Закон преломления света
Цель урока: формирование представлений о принципе Гюйгенса, как об универсальном методе, с помощью которого можно получить закон преломления света.
Ход урока
Проверка домашнего задания методом индивидуального опроса
1. Используя, принцип Гюйгенса вывести закон преломления света.
2. Решить задачу № 1023. Решение. Так как α =γ, то угол падения равен α =70⁰/2 = 35⁰.
3. Решить задачу № 1024. Решение. А C
D
F
O E
Изучение нового материала
1. Наблюдение преломления света.
Если свет падает на границу, разделяющую две среды, то он меняет свое направление распространения. Часть световой энергии отразится, возвращаясь в первую среду. Часть света пройдет границу сред, если вторая среда прозрачная, будет распространяться во второй среде, изменив при этом направление распространения. Это явление называется преломлением света.
Кажущееся изменение формы и размеров, а также расположения предметов возникает
вследствии преломления световых волн или изменением направления лучей на границе сред.
2. Закон преломления экспериментально открыл датский астроном и математик В. Снелл в 1621 году. Мы получим этот закон, используя для вывода принцип Гюйгенса.
Свет в разных средах имеет разные скорости: Ѵ1- скорость в первой среде; Ѵ2 – скорость во второй среде. Волну считаем плоской, поэтому поверхность АС перпендикулярна лучам АА1 и ВВ1. Поверхности MN касается сначала луч А1А, а потом уже луч В1В через промежуток времени Δt = CB/Ѵ1. Волна от точки А уже будет иметь вид полусферы радиусом AD= Ѵ2Δt, а волна в точке В только начинает образовываться.
ВD – плоскость огибающая вторичные волны. Угол падения α – это угол САВ в QUOTE 
-ке АВС.
Значит СВ= Ѵ1Δt = AB QUOTE 
; Угол преломления β – это угол АВD в QUOTE — ке АВD, поэтому АD= Ѵ2Δt = АВ QUOTE 
; разделим равенства друг на друга, и получим: QUOTE 
= n — закон преломления света; n – относительный показатель преломления.
Формулировка закона. Падающий луч, преломленный луч и перпендикуляр, проведенный в точку падения луча, лежат в одной плоскости. Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для двух сред.
Убедится, в справедливости закона можно с помощью прибора оптическая шайба, на которой легко измерить углы падения и преломления и произведя вычисления.
n= Ѵ₁/Ѵ₂ — показатель преломления второй среды относительно первой.
n= c/Ѵ – абсолютный показатель преломления среды относительно вакуума.
Если n₁=c/Ѵ₁, а n₂= c/Ѵ₂, то n= Ѵ₁/Ѵ₂ = n₂/n₁
Абсолютный показатель преломления зависит от плотности вещества, его температуры, от упругих напряжений внутри среды, от самого света (от цвета)
Таблица показателей преломления для некоторых веществ относительно воздуха (свет желтый)
Вещество | Показатель преломления относительно воздуха |
Вода (при 20⁰С) | 1,33 |
Кедровое масло (при 20⁰С) | 1,55 |
Сероуглерод (при 20⁰С) | 1,63 |
Лед | 1,31 |
Каменная соль | 1,54 |
Кварц | 1,54 |
Рубин | 1,76 |
Алмаз | 2,42 |
Различные сорта стекла | От 1,47 до 2,04 |
3. Ход лучей в треугольной призме.
С помощью закона преломления можно легко рассчитать ход лучей в разных оптически прозрачных телах, например в треугольной призме. Преломляясь на гранях АО и ОВ, луч отклоняется к основанию призмы. Φ –преломляющий угол призмы. Θ – угол отклонения луча.
Закрепление изученного материала.
1. Сформулировать закон преломления.
2. Что называется относительным показателем преломления?
3. В чем различие между абсолютным и относительным показателем преломления?
Подведем итоги урока
Домашнее задание: § 61, № 1040.
(1 votes, average: 5,00 out of 5)