Ознакомление с содержанием темы «Световые явления» курса физики 8 класса и «Электромагнитные волны» курса физики 11 класса (Лабораторная работа № 21), страница 2

ОПЫТ №1

ПОЛНОЕ ОТРАЖЕНИЕ СВЕТА. СВЕТОВОД

Оборудование: оптический диск со стеклянным полуцилиндром; источник питания к осветителю диска; аппарат проекционный ФОС-67 с принадлежностями (или осветитель теневого проецирования); U-образная трубка; красный светофильтр; подкрашенная жидкость.

Собирают установку и повторяют демонстрацию преломления света, идущего из среды оптически более плотной в среду оптически менее плотную (рис.1). Наблюдения ведут одновременно за тремя пучками: падающим, отраженным и преломленным.

С увеличением угла падания доля отраженного света от плоской поверхности стекла возрастает, а преломлённого – убывает. Как только угол падения достигнет некоторого предельного значения (42°). Преломленный пучок скользит вдоль плоской грани полуцилиндра и при незначительней увеличении угла падения исчезает совсем. При этой яркость отраженного пучка резко возрастает и становится одинаковой с яркостью падающего пучка.

При дальнейшем увеличении угла падения наблюдается только отраженный пучок. Он выходит из стекла без преломления и оставляет на поверхности диска хорошо видимый след. Это явление называют полным отражением света.

Учащимся сообщают, что полное отражение находит широкое применение в различных оптических приборах, в частности в световодах. Модель световода демонстрируют с помощью U-образной трубки наполненной керосином или водой (рис. 2). Для этого раздвижную щель в проекционном аппарате заменяют диафрагмой с круглым отверстием. Выходящий пучок света с помощью зеркала направляют вертикально вниз. В пучок света вносят трубку с жидкостью так, чтобы он входил только в одно колено. При этом жидкость в трубке начинает светится по всей длине, как будто свет не прямолинейно, а криволинейно в соответствии с кривизной трубки.

Наблюдаемое явление объясняют полным отражением света на границе стекло-воздух и частичным рассеиванием света. Многократное отражение на границе керосин-стекло (или вода-стекло) не имеет значения в виду малого различия в показателях преломления этих сред.

Для выразительности опыта при входе света в жидкость, ставят красный светофильтр. Тогда жидкость в трубке светится красным светом. Позади трубки необходимо поместить темный экран и слегка затемнить класс.

ОПЫТ №2

НЕВИДИМЫЕ ИЗЛУЧЕНИЯ В СПЕКТРЕ НАГРЕТОГО ТЕЛА.

Оборудование: аппарат проекционный ФОС-67 с принадлежностями; призма дисперсионная "Флинт" или призма прямого зрения; фотоэлемент кремниевый ФЭК (он  же источник тока фотоэлектрический); гальванометр демонстрационный M1032; соединительные провода; экран, экран люминесцирующий.

Соберите установку по рис.3.

Получите на экране дисперсионный спектр. Помещайте фотоэлемент в различные участки спектра и наблюдайте за отклонением светового зайчика гальванометра. (Примечание: в методической литературе рекомендуется проводить опыт с использованием термостолбика). Медленно перемещайте фотоэлемент перпендикулярно световым лучам от фиолетового края спектра к красному. (Тень от ФЭК проецируется на экран). Наблюдайте за показаниями гальванометра, которые достигают максимального значения, когда фотоэлемент находится за видимой красной частью спектра. Таким образом, и обнаруживается инфракрасная область спектра. Дальнейшее передвижение фотоэлемента приводит к постепенному уменьшению до нуля показаний гальванометра.

Для наблюдения ультрафиолетового излучения поместите люминесцирующий экран в фиолетовую область спектра. При этом люминесцирующем экране спектр становится "длиннее": внесенный экран светится светло-зеленым светом и в невидимой части спектра. Таким образом, убеждаются в наличии излучения за фиолетовой частью спектра.

ОПЫТ №3

ПОЛУЧЕНИЕ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫХ ПОЛОС.

Оборудование: проекционный аппарат ФОС-67; бипризма Френеля на диске-ширме;щельраздвижная на диске-ширме; экран проекционный.

Опыт является очень важным в методическом отношении, так как дает возможность выяснитьволновую природу света.

Уже из принципиальной схемы опыта (рис. 4) видно, что явление обуславливается наличием двух мнимых изображений щели (когерентных «источниковсвета»), образуемых бипризмой.

Собирают установку по рисунку 5. На оптической скамье располагают закрепленные на дисках-ширмах раздвижную щель и бипризму Френеля.