При определен ъгъл на падане на светлина $ (\\ alpha) _ (pad) = (\\ alpha) _ (pred) $, която се нарича ограничаващ ъгъл, ъгълът на пречупване е $ \\ frac (\\ pi) (2), \\ $ в този случай пречупеният лъч се плъзга по интерфейса, следователно, пречупеният лъч отсъства. Тогава от закона на пречупването можем да напишем, че:

Фигура 1

В случай на пълно отражение, уравнението:

няма решение в реалната стойност на ъгъла на пречупване ($ (\\ alpha) _ (pr) $). В този случай $ cos ((\\ alpha) _ (pr)) $ е чисто въображаемо количество. Ако се обърнем към формулите на Fresnel, те удобно са представени във формата:

където ъгълът на падене е посочен с $ \\ alpha $ (за краткост), $ n $ е показателят на пречупване на средата, където светлината се разпространява.

Трябва да се отбележи, че нехомогенната вълна във втората среда не изчезва. Така че, ако $ \\ alpha = (\\ alpha) _0 = (arcsin \\ наляво (n \\ дясно), \\ тогава \\) $ E_ (pr \\ bot) = 2E_ (pr \\ bot). $ Нарушения на закона за запазване на енергия в това случай не. Тъй като формулите на Френел са валидни за монохроматично поле, тоест за постоянен процес. В този случай законът за запазване на енергията изисква средната промяна на енергията за период във втората среда да бъде равна на нула. Вълната и съответната фракция енергия проникват през интерфейса във втората среда до малка дълбочина от реда на дължината на вълната и се движат в нея успоредно на интерфейса с фазова скорост, по-малка от фазовата скорост на вълната във втората среда. Той се връща в първата среда в точка, която е изместена от входната точка.

Проникването на вълната във втората среда може да се наблюдава експериментално. Интензитетът на светлинната вълна във втората среда се забелязва само на разстояния, по-къси от дължината на вълната. В близост до интерфейса, върху който се случва вълна от светлина, която претърпява пълно отражение, отстрани на втората среда се вижда сиянието на тънък слой, ако във втората среда има флуоресцентно вещество.

{!LANG-a0088411b23eed8a64d09941bacaee57!}

Пълното отражение причинява появата на миражи, когато повърхността на земята има висока температура. И така, пълното отразяване на светлината, която идва от облаците, води до впечатлението, че по повърхността на нагрятия асфалт има локви.

В обичайното отражение отношенията $ \\ frac (E_ (otr \\ bot)) (E_ (pad \\ bot)) $ и $ \\ frac (E_ (otr //)) (E_ (pad //)) $ са винаги реални. Когато са напълно отразени, те са сложни. Това означава, че в този случай фазата на вълната претърпява скок, докато тя е ненулева или $ \\ pi $. Ако вълната е поляризирана перпендикулярно на равнината на падане, тогава можем да напишем:

където $ (\\ delta) _ (\\ bot) $ е желаният скок на фазата. Приравняваме реалните и въображаемите части, имаме:

От изразите (5) получаваме:

Съответно за една вълна, която е поляризирана в равнината на падане, можете да получите:

Фазовите скокове на $ (\\ delta) _ (//) $ и $ (\\ delta) _ (\\ bot) $ не са еднакви. Отразената вълна ще бъде елиптично поляризирана.

Прилагане на пълно отражение

Да предположим, че две еднакви среди са разделени от тънка въздушна междина. Лека вълна пада върху нея под ъгъл, по-голям от границата. Може да се окаже, че той прониква във въздушната междина като нееднородна вълна. Ако дебелината на пролуката е малка, тогава тази вълна ще достигне втората граница на веществото и в същото време няма да бъде много отслабена. Преминавайки от въздушната междина в материята, вълната ще се превърне обратно в хомогенна. Такъв експеримент е проведен от Нютон. Ученият притисна друга призма към лицето на хипотенузата на правоъгълната призма, която е полирана сферично. В този случай светлината преминава във втората призма не само там, където са в контакт, но и в малък пръстен около контакта, на място, където дебелината на пролуката е сравнима с дългата дължина на вълната. Ако наблюденията бяха извършени при бяла светлина, тогава ръбът на пръстена имаше червеникав цвят. Трябва да е така, тъй като дълбочината на проникване е пропорционална на дължината на вълната (за червените лъчи е по-голяма, отколкото за синята). Променяйки дебелината на пролуката, можете да промените интензивността на предаваната светлина. Това явление е в основата на лекия телефон, който е патентован от Zeiss. В това устройство прозрачната мембрана действа като една от медиите, която вибрира под въздействието на звука, падащ върху нея. Светлината, която преминава през въздушната междина, променя интензитета във времето с промени в силата на звука. Попадайки на фотоклетката, тя генерира променлив ток, която се променя в съответствие с промените в звуковата мощност. Полученият ток се усилва и използва допълнително.

Явленията на проникване на вълни през тънки пролуки не са специфични за оптиката. Това е възможно за вълни от всякакъв характер, ако скоростта на фазата в пролуката е по-висока от фазовата скорост в околната среда. Това явление има голямо значение в ядрената и атомната физика.

Явлението тотално вътрешно отражение се използва за промяна на посоката на разпространение на светлината. За тази цел се използват призми.

Пример 1

Настройка: Дайте пример за феномена на тотално отражение, който често се среща.

решение:

Можете да дадете пример. Ако магистралата е много гореща, тогава температурата на въздуха е максимална близо до повърхността на асфалта и намалява с увеличаване на разстоянието от пътя. Това означава, че показателят на пречупване на въздуха е минимален на повърхността и се увеличава с увеличаване на разстоянието. В резултат на това лъчите, имащи малък ъгъл спрямо повърхността на магистралата, се отразяват напълно. Ако концентрирате вниманието си, когато шофирате в кола, върху подходящ участък от повърхността на магистралата, можете да видите колата да пътува далеч напред в обърнат вид.

Пример 2

Настройка: Какъв е ъгълът на Брюстър за светлинен лъч, който пада върху повърхността на кристал, ако ограничителният общ ъгъл на отражение за даден лъч на интерфейса въздух-кристал е 400?

решение:

Като основа за решаване на проблема използваме закона на пречупването под формата:

\\ [\\ frac ((sin (\\ alpha) \\)) ((sin (\\ gamma) \\)) = \\ frac (1) (n) \\ наляво (2.1 \\ дясно), \\]

където $ \\ alpha $ е ъгълът на падане на светлинния лъч, при условие на задачата е равен на ограничаващия ъгъл:

$ \\ alpha = (\\ alpha) _ (pred) $, $ \\ gamma $ е ъгълът на пречупване, ако ъгълът на падане е равен на ограничаващия ъгъл, тогава задаваме $ \\ gamma = \\ frac (\\ pi) (2) $, светлината първоначално се разпространява във въздуха, следователно, $ n_v = 1 $.

Според закона на Брюстър имаме:

\\ [(tg (\\ alpha) _b) = \\ frac (n) (n_v) = n \\ наляво (2.2 \\ дясно). \\]

От израза (2.1) имаме:

Подменяме дясната страна на израза (2.3) във формулата (2.2), изразяваме желания ъгъл:

\\ [((\\ alpha) _b = arctg \\ наляво (\\ frac (1) ((sin \\ наляво ((\\ alpha) _ (pred) \\ дясно) \\)) \\ дясно). \\]

Извършваме изчисленията:

\\ [((\\ alpha) _b = arctg \\ наляво (\\ frac (1) ((sin \\ наляво (40 () ^ \\ circ \\ дясно) \\)) \\ дясно) \\ приблизително 57 () ^ \\ circ. \\]

Отговорът е: $ (\\ alpha) _b = 57 () ^ \\ circ. $

7. Ултразвук. Придобиване и регистрация на ултразвук на базата на обратния и директен пиезоелектричен ефект.

8. Взаимодействие на ултразвук с различни честоти и интензитети с материя. Използването на ултразвук в медицината.

Електромагнитни вибрации и вълни.

1-во уравнение на Максуел: φH1dl = Ipr + Icm 2-ро уравнение на Максуел: φE1dl = -

4. Скала от електромагнитни вълни. Класификация на честотните интервали, приети в медицината

5. Биологичният ефект на електромагнитното излъчване върху тялото. Електрически наранявания.

6. Диатермия. УВЧ терапия. Inductothermy. Микровълнова терапия.

7. Дълбочината на проникване на неионизиращо електромагнитно излъчване в биологичната среда. Зависимостта му от честотата. Методи за защита от електромагнитно излъчване.

Медицинска оптика

1. Физическата природа на светлината. Вълнови свойства на светлината. Дължина на светлината на вълната. Физически и психофизични характеристики на светлината.

2. Отражение и пречупване на светлината. Пълно вътрешно отражение. Влакнеста оптика, нейното използване в медицината.

5. Ограничение за разделителна способност и разделителна способност на микроскопа. Начини за увеличаване на разделителната способност.

6. Специални методи за микроскопия. Потапящ микроскоп. Микроскоп с тъмно поле Поляризационен микроскоп.

Квантова физика.

2. Линеен спектър на излъчването на атомите. Неговото обяснение в теорията на Н. Бор.

3. Вълновите свойства на частиците. Хипотеза на Де Бройл, нейната експериментална обосновка.

4. Електронен микроскоп: принцип на действие; разделителна способност, приложение в медицински изследвания.

5. Квантово-механично обяснение на структурата на атомните и молекулни спектри.

6. Луминесценция, нейните видове. Фотолуминисценцията. Закон на Стоукс. Хемилуминисценция.

7. Използването на луминесценцията в биомедицинските изследвания.

8. Фотоелектричен ефект. Уравнение на Айнщайн за външен фотоелектричен ефект. Фотодиод. Фотоелектричен умножител

9. Свойства на лазерното излъчване. Връзката им с квантовата структура на радиацията.

10. Кохерентно лъчение. Принципите за получаване и възстановяване на холографски изображения.

11. Принципът на работа на хелиево-неонов лазер. Обратна съвкупност от енергийни нива. Възникване и развитие на фотонни лавини.

12. Използването на лазери в медицината.

13. Електронно парамагнитен резонанс. EPR в медицината.

14. Ядрено-магнитен резонанс. Използването на ЯМР в медицината.

Йонизиращо лъчение

1. Рентгеново лъчение, неговият спектър. Спиране и характерно излъчване, тяхната природа.

3. Използването на рентгенови лъчи в диагнозата. Флуороскопия. Рентгенография. Флуорография. Компютърна томография

4. Взаимодействието на рентгеновите лъчи с материята: фотоабсорбция, кохерентно разсейване, разсейване на Комптон, образуване на двойки. Вероятностите на тези процеси.

5. Радиоактивност. Законът за радиоактивно разпад. Периодът на полуразпад. Единици на активност на радиоактивни лекарства.

6 Законът за затихване на йонизиращото лъчение. Коефициент на линейно затихване Дебелината на слоя е наполовина затихване. Коефициент на затихване на масата

8. Получаване и използване на радиоактивни лекарства за диагностика и лечение.

9. Методи за регистриране на йонизиращо лъчение: брояч на Гайгер, сцинтилационен сензор, йонизационна камера.

10. Дозиметрия. Концепцията за абсорбирана, експозиция и еквивалентна доза и тяхната мощност. Единици на тяхното измерване. Несистемната единица е рентгенова.

Биомеханика.

1. Вторият закон на Нютон. Защита на тялото от прекомерни динамични натоварвания и наранявания.

2. Видове деформации. Законът на Хук Коефициент на твърдост. Модул на еластичност. Свойства на костната тъкан.

3. Мускулна тъкан. Структурата и функцията на мускулните влакна. Преобразуване на енергия по време на мускулна контракция. Ефективност на свиването на мускулите.

4. Изотонична мускулна функция. Статична работа на мускулите.

5. Обща характеристика на кръвоносната система. Скоростта на кръв в съдовете. Инсулт обем на кръвта. Работа и сила на сърцето.

6. Уравнението на Пуазей. Концепцията за хидравличното съпротивление на кръвоносните съдове и как да се повлияе.

7. Законите на движението на течността. Уравнение за непрекъснатост; връзката му с характеристиките на капилярната система. Уравнение на Бернули; връзката му с кръвоснабдяването на мозъка и долните крайници.

8. Ламинарно и турбулентно движение на течности. Номер на Рейнолдс. Измерване на кръвното налягане по метода на Коротков.

9. Уравнението на Нютон. Коефициент на вискозитет. Кръвта като неньютонова течност. Вискозитетът на кръвта е нормален и с патологии.

Биофизика на цитомембраните и електрогенеза

1. Феноменът на дифузия. Уравнение на Фик

2. Структурата и моделите на клетъчните мембрани

3. Физични свойства на биологичните мембрани

4. Елементът за концентрация и уравнението на Нернст.

5. Йонният състав на цитоплазмата и междуклетъчната течност. Пропускливост на клетъчната мембрана за различни йони. Потенциалната разлика на клетъчната мембрана.

6. Потенциалът за почивка на клетката. Уравнение на Голдман-Ходжкин-Кац

7. Възбудимостта на клетките и тъканите. Методи на възбуждане. Законът е "всичко или нищо".

8. Потенциал на действие: графичен вид и характеристики, механизми на възникване и развитие.

9. Потенциално зависими йонни канали: структура, свойства, функциониране

10. Механизмът и скоростта на разпространение на потенциала за действие по протежение на ведрото нервно влакно.

11. Механизмът и скоростта на разпределение на потенциала за действие по протежение на миелинизираното нервно влакно.

Приемна биофизика.

1. Класификация на рецепторите.

2. Структурата на рецепторите.

3. Общи механизми на приемане. Рецепторни потенциали.

4. Кодиране на информация в сетивните органи.

5. Характеристики на възприятието на светлината и звука. Закон на Вебер-Фехнер.

6. Основните характеристики на слуховия анализатор. Механизми на слуховия прием.

7. Основните характеристики на визуалния анализатор. Механизми на визуалния прием.

Биофизични аспекти на екологията.

1. Геомагнитното поле. Природа, биотропни характеристики, роля в живота на биосистемите.

2. Физически фактори от значение за околната среда. Естествени фонови нива.

Елементи на теорията на вероятностите и математическата статистика.

Пробни средни свойства

Xb -ԑ< xг< xв+ԑ

2. Отражение и пречупване на светлината. Пълно вътрешно отражение. Влакнеста оптика, нейното използване в медицината.

От теорията за електромагнитното поле, разработена от Дж. Максуел, следва: електромагнитните вълни се разпространяват със скоростта на светлината - 300 000 км / с, че тези вълни са напречни, както и светлинни вълни. Максуел предположи, че светлината е електромагнитна вълна. В бъдеще това прогнозиране намери експериментално потвърждение.

Подобно на електромагнитните вълни, разпространението на светлината се подчинява на същите закони.

Законът за размисъл. Ъгълът на падане е равен на ъгъла на отражение (α = β). Инцидентният лъч AO, отразеният лъч OB и перпендикулярът на ОС, монтиран в точката на падане, лежат в една и съща равнина.

Законът на пречупването. Инцидентът на лъчите АО и пречупената ОМ лежат в една и съща равнина с перпендикулярния CD, изчертан в точката на падане на лъча към равнината на разделяне на двете среди. Съотношението на синусите на ъгъла на падане a и ъгъла на пречупване y е постоянно за тези две среди и се нарича индекс на пречупване на втората среда по отношение на първата:.

Законите на отражението на светлината се вземат предвид при конструирането на изображение на обект в огледала (плоски, вдлъбнати и изпъкнали) и се появяват при зрително отражение в перископи, светлини на прожекторите, автомобилни фарове и в много други технически устройства. Законите на пречупване на светлината се вземат предвид при конструирането на изображение в различни лещи, призми и тяхната комбинация (микроскоп, телескоп), както и в оптични устройства (бинокли, спектрални устройства, камери и проекционни устройства). Ако светлинен лъч тече от оптически по-малко плътна среда (например от въздух; n въздух = 1) към оптично по-плътна среда (например в стъкло с коефициент на пречупване n st = 1,5), тогава частично отражение и частично пречупване на светлината.

От това следва, че синусът на ъгъла на пречупване g е по-малък от синуса на ъгъла на падане a, за 1,5 пъти. И акоси

Ако светлинен лъч бъде пуснат от оптично по-плътно стъкло в оптически по-малко плътен въздух, тогава ъгълът на пречупване ще се окаже по-голям от ъгъла на падене, g\u003e a. За обсъждания обратен лъч, законът на пречупването:

следователно, пейте = 1,5sina; g\u003e a

Тази ситуация е илюстрирана от схема А на фигурата.

Ако ъгълът на падане a се увеличи до определена ограничаваща стойност a pr, тогава ъгълът на пречупване g\u003e a достига максималната стойност g = 90 0. Пречупен лъч се плъзга по интерфейса между две среди. При ъгъл на падане a\u003e pr, феноменът на пречупване не се проявява, а вместо частично отражение на интерфейса пъленотражение на светлината в оптично по-плътна среда, или тотално вътрешно отражение , Този оптичен феномен представлява основата на цяло физическо и техническо поле, което се нарича оптични влакна.

В медицината оптичните влакна са намерили приложение в ендоскопите - устройства за изследване на вътрешни кухини (например стомаха). В изследваната кухина се вкарва лек водач, който представлява сноп от голям брой тънки стъклени влакна, поставени в обща защитна обвивка. Част от влакната се използват за организиране на осветяване на кухината от източник на светлина, разположен извън тялото на пациента. Оптичното влакно може да се използва и за предаване на лазерно лъчение във вътрешната кухина за терапевтични цели.

Пълно вътрешно отражение се наблюдава в някои структури на ретината.

3. Оптичната система на окото. Зрителни недостатъци, методи за тяхното коригиране .

Оптичната система на окото осигурява получаване върху ретината на намалено действително обратно (обърнато) изображение. Ако светлоотражателната система на окото се счита за една леща, тогава общата оптична сила на тази система се получава като алгебраична сума на следните четири термина:

а) Роговицата: D = +42,5 диоптъра

б) Предна камера: D от +2 до +4 диоптъра

в) обектив: D  const; от +19 до +33 диоптъра

г) стъкловиден; D от –5 до –6 диоптъра.

Поради факта, че оптичната мощност на лещата е променлива стойност, общата оптична сила на окото лежи в диапазона от 49 до 73 диоптъра.

Намаленото око като единична леща е обърнато от едната страна - към въздуха (абсолютен коефициент на пречупване nstrain = 1), а другата - в контакт с течността, nzh = 1336. Значи фокусните разстояния вляво и вдясно не са еднакви; ако предната фокусна дължина е средно F1 = 17 mm, тогава задната фокусна дължина е F2 = 23 mm. Оптичният център на системата е в дълбочината на окото на разстояние 7,5 мм от външната повърхност на роговицата.

Основният пречупващ елемент на тази система - роговицата - няма сферична, а по-сложна форма на пречупващи повърхности и това е добър удар за сферичната аберация.

Лещата променя своята оптична сила, като свива или отпуска цириалните мускули; с това се постига акомодация на окото - неговото адаптиране към фокусиране на изображението върху ретината при изследване на далечни и близки предмети. Необходимото напрежение на тези мускули дава информация за разстоянието до въпросния предмет, дори ако го изследваме с едно око. Общото количество светлина, влизаща в окото, се регулира от ириса. Тя може да бъде различна по цвят и затова хората са синеоки, кафяви и т.н. Управлява се от чифт мускули. Има мускул, който стеснява зениците (кръгов мускул), има мускул, който го разширява (радиален мускул).

Нека разгледаме по-нататък структурните особености на ретината. Целта му е да трансформира оптичното изображение, получено на повърхността му, в потоци от електрически нервни импулси, влизащи в мозъка. Тези трансформации се извършват от фоторецепторни клетки от два вида, които получиха, във връзка с особеностите на тяхната форма, името на шишарки и пръчки.

Конуси-фоторецептори за дневно зрение. Осигурете цветно виждане. Пръчките са рецепторите на здравото зрение. Всяко човешко око съдържа приблизително 125 * 106 пръчки и 5 * 106 конуса, общо 130 * 106 фоторецептори. Шишарките и пръчките са разпределени много неравномерно по ретината: само пръчките са разположени в периферията, колкото по-близо до макулата, толкова повече конуси са открити; в макулата са разположени само шишарки и тяхната плътност (количество на единица площ) е много висока, така че тук тези клетки дори са „направени“ в малък размер - те са по-малки, отколкото в други области на ретината.

Областта на макулата на ретината е зоната с най-добро зрение. Тук ние фокусираме образа на темата, ако искаме да разберем особено внимателно този предмет.

Плътността на „опаковането“ на шишарки в жълтото петно определя остротата на нашето зрение. Тази плътност е средно такава, че три конуса се побират на сегмент с дължина 5 микрона. За да може окото да прави разлика между две точки на обект, е необходимо между два светещи конуса със сигурност да има такъв, който да не е осветен.

пречупване (пречупване) на светлината в окото е нормално, ако изображението на обекта, дадено от оптичната система на окото, лежи върху външните сегменти на фоторецепторите и мускулите, които контролират кривината на лещата, са отпуснати. Това (нормално) пречупване се нарича еметропия.

Отклонение от еметропия - ametropia - намира се в две разновидности. късогледство (късогледство) - изображението се фокусира не върху ретината, а пред нея, тоест пречупването на светлината в окото се случва „твърде добре“. Тази излишък се елиминира чрез разсейване на лещи (отрицателна оптична мощност).

далекогледство (далекогледство) е вид аметропия, при която зад ретината се образува изображение. За да върнете изображението в ретината, трябва да "помогнете" на окото с колекционерска леща за очила (положителна оптична сила). С други думи, ако оптичната сила на окото е недостатъчна, тя може да бъде увеличена с допълнителен термин - оптичната мощност на колективна леща за очила.

Появата на контактни лещи вместо класически очила първоначално се възприемаше почти като революция.

Когато обсъждаме възможностите на контактната леща, трябва да се вземе предвид, че относителният коефициент на пречупване на първата (по дължината на лъча) повърхност на контактната леща всъщност е равен на абсолютния коефициент на пречупване на материала на лещата, а на втората повърхност е равен на съотношението на абсолютните показатели на пречупване на роговицата и лещата.

С прилагането на всяко изобретение рано или късно се откриват както предимства, така и недостатъци. Класическите очила и контактни лещи, в сегашната им форма, могат да бъдат сравнени, както следва:

Класическите очила са лесни за слагане и сваляне, но не са удобни за носене;

Контактните лещи са удобни за носене, но не са удобни за поставяне и сваляне.

Лазерната корекция на зрението е микро операция върху външната повърхност на роговицата. Спомнете си, че роговицата е основният отразяващ елемент на оптичната система на окото. Корекцията на зрението се постига чрез промяна на кривината на външната повърхност на роговицата. Например, ако направите повърхността по-плоска (т.е. увеличете радиуса на кривината R), тогава съгласно формула (4), оптичната мощност D на тази повърхност намалява.

Сериозни проблеми със зрението се появяват, когато ретината се отделя. В тези случаи методът за фиксиране на ретината на място, осигурено от природата с помощта на фокусиран лазерен лъч, намери приложение. Този метод на фиксиране е подобен на точково заваряване на метали в технологията. Фокусираният лъч създава малка зона с повишена температура, в която се извършва "заваряване" на биологични тъкани (в буквалния и образния смисъл).

Ретиналът, един от двата основни компонента на родопсина, е алдехидът на витамин А. Като се има предвид, че външните сегменти на фоторецепторите се актуализират постоянно, пълното снабдяване на организма с витамин А е в интерес на поддържането на зрителната система в добро състояние.

4 , Оптичен микроскоп. Ходът на лъчите в микроскоп. Полезно увеличение на микроскопа.

микроскоп - устройство, предназначено за получаване на увеличени изображения, както и за измерване на обекти или структурни детайли, които са невидими или зле видими с просто око. Това е колекция от лещи.

Комбинацията от производствени техники и практическото използване на микроскопи се нарича микроскопия. Микроскопът прави разлика между механични и оптични части. Механичната част е представена от триножник (състоящ се от основа и държач за тръба) и тръба, монтирана върху него с револвер за монтиране и смяна на лещите. Механичната част включва също: етап за подготовката, устройства за закрепване на кондензатор и светлинни филтри, механизми, вградени в триножника за грубо (макромеханизъм, макровинт) и фино (микромеханизъм, микровинт) движение на сцената или държача на тръбата.

Оптичната част е представена от лещи, окуляри и осветителна система, която от своя страна се състои от кондензатор Abbe, разположен под тематичната маса и интегриран осветител с лампа с нажежаема жичка с ниско напрежение и трансформатор. Лещите се завиват в револвера, а съответният окуляр, през който се наблюдава изображението, е монтиран от противоположната страна на тръбата.

Механичната част включва статив, състоящ се от основа и държач за тръба. Основата поддържа микроскопа и носи цялата структура на статив. В основата на микроскопа се намира и огледален гнездо или вграден осветител.

обектна таблица, служеща за поставяне на наркотици и хоризонтално движение;

монтаж за закрепване и вертикални филтри.

Полезно увеличение - това е очевидно увеличение, при което окото на наблюдателя ще използва напълно разделителната способност на микроскопа, тоест разделителната способност на микроскопа ще бъде същата като тази на окото. Максималното полезно увеличение на микроскопа, т.е. формула

където d1 е максималната разделителна способност на човешкото око, равна на 0,3 mm; d - максималната разделителна способност на оптичната система.

Назад напред

Внимание! Визуализацията на слайдовете се използва само за информационни цели и може да не даде представа за всички възможности за презентация. Ако се интересувате от тази работа, моля, изтеглете пълната версия.

Целите на урока:

Образователна:

Студентите трябва да повторят и обобщят знанията, получени от изучаването на темата „Отражение и пречупване на светлината”: явлението праволинейност на разпространението на светлината в хомогенна среда, законът на отражение, законът на пречупването, законът на тоталното отражение.
Помислете за прилагането на законите в науката, технологиите, оптичните устройства, медицината, транспорта, строителството, в ежедневието, света около нас,
Да може да прилага тези знания при решаване на висококачествени, изчислителни и експериментални проблеми;

Развитие:

разширяване на възгледите на учениците, развитието на логическото мислене, интелигентността;
да могат да правят сравнения, да правят данни;
развиват монологична реч, умеят да говорят пред публика.
да се научим да извличаме информация от допълнителна литература и от интернет, да я анализираме.

образователна:

внушават интерес към предмета физика;
учат на независимост, отговорност, увереност;
създайте ситуация на успех и приятелска подкрепа по време на процеса на урока.

Оборудване и визуални помагала:

Инструмент за геометрична оптика, огледала, призми, рефлектори, бинокъл, оптично влакно, инструменти за преживяване.
Компютър, видео проектор, екран, презентация „Практическо приложение на законите на отражение и пречупване на светлината“

План на урока

I. Тема и цел на урока (2 минути)

II. Повторете (фронтално изследване) - 4 минути

III. Прилагането на прякото разпространение на светлината. Задача (на дъската). - 5 минути

IV. Прилагане на закона за отражение на светлината. - 4 минути

V. Прилагане на закона за пречупване на светлината:

1) Опит - 4 минути

2) Задача - 5 минути

VI Прилагане на пълно вътрешно отражение на светлината:

а) Оптични устройства - 4 минути.

в) Оптична оптика - 4 минути.

VII Мираж - 4 минути

VIII. Самостоятелна работа - 7 мин.

IX Обобщение на урока. Домашна работа - 2 мин.

Общо: 45 мин

Ход на урока

I. Тема на урока, цел, цели, съдържание , (Slayd1-2)

Епиграф. (Слайд 3)

Прекрасен дар на вечната природа,
   Подаръкът е безценен и свят,
   Източникът е безкраен
   Удоволствие красота:
   Небето, слънцето, звездите блестят,
   Морето е блестящо синьо -
   Цялата картина на Вселената
   Ние знаем само на светлина.
IABunin

II. повторение

учител:

а) Геометрична оптика. (Слайдове 4-7)

Светлината в хомогенна среда се разпространява праволинейно. Или в хомогенна среда, светлинните лъчи са прави линии.

Линията, по която се разпространява светлинната енергия, се нарича лъч. Правомерността на разпространението на светлина със скорост 300000 км / сек се използва в геометричната оптика.

например: Използва се при проверка чрез праволинейността на рендосаната дъска.

Способността да се виждат несветещи обекти е свързана с факта, че всяко тяло частично отразява и частично поглъща падащата върху него светлина. (Луна). Среда, в която скоростта на разпространение на светлината е по-малка, е оптически по-плътна среда. Пречупването на светлина е промяна в посоката на лъч светлина при преминаване на границата между медиите. Пречупване на светлината поради разликата в скоростта на разпространение на светлината при преминаване от една среда в друга

б) Демонстрация на явлението отражение и пречупване на устройството „Оптичен диск“

в) Въпроси за повторение. (Слайд 8)

III. Прилагането на прякото разпространение на светлината. Задача (на дъската).

а) Образуване на сянка и полуцвет. (Слайд 9).

Правомерността на разпространението на светлината, дължаща се на образуването на сянка и полуцвет. С малък размер на източника или ако източникът е разположен на разстояние, в сравнение с който размерът на източника може да бъде пренебрегнат, се получава само сянката. С по-голям източник на светлина или, ако източникът е близо до обекта, се създават неостри сенки (сянка и полуцвет).

б) Осветяване на луната. (Слайд 10).

Луната по пътя си около Земята е осветена от Слънцето, тя не свети.

1. новолуние, 3. първа четвърт, 5. пълнолуние, 7. последна четвърт.

в) Използването на правотата на разпространение на светлината в строителството, при изграждането на пътища и мостове. (Слайдове 11-14)

г) Задача №1352 (Г) (ученик на дъската). Дължината на сянката на телевизионната кула Останкино, осветена от слънцето, в определен момент беше равна на 600 m; дължината на сянката на човек с височина 1,75 м в същото време беше равна на 2 м. Каква е височината на кулата? (Слайд 15-16)

Заключение: Според този принцип е възможно да се определи височината на недостъпен обект: височината на къщата; височината на скалата; височината на високо дърво.

д) Въпроси за повторение. (Слайд 17)

IV. Прилагане на закона за отражение на светлината. (Слайдове 18-21).

а) Огледала (съобщение на ученика).

Светлината, предмет по пътя си, се отразява от повърхността му. Ако не е равномерно, тогава отражението се случва в много посоки и светлината се разпръсва.Когато повърхността е гладка, тогава всички лъчи се отклоняват от нея успоредно един на друг и се получава огледално отражение.Така светлината обикновено се отразява от свободната повърхност на тихи течности и огледала. Формата на огледалата може да е различна. Те са плоски, сферични, циондрични, параоболни и др. Светлината, излъчвана от обекта, се разпределя под формата на лъчи, които, падайки върху огледалото, се отразяват. Ако те отново след това се съберат в някакъв момент, тогава казват, че в него е извършено действие, изобразяващо предмет. Ако лъчите останат разделени, но в даден момент продълженията им се сближават, тогава ни се струва, че лъчите произлизат от тях именно там има обект. Това е така нареченият въображаем образ, който се създава във въображението на наблюдението. С помощта на вдлъбнати огледала е възможно да се прожектира изображение върху някаква повърхност или да се събере слаба светлина от далечен предмет в един момент, както се случва при наблюдение на звезди с отразяващ телескоп. И в двата случая изображението е валидно, другите огледала се използват, за да видите обекта в пълен размер (нормални плоски огледала), увеличени (такива огледала се носят в чанта) или намалени (огледала за обратно виждане в коли). Получените изображения са въображаеми (виртуални). И с помощта на извивки, несферични огледала можете да направите изображението изкривено.

V. Прилагане на закона за пречупване на светлината. (Слайдове 22-23).

а) Ходът на лъчите в стъклената плоча .

б) Ходът на лъчите в триъгълна призма . Изградете и обяснете. (Студент на дъската)

в) Опит: Прилагане на закона на пречупването. (Съобщение на ученика.) (Слайдове 24)

Неопитните къпещи се често са изложени на голям риск само защото забравят за една любопитна последица от закона за пречупване на светлината. Те не знаят, че пречупването изглежда издига всички обекти, потопени във вода над истинското им положение. Дъното на езерце, река, язовир изглежда е издигнато на почти една трета от дълбочината. Особено важно е да знаете това за децата и като цяло за хората с нисък ръст, за които грешката в определянето на дълбочината може да бъде фатална. Причината за пречупването на светлинните лъчи.

Опит: Сложете монета на дъното на чашата, обърната към студенти. така че да не се вижда от ученика. Помолете го, без да обръщате глава, изсипете вода в чашата, след което монетата „изскочи“. Ако извадите вода от чашата със спринцовка, тогава дъното с монета отново ще „падне“. Обяснете опита. Провеждане на опит на всички у дома.

ж) Задача. Истинската дълбочина на площта на резервоара е 2 метра. Каква е видимата дълбочина за човек, който гледа дъното под ъгъл от 60 ° спрямо повърхността на водата. Индексът на пречупване на водата е 1,33. (Слайдове 25-26).

г) Въпроси за повторение . (Слайд 27-28).

VI. Пълно вътрешно отражение. Оптични инструменти

а) Общо вътрешно отражение. Оптични инструменти . (Учебно съобщение)

(Слайдове 29-35)

Пълно вътрешно отражение възниква, когато светлината падне на границата между оптично по-плътната и по-малко гъстата среда. Пълното вътрешно отражение се използва в много оптични устройства. Граничният ъгъл за стъкло е 35 ° -40 °, в зависимост от показателя на пречупване на този тип стъкло. Следователно в 45 ° призма светлината ще преживее пълно вътрешно отражение.

Въпрос. Защо по-добре да се използват обратни и завъртащи се призми от огледалата?

а) Те отразяват почти 100 светлина, тъй като най-добрите огледала са под 100. Изображението е по-живо.

в) Свойствата им остават непроменени, тъй като металните огледала с времето избледняват поради окисляване на метала.

Заявление. В перископите се използват ротационни призми. Обратни призми - в бинокъл. Транспортът използва ъглов отражател - катафат, той е подсилен отзад - червен, отпред - бял, на спиците на велосипедните колела - оранжев. Ретрорефлектор или оптично устройство, което отразява светлината обратно към източника, който я осветява, независимо от ъгъла на падане на светлината върху повърхността. Те са оборудвани с всички превозни средства и опасни участъци от пътя. Изработена е от стъкло или пластмаса.

б) Въпроси за повторение. (Слайд 36).

в) Оптични влакна . (Публикуване на студент). (Слайдове 37-42).

Оптичната влакно се основава на цялостно вътрешно отражение на светлината. Влакна са стъклени и пластмасови. Диаметърът им е много малък, няколко микрометра. Снопът от тези фини влакна се нарича лек водач, светлината пътува по него почти без загуба, дори ако придадете на влакното сложна форма. Използва се в декоративни лампи, при осветяване на струи във фонтани.

Оптичните влакна се използват за предаване на сигнали в телефон и други форми на комуникация. Сигналът е модулиран светлинен лъч и се предава с по-ниски загуби, отколкото когато електрически сигнал се предава по медни проводници.

В медицината се използват леки водачи - прехвърляне на ясен образ. Влизайки през „ендоскопа“ на хранопровода, лекарят получава възможност да изследва стените на стомаха. Светлината се изпраща по едно влакно за осветяване на стомаха, докато други получават отразена светлина. Колкото повече влакна и колкото по-тънки са те, толкова по-добре ще бъде изображението. Ендоскопът е полезен при изследване на стомаха и други трудно достъпни места, при подготовка на пациент за операция или при търсене на наранявания и наранявания без операция.

Във влакното има пълно отражение на светлината от вътрешната повърхност на стъклото или прозрачното пластмасово влакно. Във всеки край на влакното има лещи. В края, обърнат към обекта. лещата превръща изходящите лъчи в паралелен лъч. В края, гледащ към наблюдателя, има телескоп, който ви позволява да видите изображението.

VII. Миражи. (Ученикът разказва, учителят допълва) (Слайдове 43-46).

Френската армия на Наполеон в Египет през 18 век се срещна с мираж. Войниците видели напред „езеро с дървета“. Mirage - френската дума означава „да се отразяваш като в огледало“. Слънчевите лъчи преминават през въздушното огледало, генерират „чудеса“. Ако земята е добре загрята, тогава долният слой въздух е много по-топъл от слоевете по-горе.

Миражът е оптичен феномен в чиста, спокойна атмосфера с различно нагряване на отделните му слоеве, състоящ се във факта, че невидими предмети, разположени отвъд хоризонта, се отразяват във пречупена форма във въздуха.

Следователно слънчевите лъчи, прониквайки във въздушната колона, никога не отиват прави и се огъват. Това явление се нарича пречупване.

Мираж има много лица. Тя може да бъде проста, сложна, отгоре, отдолу, отстрани.

Когато долните слоеве въздух са добре загряти, тогава има по-нисък мираж - въображаем обърнат образ на предмети. Това се случва най-често в степите и пустините. Този вид мираж може да се види в Централна Азия, Казахстан, Волжския регион.

Ако повърхностните слоеве на въздуха са много по-студени от горните, тогава възниква горен мираж - изображението се откъсва от земята и виси във въздуха. Елементите изглеждат по-близки и по-високи, отколкото в действителност. Този тип мираж се наблюдава в ранната сутрин, когато слънчевите лъчи все още не са имали време да затоплят Земята.

В горещите дни моряците виждат кораби, висящи във въздуха и дори предмети далеч отвъд хоризонта.

VIII. Самостоятелна работа. тест - 5 мин. (Слайдове 47-53).

1. Ъгълът между падащия лъч и равнината на огледалото е 30 °. Какъв е ъгълът на отражение?

2. Защо светлината е червена светлина за транспорт?

а) свързан с цвета на кръвта;

б) по-добър поразяващ;

в) има най-малкия индекс на пречупване;

г) има най-ниска въздушна дисперсия

3. Защо строителните работници носят оранжеви каски?

а) оранжевият цвят е ясно видим на разстояние;

б) се променя малко по време на лошо време;

в) има най-малкото разсейване на светлината;

г) в съответствие с изискването за безопасност при работа.

4. Как да обясня играта на светлината в скъпоценните камъни?

а) лицата им са старателно полирани;

б) голям индекс на пречупване;

в) камъкът има формата на обикновен многогранник;

г) правилното местоположение на скъпоценния камък по отношение на светлинните лъчи.

5. Как ще се промени ъгълът между инцидента върху плоско огледало и отразените лъчи, ако ъгълът на падане се увеличи с 15 °?

а) увеличение с 30 °;

б) намаление с 30 °;

в) увеличение с 15 °;

г) увеличение с 15 °;

6. Каква е скоростта на светлината в диамант, ако показателят на пречупване е 2,4?

а) приблизително 2000000 km / s;

б) приблизително 125 000 км / с;

в) скоростта на светлината не зависи от средата, т.е. 300 000 км / с;

г) 720000 км / с.

IX. Обобщение на урока. Домашна работа. (Слайдове 54-56).

Анализ и оценка на учениците в урока. Учениците обсъждат с учителя ефективността на урока, оценяват дейностите си.

1. Колко правилни отговора сте получили?

3. Научихте ли нещо ново?

4. Най-добрият говорител.

2) Правете опит с монета у дома.

литература

Городецки Д.Н. Тестова работа по физика „Гимназия“ 1987г
Демкович В.П. Сборник от проблеми във физиката "Просветление" 2004 г.
Джанколе Д. Физика. Издателство Мир 1990г
Перелман А.И. Развлекателна физика Издателство „Наука“ 1965г
Lansberg G.D. Елементарен учебник по физика Издателство „Наука“ 1972г
Интернет ресурси