Презентация к уроку физики в 11 классе "Принцип Гюйгенса. Закон отражения света"

Федоров Александр Михайлович – учитель физики Кюкяйской СОШ
Сунтарского улуса Республики Саха

Принцип Гюйгенса

Согласно принципу Гюйгенса каждая точка (M1, М2, М3 ...) волнового фронта является источником вторичных волн.
Огибающая поверхность к фронтам волн от вторичных источников определяет положение нового фронта волны. С помощью принципа Гюйгенса можно вывести закон отражения света.
Волна называется плоской, если поверхности равной фазы (волновые поверхности) и соответственно фронт волны представляют собой плоскости.
На рисунке MN — отражающая поверхность; прямые А1А и В1В — два луча падающей плоской волны. Плоскость АС — фронт волны в момент времени, когда луч А1А дошёл до отражающей поверхности.

Христиа́н Гю́йгенс ван Зёйлихем — голландский механик, физик, математик, астроном и изобретатель.

Закон отражения

Углом падения называют угол α между падающим лучом и нормалью к отражающей поверхности в точке падения.






Волновую поверхность отражённой волны можно получить, если провести огибающую к фронтам вторичных волн, центры которых лежат на границе раздела двух сред. Различные участки волновой поверхности АС достигают отражающей границы не одновременно.
Возбуждение колебаний в точке А начнётся раньше, чем в точке В на время Δt = св υ св св υ υ св υ (υ — скорость волны). В момент, когда волна достигнет точки В и в этой точке начнётся возбуждение колебаний, вторичная волна с центром в точке А уже будет представлять собой полусферу радиусом г = AD = υΔt = СВ. Фронты вторичных волн от источников, расположенных между точками А и В, показаны на рисунке.

Закон отражения

Углом отражения называют угол у между нормалью к отражающей поверхности и отражённым лучом.
Так как AD = СВ и треугольники ADB и АСВ прямоугольные, следовательно, треугольники равны и угол САВ равен углу DBA. Но САВ = α, a угол DBA = γ как углы с взаимно перпендикулярными сторонами. Следовательно, угол отражения равен углу падения:
α = γ.
Из теории Гюйгенса вытекает закон отражения света: луч падающий, луч отраженный и нормаль к отражающей поверхности в точке падения лежат в одной плоскости, причем угол падения равен углу отражения.

При обратном направлении распространения световых лучей отраженный луч станет падающим, а падающий — отраженным. Обратимость хода световых лучей — их важное свойство.

Упражнения

Источник света неправильной формы S отражается в плоском зеркале ab. На каком рисунке верно показано изображение этого источника в зеркале?
1; 2) 2; 3) 3; 4) 4.









Луч света падает на плоское зеркало. Угол между падающим и отраженным лучами равен 30° . Угол между отраженным лучом и зеркалом равен:
75° 2) 115° 3) 30° 4) 15°
3. Угол между зеркалом и падающим лучом света увеличили на 6° . Угол между падающим и отраженным от зеркала лучами
1) увеличился на 6° 2) увеличился на 12° 3) уменьшился на 6° 4) уменьшился на 12°

Упражнения

4. Ученики исследовали соотношение между скоростями автомобильчика и его изображения в плоском зеркале в системе отсчета, связанной с зеркалом (см. рисунок). Проекция на ось Ох вектора скорости, с которой движется изображение, в этой системе отсчета равна
-2υ 2) 2υ 3) υ 4) -υ




5. В плоском зеркале З наблюдается изображение стрелки С, глаз находится в точке Г. Какая часть изображения стрелки видна глазу?



вся стрелка 2) 1/2 3) 1/4 4) не видна вообще



6. . Предмет S отражается в плоском зеркале аb. Изображение предмета верно показано на рисунке

Упражнения

1 ; 2) 2 ;. 3) 3 ; 4) 4.

7. Предмет S отражается в плоском зеркале аb. Изображение предмета S1 верно показано на рисунке

1 ; 2) 2; 3) 3; 4) 4.






8. Две точки S и L отражаются в плоском зеркале аb. Изображения точек S1 и L1 верно показано на рисунке

Упражнения

1; 2) 2; 3) 3; 4) 4

9. Предмет S отражается в плоском зеркале аb. Изображение предмета верно показано на рисунке

1; 2) 2; 3) 3; 4) 4.






10. Угол падения света на горизонтальное плоское зеркало равен 30° . Чему будет равен угол отражения света, если повернуть зеркало на 10° так, как показано на рисунке?
1) 40° 2) 30° 3) 20° 4) 10°

Домашнее задание

Человек идёт по направлению к плоскому зеркалу со скоростью 2 м/с. С какой скоростью он приближается к своему изображению?
Как вы думаете, какой высоты должно быть плоское зеркало, чтобы человек мог увидеть себя во весь рост?
Ученик заметил, что палка длиной 1,2 м, поставленная вертикально, отбрасывает тень длиной 0,8 м. Длина тени от дерева в то же время оказалась ровно в 12 раз больше длины палки. Какова высота дерева?
Уличный фонарь висит на высоте 4 м. Какой длины тень отбросит палка высотой 1 м, если ее установить вертикально на расстоянии 3 м от основания столба, на котором укреплен фонарь?
Уличный фонарь висит на высоте 3 м от поверхности земли. Тень от палки длиной 1 м, установленной вертикально на некотором расстоянии от столба в точке А, равна 0,8 м. Когда палку переместили в другую точку В, длина тени оказалась равной 1,2 м, Каково расстояние между точками А и В? Известно, что основание столба и точки А и В лежат на одной прямой.
Почему мы не видим лица фехтовальщика, если оно закрыто частой сеткой, но она не мешает самому фехтовальщику хорошо видеть окружающие предметы?

Использованные ссылки

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a4/Christiaan_Huygens-painting.jpeg/800px-Christiaan_Huygens-painting.jpeg
https://light-fizika.ru/images/images/11klass/Optika/otr.png
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b7/Refraction_-_Huygens-Fresnel_principle.svg/800px-Refraction_-_Huygens-Fresnel_principle.svg.png