Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Русский язык и литература / Конспекты / Проект по физике Исследование зависимости свойств света от длины волны

Проект по физике Исследование зависимости свойств света от длины волны

  • Русский язык и литература

Название документа Исследовательская работа. Успанова Эльдана Маратовна.docx

Поделитесь материалом с коллегами:

Научно-практическая конференция молодых исследователей

«Шаг в будущее »

Россия

Тюменская область

Ишимский район

МАОУ Карасульская СОШ







Исследование зависимости свойств света от длины волны









Выполнила: Успанова Эльдана Маратовна, ученица 11«б» класса

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение Карасульская средняя общеобразовательная школа

Научный руководитель: Романова Вера Борисовна

учитель физики

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение Карасульская средняя общеобразовательная школа


2014г

Исследование зависимости свойств света от длины волны

Успанова Эльдана Маратовна

Тюменская область

Ишимский район

п. Октябрьский

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

Карасульская средняя общеобразовательная школа

11 «б» класс

План исследования

Задачи:

  • Изучить литературу по данной теме;

  • Изучить явление дисперсии;

  • Определить характеристики различных цветов света, подтверждающие неоднородность света (длина волны, энергия, скорость, частота, показатель преломления).

Объект исследования: дисперсия

Предмет исследования: свет

Гипотеза: если знать суть явления дисперсии, то можно объяснить различные природные явления, влияние цвета на человека и в дальнейшем пользоваться этими знаниями в жизни. Библиография

1. Громов С.В. учебник физики -11класс. М. «Просвещение», 2003г.

2. Королев Ф.А. «Курс физики» М., «Просвещение», 1974.

3. Тарасов Л.В., Тарасова А.Н. «Беседы о преломлении света» /под ред. В.А.

Фабриканта, изд. «Наука», 1982.

4. Руководство к лабораторным работам по физике / под ред. В.Е. Аверичевой.– Томск: ТПИ, 1973.

5. Тарасов Л.В. Физика в природе Москва: Просвещение 1988 год



Исследование зависимости свойств света от длины волны

Успанова Эльдана Маратовна

Тюменская область

Ишимский район

п. Октябрьский

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

Карасульская средняя общеобразовательная школа

11 «б» класс

Аннотация

Вне нас нет никаких красок, есть лишь волны разных длин.

Многообразие цветов и оттенков в окружающем нас мире объясняет явление дисперсия. Мы всегда сталкиваемся с этим явлением в жизни, но не всегда замечаем этого. Но если быть внимательным, то явление дисперсии всегда нас окружает. Образование радуги, образование гало, образование «игры» бриллиантов – все это возможно благодаря этому явлению.

До 1666г считалось, что цвет – это свойство самого тела. При взаимодействии с различными телами лучи света разного цвета по-разному отражаются и поглощаются этими телами. Почему мир дарит нам целую гамму различных по красоте и неповторимости пейзажей? Почему мы можем видеть красивыми цветы, удивительные краски картин художников? Разобраться во всем этом поможет одно удивительное физическое явление, благодаря которому можно видеть наш окружающий мир цветным.

Актуальность выбранной мною темы в том, что она связывает теорию с практикой, раскрывает возможность объяснения природы, применение и использование изученного материала. Качественные проблемные вопросы развивают интерес к предмету. Наверное, именно поэтому я выбрала эту тему, чтобы глубже понять физические процессы и явления, происходящие в природе.

Цель работы: исследовать зависимость свойств света от длины волны

Методы: информационный, практический, сравнительный

Выводы:

1. Белый свет является сложным - совокупность монохроматических волн различных частот.

2.Явление дисперсии состоит в зависимости показателя преломления от цвета луча (от частоты световой волны). Порядок следования цветов в спектре не меняется.

3.Световые лучи, различающиеся по длине волны (частоте), по-разному преломляются на границе двух сред. Красный свет меньше преломляется, т. к. имеет наибольшую скорость в среде, а фиолетовый – больше преломляется, т.к. имеет наименьшую скорость.

4.Дисперсия позволяет объяснить цвета прозрачных и непрозрачных тел.



Содержание


Введение……………………………………………………………………………………………..5

Глава I. Теоретическая часть.

1.1. Опыты Ньютона………………………………………………………………………………...6

1.2. Дисперсия света………………………………………………………………………………...7

1.3 Цвета прозрачных и непрозрачных тел………………………………………………………..8

Глава II. Практическая часть

2.1. Получение спектра……………………………………………………………………………10

2.2.Исследование зависимости свойств света от длины волны………………………………..11

2.3.Вычисление показателя преломления света на границе раздела сред воздух-стекло......12

2.4. Экспериментальные задания…………………………………………………………………13

Заключение…………………………………………………………………………………………17

Библиография………………………………………………………………………………………18

Приложения…..................................................................................................................................19

Исследование зависимости свойств света от длины волны

Успанова Эльдана Маратовна

Тюменская область

Ишимский район

п. Октябрьский

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

Карасульская средняя общеобразовательная школа

11 «б» класс

Введение

Свет – это электромагнитные волны определенной длины волны и ничего больше. Наши глаза воспринимают электромагнитное излучение как свет в определенном диапазоне длин волн от 380 нм до 780нм.

Почему мы видим такой узкий участок спектра? Почему же природа «оставила» нам такое узкое «окошко» для видения? Сегодня известны причины этого. Во-первых, именно на видимую часть спектра приходится максимум солнечного излучения. Во-вторых, на эту же часть спектра приходится максимум прозрачности земной атмосферы. И, наконец, если бы природа «подарила» нам более широкий диапазон видимого света, мы видели бы предметы нечеткими. Дело в том, что вследствие дисперсии изображение на сетчатке, даваемое оптической системой глаза, будет четким только для сравнительно узкого диапазона световых волн. А то, что не видно невооруженным глазом, мы научились видеть с помощью специальных приборов.

Почему мир дарит нам целую гамму различных по красоте и неповторимости пейзажей?

Многообразие цветов и оттенков в окружающем нас мире объясняет явление дисперсия. Мы всегда сталкиваемся с этим явлением в жизни, но не всегда замечаем этого. Но если быть внимательным, то явление дисперсии всегда нас окружает. Образование радуги, образование гало, игра цветов в гранях алмазов и в стеклянных призмах – все это возможно благодаря этому явлению. До 1666г считалось, что цвет – это свойство самого тела. При взаимодействии с различными телами лучи света разного цвета по-разному отражаются и поглощаются этими телами. Цвета непрозрачных тел возникают из-за того, что тела, которые нас окружают, отражают только те цвета, которыми сами обладают. Цвет прозрачного тела определяется составом того света, который проходит через него.

Разобраться во всем этом поможет одно удивительное физическое явление - дисперсия, благодаря которому можно видеть наш окружающий мир цветным. Зная, что белый свет является сложным, можно объяснить, почему окружающий мир, освещенный лишь одним источником белого света — Солнцем, мы видим разноцветным.

  1. Теоретическая часть.

1.1. Опыты Ньютона.

Явление дисперсии было открыто И.Ньютоном и считается одной из важнейших его заслуг. Около 300 лет назад Исаак Ньютон пропустил солнечные лучи через призму. На его надгробном памятнике, поставленном в 1731 году и украшенном фигурами юношей, которые держат в руках эмблемы его главнейших открытий, одна фигура держит призму, а в надписи на памятнике есть слова: «Он исследовал различие световых лучей и проявляющиеся при этом различные свойства, чего ранее никто не подозревал».Он открыл, что белый свет – это «чудесная смесь цветов». До 1666г считалось, что цвет – это свойство самого тела.

В начале 1666 года, когда Ньютон был занят шлифовкой оптических стекол несферической формы, то он достал треугольную стеклянную призму и решил испытать с ее помощью прославленное явление Цветов. С этой целью он затемнил свою комнату и проделал в ставнях небольшое отверстие с тем, чтобы через него мог проходить тонкий луч солнечного света. Ученый поместил призму у места входа света так, чтобы он мог преломляться к противоположной стене. Сначала вид ярких и живых красок, получавшихся при этом, приятно развлек его. Но через некоторое время, заставив себя присмотреться к ним более внимательно, то он увидел на экране, установленном позади призмы, наблюдается радужная полоска – спектр. На этой полоске можно различить семь основных цветов, плавно и постепенно переходящих друг в друга: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый.До Ньютона солнечный (белый) свет считался простым, а различные цвета – его изменениями. Изучение этого спектра привело И. Ньютона (1672) к открытию дисперсии света. Замечательно, что этот опыт пережил столетия, и его методика без существенных изменений используется до сих пор.

hello_html_2c7c2d4.jpg

Итак, белый свет, по Ньютону, не является простым. Великий английский ученый Исаак Ньютон выполнил целый комплекс оптических экспериментов с призмами, подробно описав их в «Оптике», «Новой теории света и цветов», а также в «Лекциях по оптике». Ньютон показал, что белый свет не является основным, его надо рассматривать как составной (по Ньютону, «неоднородный»; по современной терминологии, «немонохроматический»); основными же являются различные цвета («однородные» лучи или, иначе, «монохроматические» лучи). Возникновение цветов в опытах с призмами есть результат разложения составного (белого) света на основные составляющие (на различные цвета). Это разложение происходит по той причине, что каждому цвету соответствует своя степень преломляемости. Таковы основные выводы, сделанные Ньютоном; они прекрасно согласуются с современными научными представлениями. Свои окончательные выводы Ньютон сформулировал в виде теорем:

Теорема І. «Лучи, отличающиеся по цвету, отличаются и по степеням преломляемости».

Теорема ІІ. «Солнечный свет состоит из лучей различной преломляемости».

В газете “Нью-Йорк Таймс” была опубликована статья сотрудника философского факультета университета Нью-Йорка Роберта Криза и историка Брукхевенской Национальной Лаборатории Стони Брук, которые провели опрос среди американских физиков, чтобы определить 10 красивейших экспериментов за всю историю этой науки. И данный опыт Исаака Ньютона вошел в эту десятку красивейших опытов.



1.2. Дисперсия света

Дисперсия света – зависимость показателя преломления n вещества от частоты v света. Следствие дисперсии света - разложение в спектр пучка белого света при прохождении сквозь призму. Проходя через призму, луч солнечного света не только преломляется, но и разлагается на различные цвета. Строго говоря, это означает, что световой луч предполагается здесь одноцветным, или, как принято называть в физике, монохроматическим (от греческих «моно» — один и «хромое»— цвет).

http://putyato.ru/Tech/Tc2.jpghttp://putyato.ru/Tech/Tc2.jpg






Уже в I в.н.э. былоизвестно, что большие монокристаллы (шестиугольные призмы, изготовленныесамой природой) обладают свойством разлагать свет на цвета. Первыеисследования дисперсии света в опытах со стеклянной треугольной призмойвыполнил англичанин Хариот (1560—1621). Независимо от него аналогичныеопыты проделал известный чешский естествоиспытатель Марци (1595-1667),который установил, что каждому цвету соответствует свой угол преломления. Один из самых наглядных примеров дисперсии — разложение белого света при прохождении его через призму (опыт Ньютона).

Сущностью явления дисперсии является различие скоростей распространения лучей света c различной длиной волны в прозрачном веществе оптической среды (тогда как в вакууме скорость света всегда одинакова, независимо от длины волны и, следовательно, цвета). Обычно, чем больше частота световой волны, тем больше показатель преломления среды для неё и тем меньше скорость волны в среде:у света красного цвета скорость распространения в среде максимальна, а степень преломления — минимальна; у света фиолетового цвета скорость распространения в среде минимальна, а степень преломления — максимальна.

Дисперсия света позволила впервые вполне убедительно показать составную природу белого света.Механизм дисперсии объясняется следующим образом. Электромагнитная волна возбуждает в веществе вынужденные колебания электронов в атомах и молекулах. Колеблющиеся электроны становятся вторичными излучателями электромагнитных волн такой же частоты, но со сдвигом фазы. Первичные и вторичные волны интерферируют, и результирующая волна распространяется со скоростью отличной от скорости света в вакууме. Так как дисперсия возникает вследствие взаимодействия частиц вещества со световой волной, то это явление связано с поглощением света – превращением энергии электромагнитной волны во внутреннюю энергию вещества. Разделение цветов в пучке белого света происходит из-за того, что волны разной длиной волны преломляются или рассеиваются веществом по-разному, а также в результате дифракции или интерференции. Например, вследствие того, что волны разной длины волны преломляются по-разному, пучок белого света, попадая на тонкую пленку, интерферирует и возникает радужная окраска (мыльные пузыри, крылья насекомых и др), из-за того, что волны разной длины волны по-разному рассеиваются на скоплениях молекул в воздухе, возникает голубой цвет неба.

hello_html_m4f8a60a6.jpgC:\Documents and Settings\Вера Борисовна\Рабочий стол\пузыри\SDC15577.JPGhello_html_596b40e9.jpg


1.3. Цвета прозрачных и непрозрачных тел


Цвет, видимый и воспринимаемый глазом, определяется частотой световой волны. Сочетание различных цветов играет важную роль в жизни человека – это безопасность, одежда, мебель и т.д. Человеческий глаз способен различить 250 цветов, которые образуются при смешивании основных цветов. Вне нас нет никаких красок, есть лишь волны разных длин.Дисперсия позволяет объяснить цвета прозрачных и непрозрачных телтем, что тела по-разному отражают и поглощают свет различных частот.

Если тело равномерно рассеивает все составные части белого света, то при обычном освещении оно кажется белым, например писчая бумага. Если тело, например сажа, поглощает весь падающий на него свет, то оно кажется черным.В случае наложения двух разных спектральных цветов образуются другие цвета. Цвета непрозрачных тел определяется цветом тех лучей, которые они отражают.


hello_html_m6746eeac.pnghello_html_7a7dd8a0.pnghello_html_m34f5dea1.png

Различные тела не только неодинаково рассеивают свет различной цветности, но также неодинаково и пропускают свет сквозь себя. Трава и листья деревьев кажутся нам зелеными потому, что из всех падающих на них солнечных лучей они отражают лишь зеленые, поглощая остальные. Красный томат отражает только красные цвета, остальные же им поглощаются. При пропускании белого света через окрашенное стекло оно пропускает тот свет, в который окрашено. Такие прозрачные тела называют светофильтрами и широко используются.

hello_html_3aa30ea1.pnghello_html_46043363.jpgTRAFSGN2

Например, светофордает три сигнала: красный, зеленый, желтый, тогда как внутри него установлены обычные лампы накаливания. Почему и как получаются разноцветные сигналы светофора? Свет от лампы проходит светофильтры, которые пропускают свет только соответствующего цвета. И на транспорте сигнал опасности выбран именно красного цвета. Объясняется это тем, что красный свет имеет самую большую длину волны в видимой части спектра, а потому меньше всех преломляются, больше всего рассеиваются в загрязненном воздухе и красный цвет распространяется с наибольшей скоростью в веществе.

II.Практическая часть


2.1. Получение и наблюдение спектра.

Среда по-разному реагирует на прохождение электромагнитных волн различных частот - световых волн. Это объясняется явлением дисперсии – зависимость показателя преломления среды от частоты света.Я провела собственные опыты по разложению белого света на составляющие лучи с помощью двух спектральных приборов, которые были в наличии. Данные приборы позволяют исследовать спектральный состав белого цвета.

Используя простейший спектральный прибор – стеклянную призму я направила на нее световой пучок. Пройдя сквозь призму, свет разложился на составляющие цвета, и на экране получился спектр(дисперсионный).



hello_html_79289a9.jpghello_html_m5cc478a.jpg

Используя более сложный спектральный прибор - дифракционную решетку, я рассматривала свет от пламени свечи и на экране наблюдала спектр (дифракционный).

SDC13723http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/aa/Light-bulb-grating.png


Вывод:Белый свет имеет сложный состав – состоит из семи основных цветов, плавно и постепенно переходящих друг в друга: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый. По данному спектру можно определить длину волны, частоту волны, энергию, скорость света. Чередование цветов легко запомнить: Как Однажды Жак Звонарь Голубой Сломал Фонарь или Каждый Охотник Желает Знать Где Сидит Фазан.



2.2. Исследование зависимости свойств света от длины волны.

Методика:

1. Установим экран 4 со щелью 5 на некотором расстоянии от решетки 1, укрепленной в держателе 2 (рис. 1). Это расстояние определяется с помощью линейки 3.

hello_html_767955e.jpgрис. 1hello_html_m1e7fcf48.jpg рис.2

2. Затем, рассматривая освещенную лампой щель в экране через дифракционную решетку,

измеряем расстояния акр и аф от центра щели до красного и фиолетового краев спектра

1-го порядка.

3. Используя рисунок 2 и формулу дифракционной решетки,вычисляемдлину световой волны:λ= hello_html_e282514.gif,где измеренные величины: d - период решетки, b - расстояние по шкале экрана от щели до выбранной линии спектра, а – расстояние по линейки от решетки до экрана.(Приложение 1).Зная длину световой волны можно определить: частоту света, энергию света, скорость света.Учитывая, что скорость распространения света связана с показателем преломления обратной зависимостью (n = с/hello_html_2470195f.gif), то вычислим и показатель преломления света

4. Используя формулы, произведем вычисления.(Приложение 1).Скорость света в вакууме равна 3*108м/с.

Цвет:

м

hello_html_209cd820.gif

Дж

hello_html_44573de5.gif

Гц

hello_html_4ca42208.gif

м/с

υhello_html_m139936e0.gif



hello_html_1d851b03.gif

Красный

hello_html_7b979783.gifм.

hello_html_3ebfdd6c.gif

hello_html_383e4e81.gif

hello_html_m5921c228.gif

1,000022467

Оранжевый

hello_html_m6abb42bc.gif

hello_html_m59fd41f7.gif

hello_html_1251737c.gif

hello_html_m438b4ad6.gif

1,00000407

Желтый

hello_html_51af927c.gif

hello_html_7ce4fde0.gif

hello_html_18db36b3.gif

hello_html_m76a48efe.gif

1,00001163

Зеленый

hello_html_746acf1e.gif

hello_html_10e47275.gif

hello_html_m5a64596d.gif

hello_html_m5e8bff5c.gif

0,99994454

Голубой

hello_html_m4be3718b.gif

hello_html_465450e9.gif

hello_html_m242df9a6.gif

hello_html_m1c78defe.gif

1

Синий

hello_html_58490560.gif

hello_html_4c6581ef.gif

hello_html_m6fceaf90.gif

hello_html_m6661b5b.gif

1,00001467

Фиолетовый

hello_html_3ea2a103.gif

hello_html_m2c5d80f0.gif

hello_html_m142700c.gif

hello_html_1dc5100.gif

1,0000134002


Вывод:Световые лучи, отличающиеся по цвету, отличаются длиной волны, частотой, энергией, скоростью распространения.


2.3. Вычисление показателя преломления света на границе раздела сред воздух-стекло.

Различные среды по-разному реагирует на прохождение электромагнитных волн различных частот, то есть прохождение света.Если свет переходит из одной среды в другую, то его скорость меняется, а значит и направление распространения света тоже. Каждая среда имеет свой показатель преломления (Приложение 2).Показатель преломления характеризует преломляющую силу прозрачной среды, то есть показывает, во сколько раз замедляется скорость распространения света в веществе и не зависит от угла падения света.

Я провела эксперимент по определению показателя преломления света на границе воздух-стекло. При точном определении показателя преломления вещества пользуются не белым светом, а монохроматическим потому, что коэффициенты преломления лучей различного цвета неодинаковы из-за дисперсии.

Методика:

1. Положить на белый лист плоскопараллельную пластинку и обвести ее контуры карандашом.

2. После этого, не смещая пластины, на ее первую параллельную грань направить узкий световой пучок под некоторым углом к грани (примерно 500). Вдоль падающего на пластину и вышедшего из нее световых пучков тонко очиненным карандашом поставить точки 1;2;3и 4.

3. Через точкуВ- точка пересечения падающего луча и перпендикуляра восстановленного в точку падения, границы раздела двух сред воздух–стекло провести перпендикуляр к границе, отметить углы падения α и преломления β.(Приложение 3)

4. Вычислить показатель преломления по формуле:

hello_html_5cf77574.gif


При переходе светового луча из одной среды в другую частота не меняется, именно она определяет цвет света, а скорость уменьшается, длина волны тоже уменьшается. (Приложение 4)




Цвет:

Гц

hello_html_4ca42208.gif

n,

hello_html_5cf77574.gif

м/с
hello_html_mb431e50.gif


λ,м

hello_html_51c17dde.gif

Красный

hello_html_383e4e81.gif

1,4950

hello_html_79c98f71.gif

hello_html_m175c8c20.gifм.

Оранжевый

hello_html_1251737c.gif

1,5262

hello_html_m17c5744d.gif

hello_html_m415be74c.gif

Желтый

hello_html_18db36b3.gif

1,5541

hello_html_m672eb808.gif

hello_html_m1b1ea6a7.gif

Зеленый

hello_html_m5a64596d.gif

1,5933

hello_html_m231a2f50.gif

hello_html_e2a2914.gif

Голубой

hello_html_m242df9a6.gif

1,6645

hello_html_43dc5259.gif

hello_html_m1985c73a.gif

Синий

hello_html_m6fceaf90.gif

1,8040

hello_html_1908e331.gif

hello_html_m6f4fe5de.gif

Фиолетовый

hello_html_m142700c.gif

1,9304

1,5540612hello_html_27d83506.gif

hello_html_m181c8d65.gif


Вывод:1.Показатель преломления зависит от частоты света. Красные лучи преломляются

меньше всего, фиолетовые лучи преломляются сильнее красных: nф>nк,

2. Волны, входящие в состав белого света, в веществераспространяются с различными

скоростями.



2.4. Экспериментальные задания


Эксперимент 1.«Радуга» на столе

Наполним кювету водой и поместим у одного ее бортика плоское зеркало под наклоном. Устанавливаем кювету так, чтобы солнечный свет падал на зеркало. Расположим перед зеркалом лист белой бумаги и медленно поворачиваем его, пока на листе не появится радужная полоска. Это происходит потому что «Клин» воды между зеркалом и поверхностью воды в кювете действует, как призма, и расщепляет свет Солнца так, что появляются составляющие света.

hello_html_m41e475d3.pnghello_html_3dbc15bf.jpg



Эксперимент 2.«Смешение цветов»

Докажем, что белый свет состоит из разноцветных лучей, используя круг Ньютона.

Методика: картонный круг разделим на семь частей и покрасим их в основные спектральные цвета с цветными секторами разного углового размера: красный – 510, оранжевый – 330, желтый – 550, зеленый – 670, голубой - 680, синий – 100, фиолетовый – 760.

hello_html_m27cade96.jpghello_html_m7f42d3a4.jpghello_html_m752eec0.jpg

Если такой круг быстро вращать, то разноцветные полоски сливаются в почти белый цвет, точнее, беловато-серое пятно. Получается это по той причине, что зрительные впечатления от различно окрашенных частей круга, попадая на сетчатку глаза, накладываются при быстром вращении круга одно на другое, и, таким образом, как бы смешиваются между собою. Сероватым, а не чисто белым мы видим такой круг потому, что очень трудно покрасить отдельные части круга так, чтобы они в точности соответствовали спектральным цветам природной радуги.

Эксперимент 3.«Фокус с цветом»

Докажем, что для восприятия разных цветов человеку требуются различные отрезки времени. Для этого воспользуемся диском Бэнхэма, который был впервые сделанеще 100 лет назад!

Не сводим глаз с круга. Во время вращения круга появляются различные цветовые комбинации. Когда меняется скорость вращения, меняются цвета. Это объясняется тем, что не закрашенные части круга отражают свет, а черные - нет. Свет - это вид энергии. Ученые считают, что тем самым он посылает глазу некое «сообщение» в виде энергии, которое очень похоже на сообщение о цвете. Свет содержит в себе много цветов, а у каждого цвета свой запас энергии. Чем ее больше, тем быстрее движется световая волна. Для того чтобы глаз принял эти волны и передал сигнал мозгу, требуется некоторое время. Только самые «быстрые» цвета, появляющиеся на не закрашенных участках во время вращения картонки, успевают передать мозгу сигнал о своем появлении, до того как появится черный участок.

hello_html_3574fd8f.jpghello_html_1f48464d.jpg

Эксперимент 4.«Каприз природы»

Докажем, что при переходе из одной среды в другую, свет преломляется.

  1. На дно стакана от колориметра помещаем монету. Наливаем в стакан водуинаблюдаем, что край монеты смещается.

2. Опустим карандаш в стакан с водой и видим, что карандаш «сломался».

Такой эффект возникает благодаря преломлению лучей света. Когда свет переходит из более плотного вещества, например, воды, в менее плотное, например, воздух, происходит видимое изменение угла падения луча. Свет в веществах разной плотности распространяется с разной скоростью.

hello_html_m3320a10f.jpghello_html_m4f20f20d.jpg

hello_html_m4cab8012.jpg



Выводы:

  1. Белый свет является сложным - совокупность монохроматических волн различных частот.

  2. Явление дисперсии состоит в зависимости показателя преломления от цвета луча (от частоты световой волны). Порядок следования цветов в спектре не меняется.

  3. Световые лучи, различающиеся по длине волны (частоте), по-разному преломляются на границе двух сред. Красный свет меньше преломляется, т. к. имеет наибольшую скорость в среде, а фиолетовый – больше преломляется, т.к. имеет наименьшую скорость.

  4. Дисперсия позволяет объяснить цвета прозрачных и непрозрачных тел.



hello_html_m467c3481.jpg



Заключение.

Свет – это электромагнитные волны определенной длины волны и ничего больше. Вне нас нет никаких красок, есть лишь волны разных длин. Зная, что белый свет является сложным, можно объяснить, почему окружающий мир, освещенный лишь одним источником белого света — Солнцем, мы видим разноцветным.

Теперь мы можем ответить на вопросы: Почему мир дарит нам целую гамму различных по красоте и неповторимости пейзажей? Все это возможно потому, что все предметы мы видим в отражённом свете. Для этого нам пришлось постараться: изучить дополнительную литературу по световым явлениям, изучить природу явления дисперсии, изготовить круг Ньютона и провести ряд опытов и экспериментов.

Без «спектра» не может обойтись ни физик, ни химик, ни криминалист, ни астроном. (Приложение 5)

-Почему мы видим такой узкий участок спектра? Почему же природа «оставила» нам такое узкое «окошко» для видения?

C:\Program Files\Physicon\Open Physics 2.5 part 2\content\chapter3\section\paragraph6\images\3-6-2.gif

Сегодня известны несколько причин этого. Во-первых, именно на видимую часть спектра приходится максимум солнечного излучения. Во-вторых, на эту же часть спектра приходится максимум прозрачности земной атмосферы. И наконец, если бы природа «подарила» нам более широкий диапазон видимого света, мы видели бы предметы нечеткими. Дело в том, что вследствие дисперсии изображение на сетчатке, даваемое оптической системой глаза, будет четким только для сравнительно узкого диапазона световых волн. Так что можно подивиться мудрости природы: в процессе эволюции она заботливо «подобрала» нам такое «окошко», через которое мы можем четко увидеть как можно больше. А то, что не видно невооруженным глазом, мы научились видеть с помощью специальных приборов:

Физика – удивительная наука, и нужно шаг за шагом познавать ее.




Библиография


1. Гершензон Е.М., Малов Н.Н., Мансуров А.Н. «Курс общей физики» М.

«Просвещение»,1992.

2. Громов С.В. учебник физики -11класс. М. «Просвещение», 2003г.

3. Королев Ф.А. «Курс физики» М., «Просвещение», 1974.

4. Тарасов Л.В., Тарасова А.Н. «Беседы о преломлении света» /под ред. В.А.

Фабриканта, изд. «Наука», 1982.

  1. "История физики", Б. И Станков.

  2. Руководство к лабораторным работам по физике / под ред. В.Е. Аверичевой.– Томск: ТПИ, 1973.– 129 с.

7.Тарасов Л.В. Физика в природе Москва: Просвещение 1988 год

8. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б. Физика 11 Москва: Просвещение 2007 год

Ресурсы Интернет:

http://markx.narod.ru/pic/dispersia.gif

http://dic.academic.ru/pictures/wiki/files/76/Light_dispersion_conceptual.gif

http://www.eduhistory.ru/imagens/ludi/newton/nyuton-5.jpg

http://prod-assets.mog.com/pictures/0000/0006/4939/pictures/161318.gif

http://ghiraldelli.files.wordpress.com/2008/01/descartes_1.jpg



















Приложение 1

Исследование зависимости свойств света от длины волны.

hello_html_m1e7fcf48.jpg

bкр = 0,025 м.,

bор = 0,021 м.,

bж = 0,020 м.,

bз = 0,018 м.,

bг = 0,017 м.,

bс = 0,015 м.,

bф = 0,014 м.

a= 0,34 м.

k = 1 (порядок спектра)

d= 10hello_html_m6870003.gifм.

h = 6,62 * 10hello_html_m359acc39.gifДж * с.(постоянная Планка)

c = 3 * 10hello_html_m45bd7c0.gifм/с (скорость света)

Длину световой волны определяем по формуле: λ= hello_html_e282514.gif

Энергию света определим по формуле:Е = hello_html_5761f932.gif

Частоту по формуле:hello_html_4ca42208.gif

Скорость по формуле: υhello_html_m139936e0.gif

Показатель преломления по формуле: hello_html_1d851b03.gif

Вычисляем длину волны для каждого цвета:

λкр=hello_html_5e3e1643.gifм.

λор=hello_html_m114f607f.gifм.

λжhello_html_40130e80.gifм.

λзhello_html_2e43f87f.gif м.

λгhello_html_33f389d0.gif м.

λс =hello_html_m687764d2.gif м.

λф = hello_html_48c70c9.gifм.


Вычислим энергию, которую несут с собой цвета:

Екрhello_html_m1229e83f.gif

Еорhello_html_55aedc64.gif

Еж hello_html_45b964e7.gif

Езhello_html_19d3a1cd.gif

Егhello_html_6808b17e.gif

Ес = hello_html_m4ad45b07.gif

Еф = hello_html_70c7d5a4.gif

Вычислим частотуhello_html_m508e21e2.gifдля каждого цвета:

hello_html_4b3c115b.gifГц

hello_html_6c856f16.gifГц

hello_html_m140be5f3.gifГц

hello_html_97973a3.gifГц

hello_html_7a2a1c59.gifГц

hello_html_m1b62e433.gifГц

hello_html_325c634d.gifГц


Вычислим скорость(υ) для каждого цвета:

hello_html_m6e614e6a.gif

hello_html_m5559fd4f.gif

hello_html_m736f473f.gif

hello_html_4dddd636.gif

hello_html_7d863a09.gif

hello_html_1b3758f1.gif

hello_html_7cdfca1f.gif


Вычислим показатель преломления (n) для каждого цвета:

hello_html_1aa5a64f.gif

hello_html_5ae4b8f0.gif


hello_html_7731ce9f.gif

hello_html_b2eec7.gif

hello_html_3273cc46.gif

hello_html_m64045610.gif

hello_html_m7896e417.gif

















Приложение 2

Показатели преломления некоторых прозрачных сред.

Воздух - 1 ,000292

Вода - 1,334

Эфир - 1 ,358

Спирт этиловый - 1,363

Глицерин - 1, 473

Органическое стекло (плексиглас) - 1 , 49

Бензол - 1,503

Стекло крон - 1,5163

Пихтовый (канадский), бальзам 1,54

Стекло тяжелый крон - 1 , 61 26

Стекло флинт - 1,6164

Сероуглерод - 1,629

Стекло тяжелый флинт - 1 , 64 75

Монобромнафталин - 1,66

Стекло самый тяжелый флинт - 1 ,92

Алмаз - 2,42













Приложение4

Вычисление показателя преломления света на границе раздела сред воздух-стекло.


hello_html_5cf77574.gif

hello_html_m352da858.gif

hello_html_3285cd.gif

hello_html_m110a3b33.gif

hello_html_244ed31.gif

hello_html_m31a0383b.gif

hello_html_m73241767.gif

hello_html_3ced15f5.gif

hello_html_55002e69.gif

hello_html_21f1bf4d.gif

hello_html_22004b27.gif

hello_html_7e488307.gif

hello_html_325e01ef.gif

hello_html_28639a2.gif

hello_html_m794aa2f.gif

hello_html_42f7bf2a.gif

hello_html_m40459d16.gif

hello_html_51c17dde.gif

hello_html_m69a06ef2.gif

hello_html_m77102817.gif

hello_html_6624ad27.gif

hello_html_m229b81fa.gif

hello_html_m508d2a66.gif

hello_html_7a6a019a.gif

hello_html_4854efad.gif









































Приложение 5

Для измерения показателя преломления используются приборы – рефрактометры.

Один из первых рефрактометров был создан в середине XVIII века. Ломоносов назвал его «квадрантом, придуманным для определения преломлений в химических телах». Рефрактометрические методы широко применяются в химической, нефтяной, фармацевтической, пищевой промышленности, в геологии, в сельском хозяйстве для контроля качества зрелости плодов, овощей, семян. В биологических, химических и физических лабораториях рефрактометры применяются для исследования эфирных масел, стекол, жиров, крови, жидкого топлива, смазочных масел, различных растворов и т.д.


Области применения спектральных аппаратов.

Научные исследования

Контроль качества на производстве

Экология и охрана окружающей среды: определение тяжелых металлов в почвах, осадках, воде, аэрозолях и др.

Геология и минералогия: качественный и количественный анализ почв, минералов, горных пород и др.

Металлургия и химическая индустрия: контроль качества сырья, производственного процесса и готовой продукции

Лакокрасочная промышленность: анализ свинцовых красок

Ювелирная промышленность: измерение концентраций ценных металлов

Нефтяная промышленность: определение загрязнений нефти и топлива

Пищевая промышленность: определение токсичных металлов в пищевых ингредиентах

Сельское хозяйство: анализ микроэлементов в почвах и сельскохозяйственных продуктах

Археология: элементный анализ, датирование археологических находок

Искусство: изучение картин, скульптур, для проведения анализа и экспертиз.


hello_html_m10f8d75.jpghello_html_m3db37c2d.jpg



Краткое описание документа:

Аннотация

Вне нас нет никаких красок, есть лишь волны разных длин.

Многообразие цветов и оттенков в окружающем нас мире объясняет явление дисперсия. Мы всегда сталкиваемся с этим явлением в жизни, но не всегда замечаем этого. Но если быть внимательным, то явление дисперсии всегда нас окружает. Образование радуги, образование гало, образование «игры» бриллиантов – все это возможно благодаря этому явлению.

До 1666г считалось, что цвет – это свойство самого тела. При взаимодействии с различными телами лучи света разного цвета по-разному отражаются и поглощаются этими телами. Почему мир дарит нам целую гамму различных по красоте и неповторимости пейзажей? Почему  мы можем видеть красивыми цветы, удивительные краски картин художников? Разобраться во всем этом поможет одно удивительное физическое явление, благодаря которому можно видеть наш окружающий мир цветным. 

Актуальность выбранной мною темы в том, что она связывает теорию с практикой, раскрывает возможность объяснения природы, применение и использование изученного материала. Качественные проблемные вопросы развивают интерес к предмету. Наверное, именно поэтому я выбрала эту тему, чтобы глубже понять физические процессы и явления, происходящие в природе.  

Цель работы: исследовать зависимость свойств света от длины волны

Методы: информационный, практический, сравнительный

Выводы:

1. Белый свет является сложным - совокупность монохроматических волн различных частот.

2.Явление дисперсии состоит в зависимости показателя преломления от цвета луча (от частоты световой волны). Порядок следования цветов в спектре не меняется.

3.Световые лучи, различающиеся по длине волны (частоте),  по-разному преломляются на границе двух сред. Красный свет меньше преломляется, т. к. имеет наибольшую скорость в среде, а  фиолетовый – больше преломляется, т.к. имеет наименьшую скорость.

4.Дисперсия позволяет объяснить цвета прозрачных и непрозрачных тел.

Автор
Дата добавления 20.03.2015
Раздел Русский язык и литература
Подраздел Конспекты
Просмотров940
Номер материала 451043
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх