Примеры решения задач на оптические явления

Курсовая работа
по физике
Работу выполнила:
Учитель физики
школы №148
Ленинского района
Гришина
Светлана Михайловна
Нижний Новгород
2014 год
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Программа факультативного курса составлена с учетом государственного
образовательного стандарта и содержания базового курса физики 7-11
классов.
Программа факультативного курса «Учимся решать задачи по физике»
преследует реализацию следующих целей:
 повторение и углубление знаний по основным темам курса физики 7-11
классов в систематизированном и обобщенном виде;
 формирование и совершенствование умений применять полученные
знания для решения физических задач;
 формирование обобщенных представлений о классификации, приемах
и методах решения физических задач;
 развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих
способностей учащихся в процессе решения интеллектуальных
проблем, физических задач;
 развитие мышления учащихся.
В настоящее время на факультатив по физике приходит небольшое
количество мотивированных учащихся. Это дает возможность учителю
осуществить индивидуальный подход к обучению и постоянный контроль
всех выполненных заданий, как в классе, так и дома.
Учащиеся должны научиться решать физические задачи разного уровня
сложности.
Необходимо больше внимания уделять решению задач для успешной сдачи
ЕГЭ по физике, отработать решение задач по тем разделам физики, которые
вызвали наибольшие затруднения при сдаче ЕГЭ в 2014 году (статика, ЭМИ,
оптика)
Примеры решения задач на оптические явления:
Задача 1: объяснение образования радуги
Чаще всего наблюдается первичная радуга, при которой свет
претерпевает одно внутреннее отражение. Ход лучей показан на рисунке
справа вверху. В первичной радуге красный цвет находится снаружи дуги, её
угловой радиус составляет 40-42°.
Иногда можно увидеть ещё одну, менее яркую радугу вокруг первой.
Это вторичная радуга, которая образована светом, отражённым в каплях два
раза. Во вторичной радуге «перевёрнутый» порядок цветов —
снаружи находится фиолетовый, а внутри красный. Угловой радиус
вторичной радуги 50-53°.
Sin𝛼 = 1/n = d/R
Sin𝛼 = n1/ n2
Задача 2: Иногда вокруг Солнца или Луны наблюдаются круги (малое Гало).
Оно находится обычно на угловом расстоянии в 22° и окрашено изнутри
красным, а снаружи – белым или синим цветом. Отчего оно возникает?
Правда ли, что Гало считают предвестником дождя?
Ответ: Малое Гало обусловлено преломлением света в падающих
кристалликах льда. Главные оси кристаллов, на которых образуется Гало,
ориентированы случайным образом в плоскости, перпендикулярной лучу
падающего света. Поэтому в любой точке под углом 22° имеются кристаллы,
которые ориентированы так, что дают яркий свет. Сильнее всего
преломляются синие лучи, поэтому внешняя сторона открашена в этот цвет.
Задача 3: Наблюдение капельного гало
(опыт: подуть на очки и направить лазерный луч. Наблюдается «ореол» гало)
Задача 4:Почему не всё небо имеет одинаковый оттенок, а часть окрашена в
более яркий голубой цвет?
Ответ: Солнечный свет рассеивается на молекулах воздуха, причём свет с
меньшей длиной волны рассеивается сильнее. Поэтому, когда Солнце близко
к горизонту, небо над наблюдателем в основном голубое. Голубизна неба на
расстоянии больше 90° от Солнца слабее, так как небо освещено светом,
прошедшим больший путь в атмосфере и потерявшим синюю
составляющую.
Задача 5: Как далеко от нас образуется радуга, т.е. на каком расстоянии
находятся те капли воды, благодаря которым она и возникает?
Ответ: Для радуги имеет значение лишь угол между падающим солнечным
лучом и линией зрения наблюдателя. Капли же могут находиться на
расстоянии от нескольких метров до нескольких километров. Можно
наблюдать радугу, возникающую на фоне струй водопада или фонтана.
Задача 6: Почему на дне водоема предметы кажутся глубже
S1 – мнимое изображение точки, АВ = d, AS = h, AS1 = h1, n = 1
n1 * Sin𝛼1 = n2 * Sin𝛼2
sinβ ~ β = d/n1; Sin𝛼 ~𝛼 = d/n; (β/2)*1 = n1 * (𝛼/2); h/h1 = nЗадача 7: Я
хорошо вижу на расстоянии 50 см. Какой оптической силы
нужны очки, чтобы видеть на расстоянии 25см?
а1
а2
1
2 (глаз)
а1 = 0,5м, а2 = 0,25м
1/ а1 + 1/а = 1/f2 (1)
1/ а2 + 1/а = 1/f (2)
Вычитаем из (1) (2): 1/ а1 - 1/ а2 = 1/f2 - 1/f (3)
1/f – 1/f1 = 1/f2 (4)
Подставляем выражение (4) в (3): 1/ а1 - 1/ а2 = 1/f2 -1/f2 - 1/f1
1/f = 1/ а2 - 1/ а1 D = 1/f
D = 1/0,25 – 1/0,5
D = 4-2 = 2 (дптр)