Інформація для вчителів
Застосування
Поворотна призма
Поворотна призма - це оптична призма, яку, так само як і комбінацію плоских дзеркал, використовують для повороту ходу променів. Оскільки світло входить крізь грані призми та виходить із них переважно перпендикулярно, вдається уникнути залежного від довжини хвилі заломлення, а втрати на відбивання лишаються мінімальними.
Інша інформація для вчителя (1/4)
Попередні знання
Учні мають перед цим засвоїти основи прямолінійного поширення, відбивання та заломлення світла.
Принцип
При потраплянні на призму світло за законом заломлення заломлюється до перпендикуляра. Кут заломлення менший за кут падіння. При виході з призми кут заломлення більший за кут падіння. Отже, світло заломлюється від перпендикуляра.
Інша інформація для вчителя (2/4)
Навчальна мета
Мета цього досліду - ознайомити учня з окремими випадками заломлення світла на призмі, які мають велике значення в техніці. Крім того, закріплюються знання про закон відбивання і закон заломлення, а також про повне внутрішнє відбивання.
Завдання
Тоді як у першій частині досліду досліджують звичайне заломлення на призмі (як повторення), у другій і третій частинах треба розпізнати й зрозуміти можливість застосування прямокутної призми для повороту падаючого світла на 90° та на 180°.
Інша інформація для вчителя (3/4)
Примітка
Можна рекомендувати також роздільно-спільний спосіб роботи. (Кожна навчальна група досліджує хід світла за іншого положення призми, а наприкінці досліду результати зводять у спільний підсумок) .
Інша інформація для вчителя (4/4)
Вказівки щодо складання та виконання
Ретельна підготовка аркуша формату A4 (перехрестя ліній із кутом 90° кожне) і сумлінне дотримання вказівок щодо складання забезпечують оптимальний результат досліду. Особливо слід стежити за тим, щоб шорсткий бік призми щоразу був повернутий донизу, аби можна було спостерігати й шлях світла всередині призми.
Позначення контурів призми в окремих частинах досліду слугує як для можливого підстроювання в разі випадкового зсуву модельного тіла, так і для повного зображення шляху світла, якого вимагає опрацювання результатів. Проте в учня тут можуть виникнути труднощі, бо точно позначити щось усередині призми неможливо. Можливою допомогою було б позначення на гранях призми тих місць, де відбувається повне внутрішнє відбивання.
Правила безпеки
Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.
Інформація для учнів
Мотивація
Призми - це оптичні елементи, які здебільшого виготовляють зі скла або пластмаси. Вони заломлюють світло залежно від довжини хвилі й можуть, наприклад, спрямовувати його в інший бік. Такі призми називають також поворотними призмами. Застосовують їх, наприклад, в оптичних приладах - біноклях і дзеркальних фотоапаратах.
Поворот світла в біноклі
Завдання
Дослідь хід пучка світла при потраплянні на прямокутну призму, коли світло
- падає навскіс на гіпотенузу,
- потрапляє перпендикулярно на катет,
- падає перпендикулярно на гіпотенузу призми.
Схема досліду
Обладнання
| Позиція | Обладнання | Артикул | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | Освітлювач галогенний, 12 В / 20 Вт | 09801-00 | 1 |
| 2 | Модельне тіло, прямокутне | 09810-03 | 1 |
| 3 | PHYWE Джерело живлення пост. струм: 0...12 В, 2 A / змін. струм: 6 В, 12 В, 5 A | 13506-93 | 1 |
Додаткове обладнання
| Позиція | Обладнання | Кількість |
|---|---|---|
| 1 | Лінійка (прибл. 30 см) | 1 |
| 2 | Білий папір (DIN A4) | 1 |
Складання
- Накресли на аркуші паперу вгорі, посередині та внизу рівно по одному прямокутному перехрестю ліній.
- Поклади прямокутне модельне тіло (шорстким боком донизу) обома катетами точно вздовж верхнього перехрестя ліній). Тонкими олівцевими штрихами обережно познач контури призми.
- Встав однощілинну діафрагму в освітлювач з боку лінзи і постав його з краю аркуша.
Виконання (1/4)
- Приєднай освітлювач до блока живлення (12 В ~).
- Пересувай освітлювач, доки вузький пучок світла не проходитиме на відстані приблизно 2 см паралельно до оптичної осі.
- Поспостерігай за ходом вузького пучка світла всередині призми та поза нею. Запиши свої спостереження.
- Двома хрестиками познач хід пучка світла до призми і після неї.
Виконання (2/4)
- Тепер скористайся середнім перехрестям ліній, як показано на рисунку.
- Тепер до освітлювача повернутий катет. Знову познач контури призми.
- Пересувай освітлювач доти, доки вузький пучок світла не проходитиме приблизно за 2 см паралельно до оптичної осі.
- Поспостерігай за ходом вузького пучка світла всередині призми та поза нею.
- І тут познач двома хрестиками хід пучка світла перед призмою та за нею.
Використання середнього перехрестя ліній
Виконання (3/4)
- Тепер скористайся нижнім перехрестям ліній.
- Тепер до освітлювача має бути повернута гіпотенуза призми.
- Познач контури призми.
- Пересувай освітлювач доти, доки вузький пучок світла не потраплятиме на гіпотенузу призми приблизно за 1 см паралельно до оптичної осі.
- Запиши своє спостереження і познач шлях світла також для цього положення призми.
Використання нижнього перехрестя ліній
Виконання (4/4)
- Вимкни блок живлення і зніми з паперу освітлювач та модельне тіло.
- З'єднай позначки так, щоб став видимим хід світла крізь призму.
Вимкнення блока живлення
Протокол
Завдання 1
10°
З'єднай між собою відповідні хрестики так, щоб став видимим хід пучків світла поза призмою і всередині неї. Для випадку падіння світла навскіс на гіпотенузу доповни рисунок перпендикулярами падіння і заповни текст із пропусками. При потраплянні світла на призму (межа поділу повітря - скло) світло за законом заломлення заломлюється ____. Кут заломлення ____ за кут падіння. Пройшовши крізь скло, світло знову заломлюється на межі поділу ____, але тепер кут заломлення ____ за кут падіння. Отже, світло заломлюється ____.
Завдання 2
Порівняй три рисунки досліду щодо спільних рис у ході променів.
Питання
Завдання 3
Порівняй три рисунки досліду щодо спільних рис у ході променів.
Питання
Завдання 4
Питання