Калькулятор расчета пеноблоков смотрите на этом ресурсе
Все о каркасном доме можно найти здесь http://stroidom-shop.ru
Как снять комнату в коммунальной квартире смотрите тут comintour.net
Шаблоны для Joomla 3 здесь

Дифракція світла. Дифракційна гратка (розробка уроку, 2014)

Тема уроку: Дифракція світла. Дифракційна гратка

Мета уроку: Вивчити явище дифракції світла, познайомити учнів з застосуванням дифракції в техніці. Розвивати технічне мислення учнів шляхом проведення фронтального експерименту з  визначення довжини світлової хвилі за допомогою дифракційної  гратки. Виховувати спостережливість та вміння робити узагальнення.

Обладнання: комплект обладнання для вивчення хвильової оптики.

Тип уроку: урок отримання нових знань, вмінь та навичок.

Форми і методи роботи:  розв’язування задач на закріплення знань з теми,самоперевірка знань.

Структура уроку:

1.Організаційна частина.

2. Актуалізація опорних знань.

3. Пояснення нового матеріалу.

4. Закріплення вивченого матеріалу.

5. Контроль і самоперевірка знань.

6. Підведення підсумків уроку.

7. Інформація про домашнє завдання.

 

Хід уроку:

1.Організаційна частина

Привітання. Перевірка присутності учнів. Перевірка домашнього завдання.

2. Актуалізація опорних знань.

Провести фронтальне опитування учнів з метою підготовки до сприйняття нового матеріалу. Форма проведення – фізичний диктант.

3. Пояснення нового матеріалу.

Якщо процес поширення світла є хвильовим процесом, то, окрім інтерференції, має бути і дифракція світла. Адже дифракція - це огинання хвилями країв перешкод - властива будь-якому хвильовому руху.

 Але спостерігати дифракцію світла важко, оскільки хвилі відхиляються від перешкод на помітні кути лише за умови, що розміри перешкод приблизно дорівнюють довжині хвилі, а вона дуже мала. Уперше відкривши інтерференцію, Юнг виконав дослід з дифракції світла, за допомогою якого були вивчені довжини хвиль, що відповідають світловим променям різного кольору.

Вивчення дифракції отримало своє завершення в працях О. Френеля, який і побудував теорію дифракції, що, в принципі, дозволяє розраховувати дифракційну картину, яка виникає внаслідок огинання світлом будь-яких перешкод.

Таких успіхів Френель досягнув, об'єднавши принцип Гюйгенса ідеєю інтерференції вторинних хвиль. Принцип Гюйгенса - Френеля формулюється так: дифракція виникає внаслідок інтерференції вторинних хвиль. На основі цього принципу Френель пояснив закони геометричної оптики, а саме: характер прямолінійного поширення світла в однорідному середовищі. Він створив приблизний спосіб розрахунку дифракційної картини, в основу якого поклав поділ хвильової поверхні на зони.

Явище відхилення світла від прямолінійного поширення називається дифракцією світла. Оскільки довжина світлової хвилі є дуже малою, то і розміри перешкод чи щілини мають бути малими. Наприклад, під час проходження монохроматичного світла через круглий отвір, розмір якого сумірний з довжиною падаючих світлових хвиль, на екрані навколо центральної світлової плями спостерігаються темні і світлі кільця, що чергуються.  Якщо таке саме світло проходить через вузьку щілину, то матимемо таку картину, зображену на рисунку. Поява світлих і темних кілець, що чергуються, в ділянці геометричної тіні французький фізик Френель пояснив інтерференцією світлових хвиль, які надходять у результаті дифракції із різних точок отвору в одну точку на екрані.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Особливо чітку дифракційну картину утворюють дифракційні грати. Дифракційні гратки це сукупність дуже вузьких щілин, розділених непрозорими проміжками.

 

 

Якщо a - ширина прозорої частини, а b – непрозорої, то:

 

 

де l - ширина щілини; N - кількість щілин.

Спрямуємо на гратки паралельний пучок променів. Кожна точка щілини буде відхиляти промені у всіх напрямах, зокрема, і під кутом φ  від початкового напряму. Якщо ці промені зібрати на екрані, наприклад, за допомогою збиральної лінзи, то можна отримати підсилення чи послаблення світла – дифракційний максимум чи мінімум освітленості. Із заштрихованого трикутника отримаємо різницю ходу:

Δd = d·sinφ.

Якщо в цю різницю ходу вкладеться ціла кількість довжин хвиль, то на екрані спостерігатиметься дифракційний максимум, а якщо непарна кількість півхвиль, – мінімум. Таким чином, Δd = kλ, а також Δd = d·sinφ, то для умови максимуму дифракційної гратки, отримаємо:

d·sinφ = kλ                              (1)

де k = 1, 2, 3, …, n (ціле число), λ - довжина падаючої світлової хвилі.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Внаслідок дифракції на дифракційних гратках білого світла всі головні максимуми, крім центрального нульового максимуму, будуть забарвленими. Зі збільшенням довжини хвилі головні максимуми всередині розміщуються під великим кутами від центрального. Райдужну полоску, що містить сім кольорів - від фіолетового до червоного (підрахунок ведеться від центрального максимуму), називають дифракційним спектром. Якщо відомо період гратки d, і виміряно кут φ, під яким спостерігається максимум, і порядок спектра k, тоді можна визначити довжину світлової хвилі:

Інші кольори мають проміжні значення. Промисловість виготовляє дифракційні гратки, які містять 50 штрихів/мм, 100 штрихів/мм, 600 штрихів/мм, 1200 штрихів/мм і дзеркальні гратки з 6000 штрихів/мм.

Гратки використовують в приладах для спектрального аналізу.

4. Закріплення вивченого матеріалу

Розв’язування задач.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Контроль і самоперевірка знань

1. Що називають дифракцією хвиль ?

2. За яких обов'язкових умов виявляється дифракція хвиль?

3. Що називають дифракцією світла ? За яких умов її спостерігають?

4. Що називають дифракційними гратками? Що називають періодом дифракційних граток?

5. Чому праворуч і ліворуч від центрального максимуму спостерігаються кольорові дифракційні спектри різного порядку?

6.Підведення підсумків уроку.

Оголошення та виставлення оцінок.

7. Інформація про домашнє завдання

Вивчити матеріал опорного конспекту. Розв’язати задачі:

·        Дифракційну гратку, що має 50 штрихів на 1 мм, освітлюють білим світлом (довжини хвиль від 400нм до 780 нм). Чому дорівнює ширина спектра першого порядку на екрані, віддаленому від гратки на 4м.

  • Дифракційну гратку освітлюють монохроматичним світлом з довжиною хвилі 600 нм. На екрані, віддаленому від гратки на 2,5 мм, відстань між нульовим і першим максимумами дорівнює 4см. Знайдіть період дифракційної гратки.

 

   
Besucherzahler
счетчик посещений
   
© Всі права захищено (КПБЛ). E-mail: pashka.zinchenko@gmail.com