Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Физика / Другие методич. материалы / Разработка урока по теме "Дифракционная решетка" (11 класс, с использованием ЦОР)
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 24 мая.

Подать заявку на курс
  • Физика

Разработка урока по теме "Дифракционная решетка" (11 класс, с использованием ЦОР)

библиотека
материалов


Урок по теме: «Дифракционная решетка» в 11 классе.



Цель: рассмотреть практическое применение дифракции света.


Ход урока.



  1. Организационный момент.



  1. Фронтальный эксперимент: «Наблюдение дифракции света»

Оборудование: штангенциркули.

  1. Наблюдение.

Сквозь вертикальную щель шириной 0,5 мм, образованную между губками штангенциркуля, наблюдайте источник света.

- можно ли заметить разделение светового потока на линии?

- много ли этих линий?

- какого они цвета?

- чем являются окрашенные световые линии: максимумами или минимумами интерференционной картины?

- изменяется ли наблюдаемая картина, если размер щели увеличить?


  1. Изучение нового материала.

Дифракционная решетка представляет собой совокупность большого числа узких щелей, разделенных непрозрачными промежутками. Хорошая решетка изготавливается с помощью специальной делительной машины, наносящей на стеклянную пластинку параллельные штрихи. Количество штрихов доходит до нескольких тысяч на 1мм.


Каждая дифракционная решетка характеризуется периодом : d = a + b, где a – ширина прозрачных щелей, b – ширина непрозрачных промежутков.


Если на решетку нормально падает монохроматический пучок света, то после решетки свет

распространяется по нескольким направлениям. Если за решеткой поставить собирающую

линзу, то в ее фокальной плоскости будут наблюдаться дифракционные максимумы различных

порядков. Эти максимумы называются главными. Пучки света, образующие главные

максимумы, распространяются после решетки в направлениях, определяемых формулой

решетки:


d Sin φ = mλ


Здесь d - период решетки, - длина световой волны, m - целое число, называемое порядком

дифракционного максимума.

Расстояние от максимума нулевого порядка (m=0) до максимума m-го порядка в фокальной

плоскости линзы с фокусным расстоянием F при малых углах дифракции определяется

формулой:


φ = hello_html_7d1ac510.gif


Так как положение максимумов (кроме нулевого!) зависит от длины волны, то решетка

способна разлагать излучение в спектр, то есть она является спектральным прибором.

С помощью дифракционной решетки можно производить очень точные измерения длины

волны. Если период решетки известен, то определение длины волн сводится к измерению угла

φ, соответствующего направлению на выбранный максимум m-го порядка.

Если свет состоит из двух монохроматических волн с длинами волн λhello_html_4ab98f23.gif и λhello_html_3500b51c.gif, то решетка в

каждом спектральном порядке (кроме m=0) может отделить одну волну от другой.



  1. Решение задач.


Задача № 1. Расстояние между экраном и дифракционной решеткой, имеющей 100 штрихов на 1 мм, равно 5о см. При освещении решетки светом с длиной волны 420 нм на экране видны фиолетовые линии. Определите расстояние от центральной линии до первой линии на экране.


Y= hello_html_7d1ac510.gif = 210 . 10 -4 м

Проверка правильности решения задачи, а также воспроизведения дифракционной картины,

описанной в задаче с помощью компьютерной модели «Дифракционная решетка» из раздела

«Оптика» пособия Открытая физика (Под редакцией профессора МФТИ С. М. Козелла –

Компания «Физикон», 2002 г)


Задача № 2. При помощи дифракционной решетки с периодом 0,02 мм получено первое

дифракционное изображение на расстоянии 1, 15 см от центрального и на расстоянии 0, 5 м от

решетки. Найдите длину световой волны.


λ = hello_html_m742e63f2.gif = 4,6 . 10 -7 м = 460 нм.


Проверка правильности решения задачи, а также воспроизведения дифракционной картины,

описанной в задаче с помощью компьютерной модели «Дифракционная решетка» из раздела

«Оптика» пособия Открытая физика (Под редакцией профессора МФТИ С. М. Козелла –

Компания «Физикон», 2002 г)


Задача № 3. Определите постоянную (период) дифракционной решетки, если при ее

освещении светом с длиной волны 656 нм второй спектр виден под углом 2 0



d = hello_html_m67e94947.gif = 2,5 . 10 -5 м.


Проверка правильности решения задачи, а также воспроизведения дифракционной картины,

описанной в задаче с помощью компьютерной модели «Дифракционная решетка» из раздела

«Оптика» пособия Открытая физика (Под редакцией профессора МФТИ С. М. Козелла –

Компания «Физикон», 2002 г)





  1. Домашнее задание.


§ 72, задачи 1064, 1066 из сборника А.П. Рымкевича.
















Краткое описание документа:

Урок  по теме: «Дифракционная решетка» в 11 классе.

 

 

Цель: рассмотреть практическое применение дифракции света.

 

                                                   Ход урока.

 

 

I.                   Организационный момент.

 

 

II.                Фронтальный эксперимент: «Наблюдение дифракции света»

Оборудование:  штангенциркули.

1.      Наблюдение.

Сквозь вертикальную щель шириной 0,5 мм, образованную между губками штангенциркуля, наблюдайте источник света.

- можно ли заметить разделение светового потока на линии?

- много ли этих линий?

- какого они цвета?

- чем являются окрашенные световые линии: максимумами или минимумами интерференционной картины?

- изменяется ли наблюдаемая картина, если размер щели увеличить?

 

 

III.             Изучение нового материала.

    Дифракционная решетка представляет собой совокупность большого числа узких щелей, разделенных непрозрачными промежутками. Хорошая решетка изготавливается с помощью специальной делительной машины, наносящей на стеклянную пластинку параллельные штрихи. Количество штрихов доходит до нескольких тысяч на 1мм.

 

    Каждая дифракционная решетка характеризуется периодом : d = a + b, где a – ширина прозрачных щелей, b – ширина непрозрачных промежутков.

 

                Если на решетку нормально падает монохроматический пучок света, то после решетки свет

           распространяется по нескольким направлениям. Если за решеткой поставить собирающую

           линзу, то в ее фокальной плоскости будут наблюдаться дифракционные максимумы различных  

           порядков. Эти максимумы называются главными. Пучки света, образующие главные

           максимумы, распространяются после решетки в направлениях, определяемых формулой

           решетки:

 

                                                          d Sin φ = mλ

 

                Здесь d - период решетки,  - длина световой волны, m - целое число, называемое порядком

           дифракционного максимума.

           Расстояние от максимума нулевого порядка (m=0) до максимума m-го порядка в фокальной 

           плоскости линзы с фокусным расстоянием F при малых углах дифракции определяется

           формулой:

 

                                                  φ =

 

               Так как положение максимумов (кроме нулевого!) зависит от длины волны, то решетка 

           способна разлагать излучение в спектр, то есть она является спектральным прибором.

           С помощью дифракционной решетки можно производить очень точные измерения длины

           волны. Если период решетки известен, то определение длины волн сводится к измерению угла

           φ, соответствующего направлению на выбранный максимум m-го порядка.

           Если свет состоит из двух монохроматических волн с длинами волн λ и  λ, то решетка в   

           каждом спектральном порядке (кроме m=0) может отделить одну волну от другой.

 

 

IV.             Решение задач.

 

Задача № 1. Расстояние между экраном и дифракционной решеткой, имеющей 100 штрихов на 1 мм, равно 5о см. При освещении решетки светом с длиной волны 420 нм на экране видны фиолетовые линии. Определите расстояние от центральной линии до первой линии на экране.

 

                                       Y=  = 210 . 10 -4 м

                

            Проверка правильности решения задачи, а также воспроизведения дифракционной картины,

            описанной в задаче с помощью компьютерной модели  «Дифракционная решетка» из раздела

           «Оптика»  пособия  Открытая физика  (Под редакцией профессора МФТИ С. М. Козелла –

           Компания   «Физикон», 2002 г)   

 

           Задача № 2.  При помощи дифракционной решетки с периодом 0,02 мм получено первое

           дифракционное изображение на расстоянии  1, 15 см от центрального и на расстоянии 0, 5 м от

           решетки. Найдите длину световой волны.

 

                                         λ =  = 4,6 . 10 -7 м = 460 нм.

 

                

            Проверка правильности решения задачи, а также воспроизведения дифракционной картины,

            описанной в задаче с помощью компьютерной модели  «Дифракционная решетка» из раздела

           «Оптика»  пособия  Открытая физика  (Под редакцией профессора МФТИ С. М. Козелла –

           Компания   «Физикон», 2002 г)   

 

                     

           Задача № 3.  Определите постоянную (период) дифракционной решетки, если при ее

           освещении светом с длиной волны 656 нм второй спектр виден под углом 2 0

 

 

                                          d =  = 2,5 .  10 -5 м.

 

                

            Проверка правильности решения задачи, а также воспроизведения дифракционной картины,

            описанной в задаче с помощью компьютерной модели  «Дифракционная решетка» из раздела

           «Оптика»  пособия  Открытая физика  (Под редакцией профессора МФТИ С. М. Козелла –

           Компания   «Физикон», 2002 г)   

 

 

 

 

V.                Домашнее задание.

 

    § 72, задачи 1064, 1066 из сборника А.П. Рымкевича.

 

 

    

 

Автор
Дата добавления 20.01.2015
Раздел Физика
Подраздел Другие методич. материалы
Просмотров495
Номер материала 320754
Получить свидетельство о публикации

Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ

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