ГРУППА 201. ФИЗИКА, ТЕМА  «Скорость света. ЗАКОНЫ ОТРАЖЕНИЯ И ПРЕЛОМЛЕНИЯ»

Геометрическая оптика – раздел оптики, изучающий законы распространения света в прозрачных средах на основе представления о нем как о совокупности световых лучей.

Световой луч – это линия, указывающая, в каком направлении свет переносит энергию.

В соответствии с двумя способами передачи энергии от источника к приёмнику в XVII в. возникли две противоречащие друг другу теории света: а) корпускулярная теория света Ньютона;

б) волновая теория света Гюйгенса.

С установлением электромагнитной природы света в XIX в. и обнаружением квантовых свойств света в начале XX в. и волновая, и корпускулярная теории света одержали победу. Выяснилось, что свет имеет двойственную природу. Астрономическим и лабораторным методами измерена скорость света в вакууме. По современным вычислениям скорость света равна 299 792 458 м/с или приближенно 300000000 м/с или 3∙ 10⁸ м/с .

Скорость распространения света в веществе всегда меньше, чем в вакууме.

В основе геометрической оптики лежат четыре закона:

 закон прямолинейного распространения света;

закон независимости световых лучей;

закон отражения света;

закон преломления света.

 С помощью принципа Гюйгенса можно вывести и объяснить законы распространения света.

Плоская поверхность, зеркально отражающая свет, называется плоским зеркалом.

Свойства плоского зеркала:

изображение предмета мнимое;

изображение симметричное предмету относительно зеркала;

размеры изображения равны размерам предмета.

При падении света на плоскую границу раздела, часть светового потока частично отражается, а часть преломляется.

Законы преломления: 1. Падающий луч, преломлённый луч и нормаль к границе раздела двух сред в точке падения луча лежат в одной плоскости.

 2. Отношение синуса угла падения α к синусу угла преломления β – величина постоянная для данных сред и равная относительному показателю преломления второй среды относительно первой:

где n – относительный показатель преломления второй среды относительно первой; n₁ и n₂ - абсолютные показатели преломления первой и второй сред.

Абсолютный показатель преломления среды n – это физическая величина, показывающая, во сколько раз скорость света c в вакууме больше, чем в среде 𝛖:

Относительный показатель преломления второй среды относительно первой n₂₁ – величина, показывающая во сколько скорость 𝛖₁ распространения света в первой среде больше (меньше; равна) скорости 𝛖₂ распространения света во второй:

Полное отражение – это явление отражения света, падающего из оптически более плотной среды на границу с оптически менее плотной средой под углом падения, большим некоторого предельного угла α_0.

Предельный угол полного отражения α₀ - угол падения луча, при котором преломлённый луч скользит вдоль границы раздела двух сред

Разбор тренировочного типового задания:

1. Вставьте в текст слова из выпадающего списка: «Свет при взаимодействии с веществом испытывает __________, преломление и ___________. Скорость света _______ и измерена».

Варианты ответов: отражение, тяготение, поглощение, конечна, бесконечна, переменная.

.2. Решите задачу и зачеркните неверные ответы. Найти показатель преломления рубина, если предельный угол полного отражения для рубина равен 34⁰.

Варианты ответов:

0,18;

1,8;

34;

3,4

Правильный вариант: 0,18; 34; 3,4

Решение:

Предельный угол полного отражения: α₀ = 34⁰;

Угол преломления – 90⁰ (sin 90⁰ = 1);

Вторая среда – воздух ( n = 1)

Предельный угол на границе рубин – воздух равен:

Отсюда показатель преломления рубина равен:

Ответ: n = 1,8.

ЗАДАНИЕ: 

ВЫПОЛНИТЬ ТЕСТ

 

Вопрос 1.

Основоположник электромагнитной теории света

Гюйгенс

Ньютон

Максвелл

 

Вопрос 2.

Датский ученый О. Ремер в 1676 г. для измерения скорости света использовал ... метод измерения скорости света

лабораторный

астрономический

физический

 

Вопрос 3.

Французский физик И. Физо в 1849 г. для измерения скорости света использовал ... метод измерения скорости света

лабораторный

физический

астрономический

 

Вопрос 4.

Угол между нормалью к отражающей поверхности и отраженным лучом называется ...

углом преломления

углом отражения

углом падения

 

Вопрос 5.

Угол отражения равен углу... 

преломления

падения

отражения

 

Вопрос 6.

Показатель преломления среды относительно вакуума называется ...

относительным показателем преломления этой среды

абсолютным показателем преломления этой среды

 

Вопрос 7.

Луч света переходит из воздуха в воду. Определите угол преломления луча, если угол падения луча равен 30°.

35°

22°

33,5°

 

Вопрос 8.

В какой среде свет распространяется с большей скоростью?

в воздухе

в воде

в вакууме

скорость света во всех средах одинакова

 

Вопрос 9.

Как изменится угол между падающим лучом на плоское зеркало и отражённым от него лучом при увеличении угла падения на 10⁰?

не изменится

увеличится на 500

увеличится на 1000

увеличится на 2000

 

Вопрос 10.

Каким должен быть угол падения светового луча, чтобы отраженный луч составлял с падающим угол в 50⁰?

50°

75°

20°

25°