Logopedický portál / Techniky / Optika. Tieň. Odraz svetla. Lom svetla. Skúsenosti. Vlastnosti fenoménu lomu svetla z hľadiska fyziky Skúsenosti s lomom svetla doma

Optika. Tieň. Odraz svetla. Lom svetla. Skúsenosti. Vlastnosti fenoménu lomu svetla z hľadiska fyziky Skúsenosti s lomom svetla doma

10.02.2023

Trieda: 11

Myseľ nie je len vo vedomostiach, ale aj v schopnosti aplikovať poznatky v praxi.
Aristoteles.

Ciele lekcie:

skontrolovať znalosť zákonov odrazu;
naučiť merať index lomu skla pomocou zákona lomu;
rozvoj zručností pre samostatnú prácu s vybavením;
rozvoj kognitívnych záujmov pri príprave správy na danú tému;
rozvoj logického myslenia, pamäti, schopnosť podriadiť pozornosť plneniu úloh.
vzdelávanie presnej práce so zariadením;
podpora spolupráce v procese spoločného plnenia úloh.

Interdisciplinárne prepojenia: fyzika, matematika, literatúra.

Typ lekcie: učenie sa nového materiálu, zdokonaľovanie a prehlbovanie vedomostí, zručností a schopností.

Vybavenie:

Pomôcky a materiály na laboratórnu prácu: vysoké sklo s objemom 50 ml, sklenená platňa (hranol) so šikmými hranami, skúmavka, ceruzka.
Pohár vody s mincou na dne; tenká sklenená kadička.
Skúmavka s glycerínom, sklenená tyčinka.
Karty s individuálnou úlohou.

demonštrácia: Lom svetla. totálny vnútorný odraz.

POČAS VYUČOVANIA.

I. Organizačný moment. Téma lekcie.

Učiteľ: Chlapci, prešli sme k štúdiu časti fyziky "Optika", ktorá študuje zákony šírenia svetla v priehľadnom médiu založenom na koncepte svetelného lúča. Dnes sa dozviete, že zákon lomu vĺn platí aj pre svetlo.

Účelom dnešnej lekcie je teda študovať zákon lomu svetla.

II. Aktualizácia základných vedomostí.

1. Čo je to svetelný lúč? (Geometrická čiara, ktorá označuje smer šírenia svetla, sa nazýva svetelný lúč.)

Povaha svetla je elektromagnetická. Jedným z dôkazov je zhoda rýchlostí elektromagnetických vĺn a svetla vo vákuu. Keď sa svetlo šíri prostredím, je absorbované a rozptýlené a na rozhraní medzi médiami sa odráža a láme.

Zopakujme si zákony odrazu. ( Jednotlivé úlohy sú rozložené na kartičkách).

Karta 1.
Zostrojte odrazený lúč v zošite.

karta 2.
Sú odrazené lúče rovnobežné?

karta 3.
Vytvorte reflexnú plochu.

Karta 4.
Uhol medzi dopadajúcim lúčom a odrazeným lúčom je 60°. Aký je uhol dopadu? Nakreslite do zošita.

Karta 5.
Muž s výškou H = 1,8 m, stojaci na brehu jazera, vidí odraz Mesiaca vo vode, ktorá je pod uhlom 30° k horizontu. V akej vzdialenosti od brehu môže človek vidieť odraz mesiaca vo vode?

2. Formulujte zákon šírenia svetla.

3. Aký jav sa nazýva odraz svetla?

4. Nakreslite na tabuľu svetelný lúč dopadajúci na odraznú plochu; uhol dopadu; nakreslite odrazený lúč, uhol odrazu.

5. Prečo sa okenné tabule z diaľky zdajú tmavé pri pohľade z ulice za jasného dňa?

6. Ako má byť umiestnené ploché zrkadlo, aby sa vertikálny lúč odrážal horizontálne?

A na poludnie mláky pod oknom
Tak sa rozliať a svietiť
Aká jasná slnečná škvrna
Zajačiky poletujú po chodbe.
I.A. Bunin.

Vysvetlite z hľadiska fyziky pozorovaný jav opísaný Buninom v štvorverší.

Kontrola plnenia úloh na kartách.

III. Vysvetlenie nového materiálu.

Na rozhraní medzi dvoma médiami sa svetlo dopadajúce z prvého média odráža späť do neho. Ak je druhé médium priehľadné, potom svetlo môže čiastočne prechádzať cez hranicu média. V tomto prípade spravidla mení smer šírenia alebo dochádza k lomu.

Lom vĺn pri prechode z jedného prostredia do druhého je spôsobený tým, že rýchlosti šírenia vĺn v týchto prostrediach sú rôzne.

Vykonajte experimenty "Pozorovanie lomu svetla."

Do stredu dna prázdneho pohára položte kolmo ceruzku a pozerajte sa na ňu tak, aby jej spodný koniec, okraj pohára a oko boli na jednej línii. Bez zmeny polohy očí nalejte vodu do pohára. Čím to je, že keď hladina vody v pohári stúpa, viditeľná časť dna sa citeľne zväčšuje, zatiaľ čo ceruzka a dno sa zdajú byť zdvihnuté?
Ceruzku umiestnite šikmo do pohára s vodou a pozerajte sa na ňu zhora a potom zboku. Prečo sa ceruzka pri pohľade zhora na hladine vody javí ako zlomená?
Prečo sa pri pohľade zboku zdá, že časť ceruzky nachádzajúca sa vo vode je posunutá do strany a má zväčšený priemer?
To všetko je spôsobené tým, že pri prechode z jedného priehľadného média do druhého sa svetelný lúč láme.
Pozorovanie vychýlenia lúča laserovej baterky pri prechode cez planparalelnú dosku.

Dopadajúci lúč, lomený lúč a kolmica na rozhranie medzi dvoma médiami, obnovené v bode dopadu lúča, ležia v rovnakej rovine; pomer sínusu uhla dopadu k sínusu uhla lomu je konštantná hodnota pre dve prostredia, nazývaná relatívny index lomu druhého prostredia voči prvému.

Index lomu vo vzťahu k vákuu sa nazýva absolútny index lomu.

V zbierke úloh nájdite tabuľku „Index lomu látok“. Upozorňujeme, že sklo, diamant majú vyšší index lomu ako voda. Prečo si myslíš? Pevné látky majú hustejšiu kryštálovú mriežku, ťažšie cez ňu prechádza svetlo, preto majú látky vyšší index lomu.

Látka s vyšším indexom lomu n 1 sa nazýva opticky hustejšie prostredie, ak n 1 > n 2. Látka s nižším indexom lomu n 1 sa nazýva opticky menej hustá prostredie, ak n 1< n 2 .

IV. Upevnenie témy.

2. Riešenie úloh č.1395.

3. Laboratórna práca "Stanovenie indexu lomu skla."

Vybavenie: Sklenená doska s rovnobežnými hranami, doska, uhlomer, tri špendlíky, ceruzka, štvorec.

Poradie práce.

Ako epigraf našej hodiny som zachytil slová Aristotela „Myseľ nespočíva len vo vedomostiach, ale aj v schopnosti aplikovať vedomosti v praxi.“ Myslím, že správne vykonanie laboratória je dôkazom týchto slov.

v.

Mnoho snov o staroveku sa už dávno splnilo a mnohé báječné mágie sa stali majetkom vedy. Chytajú sa blesky, vŕtajú sa hory, lietajú na "lietajúcich kobercoch" ... Je možné vymyslieť "čiapku neviditeľnosti", t.j. nájsť spôsob, ako urobiť telá úplne neviditeľnými? O tom si teraz povieme.

Nápady a fantázie anglického prozaika G. Wellsa o neviditeľnom mužovi o 10 rokov neskôr uviedol do praxe nemecký anatóm - profesor Shpaltegolts - hoci nie pre živé organizmy, ale pre mŕtve drogy. Mnohé múzeá po celom svete teraz vystavujú tieto priehľadné prípravky častí tela, dokonca aj celých zvierat. Metóda prípravy transparentných prípravkov, vyvinutá v roku 1941 profesorom Shpaltegoltsom, spočíva v tom, že po známej bieliacej a pracej úprave sa prípravok impregnuje metylesterom kyseliny salicylovej (je to bezfarebná kvapalina so silným dvojlomom). Takto pripravený preparát potkanov, rýb, častí ľudského tela sa ponorí do nádoby naplnenej rovnakou tekutinou. Zároveň sa, samozrejme, nesnažia dosiahnuť úplnú transparentnosť, pretože potom by sa stali úplne neviditeľnými, a teda pre anatóma nepoužiteľnými. Ale ak chcete, môžete to dosiahnuť. Najprv je potrebné nájsť spôsob, ako nasýtiť tkanivá živého organizmu osviežujúcou tekutinou. Po druhé, Spaltegoltzove prípravky sú iba priehľadné, ale nie neviditeľné, len pokiaľ sú ponorené v nádobe s tekutinou. Predpokladajme však, že sa obe tieto prekážky časom podarí prekonať a v dôsledku toho sa sen anglického prozaika zrealizuje.

Skúsenosť vynálezcu si môžete zopakovať so sklenenou tyčinkou – „neviditeľným prútikom“. Cez korok sa do banky s glycerínom vloží sklenená tyčinka, časť tyčinky ponorená do glycerínu sa stane neviditeľnou. Ak sa banka otočí, druhá časť tyčinky sa stane neviditeľnou. Pozorovaný efekt sa dá ľahko vysvetliť. Index lomu skla je takmer rovnaký ako index lomu glycerolu, preto na rozhraní medzi týmito látkami nedochádza k lomu ani odrazu svetla.

Úplný odraz.

Ak svetlo prechádza z opticky hustejšieho prostredia do opticky menej hustého prostredia (na obrázku), potom pri určitom uhle dopadu α0 sa uhol lomu β rovná 90°. Intenzita lomu lúča sa v tomto prípade rovná nule. Svetlo dopadajúce na rozhranie medzi dvoma médiami sa od neho úplne odráža. Dochádza k úplnému odrazu.

Uhol dopadu α0, pri ktorom totálny vnútorný odraz svetlo sa nazýva limitný uhol totálny vnútorný odraz. Pri všetkých uhloch dopadu rovných alebo väčších ako α0 dochádza k úplnému odrazu svetla.

Hodnotu medzného uhla zistíme zo vzťahu . Ak n 2 \u003d 1 (vákuum, vzduch), potom.

Experimenty "Pozorovanie úplného odrazu svetla."

1. Vložte ceruzku šikmo do pohára s vodou, zdvihnite pohár nad úroveň očí a pozerajte sa cez pohár dolu na hladinu vody. Prečo povrch vody v pohári vyzerá pri pohľade zdola ako zrkadlo?

2. Ponorte prázdnu skúmavku do pohára s vodou a pozrite sa na ňu zhora Zdá sa vám časť skúmavky ponorená vo vode lesklá?

3. Urobte si doma skúsenosti “ Robiť mincu neviditeľnou. Budete potrebovať mincu, misku s vodou a číry pohár. Položte mincu na spodok misky a poznačte si uhol, pod ktorým je zvonka viditeľná. Bez toho, aby ste odtrhli oči od mince, pomaly zhora spustite obrátený prázdny priehľadný pohár do misky, držte ho striktne zvisle, aby sa dovnútra nenaliala voda. Vysvetlite pozorovaný jav na nasledujúcej hodine.

(V určitom okamihu minca zmizne! Keď sklopí pohár, hladina vody v miske stúpne. Teraz, aby vyšiel z misky, musí lúč prejsť dvakrát cez rozhranie voda-vzduch. Po prejdení prvej hranice sa uhol lom bude významný, takže na druhej hranici dôjde k úplnému vnútornému odrazu (svetlo už nevychádza z misky, takže mincu nevidíte.)

Pre rozhranie sklo-vzduch je uhol úplného vnútorného odrazu: .

Limitné uhly úplného odrazu.

Diamant…24º
Benzín...45º
Glycerín…45º
Alkohol...47º
Sklo rôznych tried …30º-42º
Éter…47º

Fenomén úplného vnútorného odrazu sa využíva vo vláknovej optike.

Vďaka úplnému vnútornému odrazu sa svetelný signál môže šíriť vo vnútri flexibilného skleneného vlákna (optické vlákno). Svetlo môže opustiť vlákno len pri veľkých počiatočných uhloch dopadu a pri výraznom ohnutí vlákna. Použitie lúča pozostávajúceho z tisícok flexibilných sklenených vlákien (s priemerom každého vlákna od 0,002 do 0,01 mm) umožňuje prenášať optické obrazy od začiatku až po koniec lúča.

Vláknová optika je systém na prenos optických obrazov pomocou sklenených vlákien (sklenené vodidlá).

Zariadenia s optickými vláknami sú široko používané v medicíne ako endoskopy- sondy vložené do rôznych vnútorných orgánov (priedušky, cievy atď.) na priame vizuálne pozorovanie.

V súčasnosti vláknová optika nahrádza kovové vodiče v systémoch prenosu informácií.

Zvýšenie nosnej frekvencie prenášaného signálu zvyšuje množstvo prenášaných informácií. Frekvencia viditeľného svetla je o 5-6 rádov vyššia ako nosná frekvencia rádiových vĺn. Podľa toho môže svetelný signál preniesť miliónkrát viac informácií ako rádiový signál. Potrebné informácie sa prenášajú cez vláknový kábel vo forme modulovaného laserového žiarenia. Vláknová optika je nevyhnutná pre rýchly a kvalitný prenos počítačového signálu obsahujúceho veľké množstvo prenášaných informácií.

Úplný vnútorný odraz sa používa v prizmatických ďalekohľadoch, periskopoch, zrkadlovkách, ako aj v reflektoroch (reflektoroch), ktoré zabezpečujú bezpečné parkovanie a pohyb áut.

Zhrnutie.

Na dnešnej hodine sme sa zoznámili s lomom svetla, dozvedeli sme sa čo je index lomu, určili index lomu planparalelnej sklenenej dosky, zoznámili sme sa s pojmom totálny odraz, spoznali využitie vláknovej optiky.

Domáca úloha.

Uvažovali sme o lomu svetla na plochých hraniciach. V tomto prípade zostáva veľkosť obrázka rovnaká ako veľkosť objektu. V ďalších lekciách sa pozrieme na prechod svetelného lúča cez šošovky. Je potrebné zopakovať štruktúru oka z biológie.

Bibliografia:

G.Ya. Myakišev. B.B. Bukhovcev. Učebnica fyziky 11. ročník.
V. P. Demkovich, L. P. Demkovich. Zbierka úloh z fyziky.
Ja.I. Perelman. Zábavné úlohy a zážitky.
A JA Lanina. Ani jedna lekcia .

Každý deň sa stretávame s rôznymi fyzikálnymi javmi. Jedným z nich je svetlo. Dnes napíšem o niektorých pokusoch so svetlom, ktoré sme robili spolu s mojím synom Vladikom.

Pred vykonaním experimentov so svetlom je dôležité zdôrazniť niektoré jeho vlastnosti.

Jednou z vlastností je priamosť jeho rozloženia . Iba v tomto prípade je možné vytvoriť tieň. Téma tieňov je veľmi zaujímavá. môžete hrať tieňové divadlo, môžete sledovať dlhý tieň ráno, popoludní a večer. Pre staršie deti je zaujímavé zvážiť projekcie trojrozmerných predmetov. Napríklad tieňom kužeľa môže byť trojuholník a kruh.

Ďalšou vlastnosťou je schopnosť odrážať svetlo od bariér. Ak lúče dopadnú na zrkadlo, odrazia sa tak, že predmet vidíme v plnej veľkosti. Ak lúče dopadajú na nerovný povrch, odrážajú sa vo všetkých smeroch a osvetľujú tento povrch. Preto vidíme predmety, ktoré samy nežiaria. Keď vieme o schopnosti lúčov odrážať sa, vykonáme experiment. Z obyčajného vajíčka urobíme strieborné

Budeme potrebovať:

varené vajce,
sviečka,
pohár vody.

Vajíčko sa údilo nad plameňom sviečky. Ukázalo sa to zamatovo čierne! Potom ho ponorili do vody. Žiaril ako striebro! Faktom je, že častice sadzí sú vodou zle zmáčané. Okolo vajíčka sa vytvoril film, ktorý ako zrkadlo odráža lúče svetla.

Zaujímavý fakt súvisiaci s odrazivosťou svetla. Prelud v púšti vzniká v dôsledku skutočnosti, že zohriata vrstva vzduchu susediaca s horúcim pieskom získava zrkadlové vlastnosti. Asfaltové cesty sa tiež na slnku veľmi zahrievajú a ich povrch sa zdá byť z diaľky polievaný vodou a odráža predmety.

Ďalší zaujímavý bod. Zvyčajne sa predpokladá, že severný a južný pól sú chladné, pretože dostávajú málo tepla zo Slnka. To nie je pravda. Antarktída dostane ročne toľko slnečnej energie, koľko jej rozlohou zodpovedajú krajiny nachádzajúce sa v rovníkovej zóne. Ale vracia 90% tohto tepla do vonkajšieho priestoru. Snehová škrupina, ktorá pokrýva Antarktídu, pôsobí ako obrovské zrkadlo odrážajúce životodarné lúče slnka.

Keď lúče svetla vstúpia zo vzduchu do nejakého iného priehľadného média, oni sú lámané. To je ľahké vidieť, keď sa pozriete na pohár s paličkami alebo lyžicou. Palice sú zlomené. Toto naše dieťa naozaj prekvapilo!

Lom lúčov na hranici dvoch prostredí

Budeme potrebovať:

pohar vody,
lúč svetla (ak neexistuje lúč prirodzeného svetla, môžete použiť baterku)

Lúče prechádzajúce cez sklo zhromaždiť do zväzku a potom rozvetviť. Takže lom lúčov nastáva na hranici dvoch médií. To, že sa lúče zhromažďujú v lúči, pozorujeme, keď na spaľovanie použijeme šošovku.

Manžel nadšene rozprával o tom, ako spolu s bratmi vyhoreli na lavičke pomocou objektívu.

Často, keď sa lúč svetla láme, možno pozorovať jeho rozklad na sedem farieb. Toto je fenomén rozptylu. Farby sú vždy v určitom poradí. Takáto postupnosť sa nazýva spektrum. Rozptýlenie sa pozoruje aj v prírode - je to dúha.

A my mám doma dúhu

V bežnom živote sa stretávame s rôznymi optickými prístrojmi – od okuliarov našich starých mám až po mikroskop, lupy. A každý deň sa pozeráme do zrkadla a s ich pomocou môžete stráviť

Dúhu si môžete zaobstarať aj doma pomocou vody. Podrobne o tom hovorím v knihe „Home Lab. Experimenty s vodou. A dávam vám túto knihu. Stiahnite si teraz, potešte a prekvapte deti. Preskúmajte spolu fascinujúci svet vedy. Pošlite fotografie svojich najjasnejších a najpamätnejších zážitkov a experimentov. Pomocou jednoduchých predmetov môžete vykonávať zaujímavé experimenty. Je to o takých, o ktorých hovoríme na stránkach Veselej vedy. Ďakujeme, že ste s nami a čoskoro sa uvidíme.

Úspešné experimenty! Veda je zábava!

Grécky astronóm Claudius Ptolemaios (okolo roku 130 n. l.) je autorom pozoruhodnej knihy, ktorá slúžila ako hlavná učebnica astronómie takmer 15 storočí. Ptolemaios však okrem astronomickej učebnice napísal aj knihu Optika, v ktorej načrtol teóriu videnia, teóriu plochých a sférických zrkadiel a náuku o fenoméne lomu svetla. Ptolemaios sa pri pozorovaní hviezd stretol s fenoménom lomu svetla. Všimol si, že lúč svetla prechádzajúci z jedného média do druhého sa „láme“. Preto hviezdny lúč, ktorý prechádza zemskou atmosférou, nedosahuje zemský povrch v priamke, ale pozdĺž zakrivenej čiary, to znamená, že dochádza k lomu. Zakrivenie dráhy lúča nastáva v dôsledku skutočnosti, že hustota vzduchu sa mení s výškou.

Na štúdium zákona lomu vykonal Ptolemaios nasledujúci experiment. Vzal kruh a upevnil pravítka l1 a l2 na os tak, aby sa okolo nej mohli voľne otáčať (pozri obrázok). Ptolemaios ponoril tento kruh do vody až po priemer AB a otáčaním spodného pravítka zabezpečil, aby pravítka ležali pre oko na jednej priamke (ak sa pozriete pozdĺž horného pravítka). Potom kruh vybral z vody a porovnal uhly dopadu α a lomu β. Uhly meral s presnosťou 0,5°. Čísla získané Ptolemaiom sú uvedené v tabuľke.

Ptolemaios nenašiel "vzorec" vzťahu pre tieto dva rady čísel. Ak však určíte sínusy týchto uhlov, ukáže sa, že pomer sínusov je vyjadrený takmer rovnakým číslom, a to aj pri takom hrubom meraní uhlov, ku ktorému sa uchýlil Ptolemaios.

V dôsledku lomu svetla v pokojnej atmosfére je zdanlivá poloha hviezd na oblohe vzhľadom na horizont

1) nad skutočnou polohou

2) pod skutočnou polohou

3) posunuté v jednom alebo druhom smere vertikálne vzhľadom na skutočnú polohu

4) zodpovedá skutočnej polohe

Koniec formulára

Začiatok formulára

V pokojnej atmosfére sa pozorujú polohy hviezd, ktoré nie sú kolmé na povrch Zeme v bode, kde sa nachádza pozorovateľ. Aká je zdanlivá poloha hviezd - nad alebo pod ich skutočnou polohou vzhľadom na horizont? Vysvetlite odpoveď.

Koniec formulára

Začiatok formulára

Refrakcia v texte odkazuje na jav

1) zmeny smeru šírenia svetelného lúča v dôsledku odrazu na hranici atmosféry

2) zmeny smeru šírenia svetelného lúča v dôsledku lomu v zemskej atmosfére

3) absorpcia svetla pri jeho šírení zemskou atmosférou

4) ohýbanie svetelného lúča okolo prekážok a tým vychyľovanie priamočiareho šírenia

Koniec formulára

Začiatok formulára

Ktorý z nasledujúcich záverov odporuje Ptolemaiove pokusy?

1) uhol lomu je menší ako uhol dopadu pri prechode lúča zo vzduchu do vody

2) ako sa uhol dopadu zväčšuje, uhol lomu sa lineárne zvyšuje

3) pomer sínusu uhla dopadu k sínusu uhla lomu sa nemení

4) sínus uhla lomu závisí lineárne od sínusu uhla dopadu

Koniec formulára

Fotoluminiscencia

Niektoré látky, keď sú osvetlené elektromagnetickým žiarením, začnú samy žiariť. Táto žiara alebo luminiscencia má dôležitú vlastnosť: luminiscenčné svetlo má iné spektrálne zloženie ako svetlo, ktoré žiaru spôsobilo. Pozorovania ukazujú, že luminiscenčné svetlo má dlhšiu vlnovú dĺžku ako vzrušujúce svetlo. Napríklad, ak je lúč fialového svetla nasmerovaný na kužeľ s roztokom fluoresceínu, potom osvetlená kvapalina začne jasne luminiscovať zeleno-žltým svetlom.

Niektoré telesá si zachovávajú schopnosť žiariť ešte nejaký čas po tom, čo ich osvetlenie prestane svietiť. Takýto dosvit môže mať rôzne trvanie: od zlomkov sekundy až po mnoho hodín. Je zvykom nazývať žiaru, ktorá sa zastaví osvetlením, fluorescenciou a žiaru, ktorá má viditeľné trvanie, fosforescenciou.

Fosforeskujúce kryštalické prášky sa používajú na poťahovanie špeciálnych obrazoviek, ktoré zostávajú svietiace dve až tri minúty po osvetlení. Takéto obrazovky tiež žiaria pod pôsobením röntgenových lúčov.

Fosforeskujúce prášky našli veľmi dôležité uplatnenie pri výrobe žiariviek. V plynových výbojkách naplnených ortuťovými parami sa pri prechode elektrického prúdu vytvára ultrafialové žiarenie. Sovietsky fyzik S.I. Vavilov navrhol pokryť vnútorný povrch takýchto lámp špeciálne vyrobenou fosforeskujúcou kompozíciou, ktorá po ožiarení ultrafialovým žiarením dáva viditeľné svetlo. Výberom zloženia fosforeskujúcej látky je možné získať spektrálne zloženie emitovaného svetla, čo najbližšie k spektrálnemu zloženiu denného svetla.

Fenomén luminiscencie sa vyznačuje mimoriadne vysokou citlivosťou: niekedy stačí 10 - - 10 g svietiacej látky napríklad v roztoku na detekciu tejto látky jej charakteristickou žiarou. Táto vlastnosť je základom luminiscenčnej analýzy, ktorá umožňuje odhaliť zanedbateľné nečistoty a posúdiť nečistoty alebo procesy, ktoré vedú k zmene pôvodnej látky.

Ľudské tkanivá obsahujú širokú škálu prírodných fluorofórov, ktoré majú rôzne fluorescenčné spektrálne oblasti. Obrázok ukazuje emisné spektrá hlavných fluorofórov biologických tkanív a škálu elektromagnetických vĺn.

Podľa uvedených údajov pyroxidin žiari

1) červené svetlo

2) žlté svetlo

3) zelené svetlo

4) fialové svetlo

Koniec formulára

Začiatok formulára

Dva identické kryštály, ktoré majú vlastnosť fosforescencie v žltej časti spektra, boli predbežne osvetlené: prvý červenými lúčmi, druhý modrými lúčmi. Pri ktorom z kryštálov bude možné pozorovať dosvit? Vysvetlite odpoveď.

Koniec formulára

Začiatok formulára

Pri skúmaní potravinárskych výrobkov je možné použiť luminiscenčnú metódu na zistenie pokazenia a falšovania výrobkov.
V tabuľke sú uvedené ukazovatele luminiscencie tukov.

Farba masla sa zmenila zo žltozelenej na modrú. To znamená, že maslo mohlo byť pridané

1) len maslový margarín

2) iba margarín "Extra"

3) iba rastlinný tuk

4) ktorýkoľvek z uvedených tukov

Koniec formulára

Zem Albedo

Teplota na povrchu Zeme závisí od odrazivosti planéty – albeda. Povrchové albedo je pomer energetického toku odrazeného slnečného svetla k energetickému toku slnečných lúčov dopadajúcich na povrch, vyjadrený ako percento alebo zlomok jednotky. Albedo Zeme vo viditeľnej časti spektra je asi 40 %. Pri absencii oblačnosti by to bolo asi 15 %.

Albedo závisí od mnohých faktorov: prítomnosť a stav oblačnosti, zmeny ľadovcov, ročné obdobia, a teda aj zrážky.

V 90-tych rokoch XX storočia bola zrejmá významná úloha aerosólov - "oblakov" najmenších pevných a kvapalných častíc v atmosfére. Pri spaľovaní paliva sa do ovzdušia dostávajú plynné oxidy síry a dusíka; zlúčením v atmosfére s vodnými kvapôčkami vytvárajú kyseliny sírovú, dusičnú a amoniak, ktoré sa potom menia na síranové a dusičnanové aerosóly. Aerosóly nielenže odrážajú slnečné svetlo bez toho, aby ho prepustili na zemský povrch. Aerosólové častice slúžia ako zárodky pre kondenzáciu atmosférickej vlhkosti pri tvorbe oblakov a tým prispievajú k zvyšovaniu oblačnosti. A to zase znižuje prílev slnečného tepla na zemský povrch.

Priehľadnosť slnečných lúčov v nižších vrstvách zemskej atmosféry závisí aj od požiarov. V dôsledku požiarov stúpa do atmosféry prach a sadze, ktoré pokrývajú Zem hustou clonou a zvyšujú povrchové albedo.

Ktoré tvrdenia sú pravdivé?

A. Aerosóly odrážajú slnečné svetlo a prispievajú tak k zníženiu albeda Zeme.

B. Sopečné erupcie prispievajú k zvýšeniu albeda Zeme.

1) len A

2) len B

3) aj A aj B

4) ani A ani B

Koniec formulára

Začiatok formulára

V tabuľke sú uvedené niektoré charakteristiky pre planéty slnečnej sústavy - Venušu a Mars. Je známe, že albedo Venuše A 1= 0,76 a albedo Marsu A 2= 0,15. Ktorá z charakteristík ovplyvnila najmä rozdiel v albede planét?

1) A 2) B 3) IN 4) G

Koniec formulára

Začiatok formulára

Zvyšuje sa alebo klesá zemské albedo počas sopečných erupcií? Vysvetlite odpoveď.

Koniec formulára

Začiatok formulára

Povrchové albedo sa chápe ako

1) celkové množstvo slnečného svetla dopadajúceho na zemský povrch

2) pomer energetického toku odrazeného žiarenia k toku absorbovaného žiarenia

3) pomer energetického toku odrazeného žiarenia k toku dopadajúceho žiarenia

4) rozdiel medzi energiou dopadajúceho a odrazeného žiarenia

Koniec formulára

Štúdia spektra

Všetky vyhrievané telesá vyžarujú elektromagnetické vlny. Na experimentálne vyšetrenie závislosti intenzity žiarenia od vlnovej dĺžky je potrebné:

1) rozšírenie žiarenia do spektra;

2) zmerajte rozloženie energie v spektre.

Na získanie a štúdium spektier sa používajú spektrálne zariadenia - spektrografy. Schéma hranolového spektrografu je znázornená na obrázku. Študované žiarenie najskôr vstupuje do trubice, na ktorej jednom konci je clona s úzkou štrbinou a na druhom konci je zbiehavá šošovka L 1. Štrbina je v ohnisku šošovky. Preto divergentný svetelný lúč, ktorý vstupuje do šošovky zo štrbiny, ju opúšťa v paralelnom lúči a dopadá na hranol R.

Keďže rôzne frekvencie zodpovedajú rôznym indexom lomu, z hranola vychádzajú paralelné lúče rôznych farieb, ktoré sa v smere nezhodujú. Padajú na objektív L 2. V ohniskovej vzdialenosti tohto objektívu je obrazovka, matné sklo alebo fotografická doska. Objektív L 2 zaostruje rovnobežné lúče lúčov na obrazovke a namiesto jedného obrazu štrbiny sa získa celý rad obrazov. Každá frekvencia (presnejšie úzky spektrálny interval) má svoj vlastný obraz v podobe farebného pásika. Všetky tieto obrázky spolu
a tvoria spektrum.

Energia žiarenia spôsobuje zahrievanie tela, takže stačí zmerať telesnú teplotu a použiť ju na posúdenie množstva energie absorbovanej za jednotku času. Ako citlivý prvok možno zobrať tenkú kovovú platňu pokrytú tenkou vrstvou sadzí a zahriatím platne možno posúdiť energiu žiarenia v danej časti spektra.

Rozklad svetla na spektrum v prístroji znázornenom na obrázku je založený na

1) fenomén rozptylu svetla

2) fenomén odrazu svetla

3) fenomén absorpcie svetla

4) vlastnosti tenkých šošoviek

Koniec formulára

Začiatok formulára

V zariadení hranolového spektrografu šošovka L 2 (pozri obrázok) sa používa na

1) rozklad svetla na spektrum

2) zaostrenie lúčov určitej frekvencie do úzkeho pruhu na obrazovke

3) určenie intenzity žiarenia v rôznych častiach spektra

4) konverzia divergentného svetelného lúča na paralelné lúče

Koniec formulára

Začiatok formulára

Je potrebné pokryť kovovú platňu teplomera používaného v spektrografe vrstvou sadzí? Vysvetlite odpoveď.

Koniec formulára

Začiatok formulára

Hodina fyziky v 11. ročníku na tému "Lom svetla".

Ciele lekcie:

skontrolovať znalosť zákonov odrazu;

naučiť merať index lomu skla pomocou zákona lomu;

rozvoj zručností pre samostatnú prácu s vybavením;

rozvoj logického myslenia, pamäti, schopnosť podriadiť pozornosť plneniu úloh.

vzdelávanie presnej práce so zariadením;

podpora spolupráce v procese spoločného plnenia úloh.

Interdisciplinárne prepojenia: fyzika, matematika, literatúra.

Typ lekcie: učenie sa nového materiálu, zdokonaľovanie a prehlbovanie vedomostí, zručností a schopností.

Vybavenie:

Pomôcky a materiály na laboratórnu prácu: vysoké sklo s objemom 50 ml, sklenená platňa (hranol) so šikmými hranami, skúmavka, ceruzka.

Pohár vody s mincou na dne; tenká sklenená kadička.

Skúmavka s glycerínom, sklenená tyčinka.

Karty s individuálnou úlohou.

demonštrácia: Lom svetla. totálny vnútorný odraz.

POČAS VYUČOVANIA.

I. Organizačný moment. Téma lekcie.

Účelom dnešnej lekcie je teda študovať zákon lomu svetla.

II. Aktualizácia základných vedomostí.

1. Čo je to svetelný lúč? (Geometrická čiara, ktorá označuje smer šírenia svetelnej energie, sa nazýva svetelný lúč.)

Zopakujme si zákony odrazu. (ÚSTNE: úlohy pripravené na interaktívnej tabuli)

Karta 1.
Zostrojte odrazený lúč v zošite.

karta 2.
Sú odrazené lúče rovnobežné?

karta 3.
Vytvorte reflexnú plochu.

Karta 4.
Uhol medzi dopadajúcim lúčom a odrazeným lúčom je 60°. Aký je uhol dopadu? Nakreslite do zošita.

2. Formulujte zákon šírenia svetla.

A na poludnie mláky pod oknom
Tak sa rozliať a svietiť
Aká jasná slnečná škvrna
Zajačiky poletujú po chodbe.
I.A. Bunin.

Vysvetlite z hľadiska fyziky pozorovaný jav opísaný Buninom v štvorverší.

Kontrola plnenia úloh na kartách.

III. Vysvetlenie nového materiálu.

Lom vĺn pri prechode z jedného prostredia do druhého je spôsobený tým, že rýchlosti šírenia vĺn v týchto prostrediach sú rôzne.

Vykonajte experimenty "Pozorovanie lomu svetla."

Ceruzku umiestnite šikmo do pohára s vodou a pozerajte sa na ňu zhora a potom zboku. Prečo sa ceruzka pri pohľade zhora na hladine vody javí ako zlomená?
Prečo sa pri pohľade zboku zdá, že časť ceruzky nachádzajúca sa vo vode je posunutá do strany a má zväčšený priemer?
To všetko je spôsobené tým, že pri prechode z jedného priehľadného média do druhého sa svetelný lúč láme.

Pozorovanie vychýlenia lúča laserovej baterky pri prechode cez planparalelnú dosku.

Index lomu vo vzťahu k vákuu sa nazýva absolútny index lomu.

Látka s vyšším indexom lomu n 1 sa nazýva opticky hustejšie prostredie, ak n 1 > n 2. Látka s nižším indexom lomu n 1 sa nazýva opticky menej hustá prostredie, ak n 1< n 2 .

IV. Upevnenie témy.

2. Riešenie úloh č.1395.

3. Laboratórna práca "Stanovenie indexu lomu skla."

Vybavenie: Sklenená doska s rovnobežnými hranami, doska, uhlomer, tri špendlíky, ceruzka, štvorec.

Poradie práce.

v.

Úplný odraz.

Hodnotu medzného uhla zistíme zo vzťahu . Ak n 2 \u003d 1 (vákuum, vzduch), potom.

Experimenty "Pozorovanie úplného odrazu svetla."

1. Vložte ceruzku šikmo do pohára s vodou, zdvihnite pohár nad úroveň očí a pozerajte sa cez pohár dolu na hladinu vody. Prečo povrch vody v pohári vyzerá pri pohľade zdola ako zrkadlo?

2. Ponorte prázdnu skúmavku do pohára s vodou a pozrite sa na ňu zhora Zdá sa vám časť skúmavky ponorená vo vode lesklá?

Pre rozhranie sklo-vzduch je uhol úplného vnútorného odrazu: .

Limitné uhly úplného odrazu.

Diamant…24º
Benzín...45º
Glycerín…45º
Alkohol...47º
Sklo rôznych tried …30º-42º
Éter…47º

Vláknová optika je systém na prenos optických obrazov pomocou sklenených vlákien (sklenené vodidlá).

Zariadenia s optickými vláknami sú široko používané v medicíne ako endoskopy- sondy vložené do rôznych vnútorných orgánov (priedušky, cievy atď.) na priame vizuálne pozorovanie.

V súčasnosti vláknová optika nahrádza kovové vodiče v systémoch prenosu informácií.

Úplný vnútorný odraz sa používa v prizmatických ďalekohľadoch, periskopoch, zrkadlovkách, ako aj v reflektoroch (reflektoroch), ktoré zabezpečujú bezpečné parkovanie a pohyb áut.

Zhrnutie.

Domáca úloha.

Bibliografia:

G.Ya. Myakišev. B.B. Bukhovcev. Učebnica fyziky 11. ročník.

V. P. Demkovich, L. P. Demkovich. Zbierka úloh z fyziky.

Ja.I. Perelman. Zábavné úlohy a zážitky.

A JA Lanina. Ani jedna lekcia .

V predchádzajúcich lekciách ste sa zoznámili so základnými zákonmi šírenia svetla: zákonmi odrazu a lomu. Ale ako viete, človek sa snaží v praxi použiť akýkoľvek pochopený zákon. Ak pre dve prostredia zostáva index lomu konštantný, môžeme napríklad určiť látku jedného prostredia, keď poznáme látku druhého z uhla vychýlenia svetelného lúča pri prechode rozhraním medzi týmito prostrediami? Ako to urobiť v praxi, sa dozviete z tejto lekcie o laboratórnej práci.

Téma: Optika

lekcia: Praktická práca na tému "Stanovenie indexu lomu skla"

Cieľ práce : stanovenie relatívneho indexu lomu skla pomocou planparalelnej dosky.

Ryža. 1. Definícia ukazovateľa

sinα - uhol dopadu

sinγ - uhol lomu

Na obrázku sú dve vodorovné čiary: malá a veľká plocha planparalelnej dosky (pozri obr. 1).

Prvý kolík sa nachádza v bode O. Druhý kolík je umiestnený v bode A. Smer AO je smerom dopadajúceho lúča.

Smer od bodu O k čapu umiestnenému na veľkej ploche je lomený lúč.

Odmerajte vzdialenosť OD = OA pomocou pravítka.

Z bodu A na kolmicu oddelenia dvoch médií spustíme kolmicu. Z bodu D na kolmicu oddelenia dvoch médií spustíme kolmicu.

Dva trojuholníky sú pravouhlé. Dokážu určiť sínus uhla dopadu a sínus uhla lomu.

Pomocou pravítka sa meria vzdialenosť AC a vzdialenosť DB.

Je potrebné vykonať niekoľko meraní. Aby ste to dosiahli, musíte zmeniť umiestnenie druhého kolíka v akomkoľvek inom uhle. V dôsledku toho sa uhol dopadu a uhol lomu zmení, ale index lomu bude pre tieto dve prostredia konštantný.

1 spôsob

Vybavenie : planparalelná doska, 3 kolíky, pravítko, uhlomer, list papiera, ceruzka, kúsok penovej gumy.

Pokrok:

1. Položte kúsok penovej gumy na stôl, aby ste uľahčili prilepenie špendlíkov.

2. Zakryte penovú gumu bielym listom papiera.

3. Na vrch položte planparalelnú sklenenú dosku.

4. Nakreslite ceruzku okolo malej a veľkej tváre.

5. Prvý špendlík prilepíme blízko prvej plochy, druhý špendlík prilepíme pod určitým uhlom k prvému.

6. Pozorovaním dvoch kolíkov cez veľký okraj nájdite umiestnenie tretieho kolíka tak, aby sa prvý a druhý zablokovali (pozri obr. 2).

Ryža. 2. Rovinná doska

7. Označte umiestnenie všetkých troch kolíkov.

8. Odstránime zariadenie a pozrieme sa na výsledný výkres.

9. Pomocou pravítka odmeriame nohy (pozri obr. 3).

Ryža. 3. Definícia ukazovateľa

CA = 15 mm, DB = 10 mm.

Pre presnejší výsledok je potrebné vykonať niekoľko experimentov.

Relatívny index lomu je 1,5, čo znamená, že rýchlosť svetla pri prechode zo vzduchu do skla klesá 1,5-krát.

Na overenie získaných údajov je potrebné ich porovnať s tabuľkou indexov lomu pre rôzne látky (pozri obr. 4).

Ryža. 4. Tabuľka indexov lomu

Podľa indexu lomu môžeme určiť, akú látku máme.

2 spôsobom

Vybavenie: žiarovka, obrazovka so štrbinou, list papiera.

Pokrok:

1. Pomocou drôtikov prepojíme galvanický článok (batériu) so žiarovkou.

2. Pred lampu dáme zástenu so štrbinou a za ňu planparalelnú dosku.

3. Uhol dopadu a uhol lomu meriame pomocou uhlomeru.

4. Pomocou Bradisovej tabuľky nájdeme hodnoty sínusov v rohoch.

5. Vypočítajte index lomu (pozri obr. 5).

Ryža. 5. Rovinná doska

Príklad výpočtu chyby

Chyba:

1. Absolútna.

2. Relatívna.

Absolútne chyby: merací prístroj, meranie

V kovovom pravítku možno chybu považovať za polovicu hodnoty delenia tohto meracieho zariadenia, t.j. 0,5 mm.

Chyba merania môže byť aj polovičná hodnota delenia pravítka (0,5 mm).

Vo všeobecnosti je absolútna chyba 1 mm.

Relatívna chyba (ε) (pozri obr. 6):

Ryža. 6. Relatívna chyba

Stanovenie absolútnej chyby nameraného indexu lomu (pozri obr. 7):

Ryža. 7. Absolútna chyba

1. Nižný Novgorod pobočka MIIT ( ).

1. Vykonávame pokusy o lom svetla

Urobme taký experiment. Nasmerujme úzky lúč svetla na hladinu vody v širokej nádobe pod určitým uhlom k hladine. Všimneme si, že v miestach dopadu sa lúče nielen odrážajú od hladiny vody, ale čiastočne prechádzajú do vody, pričom menia svoj smer (obr. 3.33).

Zmena smeru šírenia svetla v prípade jeho prechodu rozhraním dvoch prostredí sa nazýva lom svetla.

Prvú zmienku o lomu svetla možno nájsť v dielach starovekého gréckeho filozofa Aristotela, ktorý sa pýtal: prečo sa zdá, že palica je zlomená vo vode? A v jednom zo starogréckych traktátov je takýto zážitok opísaný: „Musíte sa postaviť tak, aby plochý krúžok umiestnený na dne nádoby bol skrytý za jej okrajom. Potom bez zmeny polohy očí nalejte vodu do nádoby.

Ryža. 3.33 Schéma experimentu na demonštráciu lomu svetla. Lúč svetla prechádzajúci zo vzduchu do vody mení svoj smer, posúva sa smerom k kolmici, obnovuje sa v bode dopadu lúča

2. Medzi uhlom dopadu a uhlom lomu sú také vzťahy:

a) v prípade zväčšenia uhla dopadu sa zväčší aj uhol lomu;

b) ak lúč svetla prechádza z média s nižšou optickou hustotou do média s vyššou optickou hustotou, potom uhol lomu bude menší ako uhol dopadu;

c) ak lúč svetla prechádza z prostredia s vyššou optickou hustotou do prostredia s nižšou optickou hustotou, potom bude uhol lomu väčší ako uhol dopadu.

(Treba poznamenať, že na strednej škole sa po preštudovaní kurzu trigonometrie bližšie zoznámite s lomom svetla a dozviete sa o ňom na úrovni zákonov.)

4. Niektoré optické javy vysvetľujeme lomom svetla

Keď sa my, stojaci na brehu nádrže, pokúšame okom určiť jej hĺbku, vždy sa nám zdá menšia, než v skutočnosti je. Tento jav sa vysvetľuje lomom svetla (obr. 3.37).

Ryža. 3. 39. Optické prístroje založené na fenoméne lomu svetla

Kontrolné otázky

1. Aký jav pozorujeme pri prechode svetla cez rozhranie medzi dvoma médiami?

L. I. Mandelstam študoval šírenie elektromagnetických vĺn, predovšetkým viditeľného svetla. Objavil množstvo efektov, z ktorých niektoré dnes nesú jeho meno (Ramanov rozptyl svetla, Mandelstam-Brillouinov efekt atď.).

Súvisiace materiály:

Mapa stránok