Развитие представлений о природе света. Скорость света. Урок 1

1.

2.

Урок 1.
Скорость света.
Урок 2.
Геометрическая
оптика
Урок 3.
Линзы.

3.

Оптика – раздел физики,
который изучает явления,
закономерности
возникновения,
распространения и
взаимодействия с веществом
световых электромагнитных
волн.

4.

Урок 1.

5.

О природе света размышляли с древних времен:
В XVI-XVII веках исходили из того,
что распространение света –
это распространение волн в среде.
Пифагор
(около 580-500 лет
до нашей эры):
«Свет – это истечение
«атомов» от предметов
в глаза наблюдателя».
Христиан Гюйгенс
Рене Декарт
Роберт Гук
(французский физик, (голландский физик, английский физик,
1629-1695)
1596-1650),
1635-1703),
Исаак Ньютон
(английский физик,
1643-1727)
Выдвигал
корпускулярную природу света,
т. е. считал, что свет – это излучение телами
определенных частиц и их распространение
в пространстве.

6.

Удалось на основе волновых представлений объяснить
все известные в то время оптические явления.
Волновая теория получила всеобщее признание,
а корпускулярная теория была забыта почти на столетие
Огюстен Френель
(1788-1827).
Выдвинул идею об электромагнитной природе света, согласно
которой свет представляет собой электромагнитные волны с
диапазоном от 0,4 до 0,75 мкм.
Основатель квантовой теории света.
Джеймс Максвелл
(1831-1879).
Макс Планк
(1858-1947).

7.

Свет обладает одновременно свойствами
непрерывных электромагнитных волн и
свойствами дискретных частиц, которые
называют фотонами или квантами света
– корпускулярно – волновой дуализм.

8.

Одна из первых попыток измерить скорость света принадлежала Галилео
Галилею.
На вершине двух холмов на расстоянии 1,5 км друг
от друга находились два наблюдателя с фонарями.
Первый наблюдатель подавал сигналя фонарем
другому, который, увидев свет, посылал сигнал своим
фонарем обратно.
Промежуток времени между посылкой и приемом
сигнала первый наблюдатель измерял по числу ударов
пульса.
Время получалось конечным и очень малым.
Галилей понял, что задержка ответного сигнала
связана со скоростью реакции нервной и мышечной Галилео Галилей
15 февраля 1564 – 8 января 1642
систем человека, а не с конечной скоростью света.
Не удалось измерить скорость света.

9.

В настоящее время с помощью лазерной техники скорость света
определяется по измерениям длины волны и частоты радиоизлучения
независимыми друг от друга способами и вычисляется по формуле:
c
Вычисления дают:
с=299792456,2 ±1,1 м/с
c 2,997925 108 м / с
Измерение скорости света сыграли в физике огромную роль.
Способствовали доказательству
электромагнитной природы света.
Ни одно тело не может иметь
скорость , большую скорости
света в вакууме.

10.

Урок 2
Раздел оптики, в котором изучаются
законы распространения световой
энергии в прозрачных средах на основе
представления о световом луче,
называется геометрической оптикой.

11.

Источники света
Естественные
Искусственные

12.

Источники света
точечные
протяженные
S
S
размерами
можно
пренебречь.
В
размерами
нельзя
пренебречь
О
АSB – световой пучок.
SO – световой луч
А
Световой луч – это линия, указывающая
направление, вдоль которого
распространяется световая энергия.

13.

Закон прямолинейного распространения света
В однородной прозрачной среде свет распространяется прямолинейно.
Тень – область, в которую световая
энергия не поступает.
Полутень – область, в которую световая
энергия поступает частично.

14.

Закон независимости световых пучков
Световые пучки при пересечении не оказывают ни какого влияния друг на
друга (не интерферируют) и распространяются после пересечения
независимо друг от друга.

15.

Явление, при котором свет,
падающий на поверхность тела,
частично или полностью
отражается от этой поверхности
в ту же среду, из которой он
шел, называют отражением
света.

16.

Закон отражения света
Перпендикуляр к отражающей
поверхности, восстановленный
в точке падения луча
Угол
отражения
Угол
падения
Падающий
луч
Отражающая
поверхность
Отраженный
луч
Отраженный луч лежит в
одной плоскости с
падающим лучом и
перпендикуляром к
отражающей поверхности,
восстановленным
в точке падения луча.
Угол отражения равен углу
падения.

17.

Построение изображения в плоском зеркале.
S
C
4
3
7
O
S'
6
A
5
1
D
2
B
Плоское зеркало дает мнимое
изображение (возникает при
пересечении продолжений
расходящихся лучей) и
симметричное относительно
плоскости зеркала.

18.

19.

Зеркальное отражение

20.

Диффузное отражение

21.

Явление изменения направления
распространения света на границе
раздела двух сред при переходе из
одной среды в другую называется
преломлением света.

22.

23.

Закон преломления света.
угол
падения
Падающий
луч
Перпендикуляр к границе раздела
двух сред, восстановленный
в точке падения луча
1
Преломленный луч
2
c
n1
1
c
n2
2
угол
преломления
абсолютный показатель
преломления света в среде
Преломленный луч лежит в
одной плоскости с падающим
лучом и перпендикуляром к
границе раздела двух сред,
восстановленным в точке
падения луча.
Отношение синуса угла падения
к синусу угла преломления есть
величина постоянная для
данных двух сред.
sin 1
n
n21 2
sin 2
n1

24.

Если n>1, то угол
преломления
меньше угла
падения.
Если n<1, то угол
преломления
больше угла
падения.

25.

Полное внутреннее отражение
воздух
0
sin 0 1
0
sin 90
n
среда
sin 0
Угол полного
внутреннего отражения
Вещество
Показатель
преломления
Предельный угол
полного отражения
Вода
1,33
48,5º
Стекло
1,51
42º
Алмаз
2,64
24,5º
1
n