Практическое занятие № 16. Законы отражения и преломления света.

Практическое занятие  № 16. Законы отражения и преломления света.

Цель: закрепить знания по теме «Законы отражения и преломления света», сформировать умения и навыки нахождения физической величины, её выражение из формулы при решении экспериментальных и расчетных задач.

Теоретические сведения.

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.

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: 

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 = n₂ / n₁

Физический смысл показателя преломления – это отношение скорости распространения волн в первой среде υ₁ к скорости их распространения во второй среде υ₂:

Абсолютный показатель преломления равен отношению скорости света c в вакууме к скорости света υ в среде: 

Формула тонкой линзы:

Линейное увеличение тонкой линзы:

Величину D, обратную фокусному расстоянию, называют оптической силой линзы.

Контрольные вопросы.

1.                  Сформулируйте закон отражения света.

2.                  Сформулируйте закон преломления света.

3.                  Что называют абсолютным и относительным показателем преломления света?

4.                  Какую линзу называют тонкой?

5.                  Что называют главным  фокусом линзы?

6.                  Какие лучи удобно использовать для построения изображений?

7.                  Что называют увеличением линзы?

Задание 1. Определите фокусное расстояние собирающей линзы.

Цель:  вычислить оптическую силу и определить  фокусное  расстояние  тонкой  собирающей линзы с помощью формулы тонкой линзы.

Оборудование:  собирающая  линза  на  подставке,  экран,  источник  света,  мерная лента.

Ход работы:

1.  Расположив  линзу  между  источником света  и  экраном,  получите на экране четкое уменьшенное изображение источника света.

2. Измерьте расстояние d от источника света до линзы и расстояние f  от линзы до  экрана.

3. Передвигая линзу,  получите на  экране четкое увеличенное изображение источника света.

4.   Снова измерьте расстояние d от источника света до линзы и расстояние  f  от линзы до  экрана.

5. Используя соответствующие формулы, вычислите оптическую силу линзы  D  и  фокусное расстояние  F.  Результаты  измерений  и  вычислений  занесите в  таблицу.

6.  Сравните  полученное  вами  значение  оптической  силы  линзы  с  ее значением,  приведенным  в паспорте.  Назовите  причину возможного расхождения.

7.Сделайте вывод.

Задание 2.  Постройте изображение в линзе.

1.                  Рассеивающая линза. Предмет за двойным фокусом.

2.                  Собирающая линза. Предмет находится в фокусе.

3.                  Постройте действительное, перевёрнутое, увеличенное изображение в собирающей линзе.

Задание 3. Решение задач.

1.                  Определите, во сколько раз истинная глубина водоема больше кажущейся, если смотреть на его дно вертикально вниз.

2.                  Луч падает на прямую треугольную призму перпендикулярно ее основанию. Постройте дальнейший ход луча.

3.                  Солнечный свет падает на поверхность воды в сосуде. Определите угол падения, если угол преломления 42°.

4.                  Луч  переходит   из   воды  в  стекло.  Угол  падения   равен  35°.  Найдите   угол преломления.

5.                  Предмет находится на расстоянии 1,8 м от собирающей линзы. Определите фокусное расстояние линзы, если изображение меньше предмета в 5 раз.

6.                  Свеча находится на расстоянии 15 см от собирающей линзы с оптической силой 10 дптр. На каком расстоянии от линзы следует расположить экран для получения четкого  изображения свечи?

7.                  На каком расстоянии от тонкой рассеивающей линзы с фокусным расстоянием 20 см следует поместить предмет, чтобы получить изображение, уменьшенное в 3 раза?

8.                  Точечный источник света находится в главном фокусе рассеивающей линзы, фокусное расстояние которой 10 см. На каком расстоянии от линзы будет находиться его изображение?