ПРИНЦИП ГЮЙГЕНСА. ЗАКОН ОТРАЖЕНИЯ СВЕТА
Материал для учащихся
Laws of geometrical optics
1. Сделайте конспект данной темы в тетради со всеми рисунками
2. Выучите данную тему
Laws of geometrical optics: rectilinear propagation of light, reflection, refraction
Plane mirrors
Spherical mirrors: convex mirrors and concave mirrors
Laws of Refraction
Total internal Reflection
Huygens principle
3. Закрепите данную тему решением задач
11.5.1.1- Apply the laws of geometrical optics: rectilinear propagation of light, reflection, refraction
solve problems using a spherical mirror’s formula and explain through the ray diagram;
Success criteria: Students will know what the reflection of light, types of reflection. The definitions of a plane mirror, a spherical mirror. The students will build the image in a plane mirror, spherical mirror
| русский | английский |
| зеркало | mirror |
| вогнутое зеркало | concave mirror |
| выпуклая зеркало | convex mirror |
| Плоское зеркало | plano mirror |
| Фокус | focus |
| фокусное расстояние | focal length |
| Оптическая сила | Power |
| Сферическая аберрация | spherical aberration |
| Хроматическая аберрация | chromatic aberration |
| Падающий луч | incident ray |
| Угол падения | angle of reflection |
| Преломленный луч | refracted ray |
| Угол преломления | angle of refraction |
| Объяснение законов отражения и преломления света на основе принципа Гюйгенса | Explanation of the laws of reflection and refraction of light on the basis of Huygens' principle |
| фокальная плоскость | focal plane |
| Увеличение | Magnification |
| Действительное изображение | real image |
| Мнимое изображение | virtual image |
| Перевернутое изображение | Inverted image |
| Прямое изображение | erect image |
| вертикальное изображение | vertical image |
|
|
|
1. Laws of reflection of light. 2. Plane mirrors
Law of reflection
The incident ray, the reflected ray, and the normal to the surface all lie in the same plane. The angle of incidence equals the angle of reflection.
Луч падающий, луч отраженный и перпендикуляр к отражающей поверхности, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости. Угол падения равен углу отражения
Решите задачи на закрепление Ch 25 №1-12
When paraxial light rays that are parallel to the principal axis strike a convex mirror, the rays appear to originate from the focal point.
Решите задачи на закрепление
Ch 25 №13-38 Spherical Mirrors . The Formation of Images by Spherical Mirrors
Решите задачи на закрепление ch 26 (№ 1-17)
Решите задачи на закрепление ch 26 (№18-39, 101-102)
Ø Consider wavefronts AB
Ø All the points on this wavefront are sources of new wavelets
Ø After a short time new wavelets from a new wavefront A’B’
ПРИНЦИП ГЮЙГЕНСА. ЗАКОН ОТРАЖЕНИЯ СВЕТА
Законы отражения и преломления света можно вывести из одного общего принципа, описывающего поведение волн. Этот принцип впервые был выдвинут современником Ньютона Христианом Гюйгенсом.
|
|
|
| Гюйгенс Христиан (1629—1695)— голландский физик и математик, создатель первой волновой теории света. Основы этой теории Гюйгенс изложил в «Трактате о свете» (1690). Гюйгенс впервые использовал маятник для достижения регулярного хода часов и вывел формулу для периода колебаний математического и физического маятников. Математические работы Гюйгенса касались исследования конических сечений, циклоиды и других кривых. Ему принадлежит одна из первых работ по теории вероятности. С помощью усовершенствованной им астрономической трубы Гюйгенс открыл спутник Сатурна Титан. | 
|
Принцип Гюйгенса
Согласно принципу Гюйгенса каждая точка среды, до которой дошло возмущение, сама становится источником вторичных волн. Для того чтобы, зная положение волновой поверхности в момент времени t, найти ее положение в следующий момент времени t+∆t, нужно каждую точку волновой поверхности рассматривать как источник вторичных волн. Поверхность, касательная ко всем вторичным волнам, представляет собой волновую поверхность в следующий момент времени (рис.3). Этот принцип в равной мере пригоден для описания распространения волн любой природы: механических, световых и т. д. Гюйгенс сформулировал его первоначально именно для световых волн.
|
|
|
|
Рис. 3
Для механических волн принцип Гюйгенса имеет наглядное истолкование: частицы среды, до которых доходят колебания, в свою очередь, колеблясь, приводят в движение соседние частицы среды, с которыми они взаимодействуют.
Закон отражения (шағылу заңы Гюйгенс принципімен түсіндіріледі)
С помощью принципа Гюйгенса можно вывести закон, которому подчиняются волны при отражении от границы раздела сред.
Рассмотрим отражение плоской волны. Волна называется плоской, если поверхности равной фазы (волновые поверхности) представляют собой плоскости. На рисунке 4 MN - отражающая поверхность, прямые А1А и В1В —два луча падающей плоской волны (они параллельны друг другу). Плоскость AC— волновая поверхность этой волны.
|
Рис. 4
Угол a между падающим лучом и перпендикуляром к отражающей поверхности и точке падения называют углом падения.
Волновую поверхность отраженной волны можно получить, если провести огибающую вторичных волн, центры которых лежат на границе раздела сред. Различные участки волновой поверхности АС достигают отражающей границы не одновременно. Возбуждение колебаний в точке А начнется раньше, чем в точке B, на время
|
|
|
где u — скорость волны).
В момент, когда волна достигнет точки B и в этой точке начнется возбуждение колебаний, вторичная волна с центром в точке А уже будет представлять собой полусферу радиусом r=АD=u ∆t=СВ. Радиусы вторичных волн от источников, расположенных между точками А и В, меняются так, как показано на рисунке 4. Огибающей вторичных волн является плоскость DН, касательная к сферическим поверхностям. Она представляет собой волновую поверхность отраженной волны. Отраженные лучи АА2 и BB2 перпендикулярны волновой поверхности DB. Угол g между перпендикуляром к отражающей поверхности и отраженным лучом называют углом отражения.
Так как АD=СВ и треугольники ADB и АСВ прямоугольные, то Ð DBA= Ð CAB. Но a=Ð CAB и g=Ð DBA как углы с перпендикулярными сторонами. Следовательно, угол отражения равен углу падения:
a = g; (1.1 )
Кроме того, как вытекает из построения Гюйгенса, падающий луч, луч отраженный и перпендикуляр, восставленный в точке падения, лежат в одной плоскости. Эти два утверждения представляют собой закон отражения света.
Если обратить направление распространения световых лучей, то отраженный луч станет падающим, а падающий — отраженным. Обратимость хода световых лучей — их важное свойство.
Сформулирован общий принцип распространения волн любой природы принцип Гюйгенса. Этот принцип позволяет с помощью простых геометрических построений находить волновую поверхность в любой момент времени по известной волновой поверхности в предшествующий момент. Из принципа Гюйгенса выведен закон отражения волн.
Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 69; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!