Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Методика изучения интерференции света




Основная задача изучения волновых свойств состоит в том, чтобы у учащихся сформировать твердое убеждение в том, что процессы явлений интерференции и дифракции характерны только для волнового процесса и поэтому являются наличием доказательства волнового характера исследуемого процесса. Таким образом, чтобы доказать волновую природу света, необходимо обнаружить его интерференцию и дифракцию.

Первым из волновых явления изучается явление интерференции. При изучении явления интерференции волн на поверхности воды на основе опытов с волновой ванной дается определение интерференции как явления сложения в пространстве волн, при котором образуется постоянное во времени распределение амплитуды результирующих колебаний частиц среды, на основании этого формулируется понятие интерференционной картины, рассматриваются все понятия, относящиеся к интерференции вообще: вводится понятие разности хода и на основании этого формулируются условия максимума и минимума при интерференции; понятие когерентных волн и источников.

При изучении интерференции света акцентируем внимание учащихся на том, что обнаружение этого явления для света является доказательством того, что свет является электромагнитной волной, о чем учащиеся уже знают.

Особое внимание здесь необходимо уделить обоснованию того, что свет от любым разных источников не является когерентным. Важно раскрыть причины некогерентности света от разных источников света и причины отсутствия интерференционной картины. Рассуждение можно провести по следующей логической цепочке. Свет излучается одновременно огромным множеством возбужденных частиц (атомов, молекул). Излучение света происходит независимо друг от друга и несогласованно. Значит испускаемые световые импульсы имеют разные начальные фазы и фаза суммарной световой волны хаотично меняется. Таким образом, у световых пучков, излучаемых несколькими независимыми источниками света, разность фаз со временем также меняется беспорядочно. Также беспорядочно в любой точке пространства будут сменять друг друга максимумы и минимумы, поэтому устойчивая интерференционная картина не возникает.

Это позволяет сформулировать перед учащимися проблему, как получить когерентные лучи, если любые из двух обычных источников дают некогерентное излучение. Решение проблемы - наблюдать интерференцию света можно, например светом от одного источника, для этого необходимо разделить свет на две части и заставить их интерферировать.

Существует несколько способов разделения светового пучка на две части: а) метод Юнга (свет проходит через два близко распо­ложенных малых отверстия), который обязательно рассматривается при изучении дифракции света; б) зеркало Ллойда (прямой пучок света интерферирует с пучком, отраженным от зеркала); в) зерка­ло и бипризма Френеля (свет, попадая на зеркала, расположенные под углом, близким к 180°, или проходя через би­призму, разделяется на два пучка, ко­торые затем встречаются и налагаются друг на друга; г) опыты с тон­кими пленками и кольцами Ньютона.

В школьной практике обычно применяется бипризма Френеля, которая входит во все комплекты приборов для наблюдения волновых свойств света. Однако, опыты по интерференции света (а также по дифракции) с использованием ФОС требуют хорошего затемнения класса, так как яркость получающейся интерференци­онной картины очень мала. Из-за недостаточной ви­димости явления на уроке обычно организовывается наблюдение интерференционной картины поочередно отдельными группами, что создает на уроке дополнитель­ные неудобства. Для совершенствования этого эксперимента применяется принципиально новый источник света - лазер. Но, с одной стороны, применение лазера позволяет предельно упростить подготовку многих опытов и рез­ко повысить качество наблюдаемых картин, с другой стороны, лазер воспринимается учащимися как специфический, а не обычный источник света. Однако опыты с ФОС имеют существенный плюс – интерференционная картина получается от обычного источника, содержит информацию о характере распределения цветов в интерференционной картине, т.е. более красочна и информативна. В связи с этим более наглядное представление картины в этом случае может дать проецирование её на экран с помощью видеокамеры.

После показа и объяснения опыта целесообразно обсудить с учащимися следующие вопросы: как осуществляется разделение бипризмой Френеля светового пучка на два когерентных? Каково условие образования в интерферен­ционной картине максимума (минимума) колебаний? Как зависит расположение интерференционных полос от длины световой вол­ны? Где применяется интерференция?

После этого рассматриваются особенности возникновения интерференционных картин в тонких пленках и в тонкой прослойке воздуха между стеклянной пластинкой и положенной на неё плосковыпуклой линзой (кольца Ньютона). При изучении этих явлений особое внимание необходимо уделить следующим вопросам: причины возникновения интерферирующих световых волн т.е. какие лучи интерферируют); почему наблюдается радужная окраска картины, а не чередование светлых и темных полос. Это позволит учащимся разобраться в физических основах применения интерференции.

Завершают изучение интерференции света рассмотрением ее проявлений в природе и примерами практического использования в технике (интерференционный способ проверки качества обработ­ки поверхностей, просветленная оптика, интерферометры и т.п.). Целесообразно предложить учащимся различные интересные прак­тические задания с простым оборудованием: наблюдение и объяс­нение радужного окрашивания мыльных пленок, капли масла или керосина на поверхности воды, цветов побежалости на металли­ческих предметах. Эти задания можно выполнять дома.






Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-10-23; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 3688 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Так просто быть добрым - нужно только представить себя на месте другого человека прежде, чем начать его судить. © Марлен Дитрих
==> читать все изречения...

3032 - | 2794 -


© 2015-2025 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.01 с.