- rezuma cunoștințele pe tema „Interferența și difracția luminii“;
- să continue construirea abilităților experimentale ale studenților;
- să aplice cunoștințele teoretice pentru a explica fenomenele naturii;
- să promoveze formarea de interes în fizica procesului și cunoștințele științifice;
- să promoveze extinderea orizonturilor de elevi, dezvoltarea capacității de a trage concluzii pe baza rezultatelor experimentului.
- lampă cu un filament liniar (una pentru fiecare clasă);
- sârmă inel cu un mâner (operație №1,2);
- de sticlă cu o soluție de săpun (muncă №1,2);
- Plăci de sticlă (40 x 60mm), la intervale de 2 bucăți pe set (rabota№3) (echipamente improvizate);
- etrier (lucrare №4);
- tesatura monofilament (100 x 100 mm, echipament improvizat, munca №5);
- shellac (4 sau 8 linii per 1 mm, lucrarea №6);
- CD-uri (de lucru №6);
- fotografii de insecte și păsări (de lucru №7).
I. Actualizarea cunoștințelor pe tema „Interferența luminii“ (repetarea materialului studiat).
Profesor. Înainte de a efectua sarcini experimentale repeta materialul de bază.
Ce fenomen se numește fenomenul de interferență?
Care se caracterizează prin fenomenul de interferență a undelor?
Dă definiția undelor coerente.
Condițiile record de interferență maxime si minime.
Observat dacă legea de conservare a energiei în fenomenele de interferență?
Elevii (presupuse răspunsuri):
- Interferența - un fenomen caracteristic de valuri de orice natură: mecanică, electromagnetică. „Valuri de interferență -. Lângă spațiul a două (sau mai multe) valuri, în care se obține o creștere sau descreștere în puncte diferite care rezultă val“ [8, pagina 223]
- Pentru a forma un model de interferență stabilă necesară coerente (consistente) surse de undă.
- Coherent numit val având aceeași frecvență și o diferență de fază constantă.
- La bord elevii înregistrează condițiile de înalte și joase.
Amplitudinea schimbare care rezultă în punctul C, depinde de diferența dintre valuri de călătorie distanță d2 - d1.
Figura1 [7] - condiția maximă
risunok2 [7] - condiții minime
unde k = 0; ± 1; ± 2; ± 3, ...
(Diferența de cale Wave egală cu un număr par de jumătăți de valuri)
Valurile din sursele S1 și S2 ajuns la punctul C în faze identice și „întări reciproc.“
A = 2Hmax - amplitudinea undei rezultante.
unde k = 0; ± 1; ± 2; ± 3, ...
(Diferența de cale Wave egală cu un număr impar de lungimi de undă și jumătate)
Valurile din sursele S1 și S2 ajuns la punctul C în fazele opuse, și „se anulează reciproc.“
A = 0 - amplitudinea undei rezultante.
Modelul de interferență - o alternanță regulată a zonelor de intensitate înaltă și joasă lumină.
- lumina Interferența - redistribuirea spațială a energiei radiației luminoase, la aplicarea a două sau mai multe valuri de lumină.
În consecință, în fenomenele de interferență și difracție a luminii observată legea conservării energiei. În energia luminoasă de interferență este redistribuit numai fără a recurge la alte forme de energie. creșterea energiei la anumite puncte ale model de interferență în raport cu energia luminoasă totală este compensată de o scădere în alte puncte ale sale (energia totală a luminii - aceasta este energia luminoasă a două fascicule de lumină din surse independente).
dungi de lumină corespund maximelor de energie, de culoare închisă - valori scăzute.
Profesor. Vom trece la partea practică a lecției.
Lucrările experimentale №1
„Fenomenul de interferență de observare a luminii la un film de săpun.“
Echipamente: recipiente cu soluție de săpun, sârmă inel cu un mâner de 30 mm diametru. (A se vedea. Figura 3)
Elevii de interferență observate într-un film de săpun plat de clasă întunecat pentru lumină monocromatică.
Pe un inel de sârmă vom obține un film săpun și puneți-l pe verticală.
Se observă dungi orizontale întunecate și strălucitoare, care variază în lățime cu modificări ale grosimii filmului (vezi. Figura 4).
Explicație. Apariția benzi luminoase și întunecate se explică prin interferența undelor luminii reflectate de suprafața filmului. delta d = 2h
Diferența calea undelor de lumină egală cu dublul grosimii filmului.
Cu un aranjament vertical al filmului are o formă de pană. Diferența calea undelor de lumină în partea superioară a acesteia va fi mai mică decât în partea de jos. În acele părți ale filmului, în cazul în care diferența de cale este egală cu un număr par de dungi pe jumătate observate de lumină. Iar pentru un număr impar de jumătate - lumina dungi. Dispunerea orizontală a benzilor este explicată aranjament orizontal de linii egal cu grosimea filmului [9].
4. peliculă de săpun este iluminat cu lumină albă (de la o lampă).
5. Observăm colorarea benzi luminoase în culori spectrale - pe partea de sus: albastru, jos - roșu.
Explicație. O astfel de colorare se datorează dependența dungile poziției de lumină pe lungimea de undă de culoare a undelor incidente.
6.Nablyudaem, de asemenea, că banda, extinderea și menținerea formei lor, deplasarea în jos.
Explicație. Acest lucru se explică prin scăderea grosimii filmului, deoarece soluția de săpun curge în jos sub efectul gravitației.
Lucrările experimentale №2
„Observarea de interferență a luminii pe un balon de săpun.“
1. Elevii suflate bule (A se vedea. Figura 5).
2. Observați pe partea superioară și inferioară a formării de inele de interferență, culori spectrale vopsite. Marginea superioară a fiecărui inel de lumină albastră, mai mic - roșu. Prin scăderea grosimii filmului a inelului, de asemenea, extinde mutat încet în jos. Forma lor inelară explica liniile de formă inelară de egală grosime [9].
Lucrările experimentale № 3.
„Film de interferență de lumină de observare pe aer“
plăci de sticlă curate sunt stivuite împreună și elevii degetele comprimate (a se vedea. Figura №6).
Plăcile au fost tratate în lumina reflectată pe un fundal întunecat.
Văzând în unele locuri curcubeu strălucitor în formă de inel sau o bandă închisă în formă neregulată.
Modificarea presiunii și să observe schimbarea în benzile de locație și de formă.
Profesor: Observațiile din această lucrare au caracter individual. Schița ați observat un model de interferență.
Explicație: Suprafața plăcilor nu poate fi complet netedă, astfel încât acestea sunt în contact doar în câteva locuri. În jurul acestor locuri au format cele mai subțiri pene de aer de diferite forme, care să permită modelul de interferență. (Risunok№ 7).
În lumina transmisă, condiția maxim 2h = kl
Maestrul: Fenomenul de interferență și polarizare în tehnicile de construcție și de inginerie utilizate pentru a studia stresul care apar în structurile și mașinile noduri individuale. Metoda de investigare se numește photoelastic. De exemplu, în modelul de uniformitatea parte deformare sticla organica este rupt [7] model de interferență .Harakter reflectă tensiunile interne din partea (risunok№ 8).
II. Actualizarea cunoștințelor pe tema „difracției luminii“ (repetarea materialului studiat).
Profesor. Înainte de a efectua a doua parte a repeta materialul de bază.
Care este fenomenul numit fenomenul de difracție?
Condiția pentru manifestarea de difracție.
Rețelei de difracție, tipurile și proprietățile de bază.
Monitorizarea starii a vârfului de difracție.
De ce violet mai aproape de centrul de modelul de interferență?
Elevii (presupuse răspunsuri):
abatere fenomen val de la o răspândire linie dreaptă în timp ce trece prin găurile mici și învăluind val de obstacole mici - difractie.
Condiția pentru manifestarea de difracție: d<. где d – размер препятствия, - длина волны. Размеры препятствий (отверстий) должны быть меньше или соизмеримы с длиной волны. Существование этого явления (дифракции) ограничивает область применения законов геометрической оптики и является причиной предела разрешающей способности оптических приборов.
Grătarele de difracție - dispozitivul optic, care este o matrice a unui număr mare de elemente aranjate în mod regulat pe care are loc difracția luminii [8]. Dungile specific și constantă pentru un profil de grilaj dat repetate la același interval d (perioada răzuirea). Capacitatea de a răspândi incidentul răzuirea Puchek Sveta la lungimea de undă ei este proprietatea sa principală. Distinge grilaj reflectorizant și transparent difracție. La dispozitivele moderne utilizate în principal rețele de difracție reflectorizante.
Monitorizarea starii vârfurilor de difracție:
Lucrările experimentale № 4.
„Observarea luminii difracție de o fantă îngustă“
Echipament: (a se vedea risunok№ 9)
- Muta fălcile cursorul etrierelor pentru a forma un decalaj între 0,5 mm lățime.
- Presează bureții porțiune tesite împotriva ochiului (poziționarea shel pe verticală).
- Prin acest decalaj se uite la arderea lămpii cu filament poziționat vertical.
- Nablyudayutem pe ambele părți ale firului paralel cu dungi curcubeu ei.
- Modificați lățimea spațiului liber în intervalul de la 0,05 - 0,8 mm. În tranziția la o mai înguste fante de bandă în afară. devin mai largi și formează un spectru distins. Atunci când observăm peste cea mai mare diferența de bandă este foarte îngustă și poziționate aproape una de alta. [9]
- Elevii schițat într-un caiet ceea ce a văzut imaginea.
Lucrările experimentale № 5.
„Observarea de difracție de lumină pe țesătură de nylon.“
Echipamente: o lampă cu o dimensiune drept țesătură cu filament monofilamente 100x100mm (Figura 10)
- Ne uităm prin tesatura de nailon pe lampa fire de ardere.
- Martor „difractiv cruce“ (o imagine în formă de două încrucișate la un model drept de unghiul de difracție). [9]
- Elevii schițat ceea ce a văzut într-o imagine de notebook-uri (cruce difractiv).
Explicație. In centrul crusta este vizibil alb maxim de difracție. Atunci când diferența k = 0 calea undelor este zero, astfel încât maximul centrală devine alb.
Crucea obținută deoarece firele țesăturii sunt pliate de-a lungul două rețele de difracție cu fante perpendiculare reciproc. Aspectul culorilor spectrale datorită faptului că lumina albă este formată din diferite lungimi de undă. vârf de difracție a undelor de lumina pentru o varietate de spire în diferite locuri. [9]
Lucrările experimentale № 6.
„Observarea de difracție în lumină șelac și disc cu laser.“
Echipament: o lampă cu filament drept, shellac (a se vedea figura 11).
- Avem un fonograf, astfel încât canelurile sunt aranjate în lămpi cu incandescență paralele și să respecte difracției luminii reflectate.
- Văzând spectrele de difracție luminoase de mai multe ordine de mărime.
Explicație. Spectrele de difracție Luminozitate depind de frecvența aplicată șelac și caneluri pe unghiul de incidență. (A se vedea. Figura 12)
Razele aproape paralele incidente de filamentului sunt reflectate de protuberanțe adiacente dintre caneluri de la punctele A și B. fasciculele reflectată la un unghi egal cu unghiul de incidență pentru a forma imaginea filamentului lămpii ca o linie albă. Raze reflectate la alte unghiuri au unele diferențe cale, care apare ca urmare a adăugării valurilor.
În mod similar, se observă de difracție pe un disc cu laser. (A se vedea. Figura 13)
Suprafața CD este o pistă spirală cu un pas comparabil cu lungimea de undă a sveta.Na vizibile de suprafață fin structurată manifestă fenomene de difracție și interferență. CD-uri Glare au o culoare roz.
Lucrările experimentale № 7.
„Observarea fotografiilor color difracție de insecte.“
Echipamente. (A se vedea figurile № 14, 15, 16)
Profesor. Culoarea de difracție de păsări, fluturi și gândaci sunt foarte frecvente în natură. O mare varietate de culori în nuanțe de difracție caracteristice de pauni, fazani, berze negre, colibri, fluturi. animale Difracția de colorat studiat nu numai biologie, ci și fizică [1].
Elevii vizualizați fotografii.
Explicație. Suprafața exterioară a penajului păsărilor și multe molii și gândaci acopere partea superioară a corpului este caracterizat prin elemente de structură regulată repetiție preiod cu unul până la câțiva microni, formând o rețea de difracție [1]. De exemplu, structura găurile centrale ale păun coada poate fi văzut în figura numărul 14. Culoarea ochilor variază în zavisimaosti cu privire la modul luminii incidente, unghiul la care ne uităm la ele. [1]
întrebări de control (fiecare elev este dat un card cu sarcina - să răspundă la întrebări în scris):- Ce este lumina?
- Despre care sa dovedit că lumina - este unda electromagnetica?
- Care este viteza luminii în vid?
- Cine a descoperit interferența luminii?
- Ceea ce explică irizata de interferență cu film subțire?
- Poate interfera undele luminoase care provin din două becuri electrice? De ce?
- De ce un strat gros de ulei nu are nici o culoare irisului?
- Are poziția principalelor vârfuri de difracție ale numărului de goluri cu zăbrele?
- De ce culoarea aparentă a peliculei de săpun curcubeu se schimbă tot timpul?
Tema (în grupuri, ținând seama de caracteristicile individuale ale studenților).
- Se prepară o prezentare pe tema „Paradoxul Vavilov“.
- Creați puzzle-uri cu cuvinte cheie „interferență“, „difracție“.