Оптика раздел физики изучающий явления и закономерности

Оптика – раздел физики, изучающий явления и закономерности возникновения, распространения и взаимодействия с веществом электромагнитных волн видимого диапазона - света Optike (греч. ) – наука о зрительных восприятиях

История развития взглядов на природу света Свет и световые явления люди начали изучать задолго до открытия электромагнитных волн. Такие известные философы древности как Пифагор (VI в. До н. э. ), Аристотель (IV в. До н. э. ), Евклид (III в. До н. э. ), занимались изучением света. Евклид в своих трактатах обобщил ранее известные знания и изложил два закона геометрической оптики. По-видимому, Пифагор одним из первых выдвинул гипотезу о том, что тела испускают мельчайшие частицы, которые попадают в глаза, благодаря чему мы видим окружающий мир. Одну из первых гипотез о свете как возбуждении среды выдвинул Аристотель. Форму теории о световых волнах эта гипотеза приобрела в трудах голландского ученого-физика Х. Гюйгенса (16291688)

Теории света Свет – лучи, соединяющие светящееся тело и человеческий глаз – Геометрическая оптика Свет – поток частиц, испускаемых светящимся телом. - Корпускулярная теория света (И. Ньютон) Свет – это нечто вроде давления, передающегося через тонкую среду от светящегося тела вовсе стороны. (Декарт) Свет – распространяющееся движение в «мировом эфире» - Волновая теория света (Х. Гюйгенс) Свет –электромагнитная волна (Д. Максвелл) Свет –поток фотонов – Квантовая теория света

Свет Солнца - основа жизни на нашей планете Благодаря зрению мы видим окружающий нас мир Свет далёких звёзд рассказывает об истории Вселенной об Ви ко ла ди то да мы ра е я т э й св п те огл нер ет ла ощ ги ми а ей ет , ся

Естественные: Искусственные: Солнце и звёзды. Костёр, свечи, факелы. Полярные сияния. Электрические лампы. Светящиеся насекомые. Глубоководные рыбы. Рекламные газосветные трубки. Растения, гнилушки. Свечение экрана ТВ. Молния. Фосфор. Люминесцентные краски. «Огни святого Эльма» .

Луч – линия, вдоль которой распространяется свет Свет в однородной прозрачной среде распространяется прямолинейно Доказательство: образование тени и полутени 1. 2.

А. Распространение света от источника к приёмнику осуществляется… 1. посредством переноса вещества. 2. путем передачи энергии излучением, видимым глазам. 3. через особую среду, окружающую тела. Б. Луч света в прозрачной однородной среде… 1. распространяется по произвольным, сложной формы линиям. 2. распространяется прямолинейно. В. Источники света бывают… X. естественные и Y. искусственные. Выберите из приведённого списка X и Y: 1. Костёр. 2. Солнце. 3. Уличный светильник. 4. Светлячок. 5. Электросварка. 6. Собака Баскервилей. 7. Гнилушка. Г. Образование тени от предмета является доказательством… 1. наличия источника света. 2. прямолинейности распространения света. Д. Полутень образуется в том случае, если… 1. свет попадает на предмет от точечного источника света. 2. источник света имеет значительные размеры с учётом расстояния до предмета и его размеров. ОТВЕТЫ: А 2; Б 2; ВХ 247; ВY 1356; Г 2; Д 2.

Закон прямолинейного распространения света в оптически однородной среде свет распространяется прямолинейно.

Отражение – изменение направления луча на границе непрозрачной среды А Луч падающий и луч отражённый лежат в одной плоскости с перпендикуляром к отражающей поверхности в точке падения луча. С α β О В Угол падения луча равен углу его отражения. < АОС - угол падения, < ВОС – угол отражения. ОС – перпендикуляр к поверхности в точке падения луча. < α = < β

Отражение света. Закон отражения света: падающий и отраженный лучи, а также перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости (плоскость падения). Угол отражения γ равен углу падения α.

Задача 1 Сходящийся пучок света падает на плоское зеркало. Перенесите рисунок в тетрадь с сохранением масштаба и постройте в тетради отражённый пучок света. 1 2 Задача 2 Расходящийся пучок света падает па поверхность воды. Перенесите рисунок в тетрадь с сохранением масштаба и постройте в тетради отражённый пучок света.

На заднем колесе велосипеда имеется устройство ( «катафот» ), отражающее лучи автомобильных фар обратно к нагоняющему его автомобилю. Простейший отражатель для этой цели состоит из двух взаимно перпендикулярных плоских зеркал. Д о к а ж и т е: Перечертить в тетрадь и построить для каждого случая положение отражённого или падающего луча. падающие на такие зеркала лучи отражаются в направлении, противоположном их падению.

зеркальное 1. 2. 3. 4. 5. рассеянное Какой должна быть отражающая поверхность? Как направлены отражённые лучи? Одинаков ли результат отражения? В каком случае поглощается больше энергии света? За счёт какого отражения мы видим несветящиеся тела?

Задача 1 1 Человек смотрит на горящую свечу через два зеркала. Где будет изображение? Схему перенесите в тетрадь и нарисуйте изображение свечи. Подтвердите домашним экспериментом. Задача 2 Человек смотрит на горящую свечу через два зеркала. Где будет изображение? Схему перенесите в тетрадь и нарисуйте изображение свечи. Каким будет изображение? В чём отличие от 1 -го случая? 2

1 2 3 4 Поставить плоские зеркала так, чтобы отражённые лучи совпали с изображёнными на рисунке. Сколько зеркал необходимо? 5 6 7 Имеет ли значение цвет света?

? ? Можно ли осветить фонарём изображение предмета в зеркале, хотя за зеркалом никакого предмета нет? Проверьте опытом. Почему рука не обжигается пламенем свечи? В чём фокус? Какой минимальной высоты должно быть зеркало, чтобы увидеть себя в полный рост? Сделайте чертёж. ? M А В N Найти область пространства, в которой глаз будет видеть изображение всего светящегося предмета АВ в зеркале MN. Выполнить чертёж.

ПРОВЕРЬТЕ СВОЁ РЕШЕНИЕ. Надо провести крайние лучи от точек А и В, попадающие на зеркало (его точки M и N). Там, где отражённые пучки накладыва- ются, и будет область полного виде ния предмета АВ. Размеры зеркала имеют сущест венное значение.

Глядя на отражение своей руки в зеркале, написать свою фамилию. Два зеркала укреплены в оправе под углом 900 друг к другу. Каким увидит себя глядящий в зеркало? А если 2 зеркала - стоят строго параллельно? Объясните устройство калейдоскопа. Изобретён в Англии в 1816 г. Д. Брюстером. Вариантов узоров из 20 цветных стёклышек ~ 1020! Смотрю – и что ж в моих глазах? В фигурах разных и звездах Сапфиры, яхонты, топазы. И изумруды, и алмазы, И аметисты, и жемчуг, И перламутр – всё вижу вдруг! Лишь сделаю рукой движенье – И новое в глазах явленье! (А. Измайлов, 1818 г. )

Два зеркала укреплены между собой под углом 720 друг к другу. При вдвигании между ними карандаша получается 5 изображений. Почему? Если между зеркалами находится предмет 1, то виден не только он, но и его отражения в зеркалах 2, 3. Каждое зеркало посылает ещё изображение, отражённое его соседом 4, 5. В результате, кроме предмета, видны ещё 4 от- ражения в разных поворотах.

1 Сосчитайте количество изображений на рисунках 1 и 2. Под каким углом находятся зеркала? Заметьте: изображения получаются под разными углами зрения! 2 • Поставьте вертикально на стол два карманных зеркальца под углом друг к другу. • Положите между зеркалами рисунок простой фигуры (ёлочка, дом). • Изменяя угол между зеркалами убедитесь, что число изображений меняется. • Сколько изображений получается при углах 90 0? 720? 600? Этот способ получения узоров используется для составления орнаментов, рисунков ковров, обоев, тканей, театральных декораций.

А. Световой луч – это… Б. Плоское зеркало – это… В. Отражение – это… 1. изменение направления луча на границе непрозрачной среды. 2. линия, вдоль которой распространяется свет. 3. гладкая плоская поверхность. Тень, отброшенная предметом, освещённым… Г. точечным источником… Д. протяжённым источником… 1. окружена полутенью. 2. имеет резкие очертания. Е. Размеры тени, отбрасываемой предметом, … 1. при удалении от него точечного источника, . . 2. при увеличении размеров источника… а) увеличиваются. б) уменьшаются. в) не изменяются. Ж. Если параллельный пучок света падает на… 1. очень гладкую поверхность, то… 2. шероховатую поверхность, то… после отражения лучи идут… а) по всевозможным направлениям. б) параллельным пучком. Такое отражение называется… в) рассеянным. г) зеркальным. З. При этом для каждого луча законы отражения… 1. выполняются. 2. не выполняются. 3. выполняются для некоторых. ОТВЕТЫ: А 2; Б 3; В 1; Г 2; Д 1; Е 1 б; Е 2 б; Ж 1 бг; Ж 2 ав; З 1.

?

Это изменение направления луча при переходе из одной прозрачной среды в другую. Законы преломления: Лучи падающий и преломлённый лежат в одной плоскости с перпендикуляром, проведённым в точке падения луча к плоскости раздела двух прозрачных сред. Угол преломления может быть меньше или больше угла падения в зависимости от того, из какой среды в какую луч переходит. α < α- угол падения; γ < γ – угол преломления

Задание 1 Луч из воздуха попадает в воду, где находится плоское зеркало. 1. Найдите дальнейший ход луча. 2. Постройте ход луча в тетради с соблюдением масштаба. 3. Как и где он обнаружится? 4. Какие изменения происходят с лучом? Задание 2 Луч из воды попадает в воздух, где находится плоское зеркало. 1. Найдите дальнейший ход луча. 2. Постройте ход луча в тетради с соблюдением масштаба. 3. Что будет, если направление хода луча изменить на обратное?

α=γ

В прозрачных средах свет распространяется с разной скоростью. Самая большая скорость – в вакууме (300 000 км/с). Среда считается оптически более плотной, если скорость света в ней меньше, чем в данной среде. В более плотной оптической среде всегда угол падения и преломления меньше, чем в менее плотной среде. 1 ? 2 3 Это более плотная оптическая среда 4

Изображение в плоском зеркале Большинство зеркал изготавливается из очень гладкого стекла, покрытого с обратной стороны тонким слоем хорошо отражающего металла, поэтому практически весь падающий на зеркало свет отражается в одном направлении. Любые другие гладкие поверхности (полированные, лакированные, спокойная водная поверхность) тоже могут дать зеркальное отражение. Если гладкая поверхность еще и прозрачная, то лишь небольшая часть света отразится, и изображение не будет столь ярким. Если поверхность зеркала изогнутая, то изображение будет искаженным ("кривое зеркало").

Плоское зеркало Изображение предмета в плоском зеркале образуется за зеркалом, то есть там, где предмета на самом деле нет. Вследствие закона отражения света мнимое изображение предмета располагается симметрично относительно зеркальной поверхности. Размер изображения равен размеру самого предмета. Плоские зеркала очень широко используются в быту, а также в приборах, в которых нужно изменить направление хода лучей, например в перископе

Преломление света Закон преломления света: падающий и преломленный лучи, а также перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости. Отношение синуса угла падения α к синусу угла преломления β есть величина, постоянная для двух данных сред:

Преломление света При различных показателях преломления второй среды, угол отклонения преломленного луча будет различным: Падающий и преломленный свет взаимно обратимы: если падающий луч будет пущен по направлению преломленного луча, то луч преломленный пойдет по направлению падающего. Показатель преломления света называется абсолютным показателем преломления этой среды. Здесь μ и ε - относительные диэлектрическая и магнитная проницаемость среды.

Преломление света Абсолютный показатель преломления зависит от ряда факторов: от скорости распространения света в данной среде от характеристик падающего света (от света спетра) от физического состояния среды в которой распространяется свет (температуры вещества, плотности среды, наличия в среде упругих натяжений) Относительным показателем преломления n второй среды относительно первой называется отношение скоростей света n 1 и n 2 соответственно, в первой и второй средах: где n 1 и n 2 - абсолютные показатели преломления первой и второй сред. Если абсолютный показатель преломления первой среды меньше абсолютного показателя преломления второй среды, то первая среда имеет меньшую оптическую плотность, нежели

Полное внутреннее отражение При переходе света из оптически более плотной среды в оптически менее плотную n 2 < n 1 (например, из стекла в воздух) можно наблюдать явление полного отражения, то есть Распространение света исчезновение преломленного луча. в волоконном Это явление наблюдается при углах падения, световоде. При Полное внутреннее отражение света на превышающих некоторый критический угол сильном изгибе границе вода–воздух; волокна закон полного αпр, который называется предельным углом внутреннего S – точечный источник света. полного внутреннего отражения sin α нарушается, и свет пр = 1 / n частично выходит из где n = n 1 > 1 – абсолютный показатель волокна через преломления первой среды боковую поверхность.

Линза Линзой называется прозрачное тело, ограниченное двумя сферическими поверхностями. Если толщина самой линзы мала по сравнению с радиусами кривизны сферических поверхностей, то линзу называют тонкой.

600 В призме входящий луч всегда отклоняется к её основанию. 1 3 2 2 3 1 Какую роль исполняют 1 2 призмы 1 – 4 в 3 900 2 1 1 2 3 разных 3 оптических устройствах? 1 2 3

Характеристики простых линз • • Линзы бывают собирающими рассеивающими. Основное свойство линз – способность давать изображения предметов. Изображения бывают прямыми и перевернутыми, действительными и мнимыми, увеличенными и уменьшенными.

Виды линз

Характеристики простых линз • Если на линзу направить пучок лучей, параллельных главной оптической оси, то после прохождения через линзу лучи (или их продолжения) соберутся в одной точке F, которая называется главным фокусом линзы. • Преломление параллельного пучка лучей в собирающей (a) и рассеивающей (b) линзах.

Характеристики простых линз У тонкой линзы имеются два главных фокуса, расположенных симметрично на главной оптической оси относительно линзы. • У собирающих линз фокусы действительные, у рассеивающих – мнимые. • Пучки лучей, параллельных одной из побочных F - Фокусное оптических осей, после прохождения через линзу также расстояние фокусируются в точку F', которая расположена при пересечении побочной оси с фокальной плоскостью Ф, то есть плоскостью, перпендикулярной главной оптической оси и проходящей через главный фокус (рис. 3. 3. 2). • Расстояние между оптическим центром линзы O и главным фокусом F называется фокусным расстоянием. Оно обозначаетcя той же буквой F. •

• • • Свойства тонкой линзы: Луч, прошедший через оптический центр линзы, не меняет своего направления; Параллельные лучи, проходящие через линзу, сходятся в фокальной плоскости. У рассеивающих линз, наоборот, задний фокус расположен спереди линзы, а передний позади.

Построение изображения в собирающей линзе B A B 1 1. Проведем луч через точку В и центр линзы – он не преломляется (оптическая ось); 2. Проведем луч, параллельный главной оптической оси – он, преломляясь в линзе, должен пройти через фокус; 3. При пересечении двух лучей получим изображение точки В

Ход лучей В собирающей линзе В рассеивающей линзе в линзе

Построение изображения в собирающей линзе • • • Если предмет поместить на расстоянии, меньшем главного фокусного расстояния, то лучи выйдут из линзы расходящимся пучком, нигде не пересекаясь. Изображение при этом получается мнимое, прямое увеличенное, т. е. в данном случае линза работает как лупа.

Построение изображения в собирающей линзе • Если предмет находится в плоскости переднего главного фокуса линзы, то лучи, пройдя через линзу, пойдут параллельно, и изображение может получиться лишь в бесконечности.

Построение изображения в собирающей линзе Если предмет помещён между передним фокусом и двойным фокусным расстоянием, то изображение будет получено за двойным фокусным расстоянием и будет • действительным, • перевёрнутым • увеличенным. •

Построение изображения в собирающей линзе • • Если предмет помещён на двойном фокусном расстоянии от линзы, то полученное изображение находится по другую сторону линзы на двойном фокусном расстоянии от неё. Изображение получается действительным, перевёрнутым равным по величине предмету.

Построение изображения в собирающей линзе • • • Если предмет приближён к линзе и находится на расстоянии, превышающем двойное фокусное расстояние линзы, то изображение его будет действительным, перевёрнутым уменьшенным и расположится за главным фокусом на отрезке между ним и двойным фокусным расстоянием.

Построение изображения в собирающей линзе Если предмет находится на бесконечно далёком от линзы расстоянии, то его изображение получается в заднем фокусе линзы F’ • действительным, • перевёрнутым • уменьшенным до подобия точки. •

Формула тонкой линзы Изображения можно также рассчитать с помощью формулы тонкой линзы. Если расстояние от предмета до линзы обозначить через d, а расстояние от линзы до изображения через f, то формулу тонкой линзы можно записать в виде: Величину D, обратную фокусному расстоянию. называют оптической силой линзы. Единица измерения оптической силы является 1 диоптрия (дптр). Диоптрия – оптическая сила линзы с фокусным расстоянием 1 м: 1 дптр = м– 1

Линейное увеличение линзы Линейным увеличением линзы Γ называют отношение линейных размеров изображения h' и предмета h Радиус кривизны выпуклой поверхности считается положительным, вогнутой – отрицательным. Оптическая сила D системы из двух линз:

Оптические приборы. Зрительные трубы – астрономическая труба Кеплера и земная труба Галилея Фотоаппарат

Глаз как оптическая система Особая мышца может изменять форму хрусталика, изменяя его оптическую силу Хрусталик - Сетчатая оболочка эластичное линзоподобное тело Радужная оболочка окрашенная пигментом Роговица - передняя прозрачная часть Склера - защитная оболочка белого цвета Зрительный нерв с нервными окончаниями – палочками и колбочками (светочувствительными элементы)

САМЫЙ ВАЖНЫЙ ПРИБОР • Глаза- это самый важный орган чувств. • Глаза являются не только зеркалом души, но и зеркалом общего состояния здоровья. • Глаза- самый ценный и удивительный дар природы.

Какие бывают глаза Глаза различных животных приспособлены к их образу жизни и имеют разное строение, хотя принцип получения изображения един. 1. Фотосеточный глаз мухи: изображение складывается как мозаика от каждой части. 2. Огромные (относительно их размеров) телескопические глаза глубоководных рыб улавливают очень слабый свет. 3. Некоторые глубоководные существа имеют стебельчатые глаза, выдвинутые на отростках из головы. 4. Телескопический глаз птиц с выдвигающимся глазным яблоком обеспечивает острое зрение на больших расстояниях. 5. Глаз зебры имеет большую светосилу (за счёт большего размера зрачка), но меньшее поле зрения, чем у человека. 6. Положение глаз и их форма обеспечивают человеку стереоскопическое зрение в предеkах ~ 400 по вертикали и ~ 1000 горизонтально

Так ощущает цвета человек (различает около 60 цветов). У собак чёрно – белое зрение. Летучие мыши в полной темноте ориентируются с помощью ультразвука, а цвета не различают. ПРИЧИНА различий? В разном строении головного мозга и принимающих свет рецепторов. Пчела красную часть спектра не видит, но зато ощущает ультрафиолетовый свет. Термоскопические глаза глубоководных кальмаров воспринимают только тепловые лучи и расположены по всей поверхности нижней части хвоста Что Вы знаете о дальтонизме?

6 5 7 8 9 4 1 2 3 14 10 11 12 13 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Передняя камера Хрусталик (16 -20 дптр) Радужная оболочка Роговица (40 дптр) Связки хрусталика Мышцы глаза Стекловидное тело (3 – 5 дптр) 8. Белочная оболочка 9. Сосудистая оболочка 10. Пигментный слой 11. Сетчатка 12. Жёлтое пятно 13. Слепое пятно 14. Зрительный нерв

ВОПРОСЫ: 1. Какую роль в глазу выполняет хрусталик? Слепое пятно? 2. В чём отличие дальнозоркого глаза? Как исправляется дефект? 3. Какие изменения в глазу возникают при близорукости? Как исправляется дефект? 4. Какие правила гигиены нужно соблюдать, чтобы сохранить зрение? 5. Можно ли отличить очки близоруких и дальнозорких по внешнему виду и оценить качественно их оптическую силу?

КАК МЫ ВИДИМ

ПРИЧИНЫ УХУДШЕНИЯ ЗРЕНИЯ Перенапряжение глаз. Нельзя читать непрерывно в течение долгого времени до напряжения глаз. Через каждые 40 -50 мин. давать отдых глазам в течение нескольких минут. Неправильное питание. Бодрствования по ночам, сон днем. Сдерживание слез. Удары по пяткам. Злоба, зависть, гнев.

КАК СОХРАНИТЬ ЗРЕНИЕ Крепко зажмурить глаза на 3 -5 сек, а затем открыть глаза. Повторить 6 -8 раз. Быстрые моргания в течение 1 -2 мин. Смотреть вдаль прямо перед собой 23 сек. Не читайте лежа и в транспорте, не читайте и не пишите, слишком низко наклонившись к тексту. Особое внимание освещению. Лампу ставьте с левой стороны стола, а стол располагайте слева от окна.

Подумайте… 1. В спектре белого света принято различать 7 основных цветов: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, го лубой, синий и фио летовый. Почему из белого света получилось 7 цветных излучений? 2. Зачем в опыте постав лена вторая призма? Это доказано И. Ньютоном (1666 г. ) в эксперименте. Он использовал призму и солнечный свет, который проникал в комнату через узкое отверстие в ставне. На экране возникала разноцветная полоска света. Её принято называть спектром белого света. 3. Только ли белый свет сложный? 4. От чего зависят цвета различных тел?

Какая физическая ошибка допущена в рисунке? Где происходит разложение белого света на простые лучи? Чтобы запомнить последовательность лучей в спектре, предлагается следующая фраза: « Каждый охотник желает знать, где сидит фазан»

Определяются теми простыми цветными лучами, которые лучше всего рассеиваются или пропускаются данным телом Зелёный непрозрачный предмет лучше всего рассеивает зелёные лучи. Зелёный прозрачный предмет лучше всего пропускает сквозь себя зелёные лучи Сообрази! Белый предмет – одинаково хорошо и равномерно отражает все простые лучи Чёрный предмет – одинаково хорошо и равномерно поглощает простые лучи А бесцветное тело как определяется?

В цветном телевизоре имеются 3 телевизионные трубки, создающие 3 цветовые изображения… Какие? Красное, зелёное и синее. Эти цвета принято называть о с н о в н ы м и в спектре. Ни один из основных цветов нельзя получить комбинацией других. При смешивании в разных сочетаниях и пропорциях основных цветов получается вся гамма красок мира.

Электромагнитное поле Всякое изменение магнитного поля порождает в окружающем пространстве вихревое электрическое поле, силовые линии которого замкнуты. Гипотеза Максвелла о существовании и обратного процесса: изменяющееся во времени электрическое поле порождает в окружающем пространстве магнитное поле.

Свойства электромагнитных волн 1. 2. 3. Существуют электромагнитные волны, то есть распространяющееся в пространстве и во времени электромагнитное поле. Электромагнитные волны поперечны – векторы и перпендикулярны другу и лежат в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны Электромагнитные волны распространяются в веществе с конечной скоростью

Свойства электромагнитных волн Электромагнитные волны могут возбуждаться только ускоренно движущимися зарядами Простейшей системой, излучающей электромагнитные волны, является небольшой по размерам электрический диполь, дипольный момент p(t) которого быстро изменяется во времени Такой элементарный диполь называют диполем Герца

Различные виды электромагнитных излучений и их применение

Квантовая физика- раздел современной физики, в котором изучаются свойства, строение атомов и молекул, движение и взаимодействие микрочастиц.

Постулаты Бора Первый постулат Бора: атомная система может находится только в особых стационарных, или квантовых, состояниях, каждому из которых соответствует определенная энергия En. В стационарном состоянии атом не излучает. Нильс Бор 1885 -1962 Постулат находится в противоречии с классической механикой (Энергия движущихся электронов может быть любой), с электродинамикой Максвелла, т. к. допускает возможность ускоренного движения без излучения электромагнитных волн. Uchim. net

Второй постулат Бора: излучение света происходит при переходе атома из стационарного состояния с большей энергией Ek в стационарное состояние с меньшей энергией En. Энергия излученного фотона равна разности энергий стационарных состояний. При поглощении света атом переходит из стационарного состояния с меньшей энергией в стационарное состояние с большей энергией, при излучении – из стационарного с большей энергией в стационарное состояние с меньшей энергией. Второй постулат противоречит электродинамике Максвелла, т. к. частота излученного света свидетельствует не об особенностях движения электрона, а лишь об изменении энергии атома. Uchim. net

Поглощение света – процесс, обратный излучению. Атом, поглощая свет, переходит из низших энергетический состояний в высшие. При этом он поглощает излучение той же самой частоты, которую излучает , переходя из высших энергетических состояний в низшие. Uchim. net

Гипотеза М. Планка о квантах Абсолютно черное тело обладает свойством поглощать всю падающую на его поверхность лучистую энергию любого спектрального состава. Интегральная светимость R(T) абсолютно Модель абсолютно черного тела пропорциональна четвертой Квант – это степени абсолютной температуры T: минимальная порция Гипотеза Планка: процессы излучения и энергии, излучаемой или поглощения нагретым телом электромагнитной энергии, происходят поглощаемой телом. Энергия кванта E прямо не непрерывно, как это принимала классическая физика, а конечными пропорциональна порциями – квантами. частоте света: где h – так называемая постоянная Планка, равная h = 6, 626· 10– 34 Дж·с.

Фотоэффект Фотоэффектом называют вырывание электронов из вещества под действием света. • Фотоэффект был открыт Г. Герцем (1887 г. ). • Теория фотоэффекта была развита А. Эйнштейном (1905 г. ) на основе квантовых представлений. • Классическая волновая теория света оказалась неспособной объяснить закономерности этого явления.

Два металлических диска Лампа с вольтовой дугой Электрический фонарь Дюбоска Опыты А. Г. Столетова Зеркальный гальванометр В 1888 г. русский физик А. Г. Столетов Гальванически переоткрыл и подробно изучил явление е батареи внешнего фотоэффекта. Для своих опытов с фотоэффектом Столетов сконструировал особый прибор - вакуумный фотоэлемент.

Выводы Столетова А. Г. 1. Лучи вольтовой дуги, падая на поверхность отрицательно заряженного тела, уносят с него заряд. . . 2. Это действие лучей есть строго униполярное, положительный заряд лучами не уносится. 3. Разряжающим действием обладают — если не исключительно, то с громадным превосходством перед прочими — лучи самой высокой преломляемости, недостающие в солнечном спектре (λ = 295 • 10– 6 мм). Чем спектр обильнее такими лучами, тем сильнее действие. 4. Для разряда лучами необходимо, чтобы лучи поглощались поверхностью тела. . .

Выводы Столетова А. Г. 5. Разряжающее действие лучей обнаруживается даже при весьма кратковременном освещении, причем между моментом освещения и моментом соответственного разряда не протекает заметного времени. 6. Разряжающее действие, при одинаковых условиях, пропорционально энергии активных лучей, падающих на разряжаемую поверхность. 7. Каков бы ни был механизм активно-электрического разряда, мы вправе рассматривать его как некоторый ток электричества. . . 8. Активно-электрическое действие усиливается с повышением температуры

Фотон - (от греч. phos, Фотон родительный падеж photós – свет), элементарная частица, квант электромагнитного излучения (в узком смысле — света). Это безмассовая частица, способная существовать только m = 0 двигаясь со скоростью света. E = hν Заряд фотона равен нулю Энергия фотона Импульс фотона

Гипотеза де Бройля о волновых свойствах частиц Корпускулярно-волновой дуализм присущ всем частицам — электронам, протонам, атомам и так далее, причём количественные соотношения между волновыми и корпускулярными свойствами частиц те же, что и для фотонов. Таким образом, если частица имеет энергию E и импульс p, то с ней связана волна, частота которой f = E / h длина волны λ = h / p. Эти волны и получили название волн де Бройля.

Томсон наблюдал Дифракция электронов Фольга из дифракционную Накаливаемы Анод золота й катод картину, возникающую при прохождении пучка электронов через тонкую Упрощенная схема опытов поликристаллическую Дж. Томсона по дифракции фольгу из золота электронов В случае (b) видны точки попадания отдельных электронов на фотопластинку Картина дифракции электронов на Длина волны поликристаллическом образце де Бройля для а) - при длительной экспозиции электрона b) - при короткой экспозиции

Оптические явления

Однородная дуга Вертикальные полосы Веерные ленты Спиральные ленты Диффузное пятно Дуги и полосы Однородная полоса Лучи Сложная форма из лент Складчатые ленты Спирали и ленты со складками Спирали из лент

1 3 4 Свечение живых организмов: 1. Плесневые грибы. 2. Глубоководные черви (сильно увеличено). 3. Глубоководные рыбы. 4. Кальмар. 2

Объясните причину затмений, используя схемы

Радуга – не что иное, как спектр солнечного света. Он образован разложени-ем белого света в каплях дождя как призмах. Из дождевых капель под разными углами преломления выходят широкие разноцветные пучки света. Наблюдатель, находясь вне зоны дождя, видит радугу на фоне облаков, освещаемых солнцем, на расстоянии 1 – 2 км. В это время Солнце стоит невысоко над горизонтом за спиной наблюдателя, а центр радуги – над горизонтом.

Верхняя полоса у радуги – всегда красная и находится не выше 420 над горизонтом. Нижняя полоса – фиолетовая, а между ними находятся все остальные цвета. Чем выше Солнце над горизонтом, тем меньшую часть радуги мы видим над горизонтом. Космонавты с борта орбитальной станции видят всё радужное кольцо. Когда Солнце находится выше 430, тогда радуга не видна. Радугу можно наблюдать в брызгах фонтана, водопада, при работе поливочной маши-ны, на росе, покрывающей траву.

Нижний мираж (перевёрнутое изображение предметов) появляется в жаркий день. Слои воздуха около поверхности земли нагреваются больше и имеют меньшую плотность. Лучи, идущие из более плотных верхних слоёв, изгибаются вверх (о причине узнаете в старших классах) и попадают в глаз наблюдателя. Глаз человека продолжает луч по прямой (пунктир) и видит перевёрнутое изображение, а также и сам предмет. Голубое небо отражается тоже, создавая иллюзию водной поверхности.

Верхний мираж чаще наблюдается в холодное время года, когда нижние слои воздуха около воды охлаждаются сильнее, чем верхние. Поэтому лучи от объекта на море изгибаются в другую сторону (вниз). Наблюдатель видит по прямой (пунктир) изображение. В полярных странах верхние миражи могут наблюдаться даже в летнее время: незаходящее солнце нагревает верхние слои воздуха, а поверхность воды имеет температуру не выше 100 С. Как видите, причина верхних и нижних миражей одна. Тройной мираж

Громадные призрачные фигуры людей, окружённые многоцветными кольцами, иногда наблюдают альпинисты в горах. Они производят мистическое впечатление. Суеверным людям эти тени кажутся выходцами из потустороннего мира. Между тем, это тени самих альпинистов. Они возникают, когда Солнце находится позади людей, а впереди – густые облака. Тогда на облаках, как на экране, появляются огромные фигуры.

Мираж сверхдальнего видения Жители небольшого бельгийского городка Вервье со страхом и удивлением наблюдали однажды утром изображение на небе военного сражения. Позже они узнали, что это было утро сражения при Ватерлоо (июнь, 1815 г. ). По прямой между Вервье и Ватерлоо более 100 км. Облако пыли и дыма с поля боя послужило экраном, видимым далеко.

это светящийся круг вокруг Солнца или Луны Формы гало: «круг» и «крест» . Вид кристаллов снега «Рога» и «ложные солнца» Гало′ возникает в результате преломления света в 6 – гранных ледяных кристалликах, застилающих пеленою светило. Такие же круги света возникают в морозную ночь около уличных фонарей. Наибольшей яркостью обладают лучи, отклонённые кристалликами льда на 220 от начального направления. Такие лучи попадают в глаз наблюдателя, и он видит светило смещённым на 220. При непрерывном движении больщого числа кристалликов глаз видит из этих лучей круг.

Движением 6 - гранных кристалликов льда под действием силы тяжести по вертикали объясняется появление светящихся столбов на небе и около фонарей. Лучи Солнца, отразившись от боко-вых граней таких кристалликов, попадают в глаза наблюдателя. Но наши глаза не видят искривления лучей, а продолжают прямые линии и тогда выше получается дополнительное изображение Солнца. Изображения от отдельных кристалликов, сливаясь, образуют столбы света.

Появление «призрака» на сцене театра На передней части сцены ставится огромное плоское зеркало. Актёр, облачённый в костюм привидения, находится в углублении под сценой. При сильном освещении актёра отражённый свет будет падать на зеркало и почти целиком отражаться в зрительный зал. Зрители в слабо освещённом зале зеркала не видят, а только – изображение в зеркале актёра, принимая его за призрак.

Создаёт объёмное видение предметов и восприятие глубины пространства. Необходимы два изображения, снятые под разными (небольшими) углами и воспринимаемые левым и правым глазом независимо друг от друга (цветные очки, перегородка и т. п. ) Не сводите взгляда с промежутка между пятнами. Оба пятна сольются. Почему? Разделите изображения для левого и правого глаза листом картона. Что наблюдается? (Труба, уходящая вдаль).

Возьмите в руки карандаш и поместите его между фотографиями. Затем, глядя на него не отрываясь, медленно приближайте к глазам. Когда вместо 2 -х фото появятся 3, уберите карандаш, глядя на средний снимок. Проделайте несколь-ко раз и научитесь видеть стереоизображение.

Если смотреть одним глазом, одна из букв кажется темнее других, с поворотом рисунка темнеет другая буква. А круги внизу кажутся 6 - гранниками. Об этом можно узнать из книги Я. Перельмана «Занимательная физика» В чём секрет портрета, следящего за вами, откуда бы Вы ни смотрели на него?

Мы доверяем своему зрению. Но опыт учит, что иногда доверять зрительным впечатлениям нужно с осторожностью. Одинаковы ли отрезки АВ и ВС? Изображены окружности или спираль?

Зрительное впечатление в глазу человека с прекращением раздражения исчезает не сразу, а сохраняется ~ 0, 1 секунды. Это свойство глаза называют и н е р ц и е й зрения. Поэтому при смене световых раздражений менее, чем через 0, 1 с, возникает сливающееся целостное впечатление. Инерция зрения используется для создания кинематографического эффекта, т. е. воспроизведения движения на экране. Если на одной стороне экрана изобразить клетку, а на обратной сторо-не – птичку, то что будет наблюда-ться при быстром вращении? Частота обычной киносъёмки – 30 - 300 кадров за 1 сек. При проекции – от 16 до 24 – 25 кадров в 1 с.

Рассмотрим задачи:

1 600 Под каким углом к горизонту надо расположить зеркало, чтобы осветить вход в пещеру? На какой угол надо повернуть зерка. Надо повернуть зеркало ло, чтобы солнечный зайчик «перепрыгнул» в окно второго этажа? 4 2 600 400 Под каким углом надо поставить зеркало, чтобы осветить дно колодца? Высота Солнца – 600. Под каким углом надо поставить зеркало, чтобы осветить вход в подъезд? Высота Солнца над горизонтом 400.

ГИА 2008 г. 12. Для получения четкого (сфокусированного) изображения на сетчатке глаза при переводе взгляда с удаленных предметов на близкие изменяется диаметр зрачка 2. форма хрусталика 3. соотношение палочек и колбочек на сетчатке 4. глубина глазного яблока 1.

ГИА 2008 г. 26 Дима рассматривает красные розы через зеленое стекло. Какого цвета будут казаться ему розы? Объясните наблюдаемое явление. Дайте развернутое, логически связанное обоснование. Черными, т. к. зеленое стекло не пропускает лучи красного цвета

(ГИА 2009 г. ) 13. После прохождения оптического прибора, закрытого на рисунке ширмой, ход лучей 1 и 2 изменился на 1′ и 2′. За ширмой находится 1. 2. 3. 4. плоское зеркало плоскопараллельная стеклянная рассеивающая собирающая линза

ГИА 2009 г. 26 Каким пятном (темным или светлым) кажется водителю ночью в свете фар его автомобиля лужа на неосвещенной дороге? Ответ поясните. 1. Лужа кажется темным пятном на фоне более светлой дороги. 2. И лужу, и дорогу освещают только фары автомобиля. От гладкой поверхности воды свет отражается зеркально, то есть вперед, и не попадает в глаза водителю. Поэтому лужа будет казаться темным пятном. От шероховатой поверхности дороги свет рассеивается и частично попадает в глаза водителю.

(ГИА 2010 г. ) 13. С помощью собирающей линзы получено мнимое изображение предмета. Предмет по отношению к линзе расположен на расстоянии меньшем фокусного расстояния 2. равном фокусному расстоянию 3. большем двойного фокусного расстояния 4. большем фокусного и меньшем двойного фокусного расстояния 1.

(ГИА 2005 г. ) А 18. Какая точка соответствует изображению объекта S? 1. 2. 3. 4. точка 1 точка 2 точка 3 действительного изображения объекта S не существует

(ЕГЭ 2001 г. ) А 19. На каком рисунке правильно изображено отражение карандаша в зеркале? 1. 2. 3. 4. рисунок 1 рисунок 2 рисунок 3 рисунок 4

(ЕГЭ 2001 г. , Демо) 23. Какая из точек ( 1, 2, 3 или 4 ), показанных на рисунке, является изображением точки S в зеркале? 1. 2. 3. 4. Точка 1. Точка 2. Точка 3. Точка 4.

(ГИА 2005 г. , Демо) 24. Какая из точек ( 1, 2, 3 или 4 ), показанных на рисунке, является изображением точки S в собирающей линзе? 1. 2. 3. 4. Точка 1. Точка 2. Точка 3. Точка 4.

(ЕГЭ 2002 г. , Демо) А 33. На рисунке дан ход лучей, полученный при исследовании прохождения луча через плоскопараллельную пластину. Показатель преломления материала пластины на основе этих данных равен 1. 2. 3. 4. 0, 67 1, 33 1, 5 2, 0

2002 г. А 21 (КИМ). Разложение белого света в спектр при прохождении через призму обусловлено 1) преломлением света 2) отражением света 3) поляризацией света 4) дисперсией света

2002 г. А 32 (КИМ). Какая часть изображения стрелки в зеркале видна глазу? 1. 2. 3. 4. 1/4 1/2 вся стрелка не видна вообще

(ЕГЭ 2003 г. , КИМ) А 21. Объектив фотоаппарата является собирающей линзой. При фотографировании предмета он дает на пленке изображение 1. 2. 3. 4. действительное прямое мнимое прямое действительное перевернутое мнимое перевернутое

(ЕГЭ 2003 г. демо) А 29. Линзу, изготовленную из двух тонких сферических стекол одинакового радиуса, между которыми находится воздух (воздушная линза), опустили в воду (см. рис. ). Как действует эта линза? 1. 2. 3. 4. как собирающая линза как рассеивающая линза она не изменяет хода луча может действовать и как собирающая, и как рассеивающая линза

(ГИА 2004 г. , демо) А 18. На рисунке показаны направления падающего и преломленного лучей света на границе раздела "воздух-стекло". Показатель преломления стекла равен отношению

(ГИА 2005 г. , ДЕМО) А 22. Изображением источника света S в зеркале М является точка 1. 2. 3. 4. 1 2 3 4

(ЕГЭ 2006 г. , ДЕМО) А 21. Объектив фотоаппарата – собирающая линза с фокусным расстоянием F = 50 мм. При фотографировании предмета, удаленного от фотоаппарата на 40 см, изображение предмета получается четким, если плоскость фотопленки находится от объектива на расстоянии бόльшем, чем 2 F 2. равном 2 F 3. между F и 2 F 4. равном F 1.

(ГИА 2007 г. , ДЕМО) А 22. Угол падения света на горизонтально расположенное плоское зеркало равен 30°. Каким будет угол между падающим и отраженным лучами, если повернуть зеркало на 10° так, как показано на рисунке? 80° 2. 60° 3. 40° 4. 20° 1.

(ЕГЭ 2008 г. , ДЕМО) А 22. Какой из образов 1 – 4 служит изображением предмета AB в тонкой линзе с фокусным расстоянием F? 1. 2. 3. 4. 1 2 3 4

(ЕГЭ 2009 г. , ДЕМО) А 17. Источник света S отражается в плоском зеркале ab. Изображение S 1 этого источника в зеркале показано на рисунке

(ЕГЭ 2010 г. , ДЕМО) А 17. Где находится изображение светящейся точки S (см. рисунок), создаваемое тонкой собирающей линзой? 1. 2. 3. 4. в точке 1 в точке 2 в точке 3 на бесконечно большом расстоянии от линзы

(ГИА 2009 г. ) 12. На рисунке приведена шкала электромагнитных волн. Определите, к какому виду излучения принадлежат электромагнитные волны с длиной волны 0, 1 мм. 1. 2. 3. 4. только радиоизлучению только рентгеновскому излучению ультрафиолетовому и рентгеновскому излучению радиоизлучению и инфракрасному излучению

(ГИА 2010 г. ) 13. На рисунке приведена шкала электромагнитных волн. Определите, к какому виду излучения относятся электромагнитные волны с длиной волны 1 см. только к радиоизлучению 2. только к рентгеновскому излучению 3. к радиоизлучению и инфракрасному излучению 4. к ультрафиолетовому и рентгеновскому 1.

(ГИА 2009 г. ) А 15. На рисунке показан график колебаний силы тока в колебательном контуре с антенной. Определите длину электромагнитной волны, излучаемой антенной. 1. 1, 2. 103 м 2. 0, 83. 10 -3 м 3. 7, 5. 102 м 4. 6. 102 м