Yorug'likning umumiy ichki aks etishi: tavsifi, shartlari va qonunlari. Amaliy qo'llash Jami aks ettirish hodisalari, agar mavjud bo'lsa, umumiy ichki aks ettirish

Fizikaning ayrim qonunlarini ko‘rgazmali qurollarsiz tasavvur qilish qiyin. Bu turli xil narsalarga tushadigan odatiy yorug'likka taalluqli emas. Shunday qilib, ikkita muhitni ajratib turadigan chegarada yorug'lik nurlarining yo'nalishi o'zgaradi, agar bu chegara yorug'lik energiyasining bir qismi birinchi muhitga qaytganida paydo bo'lganidan ancha katta bo'lsa. Agar nurlarning bir qismi boshqa muhitga kirsa, u holda ular sinadi. Fizikada ikki xil muhit chegarasiga tushgan energiya hodisa deb ataladi va undan birinchi muhitga qaytgan energiya aks ettirilgan deb ataladi. Aynan shu nurlarning o'zaro joylashishi yorug'likning aks etishi va sinishi qonunlarini belgilaydi.

Shartlar

Yorug'lik energiyasi oqimining tushish nuqtasiga tiklangan ikkita vosita orasidagi interfeysga perpendikulyar bo'lgan tushuvchi nur va chiziq orasidagi burchak deyiladi Yana bir muhim ko'rsatkich mavjud. Bu aks ettirish burchagi. U aks ettirilgan nur va uning tushish nuqtasiga tiklangan perpendikulyar chiziq o'rtasida sodir bo'ladi. Yorug'lik to'g'ri chiziqda faqat bir hil muhitda tarqalishi mumkin. Turli xil muhitlar yorug'lik nurlanishini turli yo'llar bilan yutadi va aks ettiradi. Ko'zgu koeffitsienti - bu moddaning aks ettirish qobiliyatini tavsiflovchi qiymat. Bu yorug'lik nurlanishining muhit yuzasiga olib keladigan energiya undan aks ettirilgan nurlanish orqali olib ketilgan energiya qancha bo'lishini ko'rsatadi. Bu koeffitsient bir qancha omillarga bog'liq bo'lib, eng muhimlaridan biri tushish burchagi va radiatsiya tarkibidir. Yorug'likning to'liq aks etishi aks ettiruvchi yuzasi bo'lgan narsalar yoki moddalarga tushganda sodir bo'ladi. Masalan, bu nurlar shisha ustida joylashgan kumush va suyuq simobning yupqa plyonkasiga tushganda sodir bo'ladi. Yorug'likning to'liq aks etishi amalda juda keng tarqalgan.

Qonunlar

Yorug'likning aks etishi va sinishi qonunlarini Evklid III asrdayoq shakllantirgan. Miloddan avvalgi e. Ularning barchasi eksperimental tarzda yaratilgan va Gyuygensning sof geometrik printsipi bilan osongina tasdiqlangan. Unga ko'ra, tebranish yetib boradigan muhitning har qanday nuqtasi ikkilamchi to'lqinlarning manbai hisoblanadi.

Birinchi yorug'lik: tushayotgan va aks ettiruvchi nurlar, shuningdek, yorug'lik nurining tushish nuqtasida tiklangan interfeysga perpendikulyar chiziq bir xil tekislikda joylashgan. To'lqin sirtlari chiziqlar bo'lgan aks ettiruvchi sirtga tekis to'lqin tushadi.

Boshqa bir qonunda aytilishicha, yorug'likning aks etish burchagi tushish burchagiga teng. Buning sababi shundaki, ular o'zaro perpendikulyar tomonlarga ega. Uchburchaklar tengligi tamoyillariga asoslanib, tushish burchagi aks etish burchagiga teng ekanligi kelib chiqadi. Ular nurning tushish nuqtasida muhitlar orasidagi interfeysga tiklangan perpendikulyar chiziq bilan bir xil tekislikda yotishlarini osongina isbotlash mumkin. Bu eng muhim qonunlar yorug'likning teskari yo'nalishi uchun ham amal qiladi. Energiyaning qaytuvchanligi tufayli, aks ettirilgan yo'l bo'ylab tarqaladigan nur hodisa yo'li bo'ylab aks etadi.

Reflektor jismlarning xossalari

Ob'ektlarning aksariyati faqat ularga tushgan yorug'lik nurlanishini aks ettiradi. Biroq, ular yorug'lik manbai emas. Yaxshi yoritilgan jismlar har tomondan juda yaxshi ko'rinadi, chunki ularning yuzasidan nurlanish aks etadi va turli yo'nalishlarda tarqaladi. Bu hodisa diffuz (tarqalgan) aks ettirish deyiladi. Bu yorug'lik har qanday qo'pol sirtga tushganda sodir bo'ladi. Jismdan aks ettirilgan nurning tushish nuqtasida yo'lini aniqlash uchun sirtga tegib turgan tekislik chiziladi. Keyin unga nisbatan nurlarning tushish va aks etish burchaklari quriladi.

diffuz aks ettirish

Faqat yorug'lik energiyasining diffuz (diffuz) aks etishi mavjudligi tufayli biz yorug'lik chiqarishga qodir bo'lmagan jismlarni ajratamiz. Agar nurlarning tarqalishi nolga teng bo'lsa, har qanday jism biz uchun mutlaqo ko'rinmas bo'ladi.

Yorug'lik energiyasining tarqoq aks etishi insonning ko'ziga noqulaylik tug'dirmaydi. Bu hamma yorug'likning asl muhitiga qaytmasligi bilan bog'liq. Shunday qilib, radiatsiyaning taxminan 85% qordan, 75% oq qog'ozdan va atigi 0,5% qora velordan aks etadi. Yorug'lik turli xil qo'pol sirtlardan aks ettirilganda, nurlar bir-biriga nisbatan tasodifiy yo'naltiriladi. Sirtlarning yorug'lik nurlarini qay darajada aks ettirishiga qarab, ular mat yoki oyna deb ataladi. Biroq, bu atamalar nisbiydir. Bir xil yuzalar tushayotgan yorug'likning turli to'lqin uzunliklarida aynali va mot bo'lishi mumkin. Nurlarni turli yo'nalishlarda teng ravishda tarqatadigan sirt mutlaqo mat deb hisoblanadi. Tabiatda bunday narsalar deyarli bo'lmasa-da, sirlanmagan chinni, qor va chizilgan qog'oz ularga juda yaqin.

Oyna aks ettirish

Yorug'lik nurlarining ko'zgu aks ettirilishining boshqa turlardan farqi shundaki, energiya nurlari silliq yuzaga ma'lum burchak ostida tushganda, ular bir yo'nalishda aks etadi. Bu hodisa yorug'lik nurlari ostida oynani ishlatgan har bir kishiga tanish. Bunday holda, bu aks ettiruvchi sirtdir. Boshqa organlar ham ushbu toifaga kiradi. Barcha optik silliq ob'ektlar, agar ulardagi bir xillik va nosimmetrikliklar o'lchamlari 1 mikrondan kam bo'lsa (yorug'lik to'lqin uzunligidan oshmasa) oyna (aks ettiruvchi) yuzalar deb tasniflanishi mumkin. Bunday sirtlarning barchasi uchun yorug'likni aks ettirish qonunlari amal qiladi.

Turli oyna yuzalaridan yorug'likning aks etishi

Texnologiyada ko'pincha kavisli aks ettiruvchi sirtli nometall (sferik nometall) ishlatiladi. Bunday jismlar sharsimon segment shakliga ega bo'lgan jismlardir. Bunday sirtlardan yorug'likni aks ettirishda nurlarning parallelligi kuchli tarzda buziladi. Bunday oynalarning ikki turi mavjud:

Konkav - sfera segmentining ichki yuzasidan yorug'likni aks ettiradi, ular yig'ish deb ataladi, chunki ular aks etgandan keyin parallel yorug'lik nurlari bir nuqtada to'planadi;

Qavariq - tashqi yuzadan yorug'likni aks ettiradi, parallel nurlar esa yon tomonlarga tarqaladi, shuning uchun qavariq oynalar sochilish deb ataladi.

Yorug'lik nurlarini aks ettirish variantlari

Sirtga deyarli parallel bo'lgan nur unga ozgina tegib, keyin juda o'tkir burchak ostida aks etadi. Keyin u juda past traektoriya bo'ylab, iloji boricha yuzaga yaqinroq davom etadi. Deyarli vertikal ravishda tushgan nur o'tkir burchak ostida aks etadi. Bunday holda, allaqachon aks ettirilgan nurning yo'nalishi fizik qonunlarga to'liq mos keladigan tushayotgan nurning yo'liga yaqin bo'ladi.

Yorug'likning sinishi

Ko'zgu geometrik optikaning boshqa hodisalari, masalan, sinishi va to'liq ichki aks ettirish bilan chambarchas bog'liq. Ko'pincha yorug'lik ikki muhit o'rtasidagi chegaradan o'tadi. Yorug'likning sinishi - optik nurlanish yo'nalishining o'zgarishi. U bir muhitdan ikkinchisiga o'tganda sodir bo'ladi. Yorug'likning sinishi ikki shaklga ega:

Axborot vositalari orasidagi chegaradan o'tgan nur sirtga perpendikulyar va tushayotgan nurdan o'tadigan tekislikda joylashgan;

Kelish burchagi va sinishi o'zaro bog'liq.

Sinishi har doim yorug'likning aks etishi bilan birga keladi. Nurlarning aks ettirilgan va singan nurlarining energiyalari yig'indisi tushayotgan nurning energiyasiga teng. Ularning nisbiy intensivligi tushayotgan nurga va tushish burchagiga bog'liq. Ko'pgina optik qurilmalarning tuzilishi yorug'likning sinishi qonunlariga asoslanadi.

Sinf: 11

Dars uchun taqdimot

Orqaga oldinga

Diqqat! Slaydni oldindan ko'rish faqat ma'lumot olish uchun mo'ljallangan va taqdimotning to'liq hajmini ko'rsatmasligi mumkin. Agar siz ushbu ish bilan qiziqsangiz, to'liq versiyasini yuklab oling.

Dars maqsadlari:

Darslar:

Talabalar “Yorug'likning aks etishi va sinishi” mavzusini o'rganishda olgan bilimlarini takrorlashlari va umumlashtirishlari kerak: yorug'likning bir hil muhitda to'g'ri chiziqli tarqalish hodisasi, aks etish qonuni, sinish qonuni, to'liq aks etish qonuni.
Qonunlarning fan, texnologiya, optik asboblar, tibbiyot, transport, qurilish, kundalik hayotda, atrofimizdagi dunyoda qo'llanilishini ko'rib chiqing,
Olingan bilimlarni sifat, hisoblash va eksperimental masalalarni yechishda qo‘llay olish;

Rivojlanayotgan:

o'quvchilarning dunyoqarashini kengaytirish, mantiqiy fikrlash, aql-zakovatni rivojlantirish;
taqqoslash, ma’lumotlar kiritish imkoniyatiga ega bo‘lish;
monolog nutqini rivojlantirish, tinglovchilar oldida gapira olish.
qo`shimcha adabiyotlardan va internetdan ma`lumotlarni ajratib olishga, tahlil qilishga o`rgatish.

Tarbiyaviy:

fizika faniga qiziqish uyg'otish;
mustaqillikka, mas'uliyatga, ishonchga o'rgatish;
dars davomida muvaffaqiyat va do'stona qo'llab-quvvatlash holatini yaratish.

Uskunalar va ko'rgazmali qo'llanmalar:

Geometrik optika asboblari, nometall, prizmalar, reflektorlar, durbinlar, optik tolalar, tajribalar uchun asboblar.
Kompyuter, videoproyektor, ekran, “Yorug'likning aks etish va sinishi qonunlarini amaliy qo'llash” taqdimoti.

Dars rejasi.

I. Darsning mavzusi va maqsadi (2 daqiqa)

II. Takrorlash (frontal so'rov) - 4 daqiqa

III. Yorug'lik tarqalishining to'g'riligini qo'llash. Vazifa (doskada). - 5 daqiqa

IV. Yorug'likning aks etish qonunining qo'llanilishi. - 4 daqiqa

V. Yorug`likning sinishi qonunining qo`llanilishi:

1) Tajriba - 4 daqiqa

2) Vazifa - 5 daqiqa

VI Umumiy ichki yorug'lik aksini qo'llash:

a) Optik asboblar - 4 minut.

c) Optik tolalar - 4 minut.

VII Mirajlar - 4 daqiqa

VIII.Mustaqil ish - 7 min.

IX Darsni yakunlash. Uyga vazifa - 2 min.

Jami: 45 min

Darslar davomida

I. Dars mavzusi, maqsadi, vazifalari, mazmuni . (Slayd 1-2)

Epigraf. (3-slayd)

Abadiy tabiatning ajoyib sovg'asi,
Bebaho va muqaddas sovg'a,
U cheksiz manbaga ega.
Go'zallikdan zavqlanish:
Osmon, quyosh, porlayotgan yulduzlar,
Dengiz moviy rangda
Koinotning butun tasviri
Biz faqat yorug'likda bilamiz.
I.A. Bunin

II. Takrorlash

O'qituvchi:

a) Geometrik optika. (4-7-slaydlar)

Bir hil muhitda yorug'lik to'g'ri chiziqda tarqaladi. Yoki bir hil muhitda yorug'lik nurlari to'g'ri chiziqlardir

Yorug'lik energiyasi tarqaladigan chiziq nur deyiladi. 300 000 km/s tezlikda yorug'lik tarqalishining to'g'riligi geometrik optikada qo'llaniladi.

Misol: Nur bo'ylab rejalashtirilgan taxtaning to'g'riligini tekshirishda foydalaniladi.

Yorqin bo'lmagan narsalarni ko'rish qobiliyati har qanday jismning unga tushayotgan yorug'likni qisman aks ettirishi va qisman yutishi bilan bog'liq. (Oy). Yorug'likning tarqalish tezligi past bo'lgan muhit optik jihatdan zichroq muhit hisoblanadi. Yorug'likning sinishi - ommaviy axborot vositalari orasidagi chegarani kesib o'tganda yorug'lik nurining yo'nalishining o'zgarishi. Yorug'likning sinishi bir muhitdan ikkinchisiga o'tganda yorug'likning tarqalish tezligidagi farq bilan izohlanadi.

b) «Optik disk» qurilmasida aks ettirish va sinish hodisasini ko`rsatish.

c) Takrorlash savollari. (8-slayd)

III. Yorug'lik tarqalishining to'g'riligini qo'llash. Vazifa (doskada).

a) Soya va yarim soyaning shakllanishi. (9-slayd).

Yorug'likning tarqalishining to'g'riligi soyalar va penumbra shakllanishini tushuntiradi. Agar manba o'lchami kichik bo'lsa yoki manba manba hajmini e'tiborsiz qoldiradigan masofada joylashgan bo'lsa, faqat soya olinadi. Agar yorug'lik manbai katta bo'lsa yoki manba ob'ektga yaqin bo'lsa, aniq bo'lmagan soyalar (soya va yarim soya) hosil bo'ladi.

b) Oyning yoritilishi. (10-slayd).

Oy, Yerni aylanib chiqayotganda, Quyosh tomonidan yoritiladi, u o'zini porlamaydi.

1. yangi oy, 3. birinchi chorak, 5. to‘lin oy, 7. oxirgi chorak.

v) qurilishda, yo'l va ko'priklar qurilishida yorug'lik tarqalishining to'g'riligidan foydalanish. (11-14-slaydlar)

d) 1352-sonli topshiriq (D) (doskada o'quvchi). Quyosh tomonidan yoritilgan Ostankino teleminorasidan soyaning uzunligi bir vaqtning o'zida 600 m ga aylandi; 1,75 m balandlikdagi odamdan tushgan soyaning uzunligi bir vaqtning o'zida 2 m edi.Minoraning balandligi qancha? (Slayd 15-16)

Xulosa: Ushbu printsip bo'yicha siz erishib bo'lmaydigan ob'ektning balandligini aniqlashingiz mumkin: uyning balandligi; tiniq jarlikning balandligi; baland daraxtning balandligi.

e) Takrorlash uchun savollar. (17-slayd)

IV. Yorug'likning aks etish qonunining qo'llanilishi. (18-21-slaydlar).

a) Ko'zgular (Talaba xabari).

Yo'lida jismni uchratgan yorug'lik uning yuzasidan aks etadi. Agar u tekis bo'lmasa, ko'p yo'nalishda aks etish sodir bo'ladi va yorug'lik tarqaladi.Yuza silliq bo'lganda, undan barcha nurlar bir-biriga parallel ravishda chiqib ketadi va ko'zgu aks ettiriladi.Shunday qilib, yorug'lik odatda yorug'likdan aks etadi. dam olishda va ko'zgulardan suyuqliklarning erkin yuzasi. Ko'zgularning shakli boshqacha bo'lishi mumkin. Ular tekis, sharsimon, silindrsimon, parabolik va boshqalar. Ob'ektdan keladigan yorug'lik nurlar shaklida tarqaladi, ular oynaga tushib, aks etadi. Agar shundan keyin ular yana bir nuqtada to'plansalar, unda ular ob'ektni ifodalash harakati paydo bo'lganligini aytadilar. Agar nurlar bir-biridan ajralgan holda qolsa-yu, lekin bir nuqtada ularning davomi yaqinlashsa, bizga nurlar undan chiqadigandek tuyuladi, ya'ni ob'ekt shu erda joylashgan. Bu kuzatish tasavvurida yaratilgan xayoliy tasvir deb ataladi. Konkav oynalar yordamida siz tasvirni sirtga proyeksiya qilishingiz yoki yulduzlarni aks ettiruvchi teleskop bilan kuzatishda bo'lgani kabi, uzoq ob'ektdan keladigan zaif nurni bir nuqtada to'plashingiz mumkin. Ikkala holatda ham tasvir haqiqiy bo'lib, ulardagi ob'ektni to'liq o'lchamda (oddiy tekis oynalar), kattalashtirilgan (bunday oynalar sumkada kiyiladi) yoki kichraytirilgan (avtomobillarda orqani ko'rish oynalari) ko'rish uchun boshqa nometalllardan foydalaniladi. Olingan tasvirlar xayoliy (virtual). Va kavisli, sferik bo'lmagan oynalar yordamida siz tasvirni buzuq qilishingiz mumkin.

V. Yorug`likning sinishi qonunining qo`llanilishi. (22-23-slaydlar).

a) Shisha plastinkadagi nurlarning yo`li .

b) uchburchak prizmadagi nurlar yo`li . Yarating va tushuntiring. (Talaba doskada)

v) Tajriba: Sinishi qonunini qo'llash. (Talaba xabari.) (24-slayd)

Tajribasiz cho'milishchilar ko'pincha yorug'likning sinishi qonunining bitta qiziq natijasini unutganlari uchun katta xavf ostida qolishadi. Ular sinishi suvga botgan barcha jismlarni haqiqiy holatidan yuqoriga ko'tarishini bilishmaydi. Hovuz, daryo, suv omborining tubi chuqurlikning deyarli uchdan bir qismiga ko'tarilgan ko'zga ko'rinadi. Buni bolalar va umuman olganda past bo'yli odamlar uchun bilish ayniqsa muhimdir, ular uchun chuqurlikni aniqlashda xatolik halokatli bo'lishi mumkin. Sababi yorug'lik nurlarining sinishi.

Tajriba: Talabalarga qaragan kubokning pastki qismiga shunday tanga qo'ying. o'quvchiga ko'rinmasligi uchun. Undan boshini aylantirmasdan, stakanga suv quyishini so'rang, shunda tanga "suzadi". Agar idishdan suv shprits bilan olib tashlansa, tangali taglik yana "tushadi". Tajribani tushuntiring. Har bir uyda tajriba o'tkazing.

G) Vazifa. Suv ombori qismining haqiqiy chuqurligi 2 metrni tashkil qiladi. Suv yuzasiga 60 ° burchak ostida pastga qaragan odam uchun ko'rinadigan chuqurlik nima. Suvning sindirish ko'rsatkichi 1,33 ga teng. (25-26-slaydlar).

e) Takrorlash savollari . (Slayd 27-28).

VI. umumiy ichki aks ettirish. Optik qurilmalar

a) Umumiy ichki aks ettirish. Optik qurilmalar . (Talabaning xabari)

(Slaydlar 29-35)

To'liq ichki aks ettirish yorug'lik optik jihatdan zichroq muhit va kamroq zichroq muhit o'rtasidagi chegaraga tushganda sodir bo'ladi. Umumiy ichki aks ettirish ko'plab optik qurilmalarda qo'llaniladi. Shisha uchun cheklash burchagi berilgan shisha sinfining sinishi ko'rsatkichiga qarab 35 ° -40 ° ni tashkil qiladi. Shunday qilib, 45 ° prizmalarda yorug'lik to'liq ichki aks etadi.

Savol. Nima uchun teskari va aylanadigan prizmalarni ko'zgularga qaraganda yaxshiroq ishlatish kerak?

a) Ular deyarli 100 yorug'likni aks ettiradi, chunki eng yaxshi nometall - 100 dan kam. Tasvir yorqinroq.

c) Ularning xossalari o'zgarishsiz qoladi, chunki metall nometall vaqt o'tishi bilan metall oksidlanishi tufayli xiralashadi.

Ilova. Periskoplarda aylanuvchi prizmalardan foydalaniladi. Qaytariladigan prizmalar - durbinda. Transportda burchak reflektori ishlatiladi - reflektor, u orqa tomondan mustahkamlangan - qizil, old tomondan - oq, velosiped g'ildiraklarining spikerlarida - to'q sariq. Yorug'likning sirtga tushish burchagidan qat'i nazar, yorug'likni yorug'lik manbasiga qaytaradigan retroreflektor yoki optik qurilma. Ular barcha transport vositalari va yo'llarning xavfli uchastkalari bilan jihozlangan. Shisha yoki plastmassadan tayyorlangan.

b) Takrorlash savollari. (36-slayd).

c) optik tolali . (Talabaning xabari). (Slaydlar 37-42).

Optik tolalar yorug'likning to'liq ichki aks etishiga asoslangan. Elyaflar shisha va plastmassadan iborat. Ularning diametri juda kichik - bir necha mikrometr. Ushbu ingichka tolalar to'plami yorug'lik yo'nalishi deb ataladi; yorug'lik yo'riqnomasiga murakkab shakl berilgan bo'lsa ham, yorug'lik deyarli yo'qotmasdan tarqaladi. Bu favvoralarda jetlarni yoritganda, dekorativ lampalarda qo'llaniladi.

Yorug'lik qo'llanmalari telefon va boshqa aloqa shakllarida signal uzatish uchun ishlatiladi. Signal modulyatsiyalangan yorug'lik nuridir va elektr signali mis simlar orqali uzatilgandan ko'ra kamroq yo'qotish bilan uzatiladi.

Yorug'lik qo'llanmalari tibbiyotda qo'llaniladi - aniq tasvirni uzatish. Qizilo'ngach orqali "endoskop" ni kiritish orqali shifokor oshqozon devorlarini tekshirishga qodir. Oshqozonni yoritish uchun bir tola orqali yorug'lik yuboriladi, ikkinchisi esa nurni aks ettiradi. Tolalar qanchalik ko'p bo'lsa va ular qanchalik nozik bo'lsa, tasvir shunchalik yaxshi olinadi. Endoskop oshqozonni va boshqa borish qiyin bo'lgan joylarni tekshirishda, bemorni operatsiyaga tayyorlashda yoki jarrohliksiz jarohatlar va shikastlanishlarni qidirishda foydalidir.

Yorug'lik qo'llanmasida yorug'lik shisha yoki shaffof plastik tolaning ichki yuzasidan to'liq aks etadi. Yorug'lik qo'llanmasining har bir uchida linzalar mavjud. Oxirida ob'ektga qaragan holda. linza undan chiqadigan nurlarni parallel nurga aylantiradi. Kuzatuvchiga qaragan oxirida tasvirni ko'rish imkonini beruvchi teleskop mavjud.

VII. Saroblar. (Talaba aytadi, o‘qituvchi yakunlaydi) (Slaydlar 43-46).

18-asrda Napoleonning frantsuz armiyasi Misrda sarob bilan uchrashdi. Askarlar oldinda "daraxtli ko'l" ni ko'rishdi. Mirage frantsuzcha so'z bo'lib, "oynadagidek aks ettirish" degan ma'noni anglatadi. Quyosh nurlari havo oynasidan o'tib, "mo''jizalar" ni keltirib chiqaradi. Agar er yaxshi isitilsa, u holda havoning pastki qatlami yuqorida joylashgan qatlamlarga qaraganda ancha issiqroq bo'ladi.

Miraj - ufqdan tashqarida joylashgan ko'rinmas ob'ektlar havoda singan shaklda aks etishidan iborat bo'lib, uning alohida qatlamlari har xil isitiladigan aniq, sokin atmosferada optik hodisa.

Shuning uchun, quyosh nurlari, havo qalinligi kirib, hech qachon to'g'ri bormaydi, lekin egilib. Bu hodisa refraktsiya deb ataladi.

Mirajning yuzlari ko'p. Bu oddiy, murakkab, yuqori, pastki, yon bo'lishi mumkin.

Havoning pastki qatlamlari yaxshi qizdirilganda, past sarob kuzatiladi - ob'ektlarning xayoliy teskari tasviri. Bu ko'pincha dasht va cho'llarda uchraydi. Ushbu turdagi sarobni O'rta Osiyo, Qozog'iston, Volga bo'yida ko'rish mumkin.

Agar havoning zamin qatlamlari yuqori qatlamlarga qaraganda ancha sovuqroq bo'lsa, u holda yuqori sarob paydo bo'ladi - tasvir erdan chiqib, havoda osilib turadi. Ob'ektlar haqiqatdan ham yaqinroq va balandroq ko'rinadi. Ushbu turdagi sarob erta tongda, quyosh nurlari hali Yerni isitishga ulgurmagan paytda kuzatiladi.

Issiq kunlarda dengiz yuzasida dengizchilar havoda osilgan kemalarni va hatto ufqdan uzoqda joylashgan narsalarni ko'radilar.

VIII. Mustaqil ish. Sinov - 5 daqiqa. (Slaydlar 47-53).

1. Tushgan nur bilan oyna tekisligi orasidagi burchak 30° ga teng. Ko'zgu burchagi qanday?

2. Nima uchun qizil rang transport uchun xavfli signal hisoblanadi?

a) qon rangi bilan bog'liq;

b) ko'zni yaxshiroq ushlab turadi;

v) eng kichik sindirish ko'rsatkichiga ega;

d) havoda eng kam dispersiyaga ega

3. Nima uchun qurilish ishchilari to'q sariq rangli dubulg'a kiyishadi?

a) to'q sariq rang uzoqdan aniq ko'rinadi;

b) yomon ob-havo sharoitida ozgina o'zgaradi;

c) eng kam yorug'lik tarqalishiga ega;

d) mehnatni muhofaza qilish talablariga muvofiq.

4. Qimmatbaho toshlarda yorug'lik o'ynashini qanday tushuntirish mumkin?

a) ularning yuzlari ehtiyotkorlik bilan sayqallangan;

b) katta sindirish ko'rsatkichi;

c) tosh muntazam ko'pburchak shakliga ega;

d) yorug'lik nurlariga nisbatan marvaridning to'g'ri joylashishi.

5. Agar tushish burchagi 15° ga oshirilsa, tushayotgan va aks ettirilgan nurlar orasidagi burchak qanday o‘zgaradi?

a) 30° ga oshishi;

b) 30° ga kamayishi;

c) 15° ga ortishi;

d) 15° ga oshishi;

6. Agar sindirish ko'rsatkichi 2,4 bo'lsa, olmosdagi yorug'lik tezligi qanday bo'ladi?

a) taxminan 2 000 000 km/s;

b) taxminan 125 000 km/s;

v) yorug'lik tezligi muhitga bog'liq emas, ya'ni. 300 000 km/s;

d) 720 000 km/s.

IX. Darsni yakunlash. Uy vazifasi. (54-56-slaydlar).

Darsda o`quvchilar faoliyatini tahlil qilish va baholash. Talabalar o'qituvchi bilan dars samaradorligini muhokama qiladilar, ularning faoliyatini baholaydilar.

1. Qancha to'g'ri javob oldingiz?

3. Yangi narsalarni o'rgandingizmi?

4. Eng yaxshi ma'ruzachi.

2) Uyda tanga bilan tajriba o'tkazing.

Adabiyot

Gorodetskiy D.N. Fizikadan tekshirish ishi "Oliy maktab" 1987 yil
Demkovich V.P. Fizikadan muammolar to'plami "Ma'rifat" 2004 yil
Giankol D. Fizika. "Mir" nashriyoti 1990 yil
Perelman A.I. Ko'ngilochar fizika "Science" nashriyoti 1965 yil
Lansberg G.D. Fizika boshlang'ich darsligi "Nauka" nashriyoti 1972 yil
Internet resurslari

Yorug'likning ma'lum bir tushish burchagida $(\alpha )_(pad)=(\alpha )_(pred)$, bu deyiladi. cheklash burchagi, sinish burchagi $\frac(\pi )(2),\ $ ga teng, bu holda singan nur muhitlar orasidagi interfeys bo'ylab siljiydi, shuning uchun singan nur yo'q. U holda, sinish qonunidan shuni yozishimiz mumkin:

1-rasm.

To'liq aks ettirishda tenglama quyidagicha bo'ladi:

sinish burchagining haqiqiy qiymatlari mintaqasida yechimga ega emas ($(\alfa )_(pr)$). Bu holda, $cos((\alpha )_(pr))$ faqat xayoliydir. Agar Fresnel formulalariga murojaat qilsak, ularni quyidagi shaklda ifodalash qulaydir:

bu yerda tushish burchagi $\alpha $ (qisqalik uchun) bilan belgilanadi, $n$ yorugʻlik tarqaladigan muhitning sindirish koʻrsatkichi.

Izoh 1

Shuni ta'kidlash kerakki, bir hil bo'lmagan to'lqin ikkinchi muhitda yo'qolmaydi. Shunday qilib, agar $\alpha =(\alpha )_0=(arcsin \left(n\right),\ then\ )$ $E_(pr\bot )=2E_(pr\bot ).$ hech qanday holat yo'q. Fresnel formulalari monoxromatik maydon, ya'ni barqaror jarayon uchun amal qiladi. Bunda energiyaning saqlanish qonuni ikkinchi muhitda energiyaning davrdagi oʻrtacha oʻzgarishi nolga teng boʻlishini talab qiladi. To'lqin va energiyaning tegishli qismi interfeys orqali ikkinchi muhitga to'lqin uzunligi tartibidagi sayoz chuqurlikka kirib boradi va unda to'lqinning faza tezligidan kamroq bo'lgan faza tezligi bilan interfeysga parallel ravishda harakatlanadi. ikkinchi vosita. U birinchi muhitga kirish nuqtasidan ofset qilingan nuqtada qaytadi.

To'lqinning ikkinchi muhitga kirib borishini tajribada kuzatish mumkin. Ikkinchi muhitdagi yorug'lik to'lqinining intensivligi faqat to'lqin uzunligidan kichikroq masofalarda seziladi. To'liq aks etuvchi yorug'lik to'lqini tushadigan interfeys yaqinida, ikkinchi muhitning yon tomonida, agar ikkinchi muhitda lyuminestsent modda bo'lsa, yupqa qatlamning porlashi ko'rinadi.

To'liq aks ettirish yer yuzasi yuqori haroratda bo'lganida saroblarning paydo bo'lishiga olib keladi. Shunday qilib, bulutlardan keladigan yorug'likning to'liq aks etishi isitiladigan asfalt yuzasida ko'lmaklar borligi haqidagi taassurotga olib keladi.

Oddiy aks ettirishda $\frac(E_(otr\bot ))(E_(pad\bot ))$ va $\frac(E_(otr//))(E_(pad//))$ munosabatlari har doim haqiqiydir. . To'liq aks ettirishda ular murakkabdir. Bu shuni anglatadiki, bu holda to'lqin fazasi noldan yoki $\pi $ dan farq qilgan holda sakrashga duchor bo'ladi. Agar to'lqin tushish tekisligiga perpendikulyar qutblangan bo'lsa, biz quyidagilarni yozishimiz mumkin:

bu yerda $(\delta )_(\bot )$ - kerakli fazaga sakrash. Haqiqiy va xayoliy qismlarni tenglashtirib, bizda quyidagilar mavjud:

(5) ifodalardan biz quyidagilarni olamiz:

Shunga ko'ra, tushish tekisligida qutblangan to'lqin uchun quyidagilar olinishi mumkin:

Faza sakrashlari $(\delta )_(//)$ va $(\delta )_(\bot )$ bir xil emas. Aks ettirilgan to'lqin elliptik qutblangan bo'ladi.

To'liq aks ettirishni qo'llash

Faraz qilaylik, ikkita bir xil muhit nozik havo bo'shlig'i bilan ajratilgan. Unga yorug'lik to'lqini chegaradan kattaroq burchak ostida tushadi. U bir hil bo'lmagan to'lqin sifatida havo bo'shlig'iga kirib borishi mumkin. Agar bo'shliq qalinligi kichik bo'lsa, unda bu to'lqin moddaning ikkinchi chegarasiga etib boradi va juda zaiflashmaydi. Havo bo'shlig'idan moddaga o'tib, to'lqin yana bir hilga aylanadi. Bunday tajriba Nyuton tomonidan amalga oshirildi. Olim to‘rtburchak prizmaning gipotenuza yuziga sharsimon sayqallangan boshqa prizmani bosdi. Bunday holda, yorug'lik ikkinchi prizmaga nafaqat ular tegadigan joyda, balki kontaktning atrofidagi kichik halqada, bo'shliq qalinligi to'lqin uzunligi bilan taqqoslanadigan joyda ham o'tdi. Agar kuzatuvlar oq nurda amalga oshirilgan bo'lsa, unda halqaning qirrasi qizg'ish rangga ega edi. Bu shunday bo'lishi kerak, chunki penetratsiya chuqurligi to'lqin uzunligiga mutanosibdir (qizil nurlar uchun u ko'k nurlarga qaraganda kattaroqdir). Bo'shliqning qalinligini o'zgartirish orqali uzatiladigan yorug'lik intensivligini o'zgartirish mumkin. Bu hodisa Zeiss tomonidan patentlangan engil telefonning asosini tashkil etdi. Ushbu qurilmada shaffof membrana unga tushgan tovush ta'sirida tebranuvchi vosita sifatida ishlaydi. Havo bo'shlig'idan o'tadigan yorug'lik tovush kuchining o'zgarishi bilan vaqt o'tishi bilan intensivlikni o'zgartiradi. Fotoselga tushib, u tovush kuchining o'zgarishiga qarab o'zgarib turadigan o'zgaruvchan tok hosil qiladi. Olingan oqim kuchayadi va undan keyin ishlatiladi.

Yupqa bo'shliqlar orqali to'lqinning kirib borishi hodisalari optikaga xos emas. Bu har qanday tabiatdagi to'lqin uchun mumkin, agar bo'shliqdagi faza tezligi muhitdagi faza tezligidan yuqori bo'lsa. Bu hodisa yadro va atom fizikasida katta ahamiyatga ega.

Yorug'likning tarqalish yo'nalishini o'zgartirish uchun umumiy ichki aks ettirish hodisasi qo'llaniladi. Buning uchun prizmalardan foydalaniladi.

1-misol

Mashq: Ko'pincha uchraydigan to'liq aks ettirish hodisasiga misol keltiring.

Yechim:

Bunday misol keltirish mumkin. Agar avtomagistral juda issiq bo'lsa, u holda havo harorati asfalt yuzasi yaqinida maksimal bo'ladi va yo'ldan masofa oshgani sayin pasayadi. Bu shuni anglatadiki, havoning sinishi ko'rsatkichi sirtda minimal bo'lib, masofa oshgani sayin ortadi. Natijada, magistral yuzasiga nisbatan kichik burchakka ega bo'lgan nurlar to'liq aks etadi. Agar siz e'tiboringizni mashinada haydash paytida magistralning tegishli qismiga qaratsangiz, ancha oldinda teskari ketayotgan mashinani ko'rishingiz mumkin.

2-misol

Mashq: Agar kristall yuzasiga tushadigan yorug'lik dastasi uchun Brewster burchagi havo-kristal interfeysida bu nurning to'liq aks etishining cheklash burchagi 400 bo'lsa?

Yechim:

\[(tg(\alpha )_b)=\frac(n)(n_v)=n\chap(2.2\o'ng).\]

(2.1) ifodadan bizda:

Biz (2.3) ifodaning o'ng tomonini (2.2) formulaga almashtiramiz, kerakli burchakni ifodalaymiz:

\[(\alpha )_b=arctg\left(\frac(1)((sin \left((\alpha )_(pred)\right)\ ))\o'ng).\]

Keling, hisob-kitoblarni bajaramiz:

\[(\alpha )_b=arctg\left(\frac(1)((sin \left(40()^\circ \right)\ ))\o'ng)\taxminan 57()^\circ .\]

Javob:$(\alfa)_b=57()^\circ .$

Birinchidan, keling, biroz tasavvur qilaylik. Miloddan avvalgi issiq yoz kunini tasavvur qiling, ibtidoiy odam nayza bilan baliq ovlaydi. U uning pozitsiyasini, maqsadini va baliq ko'rinmaydigan joyda negadir zarba berishini payqadi. O'tkazib yuborilganmi? Yo'q, baliqchining qo'lida o'lja bor! Gap shundaki, bobomiz biz hozir o'rganadigan mavzuni intuitiv ravishda tushungan. Kundalik hayotda bir stakan suvga botirilgan qoshiq qiyshiq bo‘lib ko‘rinishini, shisha idish ichidan qarasak, buyumlar qiyshiq ko‘rinishini ko‘ramiz. Biz ushbu savollarning barchasini darsda ko'rib chiqamiz, uning mavzusi: "Yorug'likning sinishi. Yorug'likning sinishi qonuni. Umumiy ichki aks ettirish.

Oldingi darslarda biz ikkita holatda nurning taqdiri haqida gapirgan edik: agar yorug'lik nuri shaffof bir hil muhitda tarqalsa nima bo'ladi? To'g'ri javob shundaki, u to'g'ri chiziqda tarqaladi. Va yorug'lik nuri ikkita vosita orasidagi interfeysga tushsa nima bo'ladi? Oxirgi darsda biz aks ettirilgan nur haqida gapirgan edik, bugun biz yorug'lik nurining muhit tomonidan yutiladigan qismini ko'rib chiqamiz.

Birinchi optik shaffof muhitdan ikkinchi optik shaffof muhitga o'tgan nurning taqdiri qanday bo'ladi?

Guruch. 1. Yorug'likning sinishi

Agar ikkita shaffof muhit orasidagi interfeysga nur tushsa, yorug'lik energiyasining bir qismi birinchi muhitga qaytib, aks ettirilgan nurni hosil qiladi, ikkinchi qismi esa ikkinchi muhitga ichkariga o'tadi va qoida tariqasida o'z yo'nalishini o'zgartiradi.

Yorug'likning ikki muhit orasidagi interfeys orqali o'tgan taqdirda tarqalish yo'nalishining o'zgarishi deyiladi yorug'likning sinishi(1-rasm).

Guruch. 2. Tushish, sinish va aks etish burchaklari

2-rasmda biz tushayotgan nurni ko'ramiz, tushish burchagi a bilan belgilanadi. Singan yorug'lik nurining yo'nalishini o'rnatadigan nur singan nur deb ataladi. Tushish nuqtasidan tiklangan vosita orasidagi interfeysga perpendikulyar va singan nur o'rtasidagi burchak sinish burchagi deb ataladi, rasmda bu burchak g. Rasmni to'ldirish uchun biz aks ettirilgan nurning tasvirini va shunga mos ravishda b ko'rish burchagini beramiz. Tushish burchagi va sinish burchagi o'rtasida qanday bog'liqlik bor, nurning tushish burchagi va qaysi muhitdan qaysi muhitga o'tganligini bilib, sinish burchagi qanday bo'lishini taxmin qilish mumkinmi? Ma'lum bo'lishicha, siz qila olasiz!

Biz tushish burchagi va sinish burchagi o'rtasidagi munosabatni miqdoriy jihatdan tavsiflovchi qonunni olamiz. To'lqinning muhitda tarqalishini tartibga soluvchi Gyuygens printsipidan foydalanamiz. Qonun ikki qismdan iborat.

Tushgan nur, singan nur va tushish nuqtasiga tiklangan perpendikulyar bir tekislikda yotadi..

Tushish burchagi sinusining sinish burchagi sinusiga nisbati berilgan ikkita muhit uchun doimiy qiymat boʻlib, bu muhitdagi yorugʻlik tezligining nisbatiga teng.

Bu qonun uni birinchi bo'lib shakllantirgan golland olimi nomi bilan Snel qonuni deb ataladi. Sinishi sababi turli muhitdagi yorug'lik tezligidagi farqdir. Ikki muhit orasidagi interfeysga turli burchaklardagi yorug'lik nurini eksperimental yo'naltirish va tushish va sinish burchaklarini o'lchash orqali sinish qonunining haqiqiyligini tekshirishingiz mumkin. Agar biz bu burchaklarni o'zgartirsak, sinuslarini o'lchasak va bu burchaklar sinuslarining nisbatlarini topsak, biz sinishi qonunining haqiqatan ham to'g'ri ekanligiga amin bo'lamiz.

Gyuygens printsipi yordamida sinishi qonunining dalili yorug'likning to'lqinli tabiatining yana bir tasdig'idir.

Nisbiy sindirish ko'rsatkichi n 21 yorug'likning birinchi muhitdagi tezligi V 1 yorug'lik tezligi ikkinchi muhitdagi V 2 yorug'lik tezligidan necha marta farq qilishini ko'rsatadi.

Nisbiy sindirish ko'rsatkichi bir muhitdan ikkinchisiga o'tganda yorug'lik yo'nalishining o'zgarishining sababi ikki muhitdagi yorug'lik tezligining har xilligi ekanligini aniq isbotlaydi. Muhitning optik xususiyatlarini tavsiflash uchun ko'pincha "muhitning optik zichligi" atamasi qo'llaniladi (3-rasm).

Guruch. 3. Muhitning optik zichligi (a > g)

Agar nur tezligi yuqori bo'lgan muhitdan yorug'lik tezligi past bo'lgan muhitga o'tsa, u holda 3-rasmdan va yorug'likning sinish qonunidan ko'rinib turibdiki, u perpendikulyarga qarshi bosiladi, ya'ni. , sinish burchagi tushish burchagidan kichik. Bunday holda, nur kamroq zich optik muhitdan optik zichroq muhitga o'tgan deb aytiladi. Misol: havodan suvga; suvdan stakangacha.

Teskari holat ham mumkin: birinchi muhitdagi yorug'lik tezligi ikkinchi muhitdagi yorug'lik tezligidan kamroq (4-rasm).

Guruch. 4. Muhitning optik zichligi (a< γ)

Shunda sinish burchagi tushish burchagidan kattaroq bo'ladi va bunday o'tish optik zichroq muhitdan optik zichroq muhitga (shishadan suvga) o'tish deyiladi.

Ikki vositaning optik zichligi sezilarli darajada farq qilishi mumkin, shuning uchun fotosuratda ko'rsatilgan vaziyat (5-rasm) mumkin bo'ladi:

Guruch. 5. Muhitning optik zichligi orasidagi farq

Optik zichligi yuqori bo'lgan muhitda suyuqlikda bo'lgan tanaga nisbatan boshning qanday siljishiga e'tibor bering.

Biroq, nisbiy sinishi ko'rsatkichi har doim ham ish uchun qulay xususiyat emas, chunki u birinchi va ikkinchi muhitdagi yorug'lik tezligiga bog'liq, ammo bunday birikmalar va ikkita muhitning kombinatsiyasi (suv - havo, shisha) ko'p bo'lishi mumkin. - olmos, glitserin - spirt , shisha - suv va boshqalar). Jadvallar juda og'ir bo'lar edi, ishlash noqulay bo'lar edi, keyin ular boshqa muhitdagi yorug'lik tezligi solishtiriladigan bitta mutlaq muhitni kiritdilar. Mutlaq sifatida vakuum tanlangan va yorug'lik tezligi vakuumdagi yorug'lik tezligi bilan taqqoslanadi.

Muhitning absolyut sindirish ko'rsatkichi n- bu muhitning optik zichligini tavsiflovchi va yorug'lik tezligining nisbatiga teng bo'lgan qiymat BILAN vakuumda ma'lum muhitda yorug'lik tezligiga.

Mutlaq sindirish ko'rsatkichi ish uchun qulayroqdir, chunki biz yorug'likning vakuumdagi tezligini doimo bilamiz, u 3·10 8 m/s ga teng va universal fizik doimiydir.

Mutlaq sinishi ko'rsatkichi tashqi parametrlarga bog'liq: harorat, zichlik, shuningdek, yorug'likning to'lqin uzunligiga bog'liq, shuning uchun jadvallar odatda ma'lum bir to'lqin uzunligi diapazoni uchun o'rtacha sinishi indeksini ko'rsatadi. Agar havo, suv va shishaning sindirish ko'rsatkichlarini solishtirsak (6-rasm), havoning sindirish ko'rsatkichi birlikka yaqin ekanligini ko'ramiz, shuning uchun masalalarni yechishda uni birlik sifatida qabul qilamiz.

Guruch. 6. Turli muhitlar uchun absolyut sindirish ko'rsatkichlari jadvali

Muhitning mutlaq va nisbiy sinishi ko'rsatkichlari o'rtasidagi munosabatni olish oson.

Nisbiy sindirish ko'rsatkichi, ya'ni birinchi muhitdan ikkinchi o'rtaga o'tadigan nur uchun ikkinchi muhitdagi mutlaq sindirish ko'rsatkichining birinchi muhitdagi mutlaq sindirish ko'rsatkichiga nisbati tengdir.

Masalan: = ≈ 1,16

Agar ikkita muhitning absolyut sindirish ko'rsatkichlari deyarli bir xil bo'lsa, bu bir muhitdan ikkinchisiga o'tishda nisbiy sinishi ko'rsatkichi birga teng bo'lishini anglatadi, ya'ni yorug'lik nuri haqiqatda sinmaydi. Masalan, qizilmiya yog'idan qimmatbaho toshga o'tganda beril deyarli yorug'likdan chetga chiqmaydi, ya'ni qizilmiya yog'idan o'tayotganda o'zini tutadi, chunki ularning sinishi ko'rsatkichlari mos ravishda 1,56 va 1,57 ni tashkil qiladi, shuning uchun qimmatbaho tosh bo'lishi mumkin. suyuqlikda qanday yashirish kerak, u shunchaki ko'rinmaydi.

Agar siz shaffof stakanga suv quyib, oynaning devori orqali yorug'likka qarasangiz, biz hozir muhokama qilinadigan umumiy ichki aks ettirish fenomeni tufayli sirtning kumushrang porlashini ko'ramiz. Yorug'lik nuri zichroq optik muhitdan kamroq zichroq optik muhitga o'tganda, qiziqarli effektni kuzatish mumkin. Aniqlik uchun biz yorug'lik suvdan havoga o'tadi deb taxmin qilamiz. Faraz qilaylik, rezervuar chuqurligida hamma yo'nalishda nurlar chiqaradigan S yorug'likning nuqta manbai mavjud. Misol uchun, g'avvos chiroqni porlaydi.

SO 1 nuri suv yuzasiga eng kichik burchak ostida tushadi, bu nur qisman sinadi - nur O 1 A 1 va qisman suvga qaytariladi - O 1 B 1 nur. Shunday qilib, tushayotgan nurning energiyasining bir qismi singan nurga, qolgan qismi esa aks ettirilgan nurga o'tadi.

Guruch. 7. Umumiy ichki aks ettirish

Tushish burchagi kattaroq bo'lgan SO 2 nuri ham ikkita nurga bo'linadi: singan va aks ettirilgan, lekin dastlabki nurning energiyasi ular o'rtasida boshqacha taqsimlanadi: singan nur O 2 A 2 nurlanish nuriga qaraganda xiraroq bo'ladi. O 1 A 1 nuri, ya'ni u energiyaning kichik qismini oladi va aks ettirilgan O 2 V 2 nuri mos ravishda O 1 V 1 nuridan yorqinroq bo'ladi, ya'ni u energiyaning katta qismini oladi. energiya. Tushish burchagi ortib borishi bilan bir xil qonuniyat kuzatiladi - tushayotgan nurning energiyasining ortib borayotgan ulushi aks ettirilgan nurga tushadi va tobora kichikroq ulush singan nurga tushadi. Singan nur xiralashadi va bir nuqtada butunlay yo'qoladi, bu yo'qolish 90 0 sinishi burchagiga to'g'ri keladigan tushish burchagiga erishilganda sodir bo'ladi. Bunday vaziyatda singan nur OA suv yuzasiga parallel ravishda borishi kerak edi, lekin ketadigan hech narsa yo'q - tushayotgan SO nurining barcha energiyasi butunlay aks ettirilgan OB nuriga ketdi. Tabiiyki, tushish burchagi yanada oshishi bilan singan nur bo'lmaydi. Ta'riflangan hodisa to'liq ichki aks ettirishdir, ya'ni ko'rib chiqilgan burchaklardagi zichroq optik muhit o'zidan nurlar chiqarmaydi, ularning barchasi uning ichida aks etadi. Ushbu hodisa sodir bo'ladigan burchak deyiladi umumiy ichki aks ettirishning cheklovchi burchagi.

Cheklovchi burchakning qiymatini sinishi qonunidan topish oson:

= => = arksin, suv uchun ≈ 49 0

To'liq ichki aks ettirish hodisasining eng qiziqarli va mashhur qo'llanilishi to'lqin o'tkazgichlar yoki optik tolalar deb ataladi. Aynan mana shu signalizatsiya usuli Internetda zamonaviy telekommunikatsiya kompaniyalari tomonidan qo'llaniladi.

Biz yorug'likning sinishi qonunini oldik, yangi kontseptsiyani - nisbiy va mutlaq sinishi ko'rsatkichlarini kiritdik, shuningdek, to'liq ichki aks ettirish fenomenini va uning qo'llanilishini, masalan, optik tolalarni aniqladik. Dars bo'limida tegishli testlar va simulyatorlarni o'rganish orqali bilimlarni mustahkamlashingiz mumkin.

Gyuygens printsipidan foydalanib yorug'likning sinishi qonunining isbotini olaylik. Sinishi sababi ikki xil muhitdagi yorug'lik tezligidagi farq ekanligini tushunish muhimdir. Birinchi muhitda yorug'lik tezligini V 1, ikkinchi muhitda esa V 2 deb belgilaymiz (8-rasm).

Guruch. 8. Yorug`likning sinishi qonunining isboti

Ikki muhit orasidagi tekis interfeysga tekis yorug'lik to'lqini tushsin, masalan, havodan suvga. AC to'lqin yuzasi nurlarga perpendikulyar va , muhit MN orasidagi interfeys birinchi navbatda nurga etib boradi va nur ∆t vaqt oralig'idan keyin bir xil sirtga etadi, bu yorug'lik tezligiga bo'lingan SW yo'liga teng bo'ladi. birinchi vositada.

Shuning uchun, B nuqtasidagi ikkilamchi to'lqin faqat qo'zg'alishni boshlagan paytda, A nuqtadan to'lqin allaqachon AD radiusi bo'lgan yarim shar shakliga ega bo'lib, ikkinchi muhitdagi yorug'lik tezligiga ∆t ga teng: AD = ∆t, ya'ni vizual harakatda Gyuygens printsipi. Singan to'lqinning to'lqin yuzasini ikkinchi muhitdagi barcha ikkilamchi to'lqinlarga teginish sirtini chizish orqali olish mumkin, uning markazlari muhitlar orasidagi interfeysda yotadi, bu holda u BD tekisligi, u konvertdir. ikkilamchi to'lqinlar. Nurning tushish burchagi a ABC uchburchakdagi CAB burchagiga teng, bu burchaklardan birining tomonlari ikkinchisining yon tomonlariga perpendikulyar. Shuning uchun SW birinchi muhitdagi yorug'lik tezligiga ∆t ga teng bo'ladi

CB = ∆t = AB sin a

O'z navbatida, sinish burchagi ABD uchburchakdagi ABD burchagiga teng bo'ladi, shuning uchun:

AD = ∆t = AB sin g

Ifodalarni atama bo'yicha bo'lib, biz quyidagilarni olamiz:

n - tushish burchagiga bog'liq bo'lmagan doimiy qiymat.

Biz yorug'likning sinish qonunini oldik, tushish burchagining sinishi sinusiga sinishi berilgan ikkita muhit uchun doimiy qiymat va berilgan ikkita muhitdagi yorug'lik tezligining nisbatiga teng.

Devorlari shaffof bo'lmagan kubik idish shunday joylashganki, kuzatuvchining ko'zi uning tubini ko'rmaydi, lekin CD idishining devorini to'liq ko'radi. Kuzatuvchi D burchakdan b = 10 sm masofada joylashgan F jismni ko'rishi uchun idishga qancha suv quyish kerak? Idishning cheti a = 40 sm (9-rasm).

Ushbu muammoni hal qilishda nima muhim? Tasavvur qiling-a, ko'z idishning pastki qismini emas, balki yon devorining eng chekka nuqtasini ko'radi va idish kub shaklida bo'lganligi sababli, biz uni quyganimizda, suv yuzasiga nurning tushish burchagi bo'ladi. 45 0 ga teng.

Guruch. 9. Imtihonning vazifasi

Nur F nuqtaga tushadi, ya'ni biz ob'ektni aniq ko'ramiz va qora nuqta chiziq suv bo'lmaganda nurning yo'nalishini, ya'ni D nuqtasini ko'rsatadi. NFC uchburchagidan burchak tangensi. b, sinish burchagi tangensi - qarama-qarshi oyoqning qo'shniga nisbati yoki rasmga asoslanib, h minus b h ga bo'linadi.

tg b = =, h - biz quygan suyuqlikning balandligi;

Umumiy ichki aks ettirishning eng qizg'in hodisasi optik tolali tizimlarda qo'llaniladi.

Guruch. 10. Optik tolali

Agar yorug'lik nuri qattiq shisha naychaning uchiga yo'naltirilgan bo'lsa, u holda ko'p marta umumiy ichki ko'zgudan keyin trubaning qarama-qarshi tomonidan nur chiqadi. Ma'lum bo'lishicha, shisha naycha yorug'lik to'lqinining o'tkazgichi yoki to'lqin o'tkazgichdir. Bu trubaning tekis yoki egri bo'lishidan qat'i nazar sodir bo'ladi (10-rasm). Birinchi yorug'lik qo'llanmalari, bu to'lqin yo'riqnomalarining ikkinchi nomi, borish qiyin bo'lgan joylarni yoritish uchun ishlatilgan (tibbiy tadqiqotlar paytida, yorug'lik yo'riqnomasining bir uchiga yorug'lik tushganda, ikkinchi uchi esa to'g'ri joyni yoritadi). . Asosiy dastur - bu tibbiyot, motorlarning defektoskopiyasi, ammo bunday to'lqin qo'llanmalari axborot uzatish tizimlarida eng keng tarqalgan. Yorug'lik to'lqinining tashuvchi chastotasi radio signalining chastotasidan million marta, ya'ni yorug'lik to'lqini bilan uzatishimiz mumkin bo'lgan axborot miqdori radio to'lqinlari orqali uzatiladigan axborot miqdoridan millionlab marta ko'pdir. Bu juda katta hajmdagi ma'lumotlarni oddiy va arzon tarzda etkazish uchun ajoyib imkoniyatdir. Qoidaga ko'ra, ma'lumot lazer nurlanishidan foydalangan holda tolali kabel orqali uzatiladi. Ko'p miqdorda uzatiladigan ma'lumotni o'z ichiga olgan kompyuter signalini tez va sifatli uzatish uchun optik tolalar ajralmas hisoblanadi. Va bularning barchasi zamirida yorug'likning sinishi kabi oddiy va odatiy hodisa yotadi.

Adabiyotlar ro'yxati

Tixomirova S.A., Yavorskiy B.M. Fizika (asosiy daraja) - M.: Mnemozina, 2012.
Gendenshteyn L.E., Dik Yu.I. Fizika 10-sinf. - M.: Mnemosyne, 2014.
Kikoin I.K., Kikoin A.K. Fizika - 9, Moskva, Ta'lim, 1990 yil.

edu.glavsprav.ru ().
Nvtc.ee ().
Raal100.narod.ru ().
Optika.ucoz.ru ().

Uy vazifasi

Yorug'likning sinishiga ta'rif bering.
Yorug'likning sinishi sababini ayting.
Umumiy ichki aks ettirishning eng mashhur ilovalarini ayting.