Сабақ тақырыбы: Интерференция және дифракция құбылыстарын зерттеу мақсатында
жүктеу/скачать 1,51 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Лабораториялық практикум тақырыбы
- Лабораториялық практикумның жалпы мақсаты
- Тәрбиелік мақсаты
- Қажетті құрал жабдықтар
- Сабақтың жүргізілу әдісі
- Сабақ көрнекілігі, АКТ және түрлі ТОҚ
- Сабақтың қысқаша жоспары
- Лабораториялық практикум жұмысының теориялық негіздемесі
- Гюйгенс-Френель принципiне
| Сабақ тақырыбы: Интерференция және дифракция құбылыстарын зерттеу. (2-ші сабақ)
Сабақ тақырыбы: Интерференция және дифракция құбылыстарын зерттеу мақсатында лабораториялық практикум және тақырыпқа сәйкес есептер шығару. Лабораториялық практикум тақырыбы: Дифракциялық тор арқылы жарық толқынының ұзындығын өлшеу. Лабораториялық практикум мақсаты: Дифракциялық тор арқылы жарық толқынының ұзындығын өлшеудің практикалық әдісімен танысу, оны эксперименттік және сандық есептер шығаруда қолдана білу. Лабораториялық практикумның жалпы мақсаты: Оқушылардың оқылып- зерттелетін құбылыстың физикалық табиғат- заңдылығын терең түсініп- меңгеруін және оны түрлі есептер шығаруда, зертхана- практикалық жұмыстар орындауда тиімді қолдана білуін қамтамасыз ету.
көзқарас танымын қалыптастырып- кеңейту, оқылатын құбылыс-заңдылықтың өмірдегі, физика ғылымындағы орны- ерекшеліктерін зерделей білуге дағдыландыру Қажетті құрал жабдықтар: Толқындық оптиканы оқып үйренуге арналған құралдар жиынтығынан: арнайы жарық көзі, вертикаль саңылауы бар экран, дифрақциялық тор, проекциялау экраны, қызыл және көк жарық фильтрлері. (Әрқайсысы 12- данадан. Кеңейтілген лабораториялық физика кабинетінен алынады) Сабақтың жүргізілу әдісі: Лабораториялық практикум және осы тақырыпқа эксперименттік, сандық т.б. есептер шығару. Пәнаралық және өмірмен байланысы: ДТ қолданылуы, рентгеноструктуралық анализ және т.б. Сабақ көрнекілігі, АКТ және түрлі ТОҚ: Лабораториялық практикумға сәйкес құрал жабдықтар және дифракция құбылысына арналған презентация материалдары. Күтілетін нәтижелер: Дифракция және интерференция құбылыстарын оқып- үйренуге байланысты толқындарды сипаттайтын негізгі шамалар мен түсініктерді терең игеру; Дифракция және интерференция құбылыстарын оқып- үйренуге байланысты оқушылардың оқылатын құбылыстың физикалық табиғат- заңдылығын терең түсініп- меңгеруі және оны түрлі есептер шығаруда, зертхана- практикум жұмыстарын орындауда тиімді қолдана білуі. Оқушылардың дифракция және интерференция құбылыстарын оқып- үйренуге байланысты қарапайым физикалық эксперименттерді жоспарлап, өткізе білуі және оның негізінде эксперименттік есептер құрастыруға дағдылануы. Сабақтың қысқаша жоспары: 1. Сабақты ұйымдастыру. 2. Үй тапсырмасын тексеру және оны қортындылау. 3. Аталған лабораториялық практикумға сәйкес техникалық хауіпсіздік ережелері бойынша инструктаж өткізу. 4. Оқушылардың оқытушы басшылығымен лабораториялық практикум жүргізуі; оны аяқтап, қортындылауы және есептер шығару. 5. Лабораториялық жұмыс кезіндегі қалыптасқан білімдік, іскерлік- кәсіптік дағдыларын бекіту: а) Дифракциялық тор деген не және оның жұмыс принципі неге негізделген? б) Дифракциялық тор арқылы жарық толқынының ұзындығын өлшеудің қандай маңызы бар? 6. Осы тақырыпқа эксперименттік және т.б. есептер шығару. 7. Үйге тапсырма беру және сабақты қортындылау. Сабақ глоссарийі
Лабораториялық практикум жұмысының теориялық негіздемесі: Жарық дифракциясы деп жарық толқындарының өзiнiң алдында кездескен кедергiлердi орап өту қабiлетiн айтады. Дифракция құбылысы жарықтың толқындық қасиетiнiң айқын дәлелi болып табылады. Бұл құбылыс геометриялық оптика заңдылықтарының қай кезде бұзылатындығына нұсқайды. Дифракцияның сандық теориясы, яғни бұл құбылыстың әсерiнен экрандағы жарық интенсивтiлiгiнiң өзгерiп таралуын түсiндiру Гюйгенс-Френель принципiне негiзделген. Бұл принцип былай дейдi : 1. Жарық толқындары келiп жеткен беттiң әрбiр нүктесi өз кезегiнде жаңа толқын көздерi болып табылады 2. Бұл жаңа толқын көздерi бiр-бiрiне когеренттi. Ал кеңiстiктiң кез-келген нүктесiндегi жарықтың интенсивтiлiгi осы когеренттi жаңа көздерден тараған толқындардың интерференциясының салдары болып табылады. Тамаша оптикалык прибордың — дифракциялық тордың құрылысы дифракциялық құбылыска негізделген. Дифракциялық тор толып жатқан өте жіңішке, мөлдір емес аралықтармен бөлінген көптеген саңылаулар жиынтығы болып келеді (182-су-рет). Жақсы тор шыны пластинаға параллель штрихтар сызылған арнаулы бөлгіш машинаның көмегімен жасалады. 1 мм-дегі штрихтар саны бірнеше мыңға жетеді, штрихтардың жалпы саны 100 000-нан асады. Екі шыны пластинаның арасына қыстырылған осындай тордан желатинге түсірілген көшірме оңай жасалады. Сапа жағынан ең жақсысы — шағылдырғыш торлар деп аталатындары. Олар жарықты шағылдырғыш және оны шашыраткыш бөліктердің кезектесуі болып табылады. Жарықтың шашыратқыш штрихтары кескішпен металл пластинаның тегіс өңделген бетіне сызылады. Егер мөлдір санылаулардың (не шағылдырғыш жолақтардыц) ені а, ал мөлдір емес аралыктың (не жарықты шашыратқыш жолақтардың) ені в болса, онда d=a + в шама тордың периоды деп аталады. Дифракциялык тордың элементар теориясын қарастырайық. Торға ұзындығы λ жазық монохромат толқын келіп түссін. Саңылаулардағы екінші реттік жарық көздері барлык бағытка тарайтын жарық толқындарын шығарады. Саңылаулардан келетін толқындар бірін-бірі күшейте түсетін шартты табайык. Ол үшін φ бұрышымен анықталатын бағытпен тарайтын толқындарды қарастырайык. Көршілес саңылаулардың шеттерінен есептелген толқын жолының айырмасы AC дейік. Егер осы кесіндіге толқын ұзындығының бүтін саны салынса, онда бүкіл саңылаулардың толқындары қосылып, бірін-бірі күшейтеді. ABC үшбұрышынан AC катетінің ұзындығын табуға болады. АС = АВ sin φ = d sin φ. Максимумдар, мына шарттан анықталатын φ бұрышымен бақыланады: d·sinφ=k·λ 
Максимумдар шартын түсіндіру схемасы. 
Шарт орындалғанда саңылаулардың төменгі шеттерінен (сурет бойынша) келетін толқындар ғана күшейіп қоймайды, саңылаулардың барлық нүктелерінен келетін толқындар да күшейетіні есте болу керек. Бірінші саңылаудың әр нүктесіне екінші саңылаудың d кашыктықтағы нүктесі сәйкес келеді. Сондықтан осы нүктелер шығарған екінші реттік толкындардың жол айырмасы λ-ға тең болады да, бұл толқындар өзара күшейеді. Тордың сыртына фокустык жазыктығына экран орнатылған жинағыш линза қойылады. Линза параллель түскен толқындарды бір нүктеде фокустайды. Бұл нүктеде толқындар қосылады да, өзара күшейеді. Шартты канағаттандыратын φ бұрышы экрандағы максимумдардын орнын анықтайды. Максимумның орны (к = 0 сәйкес келетін орталықтағыдан басқасы) толқын ұзындығына байланысты болғандыктан, тор ақ жарықты спектрге жіктейді. λ неғұрлым үлкен болса, орталық максимумның берілген толқын ұзындығына сәйкес келетін әйтеуір бір максимумы соғұрлым әрірек орналасады. к-ның әрбір мәніне өзінің спектрі сәйкес келеді. Жарықталу максимумдарының аралығында минимумдар орналасқан. Саңылаулар саны неғұрлым көп болса, минимумдар соғұрлым айқын білінеді және олар соғұрым жалпак минимумдармен бөлінеді. Торға түскен жарық энсргиясы былайша бөлінеді: оның көбі максимумдардың үлесіне келсе, азғантай бөлігі ғана минимумдарға түседі. Біздін кірпіктерімізді, аралықтарымен коса алғанда, дөрекі дифракциялық тор деуге болады.Сондықтан күшті жарық көзіне көзімізді қысыңқырап қарасақ, кемпірқосақ түстерін көреміз. Кірпіктер айналасында дифракция кезінде ақ жарық спектрге жіктеледі. Ұзақ ойналатын жолдары бір-біріне жақын келген пластинка шағылдырғыш дифракциялық тор тәрізді. Егер электр шамының пластинкадан шағылған жарығына қарасақ, жарықтың спектрге жіктелгенін көресің. k-ің түрлі мәніне сәйкес келетін бірнеше спектрді байқауға болады. Егер шамның жарығы пластинкаға үлкен бұрышпен түссе, онда сурет өте анық болады. Дифракциялык тордың көмегімен толқын ұзындығын өте дәл өлшеуге болады. Егер тордың периоды белгілі болса, онда толқын ұзындығын анықтау, максимумге қарайғы бағытка сәйкес келетін φ бұрышын өлшеуге келтіріледі. жүктеу/скачать 1,51 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|