Урок по физике для 11 класса на тему «Наблюдение интерференции и дифракции света. Решение задач»

Урок по физике на тему: 

 «Наблюдение интерференции и дифракции света. Решение задач».

Цель урока: Продолжить формирование практических и интеллектуальных умений по наблюдению и описанию явлений интерференции и дифракции света.

План урока:

Актуализация знаний

Наблюдение и описание интерференции и дифракции света

Решение задач

Домашнее задание

I. Краткое фронтальное повторение по вопросам:

1. Что называется интерференцией света?

Ответ: Сложение двух волн, вследствие которого наблюдается устойчивая картина усиления, и ослабления результирующих колебаний во времени.

2. При каких условиях явление можно наблюдать?

Ответ: В различных точках пространства источники волн должны быть когерентными, т.е. у них должна быть одинаковая частота и постоянная во времени разность фаз.

3. Включите в комнате две электрические лампы, что вы будете наблюдать?

Ответ: Усиление света во всех точках пространства.

Почему в этом случае не наблюдается интерференция света?

Ответ: Интерференция наблюдается от когерентных источников света, а лампочка или свеча — источники некогерентные.

4. Как получают когерентные световые волны?

Ответ: Получить когерентные волны можно, если пучок света от источника каким-либо способом разделить на два пучка и затем оба эти пучка свести вместе.

5. Что называют дифракцией света?

Ответ: Явление огибания волнами препятствий.

6. Почему трудно наблюдать дифракцию света?

Ответ: Дело в том, что волны отклоняются от прямолинейного распространения на заметные углы только на препятствиях, размеры которых сравнимы с длиной волны, а длина световой волны очень мала.

II Наблюдение интерференции.

«Огнями на просторе

Играет легкий шар,

То в нем синеет море,

То в нем горит пожар.

В нем столько блеску было

Была такая спесь.

А он воды и мыла

Раздувшаяся смесь»

С.Я. Маршак

Почему мыльные пузыри имеют радужную окраску?

Объяснение: Свет, падающий на переднюю, поверхность пленки мыльного пузыря толщиной d, частично отражается (луч 1 – путь АВС) и частично преломляется. После отражения преломленного луча от задней поверхности пленки в точке D луч2 преломляется в точке Е, попадая в глаз наблюдается в точке F. Отраженные лучи 1 и 2 сходятся в точке Р на сетчатке глаза. Разность хода отраженных лучей зависит от угла падения света на пленку. Для волн разной частоты (длины волны) и, следовательно, различного света, входящих в состав падающего света, интерференционные максимумы наблюдаются, поэтому в разных местах пленки. Неодноразность пленки по толщине также приводит к неоднородности отражения волн разного цвета от нее, что придает пленке радужную окраску.

Сейчас мы пронаблюдаем за пузырями через цветное стекло. И вы объясните наблюдаемые явления.

Объяснение: Если на пути светового пучка поставить красный светофильтр, то вместо радужных полос мы увидим одноцветные красные полосы, разделенные темными полосами. Если красный светофильтр заменить зеленым, светлые полосы будут зелеными.

II Наблюдение дифракции.

В куске картона сделано отверстие иглой. Посмотрите через него на раскаленную нить электрической лампы. Что вы видите? Объясните? Сделайте рисунок.

Объяснение: Дифракционная картина от освещенного отверстия представляет собой слабо заметные радужные полосы. Свет огибает непрозрачные края отверстия и заходит в область тени. Теория дифракции света основывается на принципе Гюйгенса-Френеля, согласно которому каждую точку отверстия можно рассматривать как источник вторичных волн. Дифракционная картина, возникающая на экране — результат интерференции вторичных волн.

Поставьте перед источником света светофильтр. Что вы наблюдаете при этом? Объясните.

Объяснение: Радужные полосы становятся одноцветными.

Посмотрите на поверхность лазерного диска. Объясните причину образования радужной картины.

Объяснение: Лазерный диск, долгоиграющая пластинка – пример отражательных решеток, которые представляют собой чередование участков, отражающих свет и рассеивающих его.

III Решение задач.

1.Рассмотрим цветную вклейку в учебнике страница 192 рисунок 3. Кольца Ньютона.

Используя рисунок 2 и 3, определите длину волны зеленого света. Длина волны красного света 7,8 ·10-7 м.

Ответ: 4·10-7 м.

По рисунку 2 и 3 ответить на вопросы: Почему у красного света дифракционная картина шире? Как изменится дифракционная картина если дифракционную решетку заменить на другую с большим периодом?

    Для монохроматического красного света

    Для монохроматического фиолетового света

Ответ: Чем больше длина волны, тем дальше располагается тот или иной максимум от центрального максимума. Решетка с большим периодом создает уже спектр.

3. Какой наибольший порядок спектра можно наблюдать при падении на дифракционную решетку с периодом 1,2·10-5 м света с длиной волны 5·10-7 м.

Ответ: k= 24

Итоги урока.

IV Домашнее задание: