Законы геометрической оптики

1 слайд
Законы геометрической оптики

1 слайд

2 слайд
Оптика представляет собой раздел физики, в котором изучаются явления и закономерности, связанные с возникновением, распространением и взаимодействием с веществом электромагнитных волн видимого диапазона.

2 слайд

3 слайд
Геометрическая оптика •Когда размеры препятствий для света намного больше длины световой волны, то применимо представление о лучах света. •В этих случаях волновые свойства света не проявляются и можно использовать законы геометрической оптики.

3 слайд

4 слайд
Геометрическая оптика базируется на трех законах: •Закон прямолинейного распространения света; •Закон отражения света; •Закон преломления света;

4 слайд

5 слайд
Закон прямолинейного распространения света •В вакууме и в однородной среде свет распространяется прямолинейно. •Следствия закона - образование тени и полутени, затмения Луны и Солнца.

5 слайд

6 слайд
Изменение направления света Среда, в которой свет распространяется с постоянной скоростью, называется оптически однородной. Свет изменяет направление на границе раздела двух сред, в оптически неоднородной среде

6 слайд

7 слайд
•Если имеются две среды, в которых свет распространяется с различными скоростями, то среду, где свет распространяется с меньшей скоростью называют оптически более плотной, а среду, где свет распространяется с большей скоростью – оптически менее плотной.

7 слайд

8 слайд
Отражение света α β •SO – падающий луч •OS 1 - отраженный луч •α – угол падения •β – угол отражения •МN – граница раздела двух сред S S 1 O 1 2M N

8 слайд

9 слайд
Законы отражения света •Отраженный луч лежит в одной плоскости с падающим лучом и перпендикуляром к границе раздела двух сред, восставленным в точке падения луча. •Угол отражения равен углу падения. β = α

9 слайд

10 слайд
Зеркальное отражение S S 1 M NO O 1 O 2 OS = OS 1 После отражения от зеркальной плоской поверхности лучи идут так, как будто они испущены из одной точки S 1.

10 слайд

11 слайд
Диффузное отражение S Отраженные от шероховатой поверхности лучи направлены случайным образом. Такое отражение называется диффузным или рассеянным.

11 слайд

12 слайд
Преломление света •SO – падающий луч; •OS 1 - отраженный луч; •OS 2 - преломленный луч; •α – угол падения; •β – угол отражения; •γ - угол преломления. αβ γ S S 1 S 2 1 2 o

12 слайд

13 слайд
Законы преломления света •Преломленный луч, падающий луч и перпендикуляр к границе раздела двух сред, восставленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости. •Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных двух сред, равная отношению скоростей света в этих средах.

13 слайд

14 слайд
Законы преломления света (формула) constn n n v v  21 1 2 2 1 sin sin   Примечание. Часто угол отражения обозначают буквой γ, а угол преломления - β

14 слайд

15 слайд
Показатели преломления света •n 1 - абсолютный показатель преломления первой среды относительно вакуума: •n 2 - абсолютный показатель преломления второй среды относительно вакуума: •n 21 - относительный показатель преломления второй среды относительно первой: 1 1 v c n . 2 2 v c n . 1 2 21 n n n

15 слайд

16 слайд
Полное внутреннее отражение •Если свет падает из оптически более плотной среды в оптически менее плотную (n 1 > n 2 ), то при определенном для каждой среды угле падения (α 0 ) угол преломления становится равным 90 o .

16 слайд

17 слайд
Полное внутреннее отражение •При дальнейшем увеличении угла падения преломленный луч исчезает. Наблюдается только отражение. •Это явление называется полным внутренним отражением.

17 слайд

18 слайд
Предельный угол полного отражения .sin 1 2 0 n n  •Переход между двумя любыми средами: •Переход в вакуум или в воздух: γ = 90 o α 0 α 0 n 1 > n 2 n 2 n 1 . 1 sin 0 n  1

18 слайд

19 слайд
Применение полного внутреннего отражения света За счет многократного полного отражения свет может быть направлен по любому (прямому или изогнутому) пути.                                                          Блеск драгоценных камней Рукотворное пламя

19 слайд

20 слайд
Оптическое волокно Волоконно-оптические устройства используются в медицине в качестве эндоскопов — зондов, вводимых в различные внут ­ренние органы для непосредственного визуального наблюдения

20 слайд

21 слайд
Рефракция света Атмосферная рефракция – преломление лучей от звёзд, Солнца, Луны в атмосфере Земли. У горизонта достигает 35 0 .

21 слайд

22 слайд
Миражи. Нижний мираж Тройной верхний мираж Мираж сверхдальнего видения. Бельгия, 1815г.

22 слайд

23 слайд
•Радуга Внутреннее отражение и разложение света в каплях дождя.

23 слайд

24 слайд
Гало Гал о́   (от др.-греч. — круг, диск)  — оптический феномен, светящееся кольцо вокруг источника  света.

24 слайд

25 слайд
Многоликий свет •Отражение. •Преломление. •Прямолинейное распространение. •Полное внутреннее отражение.

25 слайд

26 слайд
ЗАКРЕПЛЕНИЕ 1. Какие примеры вы можете привести для подтверждения прямолинейного распространения света? 2. Почему образование тени служит доказательством пря ­молинейности распространения света? 3. Какие явления происходят при переходе света из одной среды в другую? 4. Чем обусловлено преломление света на границе двух прозрачных сред? 5. Приведите примеры наблюдения полного отражения света.

26 слайд

27 слайд
Поразмышляем... 1. В таблице по астрономии изображено образование солнечных и лунных затмений. Благодаря какому закону геометрической оптики возможны данные явления?

27 слайд

28 слайд
2. Иногда классная доска отсвечивает. Почему это происходит? При каких условиях явление будет наблюдаться? Ответ: Доска отражает зеркально, хотя и с небольшим коэффициентом отражения; коэффициент отражения возрастает по мере приближения угла падения к прямому. 3. Луч прожектора хорошо виден в тумане, а хуже в ясную погоду. Почему? Ответ: Вследствие рассеянного отражения мелкими капельками воды.

28 слайд

29 слайд
4. Может ли космонавт наблюдать на Луне зарю? Ответ: Нет, т.к. на Луне нет атмосферы. 5. Почему днем окна домов кажутся темными? Ответ: Стекла окон хорошо пропускают солнечный свет с улицы и почти не отражает его, поэтому кажутся темными.

29 слайд

30 слайд
6. Почему, находясь в лодке, трудно попасть копьем в рыбу? Ответ: Изображение рыбы в воде мнимое, приподнятое к поверхности. Поэтому целиться острием следует так, чтобы между рыбой и острием был просвет.

30 слайд

31 слайд
ЗАДАЧИ, РЕШАЕМЫЕ НА УРОКЕ 1.Человек приближается к зеркалу со скоростью 0,5 м/с. С какой скоростью он приближается к своему изображению? 2. Угол падения луча равен 25º. Чему равен угол между падающим и отражённым лучами? 3. Угол между падающим и отражённым лучами, составляет 50º. Под каким углом к зеркалу падает свет? 4. При каком угле падения падающий и отражённый лучи составляют между собой прямой угол; угол 60º; угол 30º; угол 120º?

31 слайд