Конспект урока "Преломление света"

Оптические явления

Ход урока

Проверка присутствующих

Мы изучаем тему «Оптические явления».

Этап актуализации

Какую роль играет свет в жизни людей?

Чудный дар природы вечной,
Дар бесценный и святой.
В нем источник бесконечный
Наслажденья красотой.
Солнце, небо, звезд сиянье,
Море в блеске голубом,
Всю природу мирозданья
Мы лишь в свете познаем.

Давайте подумаем: Каким бы был наш мир без света? (устные ответы, рисунки, эссе).

Именно свет, приходящий на Землю от Солнца, создаёт условия,необходимые для существования жизни на планете.

Повторение темы отражение света:

Вспомним закон прямолинейного распространения света. (ответ учащихся)

Что является доказательством данного закона? (ответы учащихся)

Доказательством этого закона является образование тени и полутени. (нарисовать на доске рисунки)

 Что называется углом падения света?   Углом падения луча назовем угол a между падающим лучом и перпендикуляром к границе раздела двух сред в точке излома луча.

Что называется углом отражения света? Угол отражения - угол между нормалью к поверхности и отраженным лучом света.

 Сформулируйте закон отражения и нарисуйте на доске рисунок. Закон отражения: Падающий луч, отраженный луч и перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости, причем угол отражения равен углу падения луча.

Сегодня мы продолжим изучать свойства света.

Приходилось ли вам наблюдать картину, при которой предметы, находящиеся на дне под водой кажутся нам гораздо ближе, чем это есть на самом деле?

Посмотрите на стакан с водой, в который опущен карандаш. Карандаш кажется переломанным в месте перехода в воду. Демонстрация: стакан с водой и карандаш (ручка)

На самом деле карандаш целый. А создает эту иллюзию явление, которое называется преломление света.

Тема нашего сегодняшнего урока: «Преломление света».

Давайте рассмотрим закономерности этого оптического явления и попробуем понять его причину.

Рассмотрим рисунок и введем несколько определений:

 Как вы уже знаете

·         Углом падения луча называется угол a между падающим лучом и перпендикуляром к границе раздела двух сред в точке излома луча.

·         А Углом преломления луча назовем угол g между преломленным лучом и перпендикуляром к границе раздела двух сред в точке излома луча.

Закон преломления света:

Луч падающий, луч преломленный и перпендикуляр ,проведенный к границе раздела в точке падения, лежат в одной плоскости; отношение синусов углов падения и преломления есть величина постоянная для данных сред (относительный показатель преломления)

n — постоянная величина, не зависящая от угла падения

Рассмотрим свойство падающего и преломленного луча: Падающий и преломленный свет взаимно обратимы: если падающий луч будет пущен по направлению преломленного луча, то луч преломленный пойдет по направлению падающего:

лучи обращены вспять

исходный вариант

Если луч падает перпендикулярно границе раздела двух сред, то он не преломляется.

Величина, показывающая, во сколько раз скорость света в среде отличается от скорости света в вакууме, называется показателем преломления среды.

Абсолютный показатель преломления

Абсолютный показатель преломления - это показатель преломления среды относительно вакуума.

Он равен отношению скорости света в вакууме к скорости света в данной среде.

Относительный показатель преломления

Физический смысл относительного показателя преломления (иначе показателя преломления второй среды относительно первой):

он показывает во сколько раз скорость света в той среде, из которой луч выходит, больше скорости света в той среде, в которую он входит.

Среда с меньшим абсолютным показателем преломления называется оптически менее плотной средой.

Абсолютные показатели преломления света:

Алмаз 2,42. Кварц 1,54. Воздух (при нормальных условиях) 1,00029. Этиловый спирт 1,36. Вода 1,33. Лёд 1,31. Скипидар 1,47. Плавленый кварц 1,46. Крон 1,52. Лёгкий флинт 1,58. Хлорид натрия (соль) 1,53.

Если луч переходит из среды оптически менее плотной в среду оптически более плотную

(n2>n1), то угол преломления меньше угла падения. рисунок

Какая среда оптически более плотная?  рисунок

Одной из основных деталей многих оптических приборов является стеклянная треугольная призма. На рис  показан ход луча в такой призме: в результате двукратного преломления треугольная призма отклоняет падающий на неё луч в сторону к своему основанию.

Нарисуйте ход лучей в призме. рисунок

Доклады учащихся:

·         Мираж

·         Радуга

·         Гало…

Мираж - это оптическое атмосферное явление преломления и отражения световых лучей. Оно возникает, когда в нижних слоях атмосферы образуется несколько чередующихся слоев воздуха различной плотности и температуры, поэтому солнечные лучи, проходя через них, идут не прямолинейно, а искривленно. В результате этого на горизонте или над ним появляется зеркальное изображение отдаленных, но реально существующих мест.

Мираж - оптическое явление в атмосфере, состоящее в том, что вместе с отдалённым предметом (или участком неба) видно его мнимое изображение, смещенное относительно предмета

Верхний мираж наблюдается над холодной земной поверхностью при инверсионном распределении температуры (при росте её с высотой), нижний мираж - при очень большом вертикальном градиенте температуры (т. е. сильном падении её с высотой) над перегретой ровной поверхностью (пустыня, дорога). Мнимое изображение неба создаёт при этом иллюзию воды на поверхности.

Так, уходящая вдаль дорога в жаркий летний день кажется мокрой. Боковой мираж иногда наблюдается у сильно нагретых стен или скал. Сложные явления миража с резким искажением вида предметов носят название фата-моргана.

Ра́дуга — атмосферное оптическое и метеорологическое явление, наблюдаемое обычно в поле повышенной влажности. Оно выглядит как разноцветная дуга или окружность, составленная из цветов спектра (глядя снаружи — внутрь дуги: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый. Эти семь цветов — основные названия цветов, которые принято выделять в радуге в русской культуре (возможно, вслед за Ньютоном, см. ниже), но следует иметь в виду, что на самом деле спектр непрерывен, и цвета эти в радуге переходят друг в друга с плавным изменением через множество промежуточных оттенков.

Радуга возникает из-за того, что солнечный свет испытывает преломление в капельках воды дождя или тумана, парящих в атмосфере. Эти капельки по-разному отклоняют свет разных цветов (показатель преломления воды для более длинноволнового (красного) света меньше, чем для коротковолнового (фиолетового), поэтому красный свет меньше отклоняется при преломлении — красный на 137°30’, фиолетовый на 139°20’ и т. д.), в результате чего белый свет разлагается в спектр. Данное явление вызвано дисперсией. Наблюдателю кажется, что из пространства по концентрическим кругам (дугам) исходит разноцветное свечение (при этом источник яркого света всегда должен находиться за спиной наблюдателя).

Условия для появления радуги:

·         Наблюдатель находится между Солнцем и дождем.

·         Солнце расположено низко (не выше 42 градусов над горизонтом)

Вопросы на закрепление нового материала

В каком случае угол преломления луча равен углу падения?

если показатели преломления обеих сред одинаковы и если луч перпендикулярен к поверхности раздела сред

Почему отражение предмета в воде всегда менее ярко, чем сам предмет?

на границе сред воздух-вода свет частично преломляется, частично отражается

Каков физический смысл относительного показателя преломления?

Физический смысл относительного показателя преломления (иначе показателя преломления второй среды относительно первой):

он показывает во сколько раз скорость света в той среде, из которой луч выходит, больше скорости света в той среде, в которую он входит.

Какова скорость света в вакууме?

с=3*10 ⁸ м/с

Почему возникает радуга?

Радуга возникает из-за того, что солнечный свет испытывает преломление в капельках воды дождя или тумана, парящих в атмосфере.

Какие вы знаете виды миража.

Расскажите о них.

Верхний мираж наблюдается над холодной земной поверхностью при инверсионном распределении температуры (при росте её с высотой), нижний мираж - при очень большом вертикальном градиенте температуры (т. е. сильном падении её с высотой) над перегретой ровной поверхностью (пустыня, дорога). Мнимое изображение неба создаёт при этом иллюзию воды на поверхности.

Так, уходящая вдаль дорога в жаркий летний день кажется мокрой. Боковой мираж иногда наблюдается у сильно нагретых стен или скал. Сложные явления миража с резким искажением вида предметов носят название фата-моргана.

Задачи из задачника Лукашика В. И. №1560-1562

Дополнительная задача: Найти угол падения луча, если угол преломления равен 60 градусам, а показатель преломления среды равен 1,56 (стекло).

Выводы

Мы познакомились с понятием преломления света

Узнали, что является причиной образования радуги и миража

Домашнее задание и оценки за урок.

·         Лукашик В. И. задачник: №1563-1565

·         Учить законы отражения и преломления.