Внеурочное мероприятие Путешествие в страну «ОПТИКА»

Внеурочное мероприятие

Путешествие в страну «ОПТИКА»

Цель: формирование умений применять знания законов оптики.

Форма проведения: интеллектуальная игра.

I. Геометрическая оптика

1.Какой спектрально чистый цвет, являющийся составной частью белого света, имеет наименьшую длину волны? Ответ: Длина волны фиолетового цвета не больше 440нм.

2.В однородной прозрачной среде световые лучи распространяются прямолинейно. Будет ли прямолинейной траектория солнечных лучей над раскаленным асфальтом? Ответ: Нет. Воздух над раскалённым асфальтом не является однородной средой - его температура уменьшается, а плотность увеличивается по мере удаления от горячей поверхности. Поэтому пути лучей искривляются- из-за этого и возникает мираж « воды на асфальте»

3.Может ли световой луч на границе раздела двух прозрачных сред полностью отразиться и не пройти во вторую среду? Ответ: Да. Но для этого должны быть выполнены два условия: луч должен падать из оптически более плотной среды на границу с оптически менее плотной средой ( то есть показатель преломления первой среды больше. чем второй); угол падения должен быть достаточно большим. Для каждой пары сред есть своё значение предельного угла полного отражения.

4.Действительное или мнимое изображение самого себя вы видите в плоском зеркале? Ответ: Мнимое. Изображение находится за зеркалом, куда световые лучи не проникают. Такие изображения являются мнимыми.

5.С помощью собирающей линзы получено изображение нити накаливания лампы на экране. Действительным или мнимым является это изображение?

Ответ: Изображение находится на экране за линзой, куда попадают световые лучи после преломления в линзе. А мнимые изображения в случае с линзой могут располагаться перед линзой.

6. Какую линзу можно использовать для выжигания – собирающую или рассеивающую? Ответ: Собирающая линза направляет солнечные лучи в крохотную область на диске, что приводит к сильному нагреву. Эта область, где собираются солнечные лучи, прошедшие через линзу. Является действительным изображением солнца.

II. Волновая оптика.

1.Какая фраза, начальные буквы слов которой дают последовательность цветов спектра белого света?

Ответ:"Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан".

2.Дайте определение интерференции волн . Ответ: Интерференция волн – это явление наложения когерентных волн - свойственно волнам любой природы.

3.Дайте определение когерентных волн. Ответ: Когерентные волны - это волны, испускаемые источниками, имеющими одинаковую частоту и постоянную разность фаз.

4.Дайте определение дифракции света. Ответ: Дифракция света – это отклонение световых лучей от прямолинейного распространения при прохождении сквозь узкие щели, малые отверстия или при огибании малых препятствий.

5.Какое явление доказывает, что свет обладает волновыми свойствами.

Ответ: Явление дифракции света доказывает, что свет обладает волновыми свойствами.

6.Верно ли утверждение: по мере уменьшения размера отверстия, через которое проходит световой пучок, прошедший пучок становится всё более и более узким. Ответ: Нет. Если начинать с достаточно широкого отверстия( ширина гораздо больше длины волны света), то при уменьшении ширины отверстия световой пучок сначала сужается, но потом быстро становится расходящимся. И чем меньше становится отверстие, тем больше расходится пучок. Это проявление дифракции, и именно оно не позволяет нам получать очень узкие световые пучки.

7. Пучок лазерного света определенной длины волны проходит сквозь дифракционную решетку - прозрачную пластинку с большим числом параллельных непрозрачных полос. Как при этом видоизменяется пучок?

Ответ: Он превратится в множество пучков. расходящихся веером.

Действие одной узкой щели на пучок превращает его в расходящийся, а действие множества узких щелей ( то есть решётки) расщепляет расходящийся пучок на несколько пучков, расходящихся веером.

8.Верно ли утверждение: с помощью дифракционной решетки можно разложить белый свет в спектр, подобный радуге. Ответ: Да. Решётка обладает свойством по - разному расщеплять световые пучки разных длин волн.

9.Чтобы дальний свет встречных машин не слепил глаза водителю, можно использовать поляроидные пленки. Для этого надо покрыть такими пленками: Ответ: Фары всех машин и ветровое стекло.

10.«Очки рыболова» покрыты поляроидной пленкой, что позволяет существенно уменьшить блики от воды. Означает ли это, что отраженный от воды свет частично поляризован? Ответ: Да. Отражённый от диэлектрика (непроводящей среды) свет всегда частично поляризован. А при определённых условиях даже полностью поляризован.

III. Эксперименты. Команды проводят опыты с объяснениями.

1.«Сломанный карандаш»

Этот опыт основан на свойствах воды и света. Наполни стакан примерно на 2/3 водопроводной водой. Разместите стакан с водой и карандаш на столе. Поместите карандаш вертикально в воду, чтобы его кончик оказался примерно посередине между дном стакана и поверхностью воды. Посмотри сбоку банки на карандаш. Покажется, что карандаш сломался. Та часть карандаша, что находится под водой, слегка смещена относительно той части, что находится под водой. Такой эффект возникает благодаря преломлению лучей света. Свет распространяется по прямой, но, когда луч света переходит из одного прозрачного вещества в другое, его направление меняется. Это и есть преломление. 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. Свет, отраженный от карандаша, проходя сквозь воздух, кажется находящимся в одном месте, а сквозь воду - в другом.

2. «Воздушное зеркало». На металлический шар нанесён толстый слой сажи. Укрепим шар на штативе. Подвинем стакан с водой к шарику. В воде шарик станет зеркальным. В порах сажи имеется очень много пузырьков воздуха. И когда мы надвигаем стакан с водой на шар, он оказывается окружённым воздушной прослойкой. Свет, идя из воды в воздух претерпевает полное отражение на границе между оптически более плотной средой (водой) и воздухом. Благодаря этому шар нам кажется блестящим.

3. «Полное внутреннее отражение»

Если налить воду в прозрачный стакан и посмотреть через стенку стакана на свет, то мы увидим серебристый блеск поверхности вследствие явления полного внутреннего отражения. Явление полного внутреннего отражения наблюдается только при переходе светового луча из среды с большим абсолютным показателем преломления в среду с меньшим абсолютным показателем преломления вещества, а также при угле падения большем или равным углу α_пр.

4. «Искривление светового луча»

В сосуд с прозрачными стенками вставим тонкую трубку и заливаем воду. Посветим лазерным лучом. Луч лазера проходит сквозь стенку сосуда и через рубку. Откроем пробку. Струя воды бьющаяся из трубки загибается вниз. И вместе с ней вниз загибается лазерный луч. Лазерный луч падает изнутри на поверхность струи под малым углом к ней. И поэтому испытывает полное внутреннее отражение. И так много раз, пока струя не начнёт дробиться на капли.

IV. Домашнее задание. Капитаны команд выступают с заранее подготовленным сообщением. Тема «Применение оптоволоконных кабелей в медицине». Тема «Оптоволоконная связь».