie cu o rată mai mare decât violet, deoarece indicele de refracție pentru ea este mai mic decât pentru lumina violetă.
Dispersia este fenomenul dependenței indicele de refracție sau a vitezei luminii de frecvență.
Când studiază tema "Interferența luminii. Lucrarea de laborator "Observarea interferenței luminii" stabilește următoarele obiective:
1) educațional - formarea conceptului de interferență a luminii,
2) dezvoltarea - dezvoltarea abilităților pentru a confirma practic observațiile în timpul desfășurării lucrărilor de laborator,
3) educație - dezvoltarea abilităților pentru elaborarea corectă a unui raport privind activitatea de laborator.
Când studiază tema "Rezolvarea problemelor", se stabilesc obiectivele:
1) educație - formarea abilităților de rezolvare a problemelor legate de aplicarea legilor de propagare rectilinie, reflexie și refracție a luminii,
2) dezvoltarea - dezvoltarea abilităților pentru a confirma practic legile propagării rectilinii, reflexiei și refracției luminii în rezolvarea problemelor,
3) educație - dezvoltarea de abilități pentru formularea corectă a soluției de probleme.
Astfel, alegerea anumitor tehnici, utilizarea elementelor tehnologice va permite proiectarea procesului de învățare astfel încât lecția să îndeplinească cerințele moderne și să evocă interesul elevilor.
2.2 Experimentul fizic în studiul temei "Undele luminoase"
Trimiteți-le prietenilor: