ЛАБОРАТОРНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА
«Зависимость коэффициентов отражения и пропускания света
от угла падения светового луча на границу раздела двух сред».
КРАТКАЯ ТЕОРИЯ.
Свет, падая на границу раздела двух прозрачных сред, частично отражается от неё и частично проходит во вторую среду, т.е. вторая среда пропускает свет.
Физические свойства веществ, из которых состоят среды, определяют степень отражения и пропускания ими света. Эти явления характеризуются физическими величинами, которые называются коэффициентом отражения и коэффициентом пропускания.
Коэффициентом отражения К называют долю отражённой световой энергии Е' от падающей на границу раздела двух сред полной световой энергии Е, выраженной в процентах:
К = (Е'/Е)·100%
Коэффициентом пропускания М называют долю световой энергии, прошедшую во вторую прозрачную среду Е'', от падающей на границу раздела двух сред полной световой энергии Е, выраженной в процентах:
М = (Е''/Е)·100%
Очевидно, что оба эти коэффициента зависят от угла падения светового луча на границу раздела двух сред.
В практической части данной работы вам предлагается исследовать эту зависимость, опираясь на графики, построенные вами с использованием предложенной таблицы:
Граничащие среды
Угол(α)
падения
в
градусах
0
10
20
30
40
50
60
70
80
89
90
Воздух-
стекло
К,%
4,7
4,7
4,7
4,9
5,3
6,6
9,8
18
39
91
100
М,%
95,3
95,3
95,3
95,1
94,7
93,4
90,2
82
61
9
0
Воздух-
вода
К,%
2,0
2,0
2,1
2,2
2,5
3,4
6,0
13,5
34,5
90
100
М,%
98,0
98,0
97,9
97,8
97,5
96,6
94,0
86,5
65,5
10
0
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.
Построить графики зависимости коэффициентов отражения и пропускания от угла падения светового луча.
Ответить на вопросы:
Чему равны коэффициенты отражения и пропускания света для углов падения 35⁰ и 75⁰?
При каком угле падения света отражается 30% от упавшей на границу раздела двух сред световой энергии?
При каком угле падения света во вторую среду проходит 70% упавшей на границу раздела двух сред световой энергии?
Сравнив значения углов падения света в п. 2 и 3, сделайте вывод о законе сохранения энергии в этом явлении.
При каком значении угла падения света ровно половина падающей световой энергии отражается и ровно половина её проходит во вторую среду?
Обозначьте разным цветом границы значения угла падения света, в пределах которых коэффициенты отражения практически не изменяются; увеличиваются на незначительную величину; увеличиваются на значительную величину; резко увеличиваются от 35%-40% до 100% .
Обозначьте разным цветом границы значения угла падения света, в пределах которых коэффициенты пропускания практически не изменяются; уменьшаются на незначительную величину; уменьшаются на значительную величину; резко уменьшаются от 82%-86% до 0% .
Сделайте общий вывод о зависимостях коэффициентов отражения и пропускания от угла падения светового луча.
ЗАЩИТА РАБОТЫ.
При сдаче работы учителю уметь отвечать на вопросы:
Что называют коэффициентом отражения? Напишите формулу этой величины.
Что называют коэффициентом пропускания? Напишите формулу этой величины.
Как зависят коэффициенты отражения и пропускания от угла падения светового луча?
Какая среда (стекло или вода) обладает большей отражающей способностью? большей пропускающей способностью?
Найдите значения показателей преломления воды и стекла. Какая из этих сред оптически более плотная? Оптически менее плотная?
Свяжите отражающую и пропускающую способность сред с их оптической плотностью.
Изучив принцип Гюйгенса-Френеля - основной постулат волновой теории, описывающий и объясняющий механизм распространения волн, в частности, световых, попытайтесь объяснить результаты вашего исследования.
МЕТОДИЧЕСКИЕ ЗАМЕЧАНИЯ.
- Работа может проводиться при аттестации на повышенную оценку.
- Исследования для разных граничащих сред можно предложить учащимся разных вариантов, что даст возможность обсудить в группе ответы на вопросы с 4 по 6.
- Чтобы получить возможность дифференцировать работу учащихся по уровню обученности, можно предложить им: а) воспользоваться готовыми графиками; б) использовать компьютерное построение графиков; в) построить эти графики самим.
- Любая форма работы с графиком позволяет учащимся работать самостоятельно в любое удобное для них время и место (в классе или дома).
- Работа интегрирует физику с математикой, черчением и информатикой.
- Работа развивает логическое мышление учащихся и прививает им исследовательские навыки.
ИЗ ЛИЧНОГО ОПЫТА.
Работа вызывает живой интерес у учащихся.
