Лабораторная работа. Решение задач - СВЕТОВЫЕ ВОЛНЫ - ОПТИКА

Задачи урока: продолжить формирование практических и теоретических умений по наблюдению и описанию явлений интерференции и дифракции света.

Ход урока

Построение урока оправдано целью при минимальных возможностях исследовать реальные физические явления.

I. Учитель сообщает план работы. Далее следует краткое фронтальное повторение по вопросам: что называют интерференцией света? При каких условиях явление наблюдается? Что называют дифракцией света? Почему трудно наблюдать дифракцию световых волн?

II. Лабораторная работа “Наблюдение интерференции и дифракции света”. Оборудование: две чистые стеклянные пластинки небольшого размера, соломинка для выдувания мыльных пузырей, проволочное кольцо, раствор мыла, два специально закреплённых лезвия, отверстия разного диаметра в картоне или плёнке, мощная лампа с прямой нитью накала.

Изучение явления интерференции

1. Чистые стеклянные пластинки положите одну на другую, прижмите и в отражённом свете на тёмном фоне поищите (особенно по краям) цветные интерференционные полосы.

Выделите особенности наблюдаемого явления: постоянная картина или нет, есть ли максимумы, окрашены ли полосы. Вид картины зарисуйте, выполните рисунок с объяснением метода образования когерентных источников света. Изучите, при каких условиях интерференционная картина изменяется. Можно ли провести опыт в проходящем свете?

2. Получите мыльную плёнку на проволочном кольце и мыльные пузыри. Как доказать, что и в этом случае наблюдается интерференционная картина? Отличается ли она от картины в опыте с пластинками? В каком свете наблюдается интерференционная картина? О чём свидетельствует изменение вида полос на мыльной плёнке? Сколько максимумов можно зафиксировать?

Изучение явления дифракции

1. Сквозь вертикальную щель, образованную двумя пластинками, наблюдайте источник света. Можно ли заметить разделение светового потока на линии? Много ли этих линий? Какого они цвета? Чем являются окрашенные световые линии: максимумами или минимумами интерференционной картины? Почему происходит разделение белого света в спектр при прохождении им щели? Выполните рисунок картины дифракции от щели. Изменится ли наблюдаемая картина, если размер щели увеличить?

2. Пронаблюдайте дифракцию на круглом отверстии. Чем отличается вид полученной картины от картины дифракции на щели? Докажите, максимум или минимум наблюдается в центре картины. Выполните примерный рисунок наблюдаемой картины; на рисунке чётко обозначьте, как расположены цвета в спектре относительно центрального максимума.

3. Сравните дифракционные картины, получаемые с помощью полоски капрона, части грампластинки или CD-диска. В каком случае спектр ярче и почему? Для пояснения ответа сделайте схематический рисунок.

III. Решение задач носит творческий характер и выполняется по вариантам.

Вариант I

1. Используя рисунок III (2 и 3 на цветной вклейке учебника), определите длину волны зелёного света. Длина волны красного света 7,8 ∙ 10^-4 мм. Указание: связь радиуса кольца r, его порядкового номера n, радиуса линзы R и длины волны устанавливается формулой

Ответ. Данную формулу следует применить дважды для одного и того же кольца; радиус кольца измеряется по рисунку.

2. Составьте по рисунку III несколько качественных заданий.

Вариант II

1. По рисунку IV (2 и 3 на цветной вклейке учебника) ответьте на вопросы: почему у красного света дифракционная картина шире? Как изменится дифракционная картина, если дифракционную решётку заменить на другую с большим периодом?

2. Составьте по рисунку IV несколько качественных заданий.

По итогам работы за решение задач учитель может поставить отдельную оценку.

IV. Домашнее задание: составьте (или подберите) две-три расчётные или экспериментальные задачи на волновые свойства света; упр. на с. 224 (1, 2).