Презентация по физике по теме "Оптика" 11 класс

• 1 слайд

  Отражение света, преломление света. Линзы. Построение изображений в линзах. Формула тонкой линзы, увеличение линзы.
  

• 2 слайд

  Что такое свет?
  «Пусть три столетья минуло с тех пор,
  Еще не разрешился этот спор.
  Один сказал, что свет это – волна,
  подобна механической она.
  Другой сказал, что свет – поток частиц
  В любой среде не знает он границ.
  Свет твоего окна –
  он квант или волна.»
  

• 3 слайд

  Исаак Ньютон
  
  Свет представляет собой поток частиц - корпускул
  
  

• 4 слайд

  Христиан Гюйгенс
  
  Распространение света представляет собой волновой процесс
  
  

• 5 слайд

  Джеймс Максвелл
  
  Свет – это электромагнитная волна
  
  

• 6 слайд

  Макс Планк Альберт Эйнштейн
  
  Возбужденные атомы вещества испускают световую энергию порциями – квантами (фотонами)
  
  

• 7 слайд

  Свет
  390 нм
  750нм
  Прямолиней-
  ное распростране-
  ние
  Преломление
  Отражение
  
  Дифракция
  Интерферен-
  ция
  Дисперсия
  Поляризация
  Свет – электромагнитная волна
  Свет – поток фотонов.
  

• 8 слайд

  Прямолинейное распространение света
  «Когда заря,светясь по сосняку,
  Горит, горит,и лес уже не дремлет,
  И тени сосен падают в реку.
  И свет бежит на улицы деревни,
  Когда смеясь, на дворике глухом
  Встречают солнце взрослые и дети»
  «Утро»
  Н.Рубцов.
  

• 9 слайд

  Закон прямолинейного распространения света
  В однородной прозрачной среде свет распространяется прямолинейно
  Доказательства: солнечное и лунное затмения
  

• 10 слайд

  Принцип Гюйгенса
  Сформулирован в 1660 году: Каждая точка среды, до которой дошло возмущение, является источником вторичных сферических волн, огибающая которых показывает новое положение волнового фронта
  
  Христиан Гюйгенс (1629 – 1695)
  

• 11 слайд

  Принцип Ферма (принцип минимального времени)
  В пространстве между двумя точками свет распространяется по тому пути, вдоль которого время его прохождения минимально
  Для оптики можно сформулировать так: из одной точки в другую свет распространяется по линии с наименьшей оптической длиной пути
  Пьер Ферма (1601 – 1665)
  

• 12 слайд

  Законы отражения света
  Луч падающий и луч отраженный лежат в одной 
  плоскости с перпендикуляром к отражающей поверхности.
  Угол отражения луча равен углу его падения < β = < α
  
  
  
  
  
  <α – угол падения луча – угол между падающим лучом и перпендикуляром
  <β – угол отражения луча – угол между отраженным лучом и перпендикуляром
  Падающий и отраженный лучи обладают свойством обратимости
  

• 13 слайд

  Виды отражений света
  Зеркальное
  
  Диффузное (рассеянное)
  
  

• 14 слайд

  Зеркальное отражение
  S
  S1
  M
  N
  O
  O1
  O2
  OS = OS1
  После отражения от зеркальной плоской поверхности лучи идут так, как будто они испущены из одной точки S1.
  

• 15 слайд

  Изображение в плоском зеркале
  мнимое – т.е. находится на пересечении продолжений лучей, а не самих лучей;
  прямое – т.е. не перевернутое;
  равное по размерам предмету;
  симметричное относительно плоскости зеркала.
  
  
  
  

• 16 слайд

  Изображение предмета в плоском зеркале
  Для построения изображения предмета в плоском зеркале достаточно построить точки, симметричные точкам предмета относительно плоскости зеркала.
  

• 17 слайд

  Изображения в двух зеркалах
  Угол между зеркалами 120°, видим 2 изображения кувшина
  Угол между зеркалами 90°, видим 3 изображения кувшина
  

• 18 слайд

  Изображения в двух зеркалах
  Угол между зеркалами 60°, видим 5 изображений кувшина
  Угол между зеркалами 45°, видим 7 изображений кувшина
  

• 19 слайд

  Диффузное отражение
  S
  Отраженные от шероховатой поверхности лучи направлены случайным образом.
  Такое отражение называется диффузным или
  рассеянным.
  

• 20 слайд

  Применение законов отражения света
  Оптические приборы:
  
  Бинокль
  Перископ
  

• 21 слайд

  Применение законов отражения света
  Оптические приборы: уголковый отражатель
  
  Ход лучей в отражателе
  Светоотражающие полоски на форме
  

• 22 слайд

  Применение законов отражения света
  Оптическая иллюзия:
  
  Благодаря зеркалам создается впечатление, что по сцене театра движутся маленькие человечки или предметы
  

• 23 слайд

  Применение законов отражения света
  Угловой калейдоскоп: только 8 фишек действительные, остальные – их отражения
  Изображения в калейдоскопе
  

• 24 слайд

  Применение законов отражения света
  Зеркальный шар на дискотеке
  Драгоценные камни
  

• 25 слайд

  Применение законов отражения света
  Интерьер квартиры:
  Зеркальная плитка
  

• 26 слайд

  Применение законов отражения света
  Подача сигналов бедствия
  в автономной ситуации
  

• 27 слайд

  Преломление света
  
  Явление изменения направления распространения света на границе раздела двух сред при переходе из одной среды в другую называется преломлением света.
  
  

• 28 слайд

  Преломление света
  SO – падающий луч;
  OS1 - отраженный луч;
  OS2 - преломленный луч;
  α – угол падения;
  β – угол отражения;
  γ - угол преломления.
  α
  β
  γ
  S
  S1
  S2
  1
  2
  o
  

• 29 слайд

  ЗАКОНЫ ПРЕЛОМЛЕНИЯ СВЕТА
  α
  β
  γ
  граница раздела
  1. Падающий луч, преломленный луч и перпендикуляр в точку падения лежат в одной плоскости
  2. Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления равно обратному
  отношению показателей преломления сред
  n2
  n1
  

• 30 слайд

  n 2,1 – относительный показатель преломления второй среды относительно первой.
  

• 31 слайд

  Если обозначить скорость распространения света в первой среде V1,
  а во второй – V2, то
  n = V1/ V2
  Показатель преломления вещества относительно вакуума называется абсолютным показателем преломления.
  n1 = с / V1 n2 = с / V2
  
  Откуда: n2,1 = n2 / n1
  n1 и n2 – абсолютные показатели преломления первой и второй сред.
  

• 32 слайд

  Абсолютный показатель преломления среды - физическая величина, равная отношению скорости света в вакууме к скорости света в данной среде:
                                 n = с / U
  
     Абсолютный показатель преломления среды показывает во сколько раз скорость распространения света в данной среде меньше, чем скорость света в вакууме:
  U  = n / c
  
  Для любой среды n > 1. Чем больше абсолютный показатель преломления среды, тем меньше скорость распространения в ней.
  Это надо знать
  

• 33 слайд

  Показатель преломления воды
  n = U1 / U2 = sinα / sinβ
  U1 – скорость света в воздухе – 300 000 км/c
  U2 - скорость света в воде – 225 000 км/c
  n = 300 000 / 225 000 = 1,33
  

• 34 слайд

• 35 слайд

  Зависимость угла преломления от вещества
  Если n>1, то угол
  преломления меньше
  угла падения.
  
  
  
  
  
  
  Если n<1, то угол
  преломления больше
  угла падения.
  

• 36 слайд

  Явление полного отражения света.
  При некотором угле падения α угол
  преломления β становится практически
  равным 900.
  
  
  Что будет, если увеличивать угол
  падения?
  
  Достигнув границы раздела двух
  сред , луч отразится обратно
  внутрь стекла.
  

• 37 слайд

  Явление, при котором весь падающий свет отражается в более плотную среду, называется полным отражением света.
  
  

• 38 слайд

  Предельный угол полного отражения
  Переход между двумя любыми средами:
  
  
  
  Переход в вакуум или в воздух:
  
  
  
  
  γ = 90o
  α0
  α0
  n1 > n2
  n2
  n1
  1
  

• 39 слайд

  При прохождении света через плоскопараллельную пластину свет дважды на своем пути претерпевает преломление, в результате чего луч падающий на пластину и луч выходящий из нее оказываются параллельными, но смещенными друг относительно
  друга. Поэтому стеклянная пластинка не искажает, а только смещает предметы относительно их действительного
  положения.
  
    
  
  
  Преломление света в стеклянной пластинке
  с параллельными гранями
  

• 40 слайд

  θ1
  θ2
  α11
  β1
  α2
  β2
  
  При прохождении через стеклянную призму свет отклоняется к
  основанию призмы.
  

• 41 слайд

  Преломление белого света в стеклянной призме
  

• 42 слайд

  Жгуты из стержней – световодов используют в медицине для исследования внутренних органов.
  

• 43 слайд

  Рене Декарт
  Декарт Рене (31.III.1596
  11.II.1650) - французский философ, физик, математик и физиолог. В 1638 году вышел в свет труд "Диоптрика", где содержались законы распространения, отражения и преломления света. Декарт положил начало оптике как науке.
  

• 44 слайд

  Линза – прозрачное тело, ограниченное двумя сферическими поверхностями.
  

• 45 слайд

• 46 слайд

  Виды линз
  Собирающие
  Рассеивающие
  

• 47 слайд

  Собирающие линзы (толстая середина, тонкие края)
  
  - линзы, преобразующие параллельный пучок световых лучей в сходящийся.
  плоско-выпуклая
  двояковыпуклая
  вогнуто-выпуклая
  

• 48 слайд

  Рассеивающие линзы (тонкая середина, толстые края)
  – линзы, преобразующие параллельный пучок световых лучей в расходящийся
  двояковогнутая
  выпукло-вогнутая
  плоско-вогнутая
  

• 49 слайд

  Тонкая линза- линза у которой толщина пренебрежимо мала по сравнению с радиусами кривизны ее поверхностей
  Главное свойство тонкой линзы:
  - все приосевые лучи, вышедшие из какой-либо точки предмета и прошедшие сквозь тонкую линзу, собираются этой линзой снова в одной точке. Благодаря этому свойству с помощью линз можно получать изображения различных предметов.
  

• 50 слайд

  Геометрические свойства линз
  Главная оптическая ось – прямая О1О2, на которой лежат центры сферических поверхностей, ограничивающих линзу.
  Главная плоскость линзы – плоскость, проходящая через центр линзы (т. О) перпендикулярно главной оптической оси
  

• 51 слайд

  Геометрические свойства линз
  Главная оптическая ось – прямая, на которой лежат центры обеих сферических поверхностей, ограничивающих линзу (О1О2) – является осью симметрии линзы.
  Главная плоскость линзы – плоскость, проходящая через центр линзы (точку О) перпендикулярно главной оптической оси. Точка О – оптический центр линзы (свет, проходящий через эту точку – не преломляется).
  

• 52 слайд

  Геометрические свойства линз
  Главный фокус собирающей линзы (F) – точка на главной оптической оси, в которой собираются лучи, падающие параллельно главной оптической оси, после преломления их в линзе
  Фокусное расстояние (ОF) – расстояние от главного фокуса до центра линзы (О). У собирающей линзы фокус действительный, потому – положительный.
  

• 53 слайд

  Геометрические свойства линз
  Фокус – точка, в которой после преломления собираются все лучи, падающие на линзу параллельно главной оптической оси.
  Фокусное расстояние – расстояние от линзы до ее фокуса.
  Оптическая сила линзы – величина, обратная ее фокусному расстоянию:
  Фокальная плоскость – плоскость, проведенная через фокус, перпендикулярно главной оптической оси.
  F
  О
  1
  2
  3
  
  1
  2
  3
  F'
  

• 54 слайд

  Построение изображений в линзах
  

• 55 слайд

  Изображение линз на чертеже
  Тонкие линзы на чертежах условно изображают стрелками
  Собирающая - края тонкие
  Рассеивающая - края толстые
  

• 56 слайд

  А1
  А
  В
  Фокальная плоскость
  В1
  F
  F
  Построение изображения предмета в собирающей линзе
  

• 57 слайд

  F
  Построение изображения предмета в рассеивающей линзе
  А
  В
  F
  В1
  А1
  

• 58 слайд

  Ход лучей в собирающей линзе
  
  
  1 – луч, параллельный
  главной оптической оси,
  преломляясь проходит
  через главный фокус
  3 – луч, идущий через
  оптический центр,
  не преломляется
  2 – луч, проходящий через главный фокус, после преломления в линзе идет параллельно главной оптической оси
  

• 59 слайд

  Построение изображений в тонкой линзе. 1.Точечный источник света, находящийся на главной оптической оси
  

• 60 слайд

  Увеличение линзы – отношение высоты изображения к высоте предмета.
  
  При прямом изображении предмета в линзе увеличение положительно (Г>0), а при перевернутом – отрицательно (Г<0).
  При увеличенном изображении предмета в линзе модуль увеличения больше единицы (|Г|>1), а при уменьшенном – меньше единицы (|Г|<1)
  
  Г=H/h
  

• 61 слайд

  2. Предмет находится за двойным фокусом линзы (d>2F)
  

• 62 слайд

  3. Предмет находится между двойным фокусом и фокусом линзы (2F>d>F)
  

• 63 слайд

  3. Предмет находится на фокусном расстоянии от линзы (d=F)
  A
  B
  Изображение:
  отсутствует
  (лучи параллельны друг другу)
  

• 64 слайд

  4. Предмет находится между главным фокусом и линзой (d<F)
  h
  A
  B
  A'
  B'
  Изображение:
  мнимое (f<0),
  увеличенное,
  прямое
  H>h
  Г<0, |Г|>1
  H
  

• 65 слайд

  5. Линейный предмет, расположенный параллельно главной оптической оси.
  A
  B
  B'
  A'
  

• 66 слайд

  6. Графическое определение положения оптического центра и главного фокуса линзы.
  1
  2
  3
  F
  

• 67 слайд

  С
  Формула тонкой линзы (для d>2F)
  F – фокусное расстояние линзы
  d – расстояние от линзы до изображения
  f - расстояние от предмета до линзы
  
  

• 68 слайд

• 69 слайд

  Рассеивающая линза отклоняет параллельно падающие на нее лучи от главной оптической оси .
  Главный фокус рассеивающей линзы – точка на главной оптической оси, через которую проходят продолжения расходящегося пучка лучей, возникающего после преломления в линзе лучей, параллельных главной оптической оси.
  Фокус рассеивающей линзы всегда мнимый.
  

• 70 слайд

  Формула связи фокуса рассеивающей линзы с ее радиусом кривизны
  Оптическая сила рассеивающей линзы (D<0)
  

• 71 слайд

  1 – луч, параллельный главной
  оптической оси, преломляясь в линзе,
  выходит как бы из мнимого главного
  фокуса
  2 – луч, идущий через
  оптический центр,
  не преломляется
  3 – луч, падающий в направлении мнимого главного фокуса, находящегося за линзой после преломления идет параллельно главной оптической оси
  

• 72 слайд

  Построение изображения точки, лежащей на главной оптической оси рассеивающей линзы
  
  Строим луч, параллельный главной оптической оси (в данном случае он идет вдоль главной оптической оси)
  Строим произвольный луч, падающий от точки на линзу
  Изображаем побочную оптическую ось, параллельную построенному лучу
  Изображаем фокальную плоскость
  Строим ход преломленного луча, для этого соединяем точку падения произвольного луча на линзу и точку пересечения побочной оптической оси с фокальной плоскостью
  Строим изображение точки
  
  
  

• 73 слайд

  Если пучок параллельных лучей падает на тонкую рассеивающую линзу под небольшим углом к главной оптической оси, то продолжения преломленных лучей пересекаются в одной точке F‘ фокальной плоскости линзы – в ее побочном фокусе.
  1
  1
  2
  2
  3
  3
  F'
  

• 74 слайд

  1). Построить фокальную плоскость
  1
  1'
  F'
  2). Построить произвольный луч 1.
  3). Построить F'O|| 1, F'O F'F=F'
  4). Из точки F‘ построить преломленный луч
  

• 75 слайд

  1
  1
  2
  А
  А'
  В
  В'
  d
  f
  H
  h
  Изображение всегда:
  мнимое (f<0),
  увеличенное,
  прямое
  H<h
  Г>0, |Г|>1
  

• 76 слайд

  Формула тонкой рассеивающей линзы
  F – фокусное расстояние линзы
  d – расстояние от линзы до изображения
  f - расстояние от предмета до линзы
  

• 77 слайд

  Оптическая сила линзы
  Величину, обратную главному фокусному расстоянию, называют оптической силой линзы. Ее обозначают буквой D:
  

• 78 слайд

  Увеличение линзы
  Линейное увеличение – отношение линейного размера изображения к линейному размеру предмета.
  

• 79 слайд

  Аберрации линз
  Сферическая аберрация заключается в том, что при преломлении широких (не параксиальных) пучков света на сферических поверхностях линз нарушается их фокусировка и вместо точки в фокусе линзы будет наблюдаться пятно.
  Контраст и разрешение в изображении — уменьшаются.
  

• 80 слайд

  Аберрации линз
  Хроматическая аберрация (зависимость фокусного расстояния от длины волны света) возникает вследствие дисперсии показателя преломления стекол, из которых изготавливаются линзы.
  

• 81 слайд

  Тип хроматических аберраций:
  Хроматическая аберрация положения - пересечение лучей с различной длиной волны в разных плоскостях вдоль оптической оси (вблизи плоскости изображения), при этом изображения будут разного цвета, но одного увеличения.
  

• 82 слайд

  Тип хроматических аберраций:
  Хроматическая разность увеличения - пересечение лучей с различной длиной волны в плоскости изображения, но с разным увеличением, при этом изображение объекта имеет вид “слоеного пирога”, т.к. разноцветные изображения разного увеличения накладываются друг на друга.
  

• 83 слайд

  Астигматизм
  Астигматизм - изображение точки, удалённой от оптической оси, представляет собой не точку, а две взаимно перпендикулярные линии, лежащие в разных плоскостях.
  Аберрация астигматизм характеризуется тем, что лучи от объекта собираются в двух взаимно перпендикулярных плоскостях изображения, которые разнесены друг от друга на некоторое расстояние. 
  

• 84 слайд

  Вывод:
  С помощью линз можно получить: уменьшенное или увеличенное, перевернутое или нормальное, действительное или мнимое изображение.