Конспект урока "Дифракция света" 11 класс

ДИФРАКЦИЯ СВЕТА
Урок физики в 11 классе
Цели урока:
Обучающие: познакомить с понятием дифракции, дать теорию дифракционной
решетки.
Развивающие: развивать способности анализировать увиденное, логическое
мышление и творческое воображение учащихся, учить устанавливать причинно-
следственные связи в изучаемых явлениях, формулировать эмпирические
закономерности.
Воспитывающие: воспитывать ответственное отношение к учебе, положительное
отношение к предмету физики.
Тип урока: комбинированный
Оборудование:
дифракционная решетка, штативы с держателями, линейка, лазерная указка;
набор тел для наблюдения дифракции: компакт-диски, лоскутки капроновой
ткани;
презентация по теме «Интерференция и дифракция света»
ХОД УРОКА
I. Актуализация знаний учащихся. Беседа с использованием презентации
по теме «Интерференция»
Что такое интерференция? (Слайд 2)
При каком условии амплитуда колебаний частиц среды в данной точке
максимальна? (Слайд 3)
Каково условие минимума амплитуды результирующих колебаний?
(Слайд 4)
Какие волны дают устойчивую интерференционную картину? (Слайд 5)
Почему возникают радужные пятна на поверхности воды? Объясните с
помощью рисунка интерференцию в тонких пленках. (Слайды 6,7,8)
На прошлом уроке вы наблюдали кольца Ньютона с помощью прибора,
который состоит из стеклянной пластины и положенной на нее плоско-
выпуклой линзы. Как Томас Юнг объяснил появление этих колец?
(Слайды 9,10)
Назовите несколько применений интерференции
II. Изучение нового материала
1. Дифракция. Рассказ учителя с опорой на иллюстрации и знания учащихся
Дифракция – это явление огибания волнами препятствия или отклонение от
прямолинейного распространения волн. (Слайд 11)
Волны на воде огибают камень, выступающий из воды, если его размеры
меньше длины волны или сравнимы с ней. Точно так же волна огибает торчащий из
воды прутик, как будто его нет. А вот за большим камнем, как на картинке,
образуется «тень», место, где вода спокойная, без волн.
(Слайд 12)
Дифракцией обладают и звуковые волны: можно услышать сигнал машины за
углом дома. Звуковые волны свободно огибают препятствия.
За большими препятствиями в ясный день образуется тень, что подтверждает
прямолинейность распространения света.
Слайд13
От точечного источника за непрозрачным
предметом на экране также можно увидеть четкую
тень. Тень это место, куда не попадает свет от источника.
(Слайд14) Дифракцию света можно наблюдать, если пропускать свет через
маленькое отверстие. Здесь можно увидеть нарушение закона прямолинейного
распространения света: светлое пятно на экране против отверстия будет иметь
большие размеры, чем само отверстие. Так в 1802 году Т. Юнг поставил
классический опыт по дифракции.
В непрозрачной ширме он проколол булавкой два маленьких отверстия В и С,
которые освещались световым пучком, идущим из отверстия А.
В этом опыте мы видим дифракцию, т.е. отклонение от прямолинейности
распространения света. Кроме этого возникшая сферическая волна от отверстия А
возбудила в отверстиях В и С когерентные волны. В результате интерференции этих
двух световых волн на экране появились чередующиеся темные и светлые полосы.
Именно с помощью этого опыта впервые Юнгом были измерены длины волн,
соответствующие световым лучам разного цвета, причём, весьма точно.
Исследование дифракции было продолжено О. Френелем, который исследовал
различные случаи дифракции на опыте. В результате он выяснил, что для отчетливого
наблюдения дифракции нужно либо использовать очень маленькие препятствия, либо
располагать экран далеко от препятствий (Слайд15)
На рисунках показаны дифракционные картины от различных препятствий:
а от тонкой проволоки, б – от круглого экрана. (Слайд 17)
рис. а рис. б
Вместо тени от проволочки видны светлые и темные полосы, в центре тени,
образованной круглым экраном, видно светлое пятнышко, а сама тень окружена
светлыми и темными концентрическими кольцами.
В 1818 году на заседании Французской академии наук известный физик
С. Пуассон усомнился в справедливости теории Френеля и обратил внимание
на то, что из теории Френеля вытекают факты, явно противоречащие здравому
смыслу: если за непрозрачным диском появляется светлое пятно, то при