Преломления света в плоскопараллельной пластине. Методические материалы
Ι-вариант.
Теоретическая часть.
№ 1. На рисунке изображены стеклянные линзы. Какие из них являются собирающими?
А. 1, 2, 3, 4 и 5.
Б. Только 1, 2, 3 и 4.
В. Только 2, 3 и 4.
Г. Только 3 и 4.
Д. Только 3.
выходе в воздух имеет минимальное значение?
А. 1.
№ 4. Перед вертикально поставленным плоским зеркалом стоит человек. Как изменится расстояние
между человеком и его изображением, если человек приблизится к плоскости зеркала на 1 м?
А. Уменьшится на 2 м. Б. Уменьшится на 1 м. В. Уменьшится на 0,5 м.
Г. Не изменится.
из среды с абсолютным показателем преломления n 1 в среду с абсолютным показателем
преломления n 2 ?
Д. Среди ответов А - Г нет правильного.
из точек, отмеченных на рисунке, является главным фокусом линзы?
А. 1.
Б. Мнимое, уменьшенное.
В. Мнимое, увеличенное.
№ 8. Каким должен быть угол падения светового луча, чтобы отраженный луч составлял с падаю-
щим угол 50° ?
А. 20°. Б. 25°. В. 40°. Г. 50°. Д. 100°.
Практическая часть.
№ 9. При переходе луча света из первой среды во вторую угол падения равен 60°, а угол преломления
30°. Чему равен относительный показатель преломления второй среды относительно первой?
жение точки находится на расстоянии 1 м от плоскости линзы?
А. 0,33 м. Б. 0,5 м. В. 1,5 м. Г. 3 м. Д. Среди ответов А - Г нет правильного.
А. 0,33. Б. 0,5. В. 1,5. Г. 2. Д. Среди ответов А - Г нет правильного.
№ 12. Чему равна оптическая сила собирающей линзы фокусное расстояние которой равно 20 см?
А. 0,2 дптр. Б. 20 дптр. В. 5 дптр. Г. 0,05 дптр.
Д. Среди ответов А - Г нет правильного.
11 класс (Мякишев) Контрольная работа № 3
по теме «Геометрическая оптика».
ΙΙ-вариант.
Теоретическая часть.
№ 1. На рисунке изображены стеклянные линзы. Какие из них являются рассеивающими?
А. 1, 2, 3, 4 и 5.
Б. Только 1, 2, 3 и 4.
В. Только 1, 2 и 3.
Г. Только 1 и 2.
Д. Только 1.
№ 2. Показатели преломления относительно воздуха для воды, стекла и алмаза соответственно
равны 1,33, 1,5 и 2,42. В каком из этих веществ предельный угол полного отражения при
выходе в воздух имеет максимальное значение?
А. В воде. Б. В стекле. В. В алмазе. Г. Во всех трех веществах одинаковое.
Д. Ни в одном веществе полного отражения не будет.
№ 3. На рисунке представлен ход лучей света через линзу, MN - главная оптическая ось линзы. Какая
из точек, отмеченных на рисунке, является оптическим центром линзы?
А. 1.
№ 4. Перед вертикально поставленным плоским зеркалом на расстоянии 1 м от его плоскости
стоит человек. Чему равно расстояние между изображением человека и зеркалом?
А. 0,5. Б. 1 м. В. 2 м. Г. 4 м. Д. Среди ответов А - Г нет правильного.
№ 5. Какое выражение определяет предельный угол полного отражения α 0 для луча света, идущего
из среды с абсолютным показателем преломления n 2 в среду с абсолютным показателем
преломления n 1 ?
А. sin α 0 = n 2 /n 1 . Б. sin α 0 = n 1 /n 2 . В. sin α 0 = 1/n 1 . Г. sin α 0 = 1/n 2 .
Д. Среди ответов А - Г нет правильного.
№ 6. На рисунке представлен ход лучей света через линзу, MN - главная оптическая ось линзы. Какая
из точек, отмеченных на рисунке, является главным фокусом линзы?
А. 1.
№ 7. Какое изображение предмета АВ получится в линзе?
А. Действительное, уменьшенное.
Б. Мнимое, уменьшенное.
В. Мнимое, увеличенное.
№ 8. Угол падения светового луча равен 20°. Чему равен угол между падающим и отраженным
А. 10°. Б. 20°. В. 40°. Г. 70°. Д. 140°.
Практическая часть.
№ 9. При переходе луча света из первой среды во вторую угол падения равен 30°, а угол преломления
60°. Чему равен относительный показатель преломления второй среды относительно первой?
А. 0,5. Б. /3. В. Г. 2. Д. Среди ответов А - Г нет правильного.
№ 10. С помощью собирающей линзы получили изображение светящейся точки. Чему равно фокусное
расстояние линзы, если точка находится на расстоянии 50 см от плоскости линзы, а изобра-
жение точки находится на расстоянии 2 м от плоскости линзы?
А. 2,5 м. Б. 1,5 м. В. 0,5 м. Г. 0,4 м. Д. Среди ответов А - Г нет правильного.
№ 11. По условию предыдущей задачи определите, чему равно увеличение линзы?
А. 4. Б. 0,25. В. 2,5. Г. 0,4. Д. Среди ответов А - Г нет правильного.
№ 12. Оптическая сила линзы равна 2 дптр. Чему равно фокусное расстояние этой линзы?
А. 0,5 см. Б. 2 см. В. 0,5 см. Г. 2 м. Д. Среди ответов А - Г нет правильного.
№ 13. Постройте изображение предмета в собирающей линзе и дайте его характеристику.
№ 14. Постройте изображение предмета в рассеивающей линзе и дайте его характеристику.
11 класс (Мякишев) Контрольная работа № 3
по теме «Геометрическая оптика».
Ι-вариант
действит., увеличен., переверн.
уменьшен.,
ΙΙ-вариант
действит., уменьшен., переверн.
№№ 1 - 14 по 1 баллу.
Количество баллов
Цифровой ресурс может использоваться для обучения в рамках программы основной и средней школы (базового уровня).
Данная модель иллюстрирует тему «Закон преломления света». Рассматривается прохождение луча света сквозь плоскопараллельную пластину. Пользователь может изменять условия эксперимента (угол падения луча, толщину и показатель преломления вещества, из которого изготовлена пластина).
Краткая теория
Относительный показатель преломления двух сред равен отношению их абсолютных показателей преломления: n = n 2 / n 1 .
При прохождении света через плоскопараллельную пластину свет дважды на своем пути претерпевает преломление, в результате чего луч падающий на пластину и луч, выходящий из нее, оказываются параллельными. Смещение х можно рассчитать по формуле:
 |
Работа с моделью
Пользователь может изменять условия эксперимента (угол падения луча, толщину и показатель преломления пластины). В информационном окне выводятся значения угла преломления, смещения выходящего луча (x ).
Данная модель может быть применена на уроках изучения нового материала, повторения, решения задач в 9 и 11 классах по теме «Закон преломления света». На примере этой модели можно рассмотреть с учащимися ход луча при прохождении плоскопараллельной пластины, ввести понятие смещения луча, рассмотреть зависимость угла преломления от абсолютного показателя преломления среды.
Пример планирования урока с использованием модели
Тема «Закон преломления света. Решение задач»
Цель урока: повторить закон преломления света, понятия абсолютного и относительного показателя преломления света, отработать решение задач по этой теме.
|
|||||||||||||||||||||
|
Таблица 1. |
Примеры вопросов и заданий
| 1. |
По данным модели определите угол преломления и смещение светового луча при прохождении через стеклянную пластину. Проверьте свои результаты на компьютерной модели. |
||
| 2. |
Свет переходит из вакуума в стекло, при этом угол падения равен α, угол преломления β. Чему равна скорость света в стекле, если скорость света в вакууме равна c ? |
||
| 3. |
Показатели преломления воды, стекла и алмаза относительно воздуха равны 1,33, 1,5, 2,42 соответственно. В каком из этих веществ предельный угол полного отражения имеет минимальное значение? |
||
| 4. |
Водолаз рассматривает снизу вверх из воды лампу, подвешенную на высоте 1 м над поверхностью воды. Под водой кажущаяся высота лампы: |
Задания по теме: Геометрическая оптика.
МБОУ СОШ № 6
Учитель физики Золотых Д.Д.
Задания к Блоку 1.1. Урок 3
Задания к Блоку 1.1. Урок 3
№ 1. На каком рисунке правильно изображено отражение карандаша в зеркале?
№ 2. Какая из точек (1, 2, 3 или 4), показанных на рисунке, является изображением точки S в плоском зеркале?
№ 3. Составьте словарь новых слов к блоку 1.1. Для этого в пустые прямоугольники впишите слова из списка терминов, приведенного ниже. В таблице укажите номера терминов в соответствии с номерами прямоугольников.
1. Линия, вдоль которой распространяется энергия переносимая световой волной.
2. Раздел оптики, в котором не рассматривается вопрос о природе света, а используется представление о световых лучах.
3. Свет в однородной среде распространяется прямолинейно и равномерно.
4. Свет всегда распространяется по пути, требующему наименьшего времени его прохождения.
5. Место, куда не попадает свет от источника.
6. Источник света, размерами которого можно пренебречь в условиях данной задачи
7. Если световые лучи пересекаются, то они не возмущают друг друга.
8. Изменение направления световой волны при падении ее на границу раздела сред, в результате чего волна распространяется обратно в первую среду.
Список терминов.
Список терминов.
1 – отражение,
2 – световой луч, 3 – геометрическая оптика,
4 – закон независимости световых лучей,
5 – закон прямолинейности световых лучей,
6 – принцип Ферма,
7 – тень,
8 – точечный источник.
№ 4. Может ли вертикально поставленный столб не отбрасывать тени в солнечный день?
Ответ: Может.
Решение. Столб не отбрасывает тени, когда солнце находится точно в зените (т.е. когда солнечные лучи вертикальны). Это может наблюдаться вблизи экватора.
№ 6. На горизонтальном столе по прямой движется шарик. Под каким углом следует установить плоское зеркало, чтобы при движении шарика к зеркалу изображение шарика двигалось по вертикали?
Решение. Отраженный луч следует повернуть на 90º по отношению к падающему. Учитывая, что угол отражения равен углу падения, зеркало надо разместить под углом 45º к движущемуся шарику, т.е. к горизонтальному столу.
№ 7
На какой угол повернется отраженный от зеркала луч при повороте зеркала на угол 30°?
1)30° 2) 60° 3) 15° 4)0° 5)90°
Предмет находится от плоского зеркала на 30 см. На каком расстоянии от предмета окажется его изображение, если предмет отодвинуть от зеркала еще на 10 см?
1)0,1 м 2) 0,3 м 3)0,5 м 4) 0,8 м 5) 1,0 м
№ 9
Длина тени от вертикально поставленной метровой линейки 50 см. Рядом стоящий дом при этом отбрасывает тень длиной 8 м. Какова высота дома?
№ 10. Вы стоите на берегу реки, а на противоположном берегу находится дерево, высота которого вам известна. Опишите способ, с помощью которого можно измерить ширину реки, если в вашем распоряжении есть линейка с делениями.
№ 3.
Постройте четыре варианта закона, по которому изменяется насыщенность оттенка заливки тени в зоне размывания по мере удаления от центра тени.
Постройте несколько типов степеней прозрачности.
Блок 2.1 Урок 4
Блок 2.1 Урок 4 Законы преломления света. Относительный и абсолютный показатели преломления среды. Полное внутреннее отражение. Предельный угол полного внутреннего отражения. Ход лучей в призме.
Преломлением света называют изменение направления световых лучей при переходе света из одной прозрачной среды в другую.
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:
Закон преломления был экспериментально установлен голландским ученым В. Снеллиусом (1621 г.).
Постоянную величину n называют относительным показателем преломления второй среды относительно первой. Показатель преломления среды относительно вакуума называют абсолютным показателем преломления .
Относительный показатель преломления двух сред равен отношению их абсолютных показателей преломления: n = n 2 / n 1.
Законы отражения и преломления находят объяснение в волновой физике. Согласно волновым представлениям, преломление является следствием изменения скорости распространения волн при переходе из одной среды в другую
Физический смысл показателя преломления – это отношение скорости распространения волн в первой среде к скорости их распространения во второй среде:
n 2 / n 1
Для угла падения α = αпр sin β = 1 значение sin αпр = n 2 / n 1
Если второй средой является воздух (n 2 ≈ 1), то формулу удобно переписать в виде sin αпр = 1 / n
Рис 13
где n = n 1 > 1 – абсолютный показатель преломления первой среды.
Для границы раздела стекло–воздух (n = 1,5) критический угол равен αпр = 42°, для границы вода–воздух (n = 1,33) – αпр = 48,7°.
Явление полного внутреннего отражения находит применение во многих оптических устройствах.
Блок 2.2 Урок 5. Решение задач по теме «
Блок 2.2 Урок 5. Решение задач по теме « Законы преломления света. Относительный и абсолютный показатели преломления среды. Полное внутреннее отражение. Предельный угол полного внутреннего отражения. Ход лучей в призме»
№ 1. Если угол падения светового луча из вакуума на скипидар равен 45º, а угол преломления равен 30º, то чему ровна скорость расмространения света в скипидаре?
Решение. Закон преломления имеет вид sin 45º/sin 30º = c/υ, отсюда υ= с- (sin 30º/sin 45º) = 2,13-108 м/
№ 2. Под каким углом из вакуума должен падать световой луч на поверхность вещества с показателлем преломления, равным 1,73, чтобы угол преломления был в два раза меньше угла падения?
Решение. Закон преломления для этого случая
sin ά/sin ά./2 = 1,73, sin ά = 2sin ά./2 cosά/2, поэтому
2cosά/2 =1,73, отсюда ά/2 = 30º и ά =60º.
№ 4.Луч света падает на границу раздела двух сред под углом 30º. Показатель преломления первой среды 2,4. Определите показатель преломления второй среды, если известно, что отраженный от границы раздела луч и преломленный перпендикулярны друг другу.
Решение. Из рисунка найдем угол β = 180º- 30º - 90º = 60º.
Закон преломления
sin 30º/sin 60º= n2 / n1.
Отсюда n2 = (sin 30º/sin 60º) - 2,4 = 1,38.
№ 5. Палка длиной 2l с изломом посередине погружена в пруд так, что наблюдателю, находящемуся на берегу и смотрящему приблизительно вдоль палки, она кажется прямой, составляющей угол ά с горизонтом. Какой угол излома имеет палка? Показатель преломления воды 1,33.
№ 6 Показатели преломления воды, стекла и алмаза относительно воздуха равны 1,33, 1,5, 2,42. В каком из этих веществ предельный угол полного отражения имеет минимальное значение?
№ 7 Наблюдатель смотрит сверху вниз на поверхность воды в водоеме глубиной 1 м. Кажущаяся глубина водоема составляет?
№ 8 Водолаз рассматривает снизу вверх из воды лампу, подвешенную на высоте 1 м над поверхностью воды. Кажущаяся высота лампы под водой?
№ 9 Чему равен угол полного внутреннего отражения при падении луча на границу раздела двух сред, относительный показатель преломления которых равен 2?
№ 10. Если световой луч проходит в вакууме за некоторое время расстояние 35 см, а в некоторой жидкости за то же время 25 см, то чему равен показатель преломления этой жидкости?
№ 11 Если при угле падения луча света на границу раздела двух сред, равном 60º, оказалось, что отраженный и преломленный лучи образуют угол 90º, то чему равен показатель преломления первой среды относительно второй?
