Презентация "Законы геометрической оптики. Дисперсия света"

Законы геометрической оптики

• Дисперсия света

План занятия

• Законы отражения и преломления света
• Полное отражение света и его применение
• Дисперсия света

Закон отражения света

• луч падающий, луч отраженный и перпендикуляр, восстановленный к отражающей поверхности в точке падения, лежат в одной плоскости;
• угол падения равен углу отражения.

• Обратимость хода световых лучей

Виды отражения

• Зеркальное – получение изображения в плоском зеркале

Диффузное

• Диффузное

Применение закона отражения

• игра света в драгоценных камнях
• зеркала заднего вида
• «диско-шар»
• калейдоскоп
• уголковые отражатели
• светоотражающие полоски

Преломление света

• явление изменения направления распространения световых лучей, возникающее на границе раздела двух прозрачных для этих лучей сред

Закон преломления света

• Падающий луч, преломленный луч и нормаль к границе раздела двух сред в точке падения лежат в одной плоскости.
• Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для этих двух сред, равная относительному показателю преломления второй среды относительно первой.

Смысл относительного показателя преломления

• отношению скоростей света в средах, на границе между которыми происходит преломление

Абсолютный показатель преломления

• показывает, во сколько раз скорость света в вакууме больше, чем в среде:

Применение закона преломления

• использование линз в оптических приборах
• образование миражей

Полное отражение света

• внутреннее отражение, при условии, что угол падения превосходит некоторый критический угол α0

• Предельный угол полного отражения - угол падения α0, при котором свет не преломляется в другую среду, а отражается и скользит вдоль раздела двух сред (т.е. угол преломления 900)

• Наблюдается при переходе света из среды оптически более плотной в оптически менее плотную среду

Иоганн Кеплер (1571-1630)

• Немецкий астроном, математик, механик. Он описывает преломление света, рефракцию и понятие оптического изображения, общую теорию линз и их систем. Впервые описывает явление полного внутреннего отражения света при переходе в менее плотную среду.

Применение полного внутреннего отражения

• перископ
• призменный бинокль
• светоотражатели
• миражи
• игра света в камнях

Волоконная оптика

• эндоскопические аппараты
• передача информации по телефонным сетям и передача сигналов
• оптоволоконные датчики
• декоративные светильники

Дисперсия света

• зависимость показателя преломления среды от частоты световой волны.

Опыт Ньютона

• Спектр – «видение»

• Итог

• Свет имеет сложную структуру

• Фиолетовые лучи преломляются больше всего, красные - меньше всего

• Красный свет, который меньше преломляется, имеет наибольшую скорость; фиолетовый – наименьшую скорость

• Цвет луча света определяется его частотой колебаний

• Дисперсия монохроматических волн не наблюдается

• Восприятие цветов зависит от их отражения и поглощения различными поверхностями. Белый цвет – полное отражение от поверхности, черный – полное поглощение. Объективной характеристикой цвета является частота колебаний

• Какие цвета вы видите?

Длины диапазоны белого света принято характеризовать их длинами волн в вакууме

• темно-красный - 700 нм
• красный – 620-760 нм. Дальняя граница восприятия зависит от возраста человека. Красный цвет не воспринимается пчелами
• оранжевый – 585-620 нм
• желтый - 575 нм - 585 нм). Жёлтый свет имеет минимальное рассеивание в атмосфере

зеленый - 510-575 нм. Широко распространён в живой природе. Большинство растений имеют зелёный цвет, так как содержат пигмент фотосинтеза — хлорофилл

• зеленый - 510-575 нм. Широко распространён в живой природе. Большинство растений имеют зелёный цвет, так как содержат пигмент фотосинтеза — хлорофилл
• голубой – 480-510 нм. Голубым выглядит небо, т.к. атмосфера рассеивает лучи всех цветов видимого диапазона, кроме фиолетовых, синих и голубых лучей. Для глаза такая смесь кажется голубой
• синий – 450-470 нм. Вода в толстом слое кажется синей
• индиго - 425 нм
• фиолетовый - 380—450 нм

Применение дисперсии

• игра света на гранях драгоценных камней
• образование радуги
• атмосферная дисперсия
• спектральные аппараты

Каков физический смысл абсолютного показателя преломления вещества?

• Каков физический смысл абсолютного показателя преломления вещества?
• Как построить изображение предмета в плоском зеркале?
• При каком условии возникает явление полного отражения света?
• Как определяется предельный угол полного отражения?
• Что такое спектр? Перечислите цвета спектра?
• Что такое дисперсия света? Почему показатель преломления зависит от частоты света?

• Проверь себя!