Pristatymas apie fiziką visiškas šviesos atspindys. Pristatymas tema "Visiškas šviesos atspindys". Naudotas šiame darbe

Šioje pamokoje susipažinsite su šviesos lūžio reiškiniu ir sužinosite, kaip šviesa sklinda įvairiomis terpėmis.

Pamokos planas:

• 1. .
• 2. Ribinis viso atspindžio kampas. Visiško atspindžio dėsnis.
• 3. Ribinis viso atspindžio kampas kai kurioms aplinkoms.
• 4. Šviesolaidžiai. Šviesos vadovas
• 5. Šviesą atspindinčios prizmės.
• 6. Išvados.

• Perjungiant iš optinio mažiau tanki terpė V optiškai daugiau griežtas lūžio kampas mažiau statmenai .
• Perjungiant iš optinio daugiau tanki terpė V optiškai mažiau griežtas lūžio kampas daugiau kritimo kampas ir lūžio pluoštas nukreipiamas link sąsaja tarp dviejų laikmenų .

Perjungiant iš optinio daugiau tanki terpė V optiškai mažiau tankus, lūžęs šviesos spindulys nukreipiamas link sąsaja tarp dviejų Trečiadieniais nuo pradinė jo kryptis .

42º - tai kampas, kuriuo šviesos spindulys iš stiklo nepereina į antrąją terpę, o visiškai atsispindi

Apriboti atspindžio kampą

Nuodėmė γ

Nuodėmė α ̥

n

n

2

1

= ─

n = 1

Sin90º = 1

1

γ = 90º

─ ribinis kampas

α

visiškas atspindys

0

Nuodėmė α ̥ = ─

n

─ Išbaigtumo įstatymas

atspindžiai

2

Ribinis viso atspindžio kampas

• Mažiausias kritimo kampas α , kuriame įvyksta visiško šviesos atspindžio reiškinys maksimalus pilnumo kampas atspindžiai .

• Visiško atspindžio kampui sąlyga yra įvykdyta – viso atspindžio kampo sinusas yra atvirkščiai proporcingas santykiniam šviesos lūžio rodikliui.

0

0

Nuodėmė α ̥ = ─

n

3. Apriboti atspindžio kampą ir lūžio rodiklis n kai kurioms aplinkoms

trečiadienį

Apriboti atspindžio kampą

Vanduo (esant 20 ºС)

48º35′ ≈ 48º

Stiklas

41º50′ ≈ 42º

Kvarcas

Rubinas

Deimantas

24º40′ ≈ 24º

4. Šviesolaidžiai

• Jis pagrįstas šviesos ir vaizdų perdavimu per skaidrių lanksčių pluoštų ryšulius – šviesos kreipiklius.
• Šviesos vadovas - Tai plonas cilindrinis pluoštas, pagamintas iš kvarcinio stiklo, pridedant germanio arba boro.
• Pluoštų storis yra nuo 100 mikronų iki 1 mikronų ir mažiau.
• Pluoštai surenkami į ryšulius, kuriuose yra iki milijono pluoštų.

šviesolaidinis kabelis

naudojamas perdavimui

• informacija kompiuterio viduje ir skirtingų kompiuterių tarpusavio sujungimui;
• televizijos vaizdai.

Šviesos vadovas

Daugkartinio visiško atspindžio dėka šviesa gali būti nukreipta bet kokiu lenktu keliu.

Atspindintis

prizmės

Išvada:

Stebimas visiškas atspindys

• kai šviesa praeina iš optinės daugiau tanki terpė V optiškai mažiau tankus;
• kai kritimo kampas pasiekia ribinį viso atspindžio kampą.

Visiško atspindžio dėsnis -

Visiško atspindžio kampo sinusas yra atvirkščiai proporcingas santykiniam šviesos lūžio rodikliui.

n

Nuodėmė α ̥ = ─

Skyriai: Fizika

Šviesos atspindžio dėsnis

Viena iš svarbiausių šviesos savybių yra atspindys ir lūžis. 8 klasėje buvo mokomasi šviesos atspindžio ir lūžio dėsnių. Prisiminkime šviesos atspindžio dėsnius.

(Fragmentas „Šviesos atspindys“, 2 priedas)

Visi įstatymai suformuluoti taip:

• Kritimo kampas lygus atspindžio kampui.
• Kritantis spindulys, atsispindėjęs spindulys ir statmenasis, atkurtas spindulio kritimo taške, yra toje pačioje plokštumoje.

Eksperimentiškai buvo nustatyti atspindžio ir lūžio dėsniai. Tačiau juos galima gauti vaizduojant šviesą kaip bangą ir naudojant Huygenso principą, kuris yra toks...

Huygenso principas

• Kiekvienas taškas, kurį trikdis pasiekė pats, tampa antrinių sferinių bangų šaltiniu.
• Bangos paviršius yra antrinių bangų gaubtas.

(Bangų sklidimo modeliai)

Tarkime, sferinė banga sklinda iš tam tikro taško...

Šis principas galioja ir bet kokios formos bangoms.

Taigi Huygenso principas leidžia bet kada rasti bangos paviršių naudojant paprastas geometrines konstrukcijas. Naudojant šį principą galima parodyti atspindžio kampo priklausomybę nuo bangų kritimo kampo modelyje. (Dinaminio bangos atspindžio modelis, 4 priedas). Bangos atspindžio dėsnio išvedimui pritaikykime Huygenso principą.

(atspindėjimo dėsnio išvedimo schema)

Hiugenso principo panaudojimas matematinėse konstrukcijose ir tolesni matematiniai skaičiavimai patvirtino šviesos atspindžio dėsnio formulavimo teisingumą: atspindžio kampas lygus kritimo kampui. Be to, patvirtino spindulių grįžtamumo faktą ir tai, kad krintantys, atsispindėję spinduliai ir statmenas, nubrėžtas į paviršių spindulio kritimo taške, yra toje pačioje plokštumoje.

Šviesos lūžio dėsnis

Kita svarbi šviesos savybė yra refrakcija. Prisiminkime, kas tai yra.

(Šviesos lūžio modelis, 3 priedas)

Kai šviesa pereina iš vienos skaidrios terpės į kitą, jos sklidimo kryptis pasikeičia. Šis reiškinys vadinamas refrakcija. Šviesos lūžio dėsnis nustato santykinę krintančio pluošto padėtį, lūžusį ir statmeną dviejų terpių sąsajai. Prisiminkime įstatymus...

• Spindulio kritimo kampo sinuso ir lūžio kampo sinuso santykis yra pastovi šių dviejų terpių reikšmė.
• Kritantis spindulys, lūžęs spindulys ir statmenasis, atkurtas spindulio kritimo taške, yra toje pačioje plokštumoje.

Lūžio dėsniai taip pat gali būti išvesti matematiškai, naudojant Huygenso principą. Prisiminkime, kas tai yra.

Kiekvienas taškas, kurį trikdis pasiekė pats, tampa antrinių sferinių bangų šaltiniu.

Bangos paviršius yra antrinių bangų gaubtas.

Naudojant šį principą galima parodyti lūžio kampo priklausomybę nuo bangų kritimo kampo modelyje. Bangos lūžio dėsniams išvesti pritaikykime Huygenso principą. (Dinaminės refrakcijos modelis, 4 priedas). Pereikime prie lūžio dėsnio išvedimo.

(lūžio dėsnio išvedimo schema)

Huygenso principas leido įrodyti lūžio dėsnių pagrįstumą naudojant geometrines konstrukcijas ir skaičiavimus. Kritimo kampo sinuso ir lūžio kampo sinuso santykis yra pastovi šių dviejų terpių reikšmė, kuri vadinama santykiniu antrosios terpės lūžio rodikliu, palyginti su pirmąja. Judant iš vienos terpės į kitą, šviesos greitis kinta, todėl santykinis lūžio rodiklis yra susijęs su šviesos greičiu šiose terpėse. Terpės, į kurias mažėja šviesos greitis, vadinamos optiškai tankesnėmis. Panagrinėkime spindulių grįžtamumo savybės taikymą, kai jie praeina per sąsają tarp dviejų terpių.

(Fizinė lūžio rodiklio reikšmė. Absoliutus lūžio rodiklis.)

Fizinė lūžio rodiklio reikšmė yra ta, kad jis parodo, kiek kartų šviesos greitis pirmoje terpėje yra didesnis už šviesos greitį antroje. Kiekviena terpė turi savo lūžio rodiklį, palyginti su vakuumu, kuris vadinamas absoliučiu rodikliu.

Optinės vakuumo savybės yra maždaug lygios fizinėms vakuumo savybėms, todėl jo absoliučią vertę galima laikyti vienetu.

Bet kurių dviejų terpių santykiniai lūžio rodikliai gali būti nustatyti naudojant lentelę.

(absoliučių lūžio rodiklių lentelė)

Visiškas vidinis atspindys

Lūžio dėsnis padeda paaiškinti įdomų ir svarbų visiško vidinio atspindžio reiškinį. Panagrinėkime šviesos perėjimo iš optiškai tankesnės terpės į mažiau tankią reiškinį.

(Spindulio perėjimo iš tankesnės terpės į mažiau tankią modelis, 5 priedas)

Patirtis rodo:

1. Spindulys, einantis statmenai sąsajai tarp terpių, nelūžta.
2. Dviejų skaidrių terpių sąsajoje atsispindėję ir lūžę spinduliai egzistuoja vienu metu.
3. Didėjant kritimo kampui, didėja ir lūžio kampas.
4. Tam tikru kritimo kampu lūžęs spindulys slysta paviršiumi.
5. Toliau didėjant kritimo kampui, lūžusio pluošto nėra - atsiranda visiško vidinio atspindžio reiškinys.

Nustatykime viso vidinio atspindžio kampo reikšmę.

Gamtoje visiškas vidinis atspindys paaiškina vaivorykštės susidarymą ir sidabrinę rasos lašelių spalvą.

(Taikant bendrą vidinį atspindį)

Techniniuose įrenginiuose visiškas vidinis atspindys prizmėse leidžia naudoti prizmes optiniuose prietaisuose: teleskopuose, žiūronuose, periskopuose, o tai pagerina vaizdų apšvietimą.

Visiškas vidinis atspindys plačiai naudojamas šviesos kreiptuvuose – skaidriuose vamzdeliuose, apsuptuose apvalkalu, pagamintu iš medžiagos, turinčios mažesnį lūžio rodiklį. (Flash animacija „Salyut“, 6 priedas).

Šviesos vadovai naudojami radijo signalams, vaizdams perduoti, medicinos diagnostikos ir gydymo prietaisuose, apšvietimo prietaisuose, dekoratyviniam apšvietimui ir kt.

Šiame darbe naudojamas:

1. k/fragmentas „Šviesos atspindys“
2. Dinaminiai modeliai („Physics Lessons“, Kirilas ir Metodijus)
3. Dinaminis modelis „Huygens principas“ (vaizdinė fizika)
4. Flash animacija „Pasveikinimas“

1 skaidrė

Seminaras tema: „Šviesos bangos“ Totalus atspindys
Parengė: 11 „A“ klasės mokiniai Romanchenko Valeria, Shchipanova Elena, Filippova Alena.

2 skaidrė

Apsakymas
Net senovės Romos mokslininkas Plinijus savo „Gamtos istorijoje“, parašytame maždaug prieš 2 tūkstančius metų, kalbėjo apie perlų narus, kurie prieš nardydami paėmė alyvuogių aliejų į burną ir paleido po vandeniu. Jūros paviršiumi pasklidusi naftos plėvelė, kurios lūžio rodiklis buvo didesnis nei vandens, smarkiai sumažino akinimo ryškumą ir pagerino matomumo sąlygas. Paprastas visiškos vidinės refleksijos reiškinys, pirmą kartą aprašytas Johanneso Keplerio XVII amžiaus pradžioje ir iš pažiūros gerai ištirtas, dabar tapo atidaus dėmesio objektu. Ir pirmą kartą šiuos efektus lygiai prieš šimtą metų ištyrė rusų fizikas Aleksandras Aleksandrovičius Eikhenvaldas.

3 skaidrė

Visiškas atspindys
- tai šviesos atspindžio reiškinys iš optiškai mažiau tankios terpės, kurioje nėra šviesos lūžio, o atspindėtos šviesos intensyvumas beveik lygus krintančios šviesos intensyvumui.

4 skaidrė

TEORIJA
Kadangi šviesa iš optiškai tankesnės terpės pereina į optiškai mažiau tankią terpę, lūžio kampas šiuo atveju yra didesnis už kritimo kampą a. Didėjant spindulių kritimo iš šaltinio kampui į sąsają tarp dviejų terpių, ateis momentas, kai lūžęs spindulys eis palei sąsają tarp terpių, tai yra = 90°. Šią reikšmę atitinkantis kritimo kampas vadinamas viso vidinio atspindžio ribiniu kampu – a0.

5 skaidrė

Ribinis viso atspindžio kampas yra kritimo kampas, kuriame šviesa nelūžta, bet atsispindi ir slysta išilgai dviejų terpių sąsajos. Lūžio kampas = 90°

6 skaidrė

Visiškas atspindys naudojamas vadinamojoje šviesolaidinėje optikoje šviesai ir vaizdams perduoti per skaidrių lanksčių skaidulų ryšulius – šviesos kreipiklius. Šviesos vadovas yra cilindrinis stiklo pluoštas, padengtas skaidrios medžiagos apvalkalu, kurio lūžio rodiklis mažesnis nei pluošto. Dėl daugybinio viso atspindžio šviesa gali būti nukreipta bet kokiu keliu (tiesiu arba lenktu).

7 skaidrė

Pluoštai surenkami į ryšulius. Šiuo atveju kiekvienas iš pluoštų perduoda tam tikrą vaizdo elementą. Skaidulų ryšuliai naudojami, pavyzdžiui, medicinoje vidaus organams tirti. Tobulėjant ilgų pluoštų ryšulių – šviesos kreiptuvų – gamybos technologijai, vis plačiau pradedama naudoti komunikacija (taip pat ir televizija) naudojant šviesos spindulius.

8 skaidrė

9 skaidrė

PRAKTIKA
kalba apie gamtos reiškinius, susijusius su visišku šviesos atspindžiu.
Visiškas vidinis atspindys gali būti stebimas, jei žiūrite iš po vandens į paviršių: tam tikrais kampais sąsajoje stebima ne išorinė dalis, o veidrodinis objektų, esančių vandenyje, atspindys.

10 skaidrė

2. Miražo fenomenas paaiškinamas visišku vidiniu reiškiniu. Miražas yra optinis reiškinys atmosferoje: šviesos atspindys riboje tarp oro sluoksnių, kurių šiluma smarkiai skiriasi. Stebėtojui toks atspindys reiškia, kad kartu su nutolusiu objektu matomas jo virtualus vaizdas, pasislinkęs objekto atžvilgiu.

11 skaidrė

3.Vaivorykštė. Dažniausiai stebima pirminė vaivorykštė, kurioje šviesa patiria vieną vidinį atspindį Pirminėje vaivorykštėje raudona spalva yra lanko išorėje, jos kampinis spindulys yra 40–42°.

12 skaidrė

4. Sudėtingas optinis reiškinys atmosferoje, susidedantis iš kelių miražų formų, kuriuose toli esantys objektai matomi pakartotinai ir su įvairiais iškraipymais. Fatamorgana atsiranda, kai apatiniuose atmosferos sluoksniuose susidaro keli kintamieji įvairaus tankio oro sluoksniai, galintys duoti veidrodinius atspindžius. Dėl atspindžio, taip pat spindulių lūžimo, realūs objektai horizonte arba virš jo sukuria kelis iškraipytus vaizdus, ​​kurie iš dalies persidengia vienas su kitu ir greitai keičiasi laike, o tai sukuria keistą vaizdą.

13 skaidrė

Kaip paaiškinti „akmenų žaidimą“? Papuošaluose akmenų pjūvis parenkamas taip, kad kiekviename veide būtų pilnas šviesos atspindys.

14 skaidrė

periskopas
žiūronai
kino kamera

15 skaidrė

16 skaidrė

Nauji pasiekimai
Iš pradžių visiškas apmąstymas buvo tik kurioziškas reiškinys. Dabar tai pamažu veda į revoliuciją. Charlesas Kao buvo apdovanotas 2009 m. Nobelio fizikos premija už jo „novatoriškus pasiekimus perduodant šviesą optinio ryšio pluoštais“. Kao atradimas, kurį jis padarė 1966 m., atvėrė kelią optiniams pluoštams, kurie šiandien naudojami televizijoje ir interneto komunikacijose. Jis sugebėjo sukurti itin gryno optinio pluošto gamybos metodą, leidžiantį perduoti šviesos signalus be iškraipymų iki 100 km atstumu, kai tuo metu buvo tik dešimtys metrų.

17 skaidrė

Bibliografija:
Pristatymas „Visiškas šviesos atspindys“. Gordonas G.V. Geometrinė optika. http://www.rusedu.ru/detail_6171.html Borisovas K. Šviesolaidinės apšvietimo sistemos. http://www.trikita.by/service6.html Bukhovtsevas B.B., Myakishev G.Ya. Fizikos vadovėlis 11 klasė. M.: Edukacija 2010 Varaksina E. I. Visiškas vidinis šviesos atspindys skystyje. http://fiz.1september.ru/articles/2009/17/14. Kasjanovas V.A. Fizikos vadovėlis 11 klasė. M.:Drofa.2002 Latyshevskaya T. Yu., Novoselov K. S. Nanotechnologijos šviesolaidžiams. http://www.kabel-news.ru/ http://traditio.ru/wiki/ Vidinis atspindys http://hghltd.yandex.net/. Visiškas šviesos atspindys http://ru.wikipedia.org/wiki/Šviesos vadovas http://images.google.ru. Miražai http://school426-spb.by.ru. Fata Morgana http://www.genon.ru/GetAnswer. Nuotraukos http://www.universal-fibre-optics.com/russian/applications.html Šviesolaidinio apšvietimo sistemos http://www.ifmo.ru/faculty/5. Unikalus robotų kompleksas http://www.forc-photonics.ru/ru/production/volokonno-opticheskie_datchik/1/68/. Optiniai instrumentai http://optika8.narod.ru/Opiti.htm. Geometrinė optika http://canegor.urc.ac.ru/bezpriborov/63832896.html. Eksperimentai, rodantys visišką vidinį šviesos atspindį http://www.nvtc.ee/e-oppe/Sidorova/objects. Visiško vidinio šviesos atspindžio taikymas. http://iuyt.ru/index.php?newsid=38. Apšvietimo dizainas http://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/144040/ Fata Morgana

α). Kai šviesa pereina iš optiškai tankesnės terpės į mažiau tankią terpę, šviesa ir lūžta, ir atsispindi Didėjant kritimo kampui α (β>α), kai šviesa pereina iš optiškai tankesnės terpės į ne tokią tankią terpę, šviesią" class="link_thumb"> 5 !} Kai šviesa pereina iš optiškai tankesnės terpės į mažiau tankią terpę, šviesa ir lūžta, ir atsispindi. Didėjant kritimo kampui α, didėja ir lūžio kampas β (β>α). Kai šviesa pereina iš optiškai tankesnės terpės į mažiau tankią terpę, šviesa ir lūžta, ir atsispindi. Didėjant kritimo kampui α, didėja ir lūžio kampas β (β>α). Esant tam tikram kritimo kampui α o lūžio kampas tampa didžiausias (β max =90 o). Esant tam tikram kritimo kampui α o lūžio kampas tampa didžiausias (β max =90 o). Jei kritimo kampas α>α о, šviesos lūžis į antrąją terpę sustoja, šviesa visiškai atsispindi nuo sąsajos, kaip nuo veidrodžio - atsiranda visiško šviesos atspindžio reiškinys. Jei kritimo kampas α>α о, šviesos lūžis į antrąją terpę sustoja, šviesa visiškai atsispindi nuo sąsajos, kaip nuo veidrodžio - atsiranda visiško šviesos atspindžio reiškinys. α). Kai šviesa pereina iš optiškai tankesnės terpės į mažiau tankią, šviesa kaip n"> α). Kai šviesa pereina iš optiškai tankesnės terpės į mažiau tankią terpę, šviesa ir lūžta, ir atsispindi. Kaip kritimo kampas α didėja, lūžio kampas β didėja (β >α esant tam tikram kritimo kampui α o lūžio kampas tampa didžiausias (β max =90 o ) lūžio kampas tampa didžiausias (β max =90 o, šviesos lūžis į antrąją terpę nutrūksta, šviesa visiškai atsispindi nuo sąsajos, kaip nuo veidrodžio – visiško šviesos atspindžio reiškinys). atsiranda, jei kritimo kampas α>α o, šviesos lūžis į antrąją terpę sustoja, šviesa visiškai atsispindi nuo sąsajos, kaip nuo veidrodžio – atsiranda visiškas šviesos atspindys."> α). Kai šviesa pereina iš optiškai tankesnės terpės į mažiau tankią terpę, šviesa ir lūžta, ir atsispindi Didėjant kritimo kampui α (β>α), kai šviesa pereina iš optiškai tankesnės terpės į ne tokią tankią terpę, šviesią"> title="Kai šviesa pereina iš optiškai tankesnės terpės į mažiau tankią terpę, šviesa ir lūžta, ir atsispindi. Didėjant kritimo kampui α, didėja ir lūžio kampas β (β>α). Kai šviesa iš optiškai tankesnės terpės pereina į mažiau tankią, šviesa kaip"> !}

Skaidulinė optika – optinių vaizdų perdavimo sistema, naudojant stiklo pluoštus (šviesos kreiptuvus). naudojant stiklo pluoštą (šviesos kreiptuvus). Patiriant visišką vidinį atspindį, šviesos signalas sklinda lankstaus šviesos kreiptuvo viduje Patirdamas visišką vidinį atspindį, šviesos signalas sklinda lankstaus šviesos kreiptuvo viduje. Naudojamas tūkstančių šviesos kreiptuvų pluoštas (kiekvieno pluošto skersmuo yra nuo 0,002 iki 0,01 mm) Naudojamas tūkstančių šviesos kreiptuvų spindulys (kiekvieno pluošto skersmuo nuo 0,002 iki 0,01 mm) Šviesolaidinių prietaisų panaudojimas medicinoje - endoskopai (zondai, įvedami į įvairius vidaus organus) Šviesolaidinių prietaisų panaudojimas medicinoje. medicina - endoskopai (zondai įvedami į įvairius vidaus organus) Šiuo metu šviesolaidis keičia metalinius laidininkus informacijos perdavimo sistemose (naudojant šviesos signalą galima perduoti 10 6 kartus daugiau informacijos nei naudojant radijo signalą) Šiuo metu šviesolaidis keičia metalą laidininkai informacijos perdavimo sistemose (naudojant šviesos signalą, galima perduoti 10 6 kartus daugiau informacijos nei naudojant radijo signalą) naudojant radijo signalą) Totalinio atspindžio panaudojimas prizminiuose žiūronuose, periskopuose, SLR kamerose, reflektoriuose (atšvaituose) Suminio atspindžio naudojimas atspindys prizminiuose žiūronuose, periskopuose, veidrodiniuose fotoaparatuose, atšvaituose (atšvaituose)