Конспект урока «явление поляризации света»



жүктеу 51.13 Kb.
Дата16.05.2019
өлшемі51.13 Kb.
түріУчебник

ИЗУЧЕНИЕ ЯВЛЕНИЯ ПОЛЯРИЗАЦИИ СВЕТА
Абдуллина З.С.

ФГБОУ ВПО «ШГПИ», г. Шадринск

Руководитель: к.п.н., доцент Рявкина Р.И.
Поляризация света – одно из фундаментальных свойств оптического излучения, состоящее в неравноправии различных направлений в плоскости, перпендикулярной направлению распространения световой волны. К настоящему времени найдено множество способов применения поляризации света, но это не отражается на страницах учебника физики.

Традиционная методика изучения этого явления недостаточна для полного понимания учащимися. Причина кроется в формализованном представлении об электромагнитных волнах, как процессе распространения переменного электромагнитного поля в пространстве.

Изучение раздела «Оптика» в классах с углубленным изучением физики необходимо начинать с рассмотрения электромагнитного поля как совокупности фотонов, обладающих определенным значением энергии, импульса и спина. Наличие спина объясняется вращением фотона вокруг направления его движения. Численное значение спина фотона равно 1,05 10-34Дж/с2, что соответствует двум ориентациям вращения фотона относительно направления волнового вектора, это определяет различные поляризации фотона. Если спин направлен в сторону распространения света, то поляризация фотонов называется левой круговой, в противном случае она называется правой. Естественный свет является неполяризованным, так как спины фотона ориентированы по-разному относительно волнового вектора.

Предлагаем конспект урока «Явление поляризации света»



  1. Организационный момент – 3 минуты

  2. Актуализация знаний:

Фронтальный опрос:

1. На какие два типа делят все волны?

2. Какие волны называют продольными?

3. Какие волны называют поперечными?

4. Что колеблется в поперечной механической волне?

5. К какому типу волн относится звуковая волна?

6. Какому типу волн относится электромагнитная волна? Почему?

3. Изучение нового материала:

Демонстрация эксперимента:

Демонстрируем макет электромагнитной волны и дифракционной щели перед всем классом. Показываем, что продольно волны не смогут пройти через щель, но поперечно – смогут.



Вопросы для обсуждения: Какую наблюдаем волну? Пройдет ли волна через щель, если щель расположить перпендикулярно колебаниям шнура? Как влияет щель на распространение звуковых волн? (Волна будет проходить в любом случае.) Может ли опыт со щелью служить доказательством поперечности волны?

Вывод: электромагнитная волна поперечна.



Опыт с кристаллом турмалина:

Возьмем пластинку турмалина. Если направить нормально на такую пластинку пучок света от источника или от Солнца, то вращение пластинки никаких изменений не принесет. Заставим пучок пройти через второй точно такой же кристалл турмалина, параллельно первому. В этом случае при одинаково направленных осях кристаллов опять ничего не произойдет, только световой пучок будет более ослабленным, но если второй кристалл вращать, то обнаружится гашение света.

Из этих фактов следует, что:

- световая волна, идущая от источника света, полностью симметрична относительно направления распространения;

- вышедшая волна из первого кристалла не обладает осевой симметричностью.

Кристаллы турмалина обладают способностью пропускать световые волны с колебаниями, лежащими с одной плоскости. Такой свет называют поляризованным.

Таким свойством обладают не только турмалин, но и поляроиды, представляющие собой тонкую пленку кристалла гепатита (0,01 мм), нанесенную на целлулоид или стеклянную пластинку.

Вывод:


  • Свет – поперечная волна. В падающем от обычного источника пучке волн присутствуют колебания всевозможных направлений, перпендикулярных направлению распространения волн.

  • Световая волна с колебаниями по всем направлениям, перпендикулярным направлению распространения, называется естественной.

Поляроид

  • Представляет собой тонкую (0.1 мм) пленку кристаллов герапатита, нанесенную на целлулоид или стеклянную пластинку.

  • Прозрачные пленки (полимерные, монокристаллические и др.) преобразуют неполяризованный свет в линейно поляризованный, т.к. пропускают свет только одного направления поляризации.

  • Поляроиды изобретены американским ученым Э. Лэндом в 1932.

Проверка на опытах поляризованности света, испускаемого различными источниками

  • Жидкокристаллический монитор даёт поляризованный свет. При повороте поляризатора он ослабляется, при повороте на 90° полностью гасится.

  • Поляризован свет дисплея калькулятора.

  • Поляризован свет дисплея мобильного телефона.

  • Свет, отражённый от стекла, поляризован. Посмотрите на стекло через поляроид. Вращением поляроида добиваемся исчезновения бликов.

Поляризованный свет в природе

  • Поляризован отраженный свет, блики, например, лежащие на поверхности воды,

  • Рассеянный свет неба не что иное, как солнечный свет, претерпевший многократное отражение от молекул воздуха, преломившийся в капельках воды или ледяных кристаллах. Поэтому в определенном направлении от Солнца он поляризован.

  • Многие насекомые в отличие от человека видят в поляризованном свете. Пчелы и муравьи не хуже викингов пользуются этой своей способностью для ориентировки в тех случаях, когда Солнце закрыто облаками.

  • Поляризован свет некоторых астрономических объектов. Наиболее известный пример – Крабовидная туманность в созвездии Тельца.

  • Некоторые виды жуков, обладающие металлическим блеском, превращают свет, отраженный от их спинки, в поляризованный по кругу. Так называют поляризованный свет, плоскость поляризации которого закручена в пространстве винтообразно, налево или направо.

Некоторые применения поляроидов

  • Солнцезащитные и антибликовые очки;

  • Поляроидные фильтры в фотоаппаратах;

  • Обнаружение дефектов в изделиях из прозрачного материала;

  • Жидкокристаллические мониторы;

  • Стереомониторы и стереоочки.

4. Рефлексия

Фронтальный опрос:



  • Чем отличается естественный свет от поляризованного?

  • В чем заключается явление поляризации?

  • Можно ли экспериментально доказать, что световые волны поперечные?

  • Что называют поляроидом?

Выводы, сделанные учащимися, на основе фронтального опроса:

  • Кристалл турмалина (поляроид) преобразует естественный свет в плоскополяризованный.

  • Поляризация - одно из волновых свойств света.

  • Различные источники света могут испускать как поляризованный, так и неполяризованный свет.

  • При помощи поляроидов можно управлять интенсивностью света;

  • Явление поляризации света встречается в природе, широко используется в современной технике.

  • Свет – это поперечная волна.

5. Домашнее задание


Достарыңызбен бөлісу:


©kzref.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет