Слайд 1

Учебно-методическое пособие для студентов

Преподаватель ГОУ СПО «Благовещенский медицинский техникум» Качанова Ирина Алексеевна

Слайд 2

Оптика Источники света Фотометрия Световой поток Световой пучок. Световой луч. Сила света. Освещенность. Нормы освещенности

Слайд 3

Раздел физики, изучающий световые явления, получил название оптики (от греч. «оптикос» зрительный), а световые явления обычно называются оптическими.

Ответить на вопросы: Какие способы передачи воздействий существуют? Приведите примеры. Какие теории по изучению света были выдвинуты и чем они отличались? Что называют геометрической оптикой? Основное положение геометрической оптики.

Работа с учебником Физика 11кл., Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буханцев стр. 168 – 170.

Слайд 4

Способы передачи воздействий

Перенос вещества от источника к приемнику. (ударить по струне) Измерение состояния среды между телами (без переноса вещества). (две струны поместить рядом и звуковые волны от первой струны дойдя до второй вызовут ее звучание)

Слайд 5

корпускулярная

Изучением данной теории занимался Ньютон Свет – это поток частиц, идущих от источника во все стороны (перенос вещества) Затруднения: Почему световые пучки, пересекаются в пространстве

волновая

Изучением данной теории занимался Гюйгенс Свет – это волны, распространяющиеся в особой гипотетической среде - эфире, заполняющем все пространство проникающем внутрь всех тел Затруднения: Прямолинейное распространение и образование теней

Корпускулярная и волновая теории света

Во второй половине XIX века – свет рассматривали как волну.

В начале XX века представления о природе сета изменились. Свет при излучении и поглощении ведет себя подобно потоку частиц

Слайд 6

Явления интерференции и дифракции можно было объяснить, если свет считать волной

Явления излучения и поглощения можно было объяснить, если свет считать потоком частиц

Интерференция света сложение световых волн

Дифракция света огибание малых препятствий.

Излучение света процесс испускания и распространения энергии в виде волн и частиц.

Поглощение света уменьшение интенсивности излучения света

Слайд 7

Геометрическая оптика

Раздел оптики, изучающий законы распространения света в прозрачных средах, законы отражения света от зеркальных поверхностей и принципы построения изображений при прохождении света в оптических системах.

Основное положение геометрической оптики

Свет распространяется прямолинейно

Слайд 8

Искусственные Естественные звезды комета солнце лучина лампа Источники света свеча бактерии на рыбе костер верно

Слайд 9

ФОТОМЕТРИЯ (греч. photós - свет и metréo - измеряю)

Фотометрия

раздел ОПТИКИ в котором изучают способы измерения световой энергии.

В основе фотометрии как науки лежит разработанная теория светового поля

Световое поле - область пространства, заполненная светом.

Слайд 10

Величина, измеряемая количеством энергии, которую излучает источник света за единицу времени называется световым потоком

Световой поток

время [с, мин., часы]

количество энергии [Дж]

световой поток [лм] (люмен)

Слайд 11

Часть светового потока, ограниченная конической или циклической поверхностью, называется световым пучком

Световой пучок. Световой луч.

Световой луч линия, по направлению которой распространяется световой пучок

Световой пучок – это поток световой энергии

Световой луч – это направление, по которому распространяется энергия

Слайд 12

часть пространства, ограниченная некоторой конической поверхностью, называется телесным углом.

Телесный угол

Телесный угол измеряется частью сферической поверхности ABCDEF

Площадь сферы [м2] Радиус сферы [м]

телесный угол [ср] (стерадианом)

Слайд 13

Величина, измеряемая количеством энергии, которое излучается источником света за единицу времени внутри телесного угла, называется силой света

Сила света. Освещенность

сила света [кд] (кандела)

Величина, измеряемая количеством световой энергии, подающей на единицу поверхности тела за одну секунду, называется освещенностью

площадь поверхности [м2]

освещенность [лк] (люкс)

Слайд 14

Для сохранения зрения и создания нормальных условий труда необходимо поддерживать наиболее благоприятную освещенность. Оптимальные нормы освещенности (лк) На рабочем месте для тонких работ........ 200 Для чтения...................100 На рабочем месте для грубых работ.......30 В коридорах и на лестницах...........15 Проходы в помещениях..............10 На улицах и площадях............. 4 Во дворах и подъездах............. 2 Весьма специфические требования предъявляются к освещенности операционного поля в хирургии. Падающий на операционное поле свет должен создавать равномерную оптимальную освещенность при минимальном тепловом эффекте, не утомлять врача и не создавать тени. Для этой цели применяются лампы специальной конструкции, так называемые бестеневые лампы.

Нормы освещенности

Слайд 15

литература

ru.wikipedia.org › Википедия 5terka.com › Геометрическая оптика images.yandex.ru › Яндекс. Картинки http://www.bymath.net › Вся элементарная математика

Подписи к слайдам:

оптика
Способы передачи воздействий
Перенос вещества от источника к приемнику. (ударить по струне)Измерение состояния среды между телами (без переноса вещества). (две струны поместить рядом и звуковые волны от первой струны дойдя до второй вызовут ее звучание)
корпускулярная
Изучением данной теории занимался НьютонСвет – это поток частиц, идущих от источника во все стороны (перенос вещества)Затруднения:Почему световые пучки, пересекаются в пространстве
волновая
Изучением данной теории занимался ГюйгенсСвет – это волны, распространяющиеся в особой гипотетической среде - эфире, заполняющем все пространство проникающем внутрь всех телЗатруднения:Прямолинейное распространение и образование теней
Корпускулярная и волновая теории света
Во второй половине XIX века(Максвелл) – свет рассматривали как волну.
В начале XX века представления о природе света изменились.Свет при излучении и поглощении ведет себя подобно потоку частиц
Искусственные
Естественные
звезды
комета
солнце
лучина
лампа
свеча
бактерии на рыбе
костер
Явления интерференции и дифракции можно было объяснить, если свет считать волной
Явления излучения и поглощения можно было объяснить, если свет считать потоком частиц
Интерференция света сложение световых волн
Дифракция светаогибание малых препятствий.
Излучение света процесс испускания и распространения энергии в виде волн и частиц.
Поглощение света уменьшение интенсивности излучения света
Геометрическая оптика
Раздел оптики, изучающий законы распространения света в прозрачных средах, законы отражения света от зеркальных поверхностей и принципы построения изображений при прохождении света в оптических системах.
Основное положение геометрической оптики
Свет распространяется прямолинейно
ФОТОМЕТРИЯ (греч. photуs - свет и metrйo - измеряю)
Фотометрия
раздел ОПТИКИ в котором изучают способы измерения световой энергии.
В основе фотометрии как науки лежит разработанная теория светового поля
Световое поле - область пространства, заполненная светом.
Часть светового потока, ограниченная конической или циклической поверхностью, называется световым пучком
Световой пучок. Световой луч.
Световой луч линия, по направлению которой распространяется световой пучок
Световой пучок – это поток световой энергии
Световой луч – это направление, по которому распространяется энергия
*
Угол падения равен углу отражения.Луч падающий, отраженный и перпендикуляр, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости.
Закон отражения светаУглом падения называют угол между падающим лучом и нормалью к отражающей поверхности. В точке падения.
α
β
*
Принцип Гюйгенса

*
Принцип Гюйгенса
Каждая точка, до которой дошло возмущение, сама становится источником вторичных сферических волн.Волновая поверхность – огибающая вторичных волн.
модель
*
А
А1
В
С
С1
D
N
M
Углы В и C – прямые
Угол DAC = αУгол ADB = β
Углы со взаимно перпендикулярными сторонами
Сторона AD-общая
α = β
AB = CD
R=AB = CD = υt
α
β
DAC= ADB
α
β
В1
D1
*
*
Преломление света
*
Закон преломления
Отношение синуса угла падения луча к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных двух сред.Луч падающий, преломленный и перпендикуляр, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости.
α
β
*
Принцип Гюйгенса
Каждая точка, до которой дошло возмущение, сама становится источником вторичных сферических волн.Волновая поверхность – огибающая вторичных волн.
модель
*
А
А1
В
В1
С
С1
D
N
M
D1
υ1
υ2
Рассмотрим ∆ADC и ∆ADB
Угол DAC = αУгол ADB = β
α
β
α
β
*
А
А1
В
В1
С
С1
D
N
M
D1
υ1
υ2
α
β
Рассмотрим ∆ADC и ∆ADB
Угол DAC = αУгол ADB = β
(Углы со взаимно перпендикулярными сторонами)
*
При переходе луча из менее плотной среды в более плотную
α
β
υ2
υ1
При переходе луча из более плотной среды в менее плотную
α
β
υ2
υ1
*
Физический смысл показателя преломления
α
β
n2, υ2
n1, υ1
*
Вещество
n
Вещество
n
Ацетон
1.36
Органическое стекло
1.50
Алмаз
2.42
Серная кислота
1.43
Бензол
1.50
Рубин
1.76
Каменная соль
1.54
Скипидар
1.47
Вода
1.33
Слюда
1.58
Кварц
1.54
Спирт
1.36
Глицерин
1.47
Стекло (обычное)
1.48 - 1.53
Лед
1.31
Стекло (оптическое)
1.47 - 2.04
Касторовое масло
1.48
Эфир
1.35
*
*
Полное внутреннее отражение
α0
βmax
βmax = 900
sin 900 = 1
*
Полное внутреннее отражение
*
Полное внутреннее отражение
*
Полное внутреннее отражение
*
Полное внутреннее отражение
*

1 слайд

2 слайд

Оптика – учение о природе света, световых явлениях и взаимодействии света с веществом. И почти вся ее история – это история поиска ответа: что такое свет?

3 слайд

История развития оптики Одна из первых теорий света – теория зрительных лучей – была выдвинута греческим философом Платоном около 400 г. до н. э. Данная теория предполагала, что из глаза исходят лучи, которые, встречаясь с предметами, освещают их и создают видимость окружающего мира. Взгляды Платона поддерживали многие ученые древности и, в частности, Евклид (3 в до н. э.), исходя из теории зрительных лучей, основал учение о прямолинейности распространения света, установил закон отражения.

4 слайд

В те же годы были открыты следующие факты: прямолинейность распространения света; явление отражения света и закон отражения; явление преломления света; фокусирующее действие вогнутого зеркала.

5 слайд

Наиболее интересной работой по оптике, дошедшей до нас из средневековья, является работа арабского ученого Альгазена. Он занимался изучением отражения света от зеркал, явления преломления и прохождения света в линзах. Альгазен впервые высказал мысль о том, что свет обладает конечной скоростью распространения. Эта гипотеза явилась крупным шагом в понимании природы света.

6 слайд

Основные положения оптики: Свет испускается, распространяется и поглощается дискретными порциями – квантами. Квант света – фотон несет энергию, пропорциональную частоте той волны, с помощью которой он описывается электромагнитной теорией E=h . Фотон, имеет массу (m=hv/c), импульс m=hv/c и момент количества движения (_=h/2П).

7 слайд

Фотон, как частица, существует только в движении скорость которого – это скорость распространения света в данной среде. При всех взаимодействиях, в которых участвует фотон, справедливы общие законы сохранения энергии и импульса. Электрон в атоме может находиться только в некоторых дискретных устойчивых стационарных состояниях. Находясь в стационарных состояниях, атом не излучает энергию. При переходе из одного стационарного состояния в другое атом излучает (поглощает) фотон с частотой v=E –E /h, (где Е1 и Е2 – энергии начального и конечного состояния).

8 слайд

Глаз как оптическая система. Органом зрения человека являются глаза, которые во многих отношениях представляют собой весьма совершенную оптическую систему.

9 слайд

В целом глаз человека - это шарообразное тело диаметром око ло 2,5 см, которое называют глазным яблоком. Непрозрачную и прочную внешнюю оболочку глаза называют склерой, а ее прозрачную и более выпуклую переднюю часть - роговицей.

10 слайд

З А К Л Ю Ч Е Н И Е: Область явлений, изучаемая физической оптикой, весьма обширна. Оптические явления теснейшим образом связаны с явлениями, изучаемыми в других разделах физики, а оптические методы исследования относятся к наиболее тонким и точным. Поэтому неудивительно, что оптике на протяжении длительного времени принадлежала ведущая роль в очень многих фундаментальных исследованиях и развитии основных физических воззрений. Достаточно сказать, что обе основные физические теории прошлого столетия - теория относительности и теория квантов - зародились и в значительной степени развились на почве оптических исследований. Изобретение лазеров открыло новые широчайшие возможности не только в оптике, но и в её приложениях в различных отраслях науки и техники.