ГЕОМЕТРИЧНА ОПТИКА. ЗАЛОМЛЕННЯ СВІТЛА

УРОК 27 ГЕОМЕТРИЧНА ОПТИКА. ЗАЛОМЛЕННЯ СВІТЛА(9,11 клас)КУРНОСОВА Н. Ф. вчитель фізики ХЗОШ№122

ЗАЛО́МЛЕННЯ, або рефракція або залом — зміна напрямку поширення випромінювання, при проходженні межі розділу двох середовищ з різною оптичною густиною (наприклад, повітря-скло, скло-вода). ПРАВИЛА ЗАЛОМЛЕННЯ«БІЛЬШЕ - МЕНШЕ»«МЕНШЕ -БІЛЬШЕ»ααγγБІЛЬШ ЩІЛЬНА (ВОДА, СКЛО)БІЛЬШ ЩІЛЬНА (ВОДА, СКЛО)МЕНШ ЩІЛЬНАМЕНШ ЩІЛЬНА

ВАЖЛИВО ПАМ'ЯТАТИ, ЩО, ЯК ПРАВИЛО, ЗАЛОМЛЕННЯ СУПРОВОДЖУЄТЬСЯ ЧАСТКОВИМ ВІДДЗЕРКАЛЕННЯМ СВІТЛА ВІД ПРОЗОРОЇ МЕЖИ ДВОХ СЕРЕДОВИЩ ІЗ РІЗНОЮ ОПТИЧНОЮ ГУСТИНОЮ

КУТ ПАДІННЯ (КУТ МІЖ ПАДАЮЧИМ ПРОМЕНЕМ І ПЕРПЕНДИКУЛЯРОМ У ТОЧКУ ПАДІННЯ)SO - O1 S1 -α -γ -O -OO1 -MM1 - ПРОМІНЬ, ЩО ПАДАЄЗАЛОМЛЕНИЙ ПРОМІНЬТОЧКА ПАДІННЯПЕРПЕНДИКУЛЯР У ТОЧКУПАДІННЯКУТ ЗАЛОМЛЕННЯ (КУТ МІЖПЕРПЕНДИКУЛЯРОМ У ТОЧКУ ПАДІННЯ ТА ЗАЛОМЛЕНИМ ПРОМЕНЕМ)ПРОЗОРА МЕЖА ДВОХ ОПТИЧНІХ СЕРЕДОВИЩSαγOS1 M 1 MО1 ПОЗНАЧЕННЯ БІЛЬШ ЩІЛЬНОГО ОПТИЧНОГО СЕРЕДОВИЩАЗАКОН ЗАЛОМЛЕННЯ СВІТЛАПОЗНАЧКИ ТА ПОНЯТТЯS - ДЖЕРЕЛО СВІТЛА

ЗАКОН ЗАЛОМЛЕННЯ СВІТЛАПОЗНАЧКИ ТА ПОНЯТТЯВІДНОСНИЙ ПОКАЗНИК ЗАЛОМЛЕННЯ показує, у скільки разів швидкість поширення світла в середовищі 1 більша (або менша), ніж швидкість поширення світла в середовищі 2 АБСОЛЮТНИЙ ПОКАЗНИК ЗАЛОМЛЕННЯ показує, у скільки разів швидкість поширення світла в вакуумі більша , ніж швидкість поширення світла в даному середовищі , де n1 - абсолютний показник заломлення 1 середовища n2 - абсолютний показник заломлення 2 середовища, де С - швидкість світла в вакуумі 8 С = 3·10   МС V - швидкість світла в даному середовищі  

ЗАКОН ЗАЛОМЛЕННЯ СВІТЛА (закони Снелліуса)SαγOS1 M 1 MО11. Промінь падаючий, промінь заломлений і перпендикуляр до поверхні відбивання, проведений із точки падіння променя, лежать в одній площині.2. Для двох даних середовищ відношення синуса кута падіння до синуса кута заломлення є величиною незмінною, та дорівнює відносному показнику заломлення 

АЛГОРИТМ ПОБУДОВИ ЗАЛОМЛЕНОГО ПРОМЕНЯУ ТОЧКУ ПАДІННЯ СВІТЛОВОГО ПРОМЕНЯ ПРОВЕСТИ ПЕРПЕНДИКУЛЯР (ЗА ДОПОМОГОЮ ПРЯМОКУТНОГО ТРИКУТНИКА)ВИЗНАЧИТИ ЯКЕ СЕРЕДОВИЩЕ БІЛЬШ ОПТИЧНО ЩІЛЬНЕ ВІДКЛАСТИ УМОВНО КУТ ЗАЛОМЛЕННЯ З УРАХУВАННЯМ ПРАВИЛ ЗАЛОМЛЕННЯ ("БІЛЬШЕ - МЕНШЕ" АБО "МЕНШЕ - БІЛЬШЕ")ЧЕРЕЗ ЦЮ ТОЧКУ ПРОВЕСТИ ЗАЛОМЛЕНИЙ ПРОМІНЬ. ПОЗНАЧЕННЯ БІЛЬШ ЩІЛЬНОГО ОПТИЧНОГО СЕРЕДОВИЩАSαγOS1 M 1 MО1

АЛГОРИТМ ХОДУ ПРОМЕНЯ ЧЕРЕЗ ПРИЗМУα 1α 2γ 1γ 2 S1 О1 О2 S2 ВИЗНАЧИТИ ЯКЕ СЕРЕДОВИЩЕ БІЛЬШ ОПТИЧНО ЩІЛЬНЕ ТА ПОСТАВИТИ ЗНАКУ ТОЧКУ ПАДІННЯ (О1) СВІТЛОВОГО ПРОМЕНЯ (S1 О1) ПРОВЕСТИ ПЕРПЕНДИКУЛЯР(ПУНКТИРНА ЛІНІЯ )(ЗА ДОПОМОГОЮ ПРЯМОКУТНОГО ТРИКУТНИКА)ВИЗНАЧИТИ КУТ ПАДІННЯ - α 1 ВІДКЛАСТИ УМОВНО КУТ ЗАЛОМЛЕННЯ - γ 1 (ЦЕ БУДЕ ТОЧКА О2 НА НАСТУПНОЇ ГРАНИ ПРИЗМИ ) (З УРАХУВАННЯМ ПРАВИЛ ЗАЛОМЛЕННЯ "БІЛЬШЕ - МЕНШЕ" АБО "МЕНШЕ – БІЛЬШЕ " ) ЧЕРЕЗ ЦЮ ТОЧКУ (О2) ПРОВЕСТИ ЗАЛОМЛЕНИЙ ПРОМІНЬ (О1 О2 ) ДО НАСТУПНОЇ ГРАНІ ПРИЗМИУ ТОЧКУ ПАДІННЯ СВІТЛОВОГО ПРОМЕНЯ(О1 О2) ПРОВЕСТИ ПЕРПЕНДИКУЛЯР(ПУНКТИРНА ЛІНІЯ )(ЗА ДОПОМОГОЮ ПРЯМОКУТНОГО ТРИКУТНИКА)ВИЗНАЧИТИ КУТ ПАДІННЯ - α 2 ВІДКЛАСТИ УМОВНО КУТ ЗАЛОМЛЕННЯ - γ2 (ЦЕ БУДЕ ТОЧКА S 2) (З УРАХУВАННЯМ ПРАВИЛ ЗАЛОМЛЕННЯ "БІЛЬШЕ - МЕНШЕ" АБО "МЕНШЕ – БІЛЬШЕ " ) ЧЕРЕЗ ЦЮ ТОЧКУ (S2) ПРОВЕСТИ ЗАЛОМЛЕНИЙ ПРОМІНЬ (О2 S2 )

ХІД ПРОМЕНЯ ЧЕРЕЗ СКЛЯНУ ПЛАСТИНУ З ПЛОСКОПАРАЛЕЛЬНИМИ ГРАНЯМИαγSαγdhh = d·sin𝛼·1−cos𝛼𝑛2−sin2𝛼 ПЛОСКОПАРАЛЕЛЬНІ ПЛАСТИНИ являють собою оптичні системи з плоскими паралельними поверхнями. Після проходження через плоскопаралельну пластину товщиною d з показником заломлення n промінь піде паралельно до свого первісного напряму, але зі зміщенням h. ВЕЛИЧИНА ЗМІЩЕННЯ - h тим більша, чим товща пластина (d) , чим більше показник заломлення (n) скла, і чим більший кут (α) падіння променя на поверхню пластини.

ХІД ПРОМЕНЯ ЧЕРЕЗ ТРИГРАННУ ПРИЗМУПромінь світла зазнає заломлення на двох бічних гранях тригранної призми. θ - ЗАЛОМЛЮВАЛЬНИЙ КУТ ПРИЗМИ , кут між двома гранями ЗАЛОМЛЮВАЛЬНИ ГРАНІ- грані призми, які створюють заломлювальний кут; ОСНОВА - третя бічну грань, яка не бере участі в заломленніφ - КУТ ВІДХИЛЕННЯ ПРОМЕНЯ, кут між початковим напрямком променя і новим напрямком у результаті обох заломлень.φ = α1 + α2 – θ

ПОВНЕ ВНУТРІШНЄ ВІДБИВАННЯМ СВІТЛА – явище, за якого заломлення світла відсутнє, тобто світло повністю відбивається від середовища з меншою оптичною густиною. ПОВНЕ ВНУТРІШНЄ ВІДБИВАННЯ СВІТЛАГРАНИЧНИМ КУТОМ ПОВНОГО ВНУТРІШНЬОГО ВІДБИВАННЯ αГР називають найменший кут падіння, починаючи з якого світло повністю відбивається від межі поділу двох прозорих середовищ,.sinαГР=1n , де n — абсолютний показник заломлення середовища ( ТАБЛИЧНА ВЕЛИЧИНА)

У яких випадках світло, переходячи з одного прозорого середовища в інше, не заломлюється?РОЗ’ЯЗАННЯ ЗАДАЧ НА ВІДБИТТЯ ТА ЗАЛОМЛЕННЯЗАДАЧА 1. Sα = 𝟎𝟎 γ = 𝟎𝟎 OS1 M 1 MО1 Якщо кут падіння світлового променя дорівнює 𝟎𝟎, тобто він проходить по перпендикуляру до межі (ММ1) двох різних за густиною оптичних середовищ, тоді кут заломлення також дорівнюе 𝟎𝟎 РОЗ’ЯЗАННЯ

ЗАДАЧА 2. Людина наближається до плоского дзеркала зі швидкістю 4 км/год. З якою швидкістю наближається людина до свого зображення в дзеркалі?SM 1 MS 14кмгод РОЗ’ЯЗАННЯ

ЗАДАЧА 3. ПРОМІНЬ СВІТЛА ПАДАЄ ПІД КУТОМ 300 НА ПОВЕРХНЮ ДЕЯКОГО ПРОЗОРОГО СЕРЕДОВИЩА. КУТ ЗАЛОМЛЕННЯ СТАНОВИТЬ 400. ВИЗНАЧТЕ КУТ МІЖ ВІДБИТИМ І ЗАЛОМЛЕНИМ ПРОМЕНЯМИ SαγOS1 M 1 MО1 S2βφкути β , φ, γ разом складають розгорнутий кутβ + φ + γ = 𝟏𝟖𝟎𝟎φ = 𝟏𝟖𝟎𝟎 - β – γ; α = β  β = 𝟑𝟎𝟎φ = 𝟏𝟖𝟎𝟎 - 𝟑𝟎𝟎 – 𝟒𝟎𝟎 = 𝟏𝟏𝟎𝟎 РОЗ’ЯЗАННЯ

ЗАДАЧА 4. Хлопчик дивиться на камінь, що лежить на дні струмка. Йому здається ,що камінь лежить на глибині 1м на відстані 5 м від його очей по прямій лінії. Знайдіть справжню глибину струмка, якщо очі хлопчика перебувають на висоті 1,5 м від поверхні.