Преломление света

Как неожиданно и ярко

На влажной неба синеве

Воздушная воздвиглась арка

В своем минутном торжестве!

Один конец в леса вонзила,

Другим за облака ушла –

Она полнеба обхватила

И в высоте изнемогла.

Преломление света.

Физический смысл показателя преломления.

Работа в группе

• Высказывайте свою точку зрения свободно, без боязни ошибиться и быть исправленным.
• Фиксируйте все высказывания: на этапе изучения темы нет « правильных » и « неправильных » высказываний.
• Умейте сочетать индивидуальную и групповую работу: индивидуальная, поможет актуализировать свои знания и опыт, групповая – услышать мнения других, изложить свою точку зрения.
• Не торопитесь, не перебивайте друг друга.
• Будьте активными.
• Уважайте мнения и суждения других.

Цветы находятся в прозрачной вазе с водой, но кажется, что ножки цветов сломаны. Почему так происходит?

Преломление  — это явление изменения направления распространения света при его переходе через границу раздела двух сред.

МОЗГОВАЯ РАЗМИНКА

Вспомним основные понятия: (установить соответствие, дать определение углам падения и преломления )

1. SO

А. Граница раздела двух сред

2. OK

Б. Угол падения - угол между падающим лучом и перпендикуляром, восстановленным в точке падения луча.

3.MN

В. Падающий луч

4.CD

Г. Угол преломления – угол между перпендикуляром, проведенным к границе раздела двух сред, восстановленным в точке падения луча, и преломленным лучом .

5. α

6. β

Д. Преломленный луч

Е. Перпендикуляр к поверхности раздела двух сред

Проверь себя…

1. SO

В. Падающий луч

2. OK

Д. Преломленный луч

3.MN

А. Граница раздела двух сред

4.CD

Е. Перпендикуляр к поверхности раздела двух сред

5. α

Б. Угол падения - угол между падающим лучом и перпендикуляром, восстановленным в точке падения луча.

6. β

Г. Угол преломления – угол между перпендикуляром, проведенным к границе раздела двух сред, восстановленным в точке падения луча, и преломленным лучом .

Физическая лаборатория

Лучи, отраженные от монеты на границе ВОДА – ВОЗДУХ преломляются, а их продолжения пересекаются в точке, находящейся выше истинного положения монеты.

Физика – наука экспериментальная

Проводим опыт, познать, чтоб явление,

Проблему ставим с опорой на факт,

Строим цепочку умозаключений,

Чтоб получился верный результат…

Тема. Определение показателя преломления стекла.

Цель: определить показатель преломления стекла относительно воздуха и сравнить его с табличными данными.

Оборудование : фонарик, экран со щелью, стеклянная призма с параллельными гранями, транспортир, калькулятор, таблица Брадиса.

45°

60°

Среда 1 — воздух

Среда 1 — воздух

Среда 2 — стекло

Среда 2 — стекло

42°

33°

Вывод : при увеличении угла падения α увеличивается и угол преломления β , но при любом угле падения отношения синусов этих углов остается постоянным для данных двух сред.

Голландский учёный.

В 1621 году опытным путём открыл закон преломления света , который был сформулирован в трактате

по оптике. Данный трактат был найден в бумагах учёного только после его смерти.

Виллеброрд Снелл

1580–1626 гг.

Французский математик Пьер Ферма в 1662 году и голландский физик Христиан Гюйгенс в 1690 году теоретически доказали, что изменение направления хода светового луча при переходе из одной среды в другую происходит вследствие изменения его скорости .

Французский математик

Голландский физик

Христиан Гюйгенс

Пьер Ферма

1629–1695 гг.

1601–1665 гг.

Вывод закона преломления света

С 1

υ 1

А 1

Рассмотрим ∆ACD и ∆ABD, отсюда

α

С

CD=ADsinα

АВ=ADsinβ, найдем отношение:

α

β

А

D

M

N

Принцип Гюйгенса позволил с помощью геометрических построений и вычислений доказать справедливость законов преломления. Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных двух сред, которая называется относительным показателем преломления второй среды относительно первой. При переходе из одной среды в другую изменяется скорость света, поэтому относительный показатель преломления связан со скоростями света в этих средах. Среды, при переходе в которые скорость света уменьшается, называются оптически более плотными. Рассмотрим применение свойства обратимости лучей при переходе через границу раздела двух сред.

В

D 1

υ 2

β

В 1

ЭТО ВАЖНО ЗНАТЬ!

1. При переходе из одной среды в другую и повороте волнового фронта, меняется скорость и длина волны. (Т.к. при переходе из оптически менее плотной среды в более плотную среду если уменьшается скорость волны, то уменьшается и длина волны).

Частота волны ( ν) остается постоянной!

λ = с/ν

Принцип Гюйгенса позволил с помощью геометрических построений и вычислений доказать справедливость законов преломления. Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных двух сред, которая называется относительным показателем преломления второй среды относительно первой. При переходе из одной среды в другую изменяется скорость света, поэтому относительный показатель преломления связан со скоростями света в этих средах. Среды, при переходе в которые скорость света уменьшается, называются оптически более плотными. Рассмотрим применение свойства обратимости лучей при переходе через границу раздела двух сред.

Скорость распространения электромагнитных волн в вакууме (скорость света) – это мировая константа:

c  = 2,9979·10 8  м/с

Закон преломления света

Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных двух сред, называемая относительным показателем преломления, равная отношению скоростей света в этих средах:

Физический смысл показателя преломления заключается в том, что он показывает во сколько раз скорость света в первой среде больше скорости света во второй. Каждая среда имеет свой показатель преломления относительно вакуума, который называется абсолютным показателем.

Оптические свойства вакуума приблизительно равны физическим свойствам вакуума, поэтому его абсолютный показатель можно принять за единицу.

Относительные показатели преломления для любых двух сред можно определить, используя таблицу.

Относительный показатель преломления показывает во сколько раз скорость света во второй среде меньше (или больше), чем в первой среде.

Физический смысл абсолютного показателя преломления

Абсолютный показатель преломления показывает во сколько раз скорость света в среде меньше, чем в вакууме.

Вещество

Вода (при 20°С)

Показатель преломления относительно вакуума

Кедровое масло (при 20°С)

1,33

1,52

Сероуглерод (при 20°С)

Лед

1,63

Каменная соль

1,31

Кварц

1,54

1,54

Рубин

Алмаз

1,76

Различные сорта стекла

2,42

От 1,47 до 2,04

Оптически менее плотная среда

α

Воздух

β

стекло

Оптически более плотная среда

β

Среда, у которой абсолютный показатель преломления больше (или та, в которой скорость света меньше), называется оптически более плотной.

Среда, у которой абсолютный показатель преломления меньше (или та, в которой скорость света больше, называется оптически менее плотной.

Невозможное может стать возможным!!!

Многообещающий экзотический новый материал, известный как «метаматериал», который делает вещи невидимыми благодаря технологии преломления света.

Одним из самых убедительных примеров камуфляжа формы в природе является осьминог, который может слиться с окружением не только за счет смены цвета, но также формы и текстуры своей кожи.

Систему активного камуфляжа, адаптированную к форме пространства, можно использовать и для укрытия боевых самолетов нового поколения; в качестве укрытия подводных лодок; танков и бронетехники.

Плащи-невидимки:

новые технологии для военных

Некоторые длины волн, включая видимый свет, могут быть «изогнуты» и в виде потока направлены вокруг объекта подобно воде, огибающей камень. В результате, предметы за объектом становятся видимыми, как если бы свет прошел через пустое пространство, в то время как сам объект исчезает из виду. В теории трансформационная оптика может не только маскировать объекты, но также делать их видимыми в том месте, где они не находятся. При этом показатель преломления вещества должен быть отрицательным.

Выберите правильный ответ и объясните

Задача №1243. Проводя опыт по преломлению света на стеклянной треугольной призме, суворовец изобразил примерный ход светового луча на границах раздела двух сред. Согласно его чертежу, он…

А) Правильно нарисовал ход луча при прохождении границы I и II

Б) Правильно нарисовал ход луча при прохождении границы I и ошибся при прохождении границы II

В) Правильно нарисовал ход луча при прохождении границы II и ошибся при прохождении границы I

Г) Ошибся в ходе луча на обеих границах

Б) Правильно нарисовал ход луча при прохождении границы I и ошибся при прохождении границы II

Готовимся к ОГЭ …

(спецификация КИМов, задание №17)

Готовимся к ОГЭ…Задание 17 №  2705

Световой пучок выходит из стекла в воздух. Что происходит при этом с частотой электромагнитных колебаний в световой волне, скоростью их распространения, длиной волны? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличивается;

2) уменьшается;

3) не изменяется.

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Частота

Скорость

Длина волны

Ответ: 3 1 1

Готовимся к ОГЭ…Задание 17 №  3163

Пучок света переходит из воздуха в стекло. Частота световой волны  ν ,  скорость света в воздухе —  с , показатель преломления стекла относительно воздуха —  n . Установите соответствие

между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать. К каждой позиции первого столбца подберите нужную позицию второго и запишите

в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Физические величины Формулы

А) Скорость света в стекле 1) сn

Б) Длина волны света в стекле 2) cnν

3) c/n

4) c/nν

А

Б

Ответ: 34

Готовимся к ОГЭ…Задание 17 №   4363

На столе стоит сосуд с зеркальным дном и матовыми стенками. На дно пустого сосуда падает луч света 1.  На стенке  CD  сосуда при этом можно наблюдать «зайчик» — блик отражённого луча. В сосуд наливают некоторое количество воды. Как при этом изменяются следующие физические величины: угол падения луча на дно, высота точки нахождения «зайчика», расстояние от точки отражения луча от дна сосуда до стенки CD? Отражением луча от поверхности жидкости пренебречь. Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Физические величины Их изменение

A) Угол падения луча на дно 1) Увеличится

Б) Высота точки нахождения «зайчика» 2) Уменьшится

B) Расстояние от точки отражения луча от дна до стенки СD  3) Не изменится

А

Б

В

Ответ: 2 1 1

Умение решать задачи - такое же практическое искусство, как умение плавать или бегать на лыжах. Ему можно научиться только путём подражания или упражнения.

Д. Пойа

ФИЗИЧЕСКИЙ ДИКТАНТ

Тема. Преломление света. Физический смысл показателя преломления

Взаимопроверка

Критерии оценки

«5» – 5 заданий

«4» – 4 задания

«3» – 3 задания

«2» – 2 задания

Номер в-та

Номер задачи

1

1

2

А

2

В

3

А

Б

4

В

Б

В

5

Б

А

Б

Готовимся к ОГЭ …

(спецификация КИМов, задание №17

Задача №4. Изобразите ход светового луча при переходе через стеклянную пластинку

Стекло

Падающий луч

Выберите фразеологизм, который, на ваш взгляд, характеризует вашу работу на сегодняшнем уроке и составьте с ним сложноподчиненное предложение …

шевелил мозгами,

слушал краем уха,

работал, засучив рукава,

считал ворон,

Я сегодня на уроке бил баклуши , потому что…

работал, не разгибая спины,

сидел, сложа руки,

наломал дров,

лез из кожи вон,

Огни светофора

Красный ( опасность) – тема очень сложная и мне нужна дополнительная работа с учителем по этой теме.

Жёлтый (предупреждение) – тема сложная, но мне достаточно ещё раз самому сесть и прочитать параграф учебника, проанализировать конспект в рабочей тетради, выполнить вдумчиво домашнее задание.

Зелёный (уверенность) – тема сложная, но я её понял и легко справлюсь с заданием для самоподготовки.

Поднимите тот жетон, который

ближе всего отражает ваше

состояние в конце урока.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

Закон преломления света гласит:

Луч падающий, луч преломленный и перпендикуляр к границе раздела двух сред, восставленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости; отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных двух сред, не зависящая от угла падения. Относительный показатель  преломления показывает, во сколько раз скорость света в первой среде отличается от скорости распространения света во второй среде.

Абсолютный показатель  преломления показывает, во сколько раз скорость света в вакууме больше, чем в данном веществе.

Из двух сред оптически более плотной считается та, у которой показатель преломления больше (или та, в которой скорость света меньше). Т.е., если луч попадает в среду оптически более плотную, то он отклоняется в сторону перпендикуляра к границе двух сред. И наоборот, если происходит переход луча из среды оптически более плотной в среду менее плотную.