Конспект урока по физике на тему "Когерентные источники света" (11 класс)

Название предмета	Физика
Класс	11
УМК	Физика. 11 класс. В.А. Касьянов (базовый уровень), 2014 год
Уровень обучения	базовый
Тема урока	Когерентные источники света.
Общее количество часов, отведённое на изучение темы	1
Место урока в системе уроков по теме	3 урок по теме «Волновые свойства света», 7 часов
Цель урока	Изучить условия, при которых проявляются волновые свойства света; рассмотреть основные когерентные источники.
Задачи урока	Обучающие: рассмотреть понятие когерентность как основное условие интерференции, когерентные источники.
	Развивающие: развитие умения выделять причинно-следственные связи.
	Воспитательные: воспитание интереса к явлениям природы.
Планируемые результаты	Знание когерентных источников света, объяснение интерференции с точки зрения когерентности источников излучения.
Техническое обеспечение урока	Мультимедийный проектор или документ-камера, компьютер, демонстрационный набор «Волновая оптика»

Содержание урока

1.      Организационный этап.

Приветствие обучающихся. Проверка явки и готовности обучающихся к уроку.

2.      Постановка цели и задач урока. Мотивация учебной деятельности обучающихся.

На прошлом уроке мы с вами рассмотрели явление интерференции света, как доказательство его волновой природы.

Почему мы не наблюдаем интерференцию  для световых пучков от ламп в нашем кабинете?

Основным условием интерференции является когерентность источников излучения. О чем пойдет разговор на уроке?

На сегодняшнем уроке нам предстоит рассмотреть условия, при которых наблюдаются устойчивые интерференционные картины, некоторые когерентные источники света и практическое применение интерференции.

3.      Актуализация знаний.

Вопросы обучающимся:

1. В чем заключается явление интерференции?

2. Каким образом можно объяснить причины возникновения этого явления?

3. При каких условиях интерференция волн проявляется осо­бенно отчетливо?

4. Какие  формулы  можно вывести для описания картины интерференции? Для max? Для  min?

5. Какое основное условие должно выполняться, чтобы наблюдалась интерференция?

6. Как добиться, чтобы источники излучения были когерентными?

4.      Первичное усвоение новых знаний.

(Изучение темы на основании рассказа учителя, текста учебника, анимационных схем и демонстрационного эксперимента).

Предлагаю посмотреть анимационные схемы, во время просмотра необходимо отметить основной принцип получения когерентных волн.

(Наблюдение интерференции света на компьютере с применением анимационных схем).

Вывод: основной принцип получения когерентных волн – разделение потока света (излучения) на два луча.

Проверим на практике наше предположение.

  1. Разделение светового потока от источника естественного света для получения когерентных источников возможно следующими способами:

например, с помощью бипризмы Френеля (показать схему).

Демонстрационный эксперимент (выполняет учитель, набор «Волновая оптика»)

 2. Получение картины интерференции при помощи установки «Кольца Ньютона».

Когерентные волны возникают при отражении света от верхней поверхности линзы и от верхней поверхности пластины.

 Можно рассмотреть картину при освещении установки светом разного цвета, т.е. имеющим разную длину волны.

Таким образом, можно проверять качество обработанной поверхности. Если кольца имеют правильную форму,  и нет искажений, то нет и неровностей.

Демонстрационный эксперимент (выполняет учитель, набор «Волновая оптика»)

3. Картину интерференции можно наблюдать при наложении двух стеклянных пластин так, чтобы между ними возник воздушный клин.

Демонстрационный эксперимент (выполняется обучающимися самостоятельно)

4. Когерентные волны от одного источника воз­никают при отражении света от передней и задней   поверхностей   тонких   пленок   (крылья насекомых, разноцветная переливающаяся окраска перьев птиц, перламутровая поверхность раковин и жемчужин, мыльные пузыри, линзы оптических приборов).

Интерференционная картина в тонкой пленке резко зави­сит от ее толщины.

Демонстрационный эксперимент (выполняется обучающимися самостоятельно)

5.      Первичная проверка понимания.

Самостоятельное выполнение демонстрационного эксперимента обучающимися по наблюдению интерференционных картин на различных когерентных источниках света (по ходу урока, опыт 3, 4).

6.      Первичное закрепление.

(Решение проблемных ситуаций). В качестве закрепления предлагаю, решить вопрос практического применения интерференции. Для примера рассмотрим интерференционную картину «кольца Ньютона» на идеально гладкой поверхности и поверхности имеющей дефекты.

Каково различие полученных изображений?

Деталь с поверхностными дефектами дает искаженную картину.

Зависимость интерференционной картины длины волны позволяет осуществлять проверку на дефекты различной величины.

Справка:

Проверка качества обра­ботки поверхности до одной де­сятой длины волны. Несовершенство обра­ботки определяют по искрив­лению интерференционных по­лос, образующихся при отра­жении света от проверяемой поверхности. Интерферометры служат для точного измерения показателя преломления газов и других веществ, длин световых волн.

2. Рассмотрим объектив фотоаппарата.

Почему поверхность объектива в радужных разводах? Явление интерференции в тонких пленках.

С какой целью наносят тонкую пленку на поверхность объектива?

Справка:

Просветление оптики. Объективы фотоаппаратов и кинопроекторов, перископы под­водных лодок и другие оптические устройства состоят из большого числа оптических стекол, линз, призм. Каждая отполиро­ванная поверхность стекла отражает около 5% падающего на нее света. Чтобы уменьшить долю отражаемой энергии, исполь­зуется явление интерференции света. На поверхность оптическо­го стекла наносят тонкую пленку. Толщину пленки подбирают так, чтобы пол­ное гашение при нормальном падении имело место для длин волн средней части спектра (для зеленого цвета): 

.

Чтобы рассчитать толщину пленки в этой формуле необходимо взять длину волны и показатель преломления зеленого света.

Лучи красного и фиолетового цвета ослабляются незначительно. Поэтому объективы оптических приборов в отраженном свете имеют сиреневые оттенки

7.      Информация о домашнем задании, инструктаж по его выполнению.

повтор. § 68-70. Задачи 1,5 стр. 289-290.

8.      Рефлексия (подведение итога).

Прием «Три М». Обучающимся предлагается назвать три момента, которые у них получились хорошо в процессе урока, и предложить одно действие, которое улучшит их работу на следующем уроке.

Спасибо за урок!