Conseils utiles

Propagation de la lumière

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§ 14-b. Distribution de lumière rectiligne

Représentant la distribution de la lumière sur les dessins, les faisceaux lumineux sont remplacés par des rayons. Rayon de lumière Ligne indiquant la direction prédominante de propagation de l’énergie des ondes électromagnétiques dans un faisceau lumineux. Un faisceau lumineux est un modèle géométrique d'un faisceau lumineux.

Un trait caractéristique d’un faisceau lumineux est sa rectitudesi la lumière voyage dans un environnement homogène. Faisons l'expérience. Versez de l'eau dans l'aquarium, ajoutez une goutte de lait et mélangez l'eau pour qu'elle devienne trouble. Nous dirigeons un faisceau laser vers l'aquarium. Nous verrons que le faisceau est simple pendant qu'il se propage. dans un environnement homogène - dans l'air ou dans l'eau (voir fig. “A”).

Maintenant, en utilisant un tuyau descendant dans le fond de l'aquarium, ajoutez une solution de sel. Sa densité étant supérieure à celle de l'eau, la solution remplira le fond de l'aquarium. Cependant, les liquides se mélangent partiellement les uns aux autres et se forment dans l'aquarium environnement hétérogène: la densité de son contenu augmentera de haut en bas.

Allumez le laser à nouveau. Nous verrons que pendant que le faisceau est dans l’air, c’est-à-dire un milieu homogène, il se propage franchement. À l'interface entre les médias (air et aquarium), un faisceau réfracté. Dans un milieu hétérogène, le faisceau se propage curviligne et plus on se rapproche du fond de l'aquarium, plus la courbure du faisceau est perceptible. Cependant, après avoir pénétré dans un milieu homogène, l’air, le faisceau redevient simple (voir fig. "B").

Donc loi de propagation rectiligne de la lumière soutient que les rayons de lumière se propageant dans un milieu homogène transparent sont des lignes droites.

La formation d'ombre et mi-ombre. Pour faire connaissance avec ces phénomènes, faisons des expériences. Une lampe électrique à verre transparent, la boule et l'écran sont suspendus sur la même ligne. Allumer la lampe, on verra à l'écran l'ombre balle (fig. "a"). Dans ce cas, à droite de la balle entre elle et l’écran se trouve zone d'ombre dans lequel les rayons lumineux ne pénètrent pas du tout.

Prenons une lampe en verre dépoli. Nous verrons que maintenant sur l'écran il n'y a pas seulement une ombre, mais aussi mi-ombre (fig. "b"). De même, entre le ballon et l’écran se trouve une zone d’ombre où les rayons ne pénètrent pas du tout, et zone d'ombre partielle où seuls quelques rayons de lumière pénètrent.

Pourquoi est-ce que la pénombre s'est produite? Dans la première expérience, la lampe à spirale servait de source de lumière. C'était petit en comparaison de la distance à la balle et de sa taille. Par conséquent, la spirale peut être considérée source ponctuelle. Dans la deuxième expérience, la lumière n'était plus émise par une spirale, mais par un ballon de lampe. Sa taille par rapport à la distance de la balle et sa taille ne peuvent plus être négligées. Par conséquent, le cylindre doit être considéré source longue. Des rayons émanent de chacun de ses points, dont certains tombent dans la zone précédente de l'ombre, soulignant ses bords et se transformant en ombre partielle. Il est situé entre les lignes rouge et bleue (Fig. "C").

Comme vous pouvez le constater, les deux phénomènes considérés: la formation d'ombres et la formation d'ombre partielle sont des preuves expérimentales de la loi de la propagation rectiligne de la lumière.

Preuve de la propagation rectiligne de la lumière

La preuve de la propagation rectiligne de la lumière est la formation d’une ombre. Si vous prenez une source de lumière ponctuelle et un écran opaque, une ombre complète apparaît. Deux ou plusieurs sources de lumière donnent naissance à une ombre complète et à une ombre partielle.

Propagation de la lumière - pleine ombre Propagation de la lumière - mi-ombre

Présentation de la leçon

Attention! L'aperçu de la diapositive est utilisé à des fins d'information uniquement et peut ne pas donner une idée de toutes les fonctionnalités de présentation. Si vous êtes intéressé par ce travail, veuillez télécharger la version complète.

Objectif de la leçon: se faire une idée des phénomènes optiques, de la lumière en tant que rayonnement visible, des sources de lumière naturelle et artificielle, révéler le concept de source de lumière ponctuelle, examiner les lois de la propagation linéaire de la lumière, montrer, à l'aide d'exemples concrets, le rôle de la lumière et la loi de la propagation linéaire de la lumière dans la vie humaine, montrer le lien entre la physique avec d'autres articles.

Type de cours: découverte de nouvelles connaissances

1. Emission lumineuse de diverses sources.

2. La propagation rectiligne de la lumière.

3. Obtenir de l'ombre et mi-ombre.

Équipement diverses sources de lumière, une bougie et une feuille de papier (sur le bureau), un écran, un disque opaque.

Vérifiez l'état de préparation à la leçon et votre attitude au travail.

Motivation et fixation d'objectifs.

Regarde l'écran. Quels phénomènes naturels voyez-vous? (les étudiants appellent des phénomènes naturels) A quel groupe de phénomènes physiques appartiennent-ils? (ce sont des phénomènes de lumière) Qu'est-ce qui les unit? (la lumière)

Nous commençons donc à étudier la section de physique «Optique».

L'OPTIQUE EST UNE PARTIE DE LA PHYSIQUE ÉTUDIANT LES PHÉNOMÈNES LÉGERS.

Que pensez-vous sera discuté aujourd'hui dans la leçon? (les élèves expriment leurs hypothèses: qu'est-ce que la lumière, quelles sources de lumière et quels types, comment la lumière est-elle distribuée et où elle peut être utilisée).

  • Quels objectifs allons-nous nous fixer?
  • Découvrez ce qui est la lumière et quelles sont ses sources,
  • Découvrez quels types de sources de lumière existent,
  • Expliquer et prouver la loi de la propagation rectiligne de la lumière.
  • Énoncez le thème de la leçon: «Lumière. Sources de lumière. La propagation de la lumière. "

Apprendre du nouveau matériel.

Expérience 1: allumer une bougie. Que ressentirons-nous si nous apportons la main à la bougie? (Chaleur) Donc, la lumière transmet de l'énergie. Quels types de transfert d'énergie connaissez-vous? (Conductivité thermique, convection, rayonnement).

Alors qu'est-ce que la lumière? (les étudiants essaient de définir)

LA LUMIERE EST UN RAYONNEMENT PERÇU PAR L’OEIL.

Quel est le sens de la lumière?

La lumière est extrêmement importante pour chaque personne. Grâce à lui, nous voyons le monde qui nous entoure. La lumière est perçue par l'organe de la vision - l'œil - conçu pour que les objets qui nous entourent soient en couleur. Grâce à la lumière, les astronomes ont établi les lois du mouvement des planètes et des étoiles. Les biologistes ont découvert la structure cellulaire d'organismes vivants. Light participe à la photosynthèse et à la photographie, contrôle de la qualité des produits et machine de réglage de l'éclairage public.

Le rayonnement lumineux est créé par des sources lumineuses:

SOURCES LUMINEUSES - DES CORPS RADIANT LA LUMIÈRE.

a) Certains d'entre eux émettent de la lumière - on les appelle sources naturelles.

b) D'autres créent artificiellement de la lumière - sources artificielles.

Par type de rayonnement:

Thermique - nous donner de la chaleur. Fluorescent - lueur froide.

D'énormes étoiles, souvent supérieures au Soleil, sont perçues par nous comme de petits points, car sont à une distance énorme de la Terre. Ces sources de lumière seront appelées sources ponctuelles. Essayez de formuler une définition d'une source de lumière ponctuelle.

UNE SOURCE DE POINTS EST UN CORPS LUMINEUX, LES DIMENSIONS DE CELLES-CI SONT BEAUCOUP PLUS DISTANCES, AYANT UNE ESTIMATION DE SON ACTION.

Les sources lumineuses qui ne peuvent pas être considérées comme des points seront appelées sources lumineuses étendues.

CESSION(travail en groupe). Il est nécessaire de lire un poème ou un passage, de sélectionner la source de lumière et de déterminer son apparence. (1 groupe alloue les sources lumineuses par origine, 2 groupes - par type de rayonnement, 3 groupes - par taille). Remplissez le tableau. (ANNEXE 1)

Signes de divisibilité en groupesSources lumineusesDes exemples
1. Par originea) naturel
b) artificiel
2. Par type de rayonnementa) thermique
b) luminescent
3. en taillea) point
b) étendu

Dans quelle direction la lumière d'une bougie allumée se propage-t-elle? (Par tous).

Afin de distinguer l'une des nombreuses directions, nous allons utiliser le concept de rayon lumineux.

LE FAISCEAU LUMINEUX EST LA LIGNE LE LONG DE L'ÉNERGIE DE LA SOURCE LUMINEUSE.

Dans l'Egypte ancienne, les maisons étaient construites avec de nombreuses colonnes. Comment ont-ils réussi à construire des colonnes en ligne droite? (les étudiants formulent leurs hypothèses)

EXPÉRIENCE 2: mettez une feuille de papier devant vous, voyez-vous une bougie? Pourquoi

Au IIIème siècle. BC Le mathématicien grec Euclid a formulé la loi de la propagation rectiligne de la lumière.

LOI SUR LA DISTRIBUTION LINÉAIRE DIRECTE DE LA LUMIÈRE: LA LUMIÈRE DANS UN SUPPORT HOMOGÈNE TRANSPARENT DISTRIBUTE DIRECTEMENT LINÉAIRE.

Il existe de nombreuses preuves d'experts pour cette loi.

EXPÉRIENCE 3: Entre une source de lumière ponctuelle et un écran, mettez un disque opaque. Que voit-on à l'écran? (tache sombre, ombre). Définir l'ombre.

UNE OMBRE EST UN TERRAIN D'ESPACE DANS LEQUEL LA LUMIÈRE DE LA SOURCE NE GET PAS.

Dessinons un diagramme de formation d'ombres.

EXPÉRIENCE 4: déplacez lentement la source de lumière ponctuelle vers le disque, puis retirez-la. Faites attention à la taille et à la forme de l'ombre. Que peux-tu dire? (La taille de l'ombre dépend de la distance à la source de lumière. À mesure que la source de lumière approche, la taille de l'ombre augmente. Au fur et à mesure que la distance entre la source et l'objet augmente, l'ombre diminue.)

EXPÉRIENCE 5: remplace la source de lumière ponctuelle par une source étendue. Placez un disque opaque entre celui-ci et l'écran. Que voit-on à l'écran? (tache sombre et tache plus claire, les bords de l’ombre deviennent flous, ombre et mi-ombre). Définir l'ombre partielle.

Esquissons le schéma de formation des ombres et de la pénombre.

CESSION: Comment vérifier que trois piliers éloignés les uns des autres sont alignés? Sur quoi la méthode proposée est-elle basée?

CESSION: Pendant les opérations chirurgicales, une ombre des mains du chirurgien ferme le champ chirurgical. Comment éliminer cet inconvénient?

- Alors. Les gars, dites-moi, s'il vous plaît, qu'avez-vous appris aujourd'hui dans la leçon? Qu'aimeriez-vous apprendre dans les leçons suivantes?

Niveau paragraphe 62, exercice 29

Niveau paragraphe 62, exercice 29. Trouvez des proverbes et des proverbes sur les sources de lumière.

Niveau paragraphe 62, exercice 29

Expérience à domicile: Prenez un mètre et mesurez dans la rue la taille de son ombre. Déterminez ensuite la hauteur réelle de l’arbre, du pilier, de la maison ou de tout autre objet, en mesurant leur ombre..

Carte de cours technologique

Tutoriel de base A.V. Pyoryshkin “Physique 8”

Le but de la leçon: se faire une idée des phénomènes optiques, de la lumière en tant que rayonnement visible, de sources de lumière naturelle et artificielle, révéler le concept de source de lumière ponctuelle, examiner les lois de la répartition rectiligne de la lumière, montrer par des exemples concrets le rôle de la lumière et la loi de la répartition rectiligne de la lumière dans la vie humaine, montrer le lien entre la physique et d'autres sujets.

Les objectifs de la leçon: éducatif - le développement de l'intérêt cognitif, la pensée logique chez les étudiants. Formation - initier les étudiants aux concepts de: lumière, sources lumineuses, leurs types, faisceau lumineux, source ponctuelle de lumière, ombre, pénombre, à la loi de la répartition rectiligne de la lumière, apprendre à utiliser la loi pour expliquer les phénomènes optiques: formation d'ombres et de pénombre, éclipse. pensée algorithmique des étudiants, mémoire, attention.

Type de cours: découverte de nouvelles connaissances

Matériel requis: projecteur multimédia, tableau, diverses sources de lumière, une bougie et une feuille de papier (sur le bureau), un écran, un disque opaque.

Confirmation expérimentale du principe de propagation linéaire

Une de ces confirmations que nous avons citées ci-dessus. Il y en a d'autres, par exemple:

  • Formation de Penumbra.
  • Éclipses astronomiques.
  • Expériences sur l’étude de l’indépendance des faisceaux lumineux les uns des autres.
  • Expériences visant à confirmer la réversibilité des phénomènes en optique géométrique.
  • Expériences visant à mesurer la vitesse de la lumière.

En résumé, tous les faits observés expérimentalement confirment bien les postulats de l'optique géométrique. Et des études plus subtiles réfutent une image aussi primitive du monde et introduisent le concept d'onde dans l'optique. Considérons, par exemple, la formation d'une ombre partielle. Si les dimensions et la position relative de la source de lumière et de l'objet sont dans une certaine proportion, on observe alors le phénomène illustré sur la figure:

Trois zones sont formées sur l'écran: une zone où la lumière ne tombe pas du tout, une zone dans laquelle tombe seulement une partie des rayons de la source (la région de la pénombre) et une zone accessible à tous les rayons.

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