|
ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА 1. Основные понятия геометрической оптики Оптика представляет собой раздел физики, в котором изучают явления и закономерности, связанные с возникновением, распространением и взаимодействием с веществом электромагнитных волн видимого диапазона. Ø Геометрическая оптика - это раздел оптики, в котором изучают законы распространения света в прозрачных средах и принципы построения изображений в оптических системах без учета волновых свойств света. Основными понятиями геометрической оптики является пучок и луч. Ø Луч - это линия, которая указывает на направление переноса световой энергии. В быту мы часто называем световым лучом тонкий пучок света. Не существует бесконечно узких световых пучков; пучок света всегда имеет конечную ширину. Луч - это как бы ось пучка, а не сам пучок. На практике все источники света имеют размеры. Светящаяся же точка является самым простым источником света, которое может представить себе человек. Лучи света, выходящие из нее, нигде не пересекаются и представляют собой вполне упорядоченную световую картину. Ø Источник света, размерами которого в данных условиях можно пренебречь, называют точечным источником света. Точечный источник света является физической моделью источника света, расстояние до которого во много раз больше размеров источника. 2. Закон прямолинейного распространения света В основе геометрической оптики лежит ряд законов, установленных экспериментально. Один из них - закон прямолинейного распространения света: Ø свет в пустоте или однородной среде распространяется прямолинейно. Прямолинейность распространения света подтверждается образованием тени. Если взять точечный источник света, экран и между ними поместить непрозрачный предмет, то на экране появится темное изображение его очертания - тень. Ø Тень - область пространства, в которую не попадает световая энергия от источника света. Можно дать еще одно определение: тень - область пространства, из которой нельзя увидеть источник света. Если же мы возьмем протяженный источник света, то на экране вокруг тени образуется еще и полутень, то есть участок пространства, с которой источник света можно увидеть лишь частично. Или иначе: Ø полутень - область пространства, в которую световая энергия от источника света попадает частично. Образованием тени и полутени объясняют солнечные и лунные затмения. В случае солнечного затмения полная тень от Луны падает на Землю. С этого места Земли Солнца не видно. Когда Луна, вращаясь вокруг Земли, попадает в ее тень, то наблюдают лунное затмение. В тех местах Земли, куда упала тень, будет наблюдаться полное затмение Солнца. В местах полутени только часть Солнца будет закрыта Луной, то есть произойдет частичное затмение Солнца. ВОПРОС К УЧАЩИМСЯ В ХОДЕ ИЗЛОЖЕНИЯ НОВОГО МАТЕРИАЛА Первый уровень 1. Что представляет собой луч света (в физическом смысле)? 2. Приведите примеры точечных и протяженных источников света. 3. Приходилось ли вам видеть пучки света? Приведите примеры. Второй уровень 1. Чем отличается математическое толкование луча света от физического? 2. Почему образование тени является доказательством прямолинейности распространения света? 3. Почему форма тени предмета напоминает форму этого же предмета?
ЗАКРЕПЛЕНИЕ ИЗУЧЕННОГО МАТЕРИАЛА 1. Как доказать, что свет в однородной среде распространяется прямолинейно? 2. Как проверить, что три далеко расположенных друг от друга столбы стоят вдоль одной прямой? На чем основан предложенный вами способ? 3. Как просто и надежно проверить прямолинейность линейки? начерченной на бумаге линии? 4. Как получить от одного и того же колу тень разной длины? 1. Кол высотой 1,5 м, установленный вертикально, отбрасывает тень длиной 1 м. Какова угловая высота Солнца? 2. Солнечного утра человек ростом 180 см отбрасывает тень длиной 4,5 см, а дерево - тень длиной 30 м. Какова высота дерева? 3. Вы стоите на берегу реки, а на противоположном берегу растет дерево, высота которого вам известна. Опишите способ, с помощью которого можно измерить ширину реки, если в вашем распоряжении есть линейка с делениями.
Решения. С помощью линейки нужно измерить длину вытянутой руки (обозначим эту длину l). Затем, держа линейку в вытянутой руке (см. рисунок), надо «измерить» видимую «высоту» дерева (обозначим ее h). Тогда ширину реки L находим из пропорции L/H = l/h, где H - высота дерева. Во время вычисления можно H h пренебречь длиной руки по сравнению с шириной реки. ЧТО МЫ УЗНАЛИ НА УРОКЕ • Под лучом света понимают воображаемую линию, вдоль которой распространяется свет, испущенный светящейся точкой. • Пучок лучей - это совокупность световых лучей. • Источник света, размерами которого в данных условиях можно пренебречь, называют точечным источником света. • Закон прямолинейного распространения света: свет в пустоте или однородной среде распространяется прямолинейно. • Тень - область пространства, в которую не попадает световая энергия от источника света. • Полутень - область пространства, в которую световая энергия от источника света попадает частично. Домашнее задание 1. Подр-1: § 39 (п. 1); подр-2: § 19 (п. 1). 2. Сб.: Рів1 № 13.1; 13.12; 13.14; 13.15. Рів2 № 13.27; 13.28; 13.29. Рів3 № 13.64, 13.65.
|
|
