Презентация по теме "Оптика" 11 класс

ОПТИКА

Оптика - раздел физики, в котором изучаются закономерности световых (оптических) явлений, природа света и его взаимодействие с веществом.

Оптика – учение о природе света, световых явлениях и взаимодействии света с веществом.

И почти вся ее история – это история поиска ответа:
что такое свет?
О свет! Ты чудо из чудес Еще не раз умы людей
И вызываешь интерес. Займешь теорией своей.

ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ
ОПТИКИ
Пифагор (VI в. до н. э.)
Аристотель (IV в. до н. э.)
Евклид (III в. до н. э.)
Евклид в своих трактатах изложил два закона геометрической- оптики – прямолинейного распространения и отражения света.

Архимед (ок. 287-212 гг. до н. э.)
«Почему в плоских зеркалах предметы и изображения представляются одинаковыми, в выпуклых и сферических – уменьшенными, в вогнутых же, наоборот, увеличенными…почему вогнутые зеркала, помещённые против Солнца, зажигают подложенный грунт?»
Клавдий Птолемей (II в. до н. э.)
в книге «Оптика» рассматривал явление преломления света и практически приблизился к открытию закона преломления.

Первые представления о свете


Около 400 г. до н. э –греческий философ Платон
из глаз исходят горячие испарения и поэтому глаз видит.

Греческий математик и философ Пифагор

из глаза исходят лучи, которые, встречаясь с предметами, освещают их и создают видимость окружающего мира. 


Эвклид (300л. до н.э.)
зрительные лучи исходят из глаз, ощупывают предмет и создают зрительное ощущение. Здесь заложены основы законов прямолинейности распространения света
Птолемей
вопрос о преломлении света
Архимед
действие вогнутых зеркал

Домашнее задание
Стр.170-172 §44.

ОПТИКА
геометрическая
волновая
Закон прямолинейного распространения света
Закон отражения
Закон преломления

Дисперсия

Интерференция

Дифракция

Поляризация

Геометрическая оптика –
раздел оптики, в котором изучаются законы распространения световой энергии в прозрачных средах на основе представлений о световом луче.

Развитие взглядов на природу света.
Скорость света.

В жилище наше свет проник.
Как он родился и возник?
В его природе есть секрет,
И велся спор немало лет.

Что такое свет?
Исаак Ньютон (1643-1727)
свет - это
поток частиц, идущих от источника во все стороны (перенос вещества).
волны, распространяющиеся в особой, гипотетической среде – эфире, заполняющем все пространство и проникающем внутрь всех тел.
Христиан Гюйгенс (1629-1695)

Корпускулярно-волновой
дуализм
Излучение и поглощение
Интерференция и дифракция
При распространении света преобладают волновые свойства.
При взаимодействии света с веществом преобладают квантовые свойства.

ПРИРОДА СВЕТА
Оптика – раздел физики, изучающий световые явления.
Что такое свет?
Взгляды  ученых на природу света   с течением времени изменялись.
С 18 века в физике шла борьба между приверженцами  волновой  теории и корпускулярной  теории.
Известный ученый И.Ньютон считал: свет  - это поток корпускул (частиц), выбрасываемых светящимся телом,  которые распространяются  в пространстве прямолинейно. Это предположение подтверждалось законом прямолинейного распространения света.
Английский ученый Р.Гук  читал: свет – это  механические волны.  Подтверждением этой теории были работы  Х. Гюйгенса, Т. Юнга, О. Френеля и др.
По современным представлениям свет имеет двойственную природу  (корпускулярно-волновой дуализм):
-  свет обладает волновыми свойствами и представляет собой электромагнитные волны, но   одновременно является  и потоком частиц – фотонов.  В зависимости от  светового диапазона проявляются в большей мере те или иные свойства.

Теории света:
1.Корпускулярная теория света Ньютона:
свет -это поток частиц, идущих от источника во все стороны (перенос вещества)
2. Волновая теория света Гюйгенса:
свет- это волны, распространяющиеся в особой гипотетической среде - эфире, заполняющем все пространство и проникающем внутрь всех тел.
3. Электромагнитная теория света Максвелла:
свет – это частный случай электромагнитных волн.
При распространении свет ведет себя как волна.
4. Квантовая теория света:
при излучении и поглощении свет ведет себя подобно потоку частиц.

19 век Победа «волновой теории».
Изучены явления дифракции, интерференции.
Максвеллом заложены основы электромагнитной теории света.
Герцем экспериментально обнаружены электромагнитные волны.
20 век «Корпускулярная теория изменила представления о природе света».
Обнаружены прерывистые (квантовые) свойства света.
При излучении и поглощении свет ведет себя подобно потоку частиц.
Поведение лучей в пространстве определяется законами геометрической. оптики.

20 век «Корпускулярно- волновой дуализм света».
Свет — это и корпускулы (фотоны), и электромагнитные волны.
ВЫВОД:
Свет демонстрирует свойства волны в явлениях дифракции и интерференции при масштабах, сравнимых с длиной световой волны.
Корпускулярные свойства света проявляются при фотоэффекте. Фотон ведет себя и как частица, которая излучается или поглощается целиком объектами, размеры которых много меньше его длины волны.

Англия:
НЬЮТОН ИСААК
1643 – 1727
«Теория о природе света»
Вывод:
Корпускулярная теория света: Свет – это поток частиц, идущих от источника во все стороны (перенос вещества)

Голландия:
ГЮЙГЕНС ХРИСТИАН
1629-1695
«Теория о природе света»
Вывод:
Волновая теория света: Свет – это волны, распространяющиеся в особой, гипотетической среде – эфире, заполняющем все пространство и проникающем внутрь всех тел

Англия:
ЮНГ ТОМАС
1773 - 1829
Франция:
ФРЕНЕЛЬ ОГЮСТЕН ЖАН
1788–1827
Вывод:
Объяснили явления интерференции и дифракции, пользуясь представлениями о волновой теории света.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ СВЕТА
1. Астрономический метод измерения - О. Рёмер (1676 г.)

Дания:
РЁМЕР ОЛЕ КРИСТЕНСЕН
1644 - 1710
1676 г.
«Астрономический метод измерения скорости света»
Вывод:
Скорость света
С = 300000 км/с
(С = 212000 км/с)

В 1676 г. Ремер определил скорость света, наблюдая затмение спутника Юпитера Ио. Суть метода заключается в измерении времени затмения спутника Юпитера при наблюдении с Земли в положениях 1 и 2 . Расстояние между точками 1 и 2 равно диаметру земной орбиты.

Франция:
ФИЗО АРМАН ИППОЛИТ ЛУИ
1819 – 1896
1849 г.
«Лабораторный метод измерения скорости света»

Лабораторный метод
В 1849 г. - французский физик Физо.

С помощью зеркала А свет от источника S  направлялся на зубчатое колесо К, которое вращалось. Пройдя сквозь колесо свет достигал плоского зеркала  З. После отражения  снова падал на колесо и мог или пройти сквозь него, или нет (в зависимости от угла поворота колеса).
Скорость света определялась формулой:
где Z – число зубцов на вращающемся колесе
L= 8,6 км – расстояние между колесом и зеркалом
 -(омега) – наименьшая  угловая скорость  вращения колеса, при которой свет не попадает к наблюдателю
Физо получил скорость света - 313 000км/с.

В 1926 г. Американский физик Альберт Майкельсон с помощью вращающегося зеркала получил значение скорости света, равное 299 796 км/с
Была измерена скорость света в различных прозрачных веществах. Скорость света в воде была измерена в 1856 году: в 4/3 раза меньше, чем в вакууме.
Альберт Абрахам Майкельсон
19 декабря 1852 г - 9 мая 1931 г.

1. Максимально возможная скорость для материальных тел.
2. Последние достижения (1978 г.) дали для скорости света следующее значение с=299792,458 км/с=(299792458±1,2)м/с.
3. Во всех других веществах скорость света меньше, чем в вакууме.


Скорость света: