Големина на текста:
Вълнова оптика
В курса по физика последователно се проследява развитието на
представите за светлината и изучаването на вълновата оптика е един етап във
формирането на съвременните представи за светлината, в които квантовото-
вълновият дуализъм е основна идея .
Темата има голяма познавателна и светогледна стойност в познавателно
отношение тя разкрива такива свойства на светлината, които я характеризират
като вълна. Правилното разбиране на тези свойства се постига не чрез
декларативното им съобщаване, а на основата на експеримента и анализа на
получените резултати .
Понятията вълна, кохерентност, интерференция и дифракция, въведени
първоначално при механичните вълни и осмислени при електромагнитните вълни,
тук отново широко се използват и по-добре се усвояват .
За формирането на научния светоглед на учениците значение има:
а) разширяването на познанията за електромагнитни вълни с включване на
електромагнитни трептения във видимата област (тясното понятие светлина) и на
тези от инфрачервената и ултравиолетовата област.
Така се създава възможност да се обединят твърде различни на пръв поглед
физични явления върху една обща основа-електромагнитната теория;
б) усвояването на вълновия модел за светлината като крачка към разкриване на
една от основните идеи на съвременната физика-идеята за квантово-вълновия
дуализъм;
в) запознаването с един важен етап от развитието на физичното познание с
неговите характерни особености-опитът като източник на знания(наблюдения и
експерименти дават данни за вълнови свойства на светлината); Теорията свързва
фактите чрез следствията от основните си уравнения (теорията на Максуел отнася
светлината към електромагнитните явления и дава единно обяснение на различни
на пръв поглед явления) върху основата на теоретичното знание се разработват
експериментални методи за изследване.
Приложно-практическото значение на темата е в това, че вълновите
свойства на светлината широко се използват в редица експериментални методи:
спектрален анализ, интерференчни методи, фотометрични методи и други., които
се прилагат в научни и технически изследвания, в технологични процеси.
Главната цел на изучаването на вълновата оптика и да се докаже, че
светлината има вълнов характер и че светлинните вълни са електромагнитни.
Учениците трябва да се доведат до разбирането за единната природа на
електромагнитните и оптични явления , за връзката между електродинамика и
оптика.
Като познавателни опори се използват знанията за модела вълна и за
електромагнитни вълни.Те се осигуряват общата теоретична основа, върху която
се разработва новото съдържание. Това определя и основния логически метод,
който се използва-дедукцията, тъй като светлината с нейните конкретни свойства
се разкрива от позициите на вече усвоени основни теоретични положения.
Явленията във вълновата оптика трябва да могат да се възприемат и осмислят от
учениците като проява на общите закономерности при вълните с електромагнитна
природа и в същото време да се разбере специфичното при тях, качествено
новото.
Специфичните особености на светлината се обуславят от много малката й
дължина на вълната в сравнение с изучените електромагнитни вълни и това
1
налага нови експериментални методи за регистриране и изследване, които са
различни от използваните за радиовълните.
За дължината на светлинната вълна се посочват границите, в които тя
варира , като се използва схемата на електромагнитния спектър.
Понятието кохерентност се конкретизира съобразно особеностите на
механизма на излъчване на светлинните вълни. Разяснява се как на практика
могат да бъдат получени кохерентни снопове светлина-разделяне на светлинен
сноп от точков източник чрез отражение, пречупване или дифракция и наслагване
на получените снопове в една и съща област на пространството.
В учебното познание пътят за достигане до знанието за вълновия характер
на светлината трябва да следва в общи линии пътя , по който във физиката се
достига до това знание.
Ето защо е необходимо да се започне с обосноваване на вълновите
свойства на светлината въз основа на опита.(Чрез демострационни опити трябва
да се осигури наблюдение на интерференция и дифракция на светлината).
Описанието на наблюдаваната картина при интерференция и дифракция се
провежда чрез понятията, въведени при вълновите процеси и въз основа на
принципа на Хюйгенс-Френел. Заедно с това трябва да бъде подчертано
специфичното, което е свързано с природата на светлината и начина на
възприемането й.
При разглеждане на дифракцията се открива възможност да се обсъди
приближението геометрична оптика. Ако вълна с дължина ? преминава през отвор
с диаметър d , от който наблюдателят е отдалечен на разстояние L , ще се
наблюдава дифракция не само при условието d??(размерите на отвора са
съизмерими с дължината на вълната), но и при по-общото условие:d?<=L?. Именно
този случай е характерен за оптиката, където размерите на предметите,
предизвикващи дифракция, са хиляди и милиони пъти по-големи от дължината на
светлинната вълна и за да се наблюдава дифракционна картина, е нужно да се
разположи точката на наблюдение далече от отвора или преградата. Очевидно е,
че противоположният критерии d?»L? показва условията, при които не се
наблюдава дифракция, т.е. валидно е приближението „геометрична оптика”.
Поставянето и разработването на въпроса за електромагнитната природа
на светлината илюстрира евристичната роля на физичната теория, взаимното
допълване на теоретични и експериментални методи. Целесъобразно е да се
използва исторически подход и изложение на учителя с проблемен характер
(търсене на отговор на въпроса за същността на светлината, хипотезата на
Максуел за светлината като електромагнитна вълна, експериментално
потвърждение на хипотезата).
Най-същественият аргумент в подкрепа на хипотезата на Максуел е
съвпадението на експериментално намерената стойност за скоростта на
светлината с теоретично предсказаната скорост на електромагнитните вълни.
Още едно силно потвърждение на електромагнитната природа на светлината се
получава при изучаване на дисперсията на светлината.
Отражение и пречупване на светлината.
Тези явления са естествени; експериментално са изследвани в
геометричната оптика. При изучаване на вълните са изведени законите за
отражение и пречупване, които съвпадат с емпирично установените в
геометричната оптика и са потвърдени за вълни с различна природа.
2
Тук целта е да се за твърди в съзнанието на учениците разбирането за
светлината като електромагнитна вълна, както и още веднъж да се уточнят
условията, при които разпространението на светлината може да се опише с
геометрични понятия.
Тази цел налага да се следва определена логика на разсъжденията:ако
светлината е електромагнитна вълна с дължина на вълната в известните ни
граници (400-760nm), би трябвала при изследването й с прибори, които са големи
спрямо нейната дължина на вълната, да не се нарушава праволинейното й
разпространение в еднородна среда.
Опитът ни показва, че това действително се наблюдава, следователно
направеното допускане се потвърждава. Заедно с този логически извод се постига
и необходимото уточняване на условията за прилагане на геометрични модели за
разпространението на светлината. (Разглеждаме светлинните лъчи като
ортогонални на вълновата повърхност, а законите за отражение и пречупване в
геометричната оптика, която постулира праволинейното разпространение на
светлината, трябва да съвпадат със законите, изведени във вълновата оптика за
същите тези явления).
3

Това е само предварителен преглед

За да разгледате всички страници от този документ натиснете тук.
Последно свалили материала:
ДАТА ИНФОРМАЦИЯ ЗА ПОТРЕБИТЕЛЯ
28 май 2019 в 20:30 студент на 23 години от София - Софийски Университет "Св. Климент Охридски", факулетет - Химически, випуск 2022
21 мар 2019 в 10:15 студент на 19 години от Велико Търново - Национален военен университет "Васил Левски", факулетет - Общовойскови, специалност - Защита на населението от бедствич аварий и катастрофи, випуск 2019
 
Подобни материали
 

Електромагнитни вълни


Английският физик Дж. Максуел през 1865 г. изказва хипотезата за съществуването на особени вълни, които могат да се разпространяват и във вакум. Тези вълни Максуел нарича електромагнитни вълни....
 
Онлайн тестове по Физика на вълновите процеси
Тест по физика върху звук и слух
изпитен тест по Физика на вълновите процеси за Студенти
Тестът съдържа 20 въпроса, всеки от които има само един верен отговор.
(Лесен)
20
28
1
2 мин
30.08.2013
» виж всички онлайн тестове по физика на вълновите процеси

Вълнова оптика

Материал № 1205061, от 16 ное 2015
Свален: 14 пъти
Прегледан: 20 пъти
Предмет: Физика на вълновите процеси , Физика
Тип: Лекция
Брой страници: 3
Брой думи: 946
Брой символи: 6,244

Потърси помощ за своята домашна:

Имаш домашна за "Вълнова оптика"?
Намери бързо решение, с помощтта на потребители на Pomagalo.com:

Последно видяха материала
Сродни търсения