IV. Контроль усвоения знаний.

СОГЛАСОВАНО

Гр. № 5-18 Зам. директора по УВР

________ В.Д. Татаринова

Физика

Урок № 67

Тема: Поляризация поперечных волн. Поляризация света. Двойное лучепреломление. Поляроиды. Дисперсия света.

Цель: Рассмотреть поперечность световых волн. Углубить понятие дисперсии света.

Тип урока: Изучение нового материала.

Ход урока.

I. Организационный момент.

II. Мотивация обучения.

Почему после дождя образуется радуга?

III. Основная часть.

Поляризация света

В начале XIX века, когда Т. Юнг и О. Френель развивали волновую теорию света, то есть видимого человеком излучения, природа световых волн была неизвестна. На первом этапе, как это считалось с древнейших времен, предполагалось, что свет представляет собой продольные волны, распространяющиеся в некоторой вселенской среде – Эфире. При изучении явлений интерференции и дифракции вопрос о том, являются ли световые волны продольными или поперечными, имел второстепенное значение. В то время казалось невероятным, что свет – это поперечные волны, так как по аналогии с механическими волнами пришлось бы предполагать, что Эфир – это твердое тело (поперечные механические волны не могут распространяться в газообразной или жидкой среде). Однако, постепенно накапливались экспериментальные факты, свидетельствующие в пользу поперечности световых волн. Еще в конце XVII века было обнаружено, что кристалл исландского шпата (CaCO₃) раздваивает проходящие через него лучи. Это явление получило название двойного лучепреломления (рис. 1).

Рисунок 1. Прохождение света через кристалл исландского шпата (двойное лучепреломление). Если кристалл поворачивать относительно направления первоначального луча, что поворачиваются оба луча, прошедшие через кристалл.

В 1809 году французский инженер Э. Малюс открыл закон, названный его именем. В опытах Малюса свет последовательно пропускался через две одинаковые пластинки из турмалина (прозрачное кристаллическое вещество зеленоватой окраски). Пластинки могли поворачиваться друг относительно друга на угол φ (рис. 2).

Рисунок 2. Иллюстрация к закону Малюса.

Интенсивность прошедшего света оказалась прямо пропорциональной cos² φ:

I ~ cos² φ.

Ни двойное лучепреломление, ни закон Малюса не могут найти объяснение в рамках теории продольных волн. Для продольных волн направление распространения луча является осью симметрии. В продольной волне все направления в плоскости, перпендикулярной лучу, равноправны. В поперечной волне (например, в волне, бегущей по резиновому жгуту) направление колебаний и перпендикулярное ему направление не равноправны (рис. 3).

Рисунок 3. Поперечная волна в резиновом жгуте. Частицы колеблются вдоль оси y. Поворот щели S вызовет затухание волны.

Таким образом, асимметрия относительно луча является решающим признаком, который отличает поперечную волну от продольной. Впервые догадку о поперечности световых волн высказал Т. Юнг (1816 г.). Френель, независимо от Юнга, также выдвинул концепцию поперечности световых волн, обосновал ее многочисленными экспериментами и создал теорию двойного лучепреломления света в кристаллах. В середине 60-х годов XIX века Максвелл сделал вывод о том, что свет – это электромагнитные волны.

Дисперсия света

Дисперсия света представляет собой явление разложения луча белого света на цветные лучи. Это происходит при прохождении света через трёхгранную призму.

История открытия

Явление дисперсии света было открыто в 1672 году известным учёным Ньютоном, который путём серии экспериментов доказал прямую зависимость между цветом световой волны и её частотой. Самым наглядным природным подтверждением проделанного учёным опыта является появление радуги после дождя. В этом случае белый свет преломляется через множество капель, образуя целый спектр света, от красного к фиолетовому цвету. Во многом именно благодаря открытию явления дисперсии света удалось доказать волновую природу света.

Изучение явления

Видимый белый свет включает монохроматические волны, обладающие разной длиной. Совокупность таких волн называют световым спектром, а прибор, при помощи которого изучают дисперсию света, именуется спектральным. Так, простейшим спектральным прибором, при помощи которого можно произвести разложение света в спектр, является стеклянная призма. Математически явление дисперсии света определяется как зависимость преломления того или иного вещества от длины световой волны

IV. Контроль усвоения знаний.

Домашнее задание: § 53, изучить. Ответить на контрольные вопросы:

1. Какой волной (поперечной или продольной) является свет?

2. Что такое дисперсия света?

3. Из каких цветов состоит белый свет?

4. Почему вишня красная? Лист - зеленый?

Дата добавления: 2021-12-10; просмотров: 13; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!