Меню

Как называется раздел физики которая изучает свет



о п т и к а

световой раздел физики

• раздел физики, изучающий явления и свойства света

• распространенное название магазина по продаже очков

• наука, работающая на снайперов

• магазин со своими «плюсами и минусами»

• специализированный магазин для тех, кто дальше собственного носа ничего не видит

• процессы излучения, распространения и взаимодействия света

• магазин для очкариков

• магазин оправ и линз

• лавка, заваленная очками

• магазин с линзами

• магазин со своими плюсами

• магазин, где торгуют очками

• физика света и очковый магазин

• наука о зрительном восприятии

• магазин для желающих лучше видеть

• самая зримая наука

• магазин для «слепых»

• магазин для плохо видящих

• «радующий» глаз раздел физики

• магазин, торгующий линзами для глаз

• «всевидящий» раздел физики

• изучает свойства света

• магазин с очками

• Раздел физики, изучающий процессы излучения света

• «Всевидящий» раздел физики

• «Радующий» глаз раздел физики

• ж. часть физики, наука о свете, о явлениях его и законах зрения; она делится на: диоптрику, науку о проницании светом тел прозрачных, о зрительных стеклах, и катоптрику, об отражении лучей света, о зеркалах. Оптик м. ученый исследователь оптики, физик; мастер и продавец оптичных или оптических снарядов. Оптический обман глаза, зрения, ошибка в суждении по видимости

Источник

Оптика — это раздел физики, изучающий поведение и свойства света. Оптические приборы

Одним из древних и объемных разделов физики является оптика. Ее достижения применяются во многих науках и сферах деятельности: электротехнике, промышленности, медицине и других. Из статьи можно узнать, что изучает эта наука, историю развития представлений о ней, важнейшие достижения, и какие существуют оптические системы и приборы.

Что изучает оптика

Название этой дисциплины имеет греческое происхождение и переводится, как «наука о зрительных восприятиях». Оптика — раздел физики, изучающий природу света, его свойства, законы, связанные с его распространением. Эта наука исследует природу видимого света, инфракрасного и ультрафиолетового излучения. Поскольку именно благодаря свету люди способны видеть окружающий мир, этот раздел физики также является дисциплиной, связанной со зрительным восприятием излучения. И неудивительно: глаз — это сложная оптическая система.

История становления науки

Оптика зародилась еще в античные времена, когда люди пытались понять природу света и выяснить, каким образом удается видеть предметы окружающего мира.

Древние философы считали видимый свет или лучами, выходящими из глаз человека, или потоком мельчайших частиц, разлетающихся от объектов и попадающих в глаз.

В дальнейшем природу света изучали многие видные ученые. Исаак Ньютон сформулировал теорию о корпускулах — крошечных частичках света. Другой ученый, Гюйгенс, выдвинул волновую теорию.

Природу света продолжали исследовать физики 20 века: Максвелл, Планк, Эйнштейн.

В настоящее время гипотезы Ньютона и Гюйгенса объединены в понятии корпускулярно-волнового дуализма, согласно которому, свет имеет свойства и частицы, и волны.

Разделы

Предмет исследований оптики — это не только свет и его природа, но также приборы для этих исследований, законы и свойства этого явления и многое другое. Поэтому в науке выделяются несколько разделов, посвященных отдельным сторонам исследований.

  • геометрическая оптика;
  • волновая;
  • квантовая.

Ниже будет подробно рассмотрен каждый раздел.

Геометрическая оптика

В данном разделе существуют следующие законы оптики:

Закон о прямолинейности распространения света, проходящего через однородную среду. Световой луч рассматривается, как прямая линия, вдоль которой проходят световые частицы.

Падающий и отраженный лучи, а также перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости (плоскость падения). Угол отражения γ равен углу падения α.

Падающий и преломленный лучи, а также перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости. Отношение синуса угла падения α к синусу угла преломления β есть величина, постоянная для двух данных сред.

Средством изучения свойств света в геометрической оптике являются линзы.

Линза — это прозрачное тело, которое способно пропускать и видоизменять световые лучи. Они делятся на выпуклые и вогнутые, а также на собирающие и рассеивающие. Линза является основной составляющей всех оптических приборов. Когда толщина ее мала по сравнению с радиусами поверхностей, она называется тонкой. В оптике формула тонкой линзы выглядит так:

d — расстояние от предмета до линзы; f — расстояние до изображения от линзы; D — оптическая сила линзы (измеряется в диоптриях).

Волновая оптика и ее понятия

Поскольку известно, что свет имеет все свойства электромагнитной волны, отдельный раздел физики изучает проявления этих свойств. Он называется волновая оптика.

Читайте также:  Какая часть свет омывается четырьмя океанами

Основные понятия данного раздела оптики — это дисперсия, интерференция, дифракция и поляризация.

Явление дисперсии было обнаружено Ньютоном, благодаря его опытам с призмами. Это открытие является важным шагом к пониманию природы света. Он обнаружил, что преломление световых лучей зависит от их цвета. Это явление было названо дисперсией или рассеянием света. Сейчас уже известно, что цвет зависит от длины волны. Кроме того, именно Ньютон предложил понятие спектра для обозначения радужной полоски, получаемой при дисперсии посредством призм.

Подтверждением волновой природы света является интерференция его волн, открытая Юнгом. Так называют наложение друг на друга двух или нескольких волн. В результате можно видеть явление усиления и ослабления колебаний света в различных точках пространства. Красивыми и знакомыми каждому проявлениями интерференции являются мыльные пузыри и радужная разноцветная пленка разлитого бензина.

Любому волновому процессу свойственно явление дифракции. Этот термин переводится с латинского, как «разломанный». Дифракция в оптике — это огибание волнами света краев препятствий. Например, если на пути светового пучка расположить шарик, то на экране за ним появятся чередующиеся кольца — светлые и темные. Это называется дифракционная картина. Исследованием явления занимались Юнг и Френель.

Последнее ключевое понятие волновой оптики — это поляризация. Свет называют поляризованным, если направление колебаний его волны является упорядоченным. Поскольку свет является продольной, а не поперечной волной, то и колебания происходят исключительно в поперечном направлении.

Квантовая оптика

Свет — это не только волна, но и поток частиц. На основе этой его составляющей возникла такая отрасль науки, как квантовая оптика. Ее появление связывают с именем Макса Планка.

Квантом называют любую порцию чего-либо. А в данном случае говорят о квантах излучения, то есть порциях света, выбрасываемых при нем. Для обозначения частиц используют слово фотоны (от греческого φωτός — «свет»). Это понятие было предложено Альбертом Эйнштейном. В данном разделе оптики формула Эйнштейна E=mc 2 также применяется для изучения свойств света.

Главная задача этого раздела — изучение и характеристика взаимодействия света с веществом и исследования его распространения в нетипичных условиях.

Свойства света как потока частиц проявляются в таких условиях:

  • тепловое излучение;
  • фотоэффект;
  • фотохимические процессы;
  • вынужденное излучение и др.

В квантовой оптике существует понятие неклассического света. Дело в том, что квантовые характеристики светового излучения невозможно описать в рамках классической оптики. Неклассический свет, например, двухфотонный, сжатый, применяется в разных сферах: для калибровки фотоприемников, при точных измерениях и др. Еще одно применение — квантовая криптография — секретный способ передачи информации с помощью двоичных кодов, где вертикально направленному фотону присвоен 0, а горизонтально направленному — 1.

Значение оптики и оптических приборов

В каких сферах технологии оптики нашли главное применение?

Во-первых, без этой науки не было бы оптических приборов, известных каждому человеку: телескоп, микроскоп, фотоаппарат, проектор и другие. С помощью специально подобранных линз люди получили возможно исследовать микромир, вселенную, небесные объекты, а также запечатлевать и транслировать информацию в виде изображений.

Кроме того, благодаря оптике был сделан ряд важнейших открытий в области природы света, его свойств, открыты явления интерференции, поляризации и другие.

Наконец, широкое применение оптика получила в медицине, например, в изучении рентгеновского излучения, на основании которого был создан аппарат, спасший немало жизней. Благодаря этой науке также был изобретен лазер, широко применяющийся при хирургических вмешательствах.

Оптика и зрение

Глаз — это оптическая система. Благодаря свойствам света и возможностям органов зрения, можно видеть окружающий мир. К сожалению, мало кто может похвастаться идеальным зрением. С помощью этой дисциплины, стало возможно вернуть возможность людям лучше видеть с помощью очков и контактных линз. Поэтому медицинские учреждения, занимающиеся подбором средств коррекции зрения, также получили соответсвующее название — оптика.

Можно подвести итог. Итак, оптика — это наука о свойствах света, затрагивающая многие сферы жизни и имеющая широкое применение в науке и в быту.

Источник

Урок физики по теме «Свет. Закон отражения света»

Разделы: Физика

Цели:

  • познакомить учащихся с историей развития взглядов на природу света, привести их к выводу о законе прямолинейного распространения света и отражения света, учить наблюдать физическое явление и делать выводы;
  • способствовать развитию: мышления, пространственного воображения, коммуникативных качеств; продолжить формирование научного мировоззрения;
  • средствами урока прививать интерес к физике как науке.
  • Тип урока: урок усвоения знаний на основе имеющихся

    Вид урока: проблемный урок

    словесные: постановка проблемного вопроса и его разрешение в ходе диалога, рассказ;

    наглядные: работа с опорным конспектом, демонстрации;

    практические: решение качественных задач.

    Оборудование: оптический круг, источник света, фонарик, зеркала, карточки, опорные конспекты, программный продукт, компьютер, проектор.

    Читайте также:  Вокруг света за 80 дней классика

    План урока:

  • Оргмомент
  • Мотивация. Постановка цели урока.
  • Изучение нового материала с постановкой проблемы: что представляет собой свет, и каким законам он подчиняется (объяснение по опорному конспекту с демонстрациями)
  • Закон прямолинейного распространения света.

    Закон отражения света

    4. Закрепление (беседа по опорному конспекту)

    5. Подведение итогов урока.

    1. Мотивация. Целеполагание.

    Выключите свет, закройте глаза. Учитель зачитывает стих.

    Чудный дар природы вечной
    Дар бесценный и святой
    В нем источник бесконечный
    Наслажденья красотой:
    Небо, солнце, звезд сиянье,
    Море в блеске голубом –
    Всю картину мирозданья
    Мы лишь в свете познаем.

    ДА БУДЕТ СВЕТ! (Включают свет)

    — В каких тонах вы видели окружающие вас предметы при выключенном свете? (в черно-серых)

    — Когда включили свет, предметы приобрели окраску. Мы с вами очень часто используем понятие “свет”.

    Мы говорим:
    -Зажечь свет.
    -Свет ты мой ясный.
    -Ученье свет, а неученье тьма.
    -Путешествие вокруг света.
    -На чем свет стоит.
    -Выпустить в свет.
    -Световой год.
    -Световые волны.

    — Какие источники света вы знаете?

    Солнце – источник жизни на Земле. Почти весь свет мы получаем от Солнца. Свет Солнца создает нам смены дня и ночи, т.к. Земля вращается вокруг Солнца то на одной стороне Земли день, а на другой – ночь.

    Лампочка, свеча, молния, экран телевизора и т.д.

    — А кто-нибудь из вас задумывался: что же такое “свет”?

    Так вот сегодня мы с вами рассмотрим: что из себя представляет свет и каким законам он подчиняется. Мы будем работать с опорным конспектом, который вы видите на доске. В ходе урока вы себе в тетрадь его записываете. Откройте тетради, и запишите число, тему урока. (Приложение)

    2. Корпускулярно-волновой дуализм.

    Природа очень долго хранила секрет света.

    Древние Греки считали: свет – нечто такое, что истекает из глаза, ощупывает предмет и доставляет наблюдателю информацию.

    Пифагор считал: тела становятся видимыми благодаря испускаемым ими частицам.

    В конце XVII в. почти одновременно возникли три теории:

    — В 1672 г. англ. уч. И.Ньютон предложил корпускулярную теорию света, согласно которой свет представляет собой поток “лучистых частиц” — корпускул.

    — В 1678 г. гол. уч. Гюйгенс разработал волновую теорию, которая рассматривала свет как упругую волну, распространяющуюся в среде.

    — В 1864 г. англ. уч. Максвелл создал электромагнитную теорию света, которая рассматривала свет как электромагнитную волну.

    ВЫВОД: свет-поток частиц обладающих волновыми свойствами. Двойственность свойств света называется корпускулярно-волновым дуализмом.

    Это проявление взаимосвязи основных форм материи вещества и поля.

    Раздел физики, рассматривающий явления связанные со светом, а также взаимодействие света с веществом называется ОПТИКА. (от греческого слова “зрительный”)

    3. Скорость света.

    Так как свет – поток частиц и волна, то у него должна быть скорость. Аристотель считал, что свет от точки к точке распространяется мгновенно. Кеплер и Декарт считали скорость света бесконечной. Ньютон и Гук – конечной, но очень большой.

    И только в 1676 году датский ученый Ремер определил астрономическим методом, наблюдая за спутником Юпитера – Ио что С=215000 км/с.

    В дальнейшем скорость света лабораторным способом, определил французский физик в 1849 году Физо: С=299792458 м/с.

    Современные расчеты дают приблизительно такой же результат, поэтому при решении задач мы будем принимать: С=300000 км/с или с=3*10 8 м/с.

    Свет распространяется так быстро, что за 1 секунду может обежать вокруг Земли 8 раз. (Майкельсон – с применением вращения зеркал)

    А в 1850 году французский физик Фуко измерил скорость света в воде, она оказалась в 1,33 раза меньше чем в вакууме.

    Я включаю фонарик. Что вы видите, как это называется? (луч света)

    Однако с точки зрения физики, это совсем не луч, а более или менее узкий пучок света.

    Если взять узкий пучок света и представить себе его ось, то эта ось и будет световым лучом.

    Включаю фонарик, ставлю на его пути зеркало.

    -Что произошло со световым пучком? (Он отклонится)

    -А отклонится ли его ось? (Да)

    Если пучок света изменит направление своего распространения точно также и изменит направление соответствующий световой луч.

    -Что же такое световой луч? (Это линия, указывающая направление вдоль которого распространяется световая линия)

    А.Ахматова в одном из своих стихов описывает световой луч:

    Молюсь оконному лучу
    Он бледен, тонок, прям.

    Луч – геометрическое понятие, в действительности в природе существуют световые пучки.

    Сам термин “луч” пришел в геометрию на основе физических представлений.

    Раздел физики, который изучает законы распространения света на основе представлений о световых лучах, называется геометрической оптикой.

    Читайте также:  Когда гаснет свет 2016 описание

    5. Прямолинейное распространение света.

    -Скажите, что можно наблюдать, когда идете по улице в солнечную погоду или вечером, когда уже светят фонари?

    -На что нельзя наступить?

    -Попутчица за мною ходит вслед
    Мне от нее не зла не пользы нет.
    (Тень)

    -А почему образовывается тень?

    На пути светового пучка ставлю преграду. Наблюдаем тень. Примеры тени и полутени.

    ВЫВОД: свет распространяется прямолинейно.

    В некоторых африканских племенах избегают переход через открытую местность в полдень, потому что боятся потерять свою тень. Считают, что наступить на тень человека – нанести ему серьезное оскорбление.

    Солнечные и лунные затмения так же происходят вследствие прямолинейного распространения света.

    Затмение Солнца загадочное в прошлом явление, по преданиям предвещавшее горести, болезни и всяческие несчастия.

    На картине Рериха “Поход князя Игоря” 1910 г. изображено затмение Солнца. В основе картины лежит историческое событие – сражение русского князя с половцами. Яркие, “звучные краски, скупо очерченные, но выразительные силуэты воинов в их неудержимом движении вперёд” — всё это прочитывается как зачин сказочной былины. Красные, “червленые”, щиты, по которым в XII веке узнавали русичей, озарены солнечным сиянием. И в это время на войско с небес падает тревожная тень, цвета ультрамарина. – это сама природа через солнечное затмение предвещает войску неудачу.

    “… Тогда Игорь воззрел на светлое солнце,
    Увидел он воинов своих, тьмой от него прикрытых,
    И рёк Игорь дружине своей:
    Братия и дружина!
    Лучше нам быть порубленными, чем даться в полон.
    Сядем же, други, на борзых коней
    Да посмотрим синего Дона!
    Вступил князь Игорь в златое стремя,
    и поехал по чистому полю,
    Солнце дорогу ему тьмой заступило…”

    -От чего зависит размер тени? (показ: от размера объекта и от удаленности от источника света)

    -Будет ли образовываться тень от стекла? (показ: нет, не будет)

    -Максим Горький в своих воспоминаниях рассказывал: “Я видел, как Антон Павлович Чехов, сидя в саду у себя, ловил шляпой солнечный луч и пытался, совершенно безуспешно, надеть его на голову вместе со шляпой”

    -Почему Чехову не удалось это сделать? (свет распространяется прямолинейно, шляпой невозможно изменить его направление)

    -А как вы думаете, можно ли вообще изменить направление светового луча? (можно, если на его пути поставить зеркало)

    6. Отражение света.

    -Когда световой луч падает на границу двух сред (воздух – зеркало), он меняет свое направление распространения.

    Показываю: свет от фонарика, зеркало. (на оптическом круге)

    Свет отскакивает от поверхности словно мячик.

    ВЫВОД: падающий луч, отраженный и перпендикуляр, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости; угол отражения равен углу падения.

    -Важнейшее свойство световых лучей, которое вытекает из закона отражения света: обратимость световых лучей (на оптическом круге).

    -Отражение от зеркала называется зеркальным отражением. Параллельные лучи света отражаются от зеркала параллельными лучами.

    -Скажите, где в природе можно наблюдать зеркальное отражение? (на воде)

    -Помните мультфильм про Карлсона. (тот момент, когда грабители ходили по крышам) – отражение света от фонаря в зеркале.

    В своем стихотворении Федор Иванович Тютчев сравнивает реку с зеркалом:

    В небе тают облака
    И лучистая на зное
    В искрах светится река
    Словно зеркало стальное

    -Посмотрите в зеркало. Скажите, где находится изображение: перед зеркалом или как бы за ним?

    -Посмотрим, как строится изображение в зеркале:

    -Изображение построено, на продолжении лучей, а не на самих лучах. Изображения в зеркалах мнимые.

    -У вас есть на партах карточки, возьмите зеркала и поставьте их вдоль линий. Прочитайте, что у вас получилось.

    -Как вы думаете, как будут направлены отраженные лучи от параллельных падающих, если поверхности шероховатая. (Они будут направлены в разные стороны)

    Такое отражение называется диффузным.

    -Вы видите луч света? (Нет)

    -А теперь? (Да видим)

    -Какой вывод можно сделать? (Мука отражает свет и поэтому луч становится видимым)

    -Почему нам виден луч проектора в кинотеатре? (Свет отражается от пыли находящейся в воздухе)

    -Почему мы видим лучи Солнца? (Свет отражается от частичек пыли, капелек воды, находящихся в воздухе)

    -Почему космическое пространство темное? (Там нет ничего: ни пыли, ни капелек воды, которые отражали бы свет)

    -Луна сама не излучает свет. Так почему мы ее видим? (Она отражает солнечный свет)

    ВЫВОД: весь свет, который мы видим отраженный (Диффузное отражение)

    -Что представляет собой свет?

    -Скорость света. Что такое луч света?

    -Какие законы распространения света вы теперь знаете?

    -Закон отражения света.

    -Какое получается изображение?

    Свет – удивительное самое замечательное природное явление.

    Источник