"Гэрлийн мөн чанарын талаархи үзэл бодлын хөгжлийн түүх" сэдвээр хичээл. Гэрлийн хурд." 11-р анги Храмова Анна Владимировна

"Бид бүх талаараа хүүхдүүдэд мэдлэг, ур чадвар эзэмших хүсэл эрмэлзлийг бадраах хэрэгтэй."

Ю.Каменский

сэдвээр 11-р ангийн физикийн хичээл

Хичээлийн төрөл : шинэ материал сурах хичээл.

Хичээлийн маягт : хичээл - онолын судалгаа.

Хичээлийн зорилго: Оюутнуудад гэрлийн мөн чанарын талаархи санаа бодлын хөгжлийн түүх, гэрлийн хурдыг олох аргуудтай танилцуулах.

Хичээлийн зорилго:

Боловсролын:

гэрлийн үндсэн шинж чанарыг давтах, гэрлийн квант эсвэл долгионы онолын хэрэглээнд үндэслэн физик үзэгдлийг тайлбарлах чадварыг бий болгох, долгион-бөөмийн хоёрдмол үзэл санааг ашиглах.

Боловсролын:

Судалсан материалыг ерөнхийд нь нэгтгэх, системчлэх, квант физикийн хөгжилд туршлага, онолын гүйцэтгэх үүргийг тодруулах, онолын хэрэглээний хязгаарыг тайлбарлах, долгион-бөөмийн дуализмыг нээн харуулах.

Боловсролын:

танин мэдэхүйн үйл явцын хязгааргүй байдлыг харуулах, эрдэмтдийн оюун санааны ертөнц, хүнлэг чанарыг илрүүлэх, шинжлэх ухааны хөгжлийн түүхийг танилцуулах, гэрлийн онолыг хөгжүүлэхэд эрдэмтдийн оруулсан хувь нэмрийг авч үзэх.

Тоног төхөөрөмж : мультимедиа суурилуулалт, тараах материал.

Үйл ажиллагааны төрлүүд: бүлгийн ажил, бие даасан ажил, урд талын ажил, бие даасан ажил,уран зохиол эсвэл цахим мэдээллийн эх сурвалжтай ажиллах, текст, харилцан яриа, бичгийн ажилтай ажиллах үр дүнд дүн шинжилгээ хийх.

Сэдвийн интерактив хичээлийн бүтэц

“Гэрлийн мөн чанарын талаархи үзэл бодлыг хөгжүүлэх. Гэрлийн хурд."

Хичээлийн явц.

1. Зохион байгуулалтын мөч. Мэндлэх, сурагчдын хичээлд бэлэн байдлыг шалгах.
2. Хичээлийн сэдвийг зарлаж, энэ сэдвээр мэдлэгээ шинэчлэх.

Багш:

Залуус аа, энэ сэдвээр юу мэддэгээ санацгаая?

Байгалийн ба хиймэл гэрлийн эх үүсвэрийн жишээг өг.

Цацраг гэж юу вэ?

Гэрлийн шулуун тархалтын хууль.

Сүүдэр гэж юу вэ?

Penumbra гэж юу вэ?

Гэрлийн тусгалын хууль.

Оюутнуудаас ZHU хүснэгтийн "Би мэднэ" гэсэн эхний баганыг бөглөхийг хүсч байна (Хавсралт 1).

Бид өдөр тутмын яриандаа “гэрэл” гэдэг үгийг олон янзаар хэрэглэдэг: гэрэл минь, нар минь, надад хэлээч..., эрдэм бол гэрэл, мунхаг бол харанхуй... Физикт “гэрэл” гэдэг нэр томъёо нь илүү тодорхой утгатай. Тэгэхээр гэрэл гэж юу вэ? Мөн та гэрлийн үзэгдлийн талаар юу мэдэхийг хүсч байна вэ? ZHU хүснэгтийн хоёр дахь баганыг өөрөө бөглөнө үү.

1. Хичээлийн зорилго, зорилтыг тодорхойлох (химийн найрлагын хүснэгтийн хамтарсан шинжилгээний үр дүнд үндэслэн).
2. "Гэрлийн мөн чанарын талаархи үзэл бодлыг хөгжүүлэх" онолын блок.

Оюутнуудад "Гэрлийн мөн чанарын талаархи үзэл бодлыг хөгжүүлэх" текстийг өгдөг (Хавсралт 2). Даалгавар бол тексттэй бие даан танилцаж, дүн шинжилгээ хийж, хоёр хэсэгтэй өдрийн тэмдэглэл зохиох явдал юм (Хавсралт 3).

1. Тексттэй ажиллах үр дүнгийн хэлэлцүүлэг.
2. Асуудлын нөхцөл байдлын томъёолол "Гэрлийн хурдыг хэрхэн хэмжих вэ?"

Америкийн нэрт эрдэмтэн Альберт Мишельсон бараг бүх амьдралаа гэрлийн хурдыг хэмжихэд зориулжээ.

Нэгэн өдөр эрдэмтэн төмөр замын дагуух гэрлийн цацрагийн замыг судалжээ. Тэрээр гэрлийн хурдыг илүү нарийвчлалтай хэмжих илүү дэвшилтэт тохиргоог бүтээхийг хүссэн. Тэр өмнө нь энэ асуудал дээр ажиллаж байсан

хэдэн жилийн турш тэр үеийн хамгийн үнэн зөв утгыг олж авсан. Сонины сурвалжлагчид эрдэмтний зан байдлыг сонирхож, энд юу хийж байгааг нь асуув. Мишельсон гэрлийн хурдыг хэмжиж байна гэж тайлбарлав.

Яагаад? - гэсэн асуултын дараа.

Учир нь энэ нь чөтгөр шиг сонирхолтой юм" гэж Мишельсон хариулав.

Мишельсоны туршилтууд харьцангуйн онолын гайхамшигт байгууламжийг барьж байгуулах суурь болж, дэлхийн физикийн дүр төрхийг цоо шинэ ойлголттой болгоно гэж хэн ч төсөөлөөгүй.

Тавин жилийн дараа Мишельсон гэрлийн хурдны хэмжилтээ үргэлжлүүлсээр байв.

Нэгэн удаа агуу Эйнштейн түүнээс ижил асуулт асуусан.

Учир нь энэ нь үнэхээр сонирхолтой юм! - Хагас зуун жилийн дараа Мишельсон, Эйнштейн нар хариулсан.

Багш асуулт асууна: "Гэрлийн хурдыг мэдэх нь зүгээр л "чөтгөр шиг сонирхолтой" байхаас гадна түүний хурдыг мэдэх нь чухал уу?

Гэрлийн хурдны талаархи мэдлэгийг хаана ашиглах талаар сурагчдын санаа бодлыг сонсдог.

1. "Гэрлийн хурдыг хэмжих" онолын блок.

Багш гэрлийн хурдыг хэмжих янз бүрийн аргуудыг судлахын тулд ангиудыг бүтээлч бүлгүүдэд урьдчилан хуваадаг.

1. "Ромер арга" бүлэг
2. "Арга Физо" бүлэг
3. "Фуко арга" бүлэг
4. "Брэдлийн арга" бүлэг
5. "Мишельсоны арга" бүлэг

Бүлэг бүр төлөвлөгөөний дагуу судалсан материалын талаархи тайлан + танилцуулгыг гаргадаг.

1. Туршилт хийсэн огноо
2. Туршилтчин
3. Туршилтын мөн чанар
4. Гэрлийн хурдны олсон утга.

Үлдсэн оюутнууд бүлгийн тоглолтын үеэр хүснэгтийг бие даан бөглөнө (Хавсралт 4). Ширээний схемийг урьдчилан бэлтгэсэн.

Багш дүгнэж байна.

Гэрлийн хурдыг хэмжихэд гол бэрхшээл юу байсан бэ?

Вакуум дахь гэрлийн хурд ойролцоогоор хэд вэ?

Орчин үеийн физикүүд гэрлийн хурдны түүх дуусаагүй гэдгийг баттай нотолж байна. Үүний нотолгоо нь сүүлийн жилүүдэд хийгдсэн гэрлийн хурдыг хэмжих ажил юм.

Богино долгионы хүрээнд гэрлийн хурдыг хэмжих тодорхой үр дүн нь 1958 онд хэвлэгдсэн Америкийн эрдэмтэн К.Фрумын бүтээл байв. Эрдэмтэн секундэд 299792.50 километрийн үр дүнд хүрсэн. Удаан хугацааны туршид энэ утгыг хамгийн зөв гэж үздэг.

Гэрлийн хурдыг тодорхойлох нарийвчлалыг нэмэгдүүлэхийн тулд өндөр давтамжийн бүсэд хэмжилт хийх боломжтой цоо шинэ аргуудыг бий болгох шаардлагатай байв. Ийм аргыг боловсруулах боломж нь оптик квант генератор - лазерыг бий болгосны дараа гарч ирэв. Гэрлийн хурдыг тодорхойлох нарийвчлал нь Фрумын туршилттай харьцуулахад бараг 100 дахин нэмэгдсэн байна. Лазерын цацрагийг ашиглан давтамжийг тодорхойлох арга нь гэрлийн хурдыг секундэд 299792.462 км-тэй тэнцүү болгодог.

Физикчид цаг хугацааны явцад гэрлийн хурд тогтмол байх тухай асуултыг үргэлжлүүлэн судалж байна. Гэрлийн хурдыг судлах нь олон янзаараа шавхагдашгүй байгалийг ойлгоход илүү шинэ мэдээлэл өгөх боломжтой. Үндсэн тогтмолын 300 жилийн түүх-тай физикийн хамгийн чухал асуудлуудтай түүний уялдаа холбоог тодорхой харуулж байна.

Багш: - Гэрлийн хурдны ач холбогдлын талаар бид ямар дүгнэлт хийж болох вэ?

Оюутнууд: - Гэрлийн хурдыг хэмжих нь физикийг шинжлэх ухаан болгон хөгжүүлэх боломжийг олгосон.

1. Тусгал. ZHU хүснэгтийн "Суралцсан" баганыг бөглөх.

Гэрийн даалгавар.59-р зүйл (Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев “Физик. 11”)

Асуудлыг шийдвэрлэх

1. Эртний Грекийн Персей домогоос:

"Персей агаарт өндөрт нисэх үед мангас сумны нисэхээс цаашгүй байв. Түүний сүүдэр далайд унаж, мангас баатрын сүүдэр рүү ууртайгаар гүйв. Персей дээрээс зоригтойгоор мангас руу гүйж, муруй сэлмээ нуруунд нь гүн хийв...”

Асуулт: Сүүдэр гэж юу вэ, энэ нь ямар физик үзэгдлийн улмаас үүсдэг вэ?

2. “Удирдагчийг сонгох нь” Африкийн үлгэрээс:

"Ах нар аа" гэж өрөвтас хэлээд тойргийн дундуур тайван алхав. -Өглөөнөөс хойш маргалдсан. Үд дунд ойртож байгаа тул бидний сүүдэр аль хэдийн богиноссон бөгөөд удахгүй бүрмөсөн алга болно. Тиймээс нар дээд цэгтээ хүрэхээс өмнө нэг шийдвэрт хүрцгээе..."

Асуулт: Хүмүүсийн сүүдрийн урт яагаад богиносч эхэлсэн бэ? Хариултаа зургаар тайлбарла. Дэлхий дээр сүүдрийн уртын өөрчлөлт хамгийн бага байдаг газар байдаг уу?

3. “Үхэшгүй мөнхийг эрэлхийлсэн хүн” Италийн үлгэрээс:

"Тэгээд Грантеста түүнд шуурганаас ч дор юм шиг санагдлаа. Мангас хөндий рүү ойртож, гэрлийн туяанаас хурдан нисч байв. Арьс ширэн далавчтай, бүдүүн зөөлөн гэдэстэй, цухуйсан шүдтэй том амтай...”

Асуулт: Энэ хэсэгт физикийн хувьд юу буруу байна вэ?

4. Эртний Грекийн Персей домогоос:

"Персеус хурдан горгонуудаас холдов. Тэр тэдний заналхийлсэн царайг харахаас айдаг: эцэст нь нэг харвал тэр чулуу болж хувирна. Горгонууд толинд туссан тул Персеус Афина Палласын бамбайг авав. Аль нь Медуза вэ?

Бүргэд золиослогч дээрээ тэнгэрээс унадаг шиг Персеус унтаж буй Медуза руу гүйв. Тэр илүү оновчтой цохилт өгөхийн тулд тунгалаг бамбай руу хардаг...”

Асуулт: Персей Медусагийн толгойг таслахад ямар физик үзэгдлийг ашигласан бэ?

Хавсралт 1.

Хүснэгт "Би мэднэ/мэдэхийг хүсч байна/би мэдсэн"

Хавсралт 2

Гэрлийн мөн чанарын талаархи үзэл бодлын хөгжлийн түүх

Гэрлийн мөн чанарын талаархи анхны санаанууд эрт дээр үеэс бий болсон. Грекийн гүн ухаантан Платон (МЭӨ 427-327) гэрлийн анхны онолуудын нэгийг бүтээжээ.

Евклид, Аристотель (МЭӨ 300-250) нар гэрлийн шулуун тархалт, гэрлийн цацрагийн бие даасан байдал, тусгал, хугарал зэрэг оптик үзэгдлийн үндсэн хуулиудыг туршилтаар тогтоожээ. Алсын харааны мөн чанарыг анх тайлбарласан хүн бол Аристотель юм.

Эртний философичид, дундад зууны үеийн эрдэмтдийн онолын байр суурь хангалтгүй, зөрчилдөөнтэй байсан ч гэрлийн үзэгдлийн мөн чанарын талаархи зөв үзэл бодлыг бий болгоход хувь нэмэр оруулж, онолыг цааш хөгжүүлэх үндэс суурийг тавьсан юм. гэрэл ба төрөл бүрийн оптик багаж бүтээх. Гэрлийн үзэгдлийн шинж чанарын талаархи шинэ судалгаа хуримтлагдах тусам гэрлийн мөн чанарын талаархи үзэл бодол өөрчлөгдсөн. Эрдэмтэд гэрлийн мөн чанарыг судлах түүх 17-р зуунаас эхлэх ёстой гэж үздэг.

17-р зуунд Данийн одон орон судлаач Рёмер (1644-1710) гэрлийн хурдыг хэмжиж, Италийн физикч Грималди (1618-1663) дифракцийн үзэгдлийг нээж, английн гайхалтай эрдэмтэн И.Ньютон (1642-1727) корпускулярыг бүтээжээ. гэрлийн онол, дисперс ба интерференцийн үзэгдлийг нээсэн, Э.Бартолин (1625–1698) Исландын шатан дахь хос хугаралтыг нээж, улмаар болор оптикийн үндэс суурийг тавьсан. Гюйгенс (1629-1695) гэрлийн долгионы онолыг санаачилсан.

17-р зуунд ажиглагдсан гэрлийн үзэгдлийг онолын хувьд нотлох анхны оролдлого хийсэн. Ньютоны боловсруулсан гэрлийн корпускуляр онол нь гэрлийн цацрагийг гэрлийн эх үүсвэрээс ялгардаг, нэгэн төрлийн орчинд өндөр хурдтайгаар шулуун шугамаар, жигд нисдэг жижиг хэсгүүд - корпускулуудын тасралтгүй урсгал гэж үздэг.

Үндэслэгч нь Х.Гюйгенсийн гэрлийн долгионы онолын үүднээс авч үзвэл гэрлийн цацраг нь долгионы хөдөлгөөн юм. Гюйгенс гэрлийн долгионыг бүх материаллаг бие, тэдгээрийн хоорондын зай, гариг ​​хоорондын орон зайг дүүргэдэг тусгай уян нягт, нягт орчинд тархдаг өндөр давтамжийн уян долгион гэж үздэг.

Гэрлийн цахилгаан соронзон онолыг 19-р зууны дундуур Максвелл (1831-1879) бүтээсэн. Энэ онолын дагуу гэрлийн долгион нь цахилгаан соронзон шинж чанартай бөгөөд гэрлийн цацрагийг цахилгаан соронзон үзэгдлийн онцгой тохиолдол гэж үзэж болно. Герц, дараа нь П.Н.Лебедев нарын хийсэн судалгаагаар цахилгаан соронзон долгионы бүх үндсэн шинж чанарууд нь гэрлийн долгионы шинж чанаруудтай давхцаж байгааг баталжээ.

Лоренц (1896) цацраг болон материйн бүтцийн хоорондын хамаарлыг тогтоож, гэрлийн электрон онолыг боловсруулсан бөгөөд үүний дагуу атомуудад агуулагдах электронууд тодорхой хугацаанд хэлбэлзэж, тодорхой нөхцөлд гэрлийг шингээх эсвэл ялгаруулах чадвартай байдаг.

Максвеллийн цахилгаан соронзон онол нь Лоренсийн электрон онолтой хослуулан тухайн үед мэдэгдэж байсан бүх оптик үзэгдлүүдийг тайлбарлаж, гэрлийн мөн чанарын асуудлыг бүрэн илчлэх шиг болсон.

Гэрлийн ялгаруулалтыг секундэд 300,000 километрийн хурдтайгаар сансар огторгуйд тархдаг цахилгаан ба соронзон хүчний үе үе хэлбэлзэл гэж үздэг. Лоуренс эдгээр чичиргээний тээвэрлэгч цахилгаан соронзон эфир нь туйлын хөдөлгөөнгүй шинж чанартай гэж үздэг. Гэсэн хэдий ч бий болсон цахилгаан соронзон онол удалгүй батлагдах боломжгүй болсон. Юуны өмнө энэ онол нь цахилгаан соронзон хэлбэлзэл тархдаг бодит орчны шинж чанарыг харгалзан үзээгүй. Нэмж дурдахад энэхүү онолын тусламжтайгаар 19-20-р зууны төгсгөлд физикт тулгарч байсан олон тооны оптик үзэгдлүүдийг тайлбарлах боломжгүй байв. Эдгээр үзэгдлүүд нь гэрэл ялгаруулах, шингээх үйл явц, хар биеийн цацраг, фотоэлектрик эффект болон бусад зүйлс орно.

Гэрлийн квант онол 20-р зууны эхээр үүссэн. Үүнийг 1900 онд боловсруулж, 1905 онд баталжээ. Гэрлийн квант онолыг үндэслэгч нь Планк, Эйнштейн нар юм. Энэ онолын дагуу гэрлийн цацрагийг материйн хэсгүүд тасралтгүй биш, харин салангид байдлаар ялгаруулж, шингээдэг, өөрөөр хэлбэл тусдаа хэсгүүдэд - гэрлийн квантууд.

Квантын онол нь гэрлийн корпускуляр онолыг шинэ хэлбэрээр сэргээсэн мэт боловч мөн чанартаа энэ нь долгион ба корпускуляр үзэгдлийн нэгдлийг хөгжүүлэх явдал байв.

Түүхэн хөгжлийн үр дүнд орчин үеийн оптик нь гэрлийн үзэгдлийн үндэслэлтэй онолтой бөгөөд цацрагийн янз бүрийн шинж чанарыг тайлбарлаж, гэрлийн цацрагийн тодорхой шинж чанарууд ямар нөхцөлд илэрч болох вэ гэсэн асуултад хариулах боломжийг олгодог. Гэрлийн орчин үеийн онол нь түүний хоёрдмол шинж чанарыг баталж байна: долгион ба корпускуляр.

Үр дүн (км/с)

1676

Ромер

Бархасбадийн сарнууд

214000

1726

Брэдли

Оддын аберраци

301000

1849

Физо

Араа

315000

1862

Фуко

Эргэдэг толь

298000

1883

Мишельсон

Эргэдэг толь

299910

1983

Хүлээн зөвшөөрөгдсөн үнэ цэнэ

299 792,458

Хуудас

Слайд 2

Гэрлийн талаархи анхны санаанууд

Гэрэл гэж юу болох тухай анхны санаанууд ч бас эрт дээр үеэс үүссэн. Эрт дээр үед гэрлийн мөн чанарын талаархи санаанууд нь маш анхдагч, гайхалтай, бас маш олон янз байв. Гэсэн хэдий ч гэрлийн мөн чанарын талаархи эртний хүмүүсийн үзэл бодол олон янз байсан ч тэр үед гэрлийн мөн чанарын асуудлыг шийдвэрлэх гурван үндсэн хандлага байсан. Эдгээр гурван хандлага нь дараа нь гэрлийн корпускуляр ба долгионы онолууд гэсэн хоёр өрсөлдөгч онолд бий болсон. Эртний философич, эрдэмтдийн дийлэнх нь гэрлийг гэрэлтдэг бие болон хүний ​​нүдийг холбодог тодорхой туяа гэж үздэг.

Үүний зэрэгцээ гэрлийн мөн чанарын талаар гурван үндсэн үзэл бодол байсан. Нүд->зүйл->нүдний хөдөлгөөн

Слайд 3

Анхны онол

Эртний зарим эрдэмтэд туяа нь хүний ​​нүднээс гардаг гэж үздэг тул тухайн объектыг мэдэрдэг бололтой. Энэ үзэл бодол нь эхэндээ олон тооны дагагчтай байсан. Евклид, Птолемей болон бусад олон томоохон эрдэмтэн, философичид үүнийг баримталсан. Гэсэн хэдий ч хожим Дундад зууны үед гэрлийн мөн чанарын тухай энэ санаа нь утгаа алддаг. Эдгээр үзэл бодлыг баримталдаг эрдэмтэд улам бүр цөөрсөөр байна. Мөн 17-р зууны эхэн үед. Энэ үзэл бодлыг аль хэдийн мартагдсан гэж үзэж болно. Евклид Птолемей

Слайд 4

Хоёрдахь онол

Бусад философичид эсрэгээр, туяа нь гэрэлтдэг биеэс ялгардаг бөгөөд хүний ​​нүдэнд хүрч, гэрэлтдэг объектын ул мөр үлдээдэг гэж үздэг. Энэ үзэл бодлыг атомист Демокрит, Эпикур, Лукреций нар баримталдаг байв. Гэрлийн мөн чанарын талаарх энэхүү үзэл бодол нь хожим 17-р зуунд гэрлийн корпускулярын онолд бий болсон бөгөөд үүний дагуу гэрэл нь гэрэлтдэг биетээс ялгарах зарим бөөмсийн урсгал юм. Демокрит Эпикур Лукреций

Слайд 5

Гурав дахь онол

Гэрлийн мөн чанарын талаархи гурав дахь үзэл бодлыг Аристотель илэрхийлсэн. Тэрээр гэрлийг ямар нэг гэрэлтдэг биетээс нүд рүү урсах урсгал биш, мэдээжийн хэрэг нүднээс гарч буй зарим туяа биш, харин орон зайд (байгаль орчинд) тархаж буй үйлдэл, хөдөлгөөн гэж үзсэн. Түүний үед Аристотелийн үзэл бодлыг хуваалцсан хүн цөөхөн байсан. Гэвч хожим нь дахин 17-р зуунд түүний үзэл бодол боловсронгуй болж, гэрлийн долгионы онолын үндэс суурийг тавьсан юм. Аристотель

Слайд 6

Дундад зууны үеэс бидэнд ирсэн оптикийн талаархи хамгийн сонирхолтой бүтээл бол Арабын эрдэмтэн Альхазены бүтээл юм. Тэрээр тольны гэрлийн тусгал, линз дэх гэрлийн хугарал, шилжилтийн үзэгдлийг судалжээ. Эрдэмтэн Демокритын онолыг баримталж, гэрэл нь хязгаарлагдмал тархах хурдтай гэсэн санааг анх илэрхийлсэн. Энэхүү таамаглал нь гэрлийн мөн чанарыг ойлгоход томоохон алхам болсон юм. Алгазен

Слайд 7

17-р зуун

Олон тооны туршилтын баримтууд дээр үндэслэн 17-р зууны дунд үед гэрлийн үзэгдлийн мөн чанарын тухай хоёр таамаглал гарч ирэв: Ньютоны корпускуляр онол нь гэрэл нь гэрэлтдэг биетүүдээс өндөр хурдтайгаар ялгардаг бөөмсийн урсгал гэж үздэг. Гюйгенсийн долгионы онол нь гэрэл нь гэрэлтдэг биеийн хэсгүүдийн чичиргээнээс үүдэлтэй тусгай гэрэлтүүлэгч орчны (эфир) уртааш хэлбэлзлийн хөдөлгөөнийг илэрхийлдэг гэж нотолсон.

Слайд 8

Корпускулярын онолын үндсэн заалтууд

Гэрэл нь шатаж буй лаа гэх мэт гэрэлтэгч биеэс шулуун шугамаар бүх чиглэлд ялгардаг бодисын жижиг хэсгүүдээс тогтдог. Хэрэв корпускулуудаас бүрдэх эдгээр туяа бидний нүд рүү унах юм бол бид тэдний эх үүсвэрийг хардаг. Хөнгөн корпускулууд өөр өөр хэмжээтэй байдаг. Нүдэнд орохдоо хамгийн том тоосонцор нь улаан, хамгийн жижиг нь нил ягаан өнгөтэй мэдрэмжийг төрүүлдэг. Цагаан өнгө нь бүх өнгөний холимог юм: улаан, улбар шар, шар, ногоон, хөх, индиго, ягаан. Гадаргуугаас гэрлийн тусгал нь үнэмлэхүй уян харимхай нөлөөллийн хуулийн дагуу хананаас корпускулын тусгалаас болж үүсдэг.

Слайд 9

Гэрлийн хугарлын үзэгдлийг биетүүд нь орчны хэсгүүдэд татагддагтай холбон тайлбарладаг. Дундаж нягт байх тусам хугарлын өнцөг нь тусах өнцөг бага байна. 1666 онд Ньютон нээсэн гэрлийн дисперсийн үзэгдлийг тэрээр дараах байдлаар тайлбарлав. "Бүх өнгө цагаан гэрэлд аль хэдийн байдаг. Бүх өнгө нь гариг ​​хоорондын орон зай, агаар мандлаар дамждаг бөгөөд цагаан гэрлийн нөлөөг үүсгэдэг. Төрөл бүрийн корпускулуудын холимог цагаан гэрэл призмээр дамжин өнгөрөхдөө хугардаг." Ньютон давхар хугарлыг тайлбарлах аргуудыг тодорхойлсон бөгөөд гэрлийн туяа нь "өөр талтай" буюу хос хугарлын биеийг дамжин өнгөрөхөд тэдгээр нь өөр өөр хугардаг онцгой шинж чанартай байдаг гэсэн таамаглал дэвшүүлсэн.

Слайд 10

Ньютоны корпускуляр онол нь тухайн үед мэдэгдэж байсан олон оптик үзэгдлийг хангалттай тайлбарласан. Зохиогч нь шинжлэх ухааны ертөнцөд асар их нэр хүндтэй байсан бөгөөд Ньютоны онол удалгүй бүх улс оронд олон дэмжигчтэй болсон. Энэ онолыг баримталдаг хамгийн том эрдэмтэд: Араго, Пуассон, Биот, Гей-Люссак.

Корпускулярын онол дээр үндэслэн огторгуйд огтлолцдог гэрлийн туяа яагаад бие биендээ үйлчилдэггүйг тайлбарлахад хэцүү байсан. Эцсийн эцэст гэрлийн тоосонцор мөргөлдөж, сарних ёстой (долгионууд бие биедээ нөлөөлөхгүйгээр бие биенээ дайран өнгөрдөг) Ньютон Араго Гэй-Люссак

Слайд 11

Долгионы онолын үндсэн зарчим

Гэрэл нь эфир дэх уян харимхай импульсийн тархалт юм. Эдгээр импульс нь уртааш бөгөөд агаар дахь дууны импульстэй төстэй. Эфир бол огторгуйн орон зай болон биетүүдийн хэсгүүдийн хоорондын зайг дүүргэдэг таамаглалын орчин юм. Энэ нь жингүй, таталцлын хуульд захирагддаггүй, маш их уян хатан чанартай. Эфирийн чичиргээний тархалтын зарчим нь түүний өдөөлт хүрч буй цэг бүр нь хоёрдогч долгионы төв байх явдал юм. Эдгээр долгион нь сул бөгөөд нөлөө нь зөвхөн тэдгээрийн дугтуйны гадаргуу болох долгионы фронт өнгөрдөг (Huygens-ийн зарчим). Долгионы фронт эх үүсвэрээс хол байх тусам хавтгай болно. Эх сурвалжаас шууд ирж буй гэрлийн долгион нь харааны мэдрэмжийг үүсгэдэг. Гюйгенсийн онолын маш чухал зүйл бол гэрлийн тархалтын хурд хязгаарлагдмал гэсэн таамаглал байв.

Слайд 12

Долгионы онол

Онолын тусламжтайгаар геометрийн оптикийн олон үзэгдлийг тайлбарладаг: – гэрлийн тусгалын үзэгдэл ба түүний хууль тогтоомж; – гэрлийн хугарлын үзэгдэл ба түүний хуулиуд; - нийт дотоод тусгалын үзэгдэл; – давхар хугарлын үзэгдэл; - гэрлийн цацрагийн бие даасан байдлын зарчим. Гюйгенсийн онолоор орчны хугарлын илтгэгчийн хувьд дараах илэрхийлэлийг өгсөн: Томъёноос харахад гэрлийн хурд нь тухайн орчны үнэмлэхүй илтгэгчээс урвуу хамааралтай байх ёстой нь тодорхой байна. Энэ дүгнэлт нь Ньютоны онолоос үүссэн дүгнэлтийн эсрэг байв.

Гюйгенсийн долгионы онолд олон хүн эргэлзэж байсан ч гэрлийн мөн чанарын тухай долгионы үзлийг дэмжигч цөөхөн хүмүүсийн дунд М.Ломоносов, Л.Эйлер нар байв. Эдгээр эрдэмтдийн судалгааны үр дүнд Гюйгенсийн онол нь эфирт тархдаг периодын хэлбэлзэл бус долгионы онол болж эхэлжээ. Гэрлийн шулуун тархалтыг тайлбарлахад хэцүү байсан бөгөөд энэ нь объектуудын ард хурц сүүдэр үүсэхэд хүргэдэг (корпускулярын онолын дагуу гэрлийн шулуун хөдөлгөөн нь инерцийн хуулийн үр дагавар юм (гэрлийн эргэн тойронд гулзайлгах). саад) болон хөндлөнгийн оролцоо (гэрлийн туяа бие биен дээрээ наалдсан үед гэрлийн хүч нэмэгдэх, сулрах) зэргийг зөвхөн долгионы онолын үүднээс тайлбарлаж болно. Гюйгенс Ломоносов Эйлер

Слайд 14

XI-XX зуун

19-р зууны хоёрдугаар хагаст Максвелл гэрэл бол цахилгаан соронзон долгионы онцгой тохиолдол гэдгийг харуулсан. Максвеллийн ажил гэрлийн цахилгаан соронзон онолын үндэс суурийг тавьсан. Герц цахилгаан соронзон долгионыг туршилтаар нээсний дараа гэрэл тархах үед долгион шиг ажилладаг гэдэгт эргэлзэх зүйлгүй болсон. Тэд одоо байхгүй. Гэсэн хэдий ч 20-р зууны эхэн үед гэрлийн мөн чанарын талаархи санаанууд эрс өөрчлөгдөж эхлэв. Гэнэтийн няцаагдсан корпускулын онол бодит байдалтай холбоотой хэвээр байгаа нь тодорхой болов. Гэрэл ялгарч, шингэх үед бөөмсийн урсгал шиг аашилдаг нь тогтоогдсон. Максвелл Герц

Слайд 15

Гэрлийн тасалдал (квант) шинж чанарыг олж илрүүлсэн. Ер бусын нөхцөл байдал үүссэн: интерференц ба дифракцийн үзэгдлийг гэрлийг долгион гэж үзэх замаар, цацраг туяа, шингээлтийн үзэгдлийг гэрлийг бөөмсийн урсгал гэж үзэх замаар тайлбарлаж болно. Тиймээс эрдэмтэд гэрлийн шинж чанарын долгион-бөөмийн хоёрдмол байдал (хос чанар) дээр санал нэгджээ. Өнөө үед гэрлийн онол хөгжсөөр байна.

Бүх слайдыг үзэх

1 авах 7

1.1 Гэрлийн мөн чанарын талаархи үзэл бодлыг хөгжүүлэх.

Гэрлийн долгион 7

1.2.

Хоёр диэлектрикийн нүүрэн дээрх хавтгай долгионы тусгал ба хугарал 10

1.3.

Нийт дотоод тусгал 11

1.4.

Далайц ба 11-р үе шат хоорондын хамаарал

2 хөндлөнгийн оролцоо 14

2.1 Интерференцийн үзэгдэл. Чичиргээ нэмэх 14

2.2 Интерференцийн хүрээний өргөн 15

2.3 17-р долгионы долгионы фронтыг хуваах замаар эрчмийг ажиглах арга

2.4 Далайцын хуваалтаар когерент цацрагийг авах арга 17

2.5 Интерференцийн хэрэглээ 20

3 Дифракци 23

4 Цахилгаан соронзон долгионы бодистой харилцан үйлчлэх 29

4.1 Гэрлийн тархалт 29

4.2 Гэрлийн дисперсийн электрон онол 31

4.3 Шингээлт (гэрлийн шингээлт) 32

4.4 Гэрлийн тархалт 33

5 Гэрлийн квант шинж чанар 35

5.1 Фотоэлектрик эффектийн төрлүүд 35

5.2 Гадны фотоэлектрик эффектийн хуулиуд (Столетовын хууль) 37

5.3 Гадаад фотоэлектрик эффектийн Эйнштейний тэгшитгэл 38

5.4 Фотоэлектрик эффектийн хэрэглээ 39

Дүгнэлт 40

Ашигласан эх сурвалжийн жагсаалт 41

1 Хариулт

1.1 Гэрлийн мөн чанарын талаархи үзэл бодлыг хөгжүүлэх. Хөнгөн долгион

Оптик судалгааны эхний үеүүдэд оптик үзэгдлийн дөрвөн үндсэн хуулийн үр дагаврыг туршилтаар тогтоожээ.

Шулуун шугаман гэрлийн тархалтын хууль.

Гэрлийн цацрагийн бие даасан байдлын хууль (зөвхөн шугаман оптикт хүчинтэй).

Тусгалын хууль.

Хоёр мэдээллийн хэрэгслийн хил дээрх гэрлийн хугарлын хууль.

Нэгдүгээрт: Оптикийн хувьд нэгэн төрлийн орчинд гэрэл шулуун шугамаар тархдаг.

Хоёрдугаарт: Нэг цацрагийн нөлөөлөл нь үлдсэн цацрагууд нэгэн зэрэг үйлчилж байгаа эсэхээс хамаарна.

Ойсон туяа нь туссан туяатай ижил хавтгайд байрладаг ба тусгалын цэг дээрх хоёр мэдээллийн хэрэгслийн хоорондох интерфэйс рүү татсан перпендикуляр; тусгалын өнцөг өнцөгтэй тэнцүү тусгал.

Дөрөвдүгээрт: Ирсэн туяа, хугарсан туяа, тусгалын цэгт интерфэйс рүү татсан перпендикуляр нь нэг хавтгайд байрладаг; Хугарлын өнцгийн синусын харьцаа нь өгөгдсөн мэдээллийн хэрэгслийн тогтмол утга юм.

Хаана - эхнийхтэй харьцуулахад хоёр дахь орчны харьцангуй хугарлын илтгэгч. Хоёр зөөвөрлөгчийн харьцангуй хугарлын илтгэгч нь тэдгээрийн үнэмлэхүй хугарлын индексийн харьцаатай тэнцүү байна.

Орчны үнэмлэхүй хугарлын илтгэгчийг хэмжигдэхүүн гэнэ , вакуум дахь цахилгаан соронзон долгионы хурдыг фазын хурдтай харьцуулсан харьцаатай тэнцүү байна хүрээлэн буй орчинд

(1.1)

Үндсэн хуулиудыг эрт дээр үеэс бий болгосон боловч тэдгээрийн талаархи үзэл бодол олон зууны туршид өөрчлөгдсөн.

Тиймээс Ньютон механикийн хуулиудад захирагддаг гэрлийн бөөмсийн гадагш урсах онолыг баримталсан. Гюйгенс гэрлийн өөр нэг (гэрлийн корпускуляр онол) онолыг гаргаж ирэв. Тэрээр гэрлийн өдөөлтийг тусгай орчин - эфир (гэрлийн долгионы онол) -д тархдаг уян харимхай импульс гэж үзэх ёстой гэж үздэг.

18-р зууны үед корпускулын онол зонхилох байр суурийг эзэлдэг байсан ч хоёр онолын хоорондын тэмцэл зогссонгүй.

Дараа нь 19-р зуунд Янг, Френел нарын бүтээлүүд долгионы оптикт асар их хувь нэмэр, нэмэлт оруулсан. Максвелл онолын судалгаандаа үндэслэн гэрэл бол цахилгаан соронзон долгион гэсэн дүгнэлтийг гаргасан. Цахилгаан соронзон долгионы орчин дахь хурд

(1.2)

Хаана - вакуум дахь гэрлийн хурд; - диэлектрик тогтмолтай орчин дахь хурд ба соронзон нэвчих чадвар .

Учир нь
, Тэр

(1.3)

(1.3) нь бодисын оптик, цахилгаан, соронзон тогтмолуудын хоорондын холболтыг өгдөг. Оптик хүрээний долгионы урт. Гэрлийн долгионоор дамжуулсан энергийн урсгалын нягтын хугацааны дундаж утгын модулийг гэрлийн эрчим гэж нэрлэдэг.

,
.

,
.

Гэрлийн энерги дамждаг шугамыг цацраг гэж нэрлэдэг.
туяа руу тангенциал чиглүүлсэн. Изотроп орчинд
. Максвеллийн онолын үр дагавар нь гэрлийн долгионы хөндлөн огтлолцол юм: цахилгааны векторууд ба соронзон талбарууд нь харилцан перпендикуляр бөгөөд хурдны векторт перпендикуляр хэлбэлздэг тархалтын цацраг, i.e. цацрагт перпендикуляр.

Ихэвчлэн оптикт бүх үндэслэлийг гэрлийн вектор - эрчмийн вектортой харьцуулдаг цахилгаан орон. Бодис дээр гэрэл үйлчлэх үед тухайн бодисын атом дахь электронууд дээр ажилладаг долгионы талбайн цахилгаан бүрэлдэхүүн чухал ач холбогдолтой байдаг.

Гэрэл бол олон атомын нийт цахилгаан соронзон цацраг юм. Атомууд бие биенээсээ үл хамааран гэрлийн долгионыг ялгаруулдаг тул бие махбодоос бүхэлд нь ялгардаг гэрлийн долгион нь гэрлийн векторын бүх төрлийн адил магадлалтай чичиргээгээр тодорхойлогддог (Зураг дээрх хавтгайд перпендикуляр туяаг үз).

Хөнгөн, бүх боломжит вектор чиг баримжаатай байгалийн гэж нэрлэдэг. Хэрэв эмх цэгцтэй бол гэрлийг туйлширсан гэж нэрлэдэг. Хэрэв цацрагийг дамжин өнгөрөх зөвхөн нэг хавтгайд хэлбэлзэл үүсдэг бол гэрлийг хавтгай (шугаман) туйлширсан гэж нэрлэдэг.

Хавтгай туйлширсан гэрэл нь эллипс туйлширсан гэрлийн хязгаарлагдмал тохиолдол юм - i.e. векторын төгсгөл цаг хугацааны эллипсийг дүрсэлдэг.

; Хаана - эллипс.

Сурсан материалыг давтах.

Оптик гэж юу вэ?

Геометрийн оптик гэж юу вэ?

Байгалийн ба хиймэл гэрлийн эх үүсвэрийн жишээг өг.

Цацраг гэж юу вэ?

Гэрлийн шулуун тархалтын хууль.

Сүүдэр гэж юу вэ?

Penumbra гэж юу вэ?

Гэрлийн тусгалын хууль.

Шинэ материал сурах.

Оптикийн хөгжил, техникийн дэвшил. Оптик хэрэгслийг бий болгох.

Дэлхий дээрх амьдрал нарны гэрлийн ачаар үүсч, оршин тогтнож байна. Үүний ачаар бид эргэн тойрныхоо ертөнцийг мэдэрч, ойлгодог. Гэрлийн туяа нь ойрын болон алслагдсан объектуудын байрлал, хэлбэр, өнгөний тухай өгүүлдэг. Оптик хэрэглүүрээр олшруулсан гэрэл нь хүмүүст асар том хэмжээтэй сансар огторгуйн ертөнц ба энгийн нүдээр ялгахын аргагүй өчүүхэн биетүүд амьдардаг микроскоп ертөнц гэсэн хоёр ертөнцийг хүмүүст нээж өгдөг.

Оптикийн үндэс нь эрт дээр үеэс тавигдсан. Тунгалаг шил хайлж байгааг МЭӨ 1600 онд эртний египетчүүд болон Месопотамчууд мэддэг байсан бөгөөд эртний Ромд шилэн эдлэл, чимэглэлийг маш төгс төгөлдөр хийдэг байжээ. 13-р зуунд хүн төрөлхтөн анхны оптик хэрэгсэл болох шил, томруулдаг шилийг хүлээн авсан. Хэсэг хугацааны дараа буюу 17-р зууны эхээр телескоп, микроскопыг зохион бүтээжээ.

1609 онд Италийн эрдэмтэн Галилео сөрөг линзтэй нүдний шил зохион бүтээж, түүнийг ажиглалтад өргөн ашиглаж байжээ. Орос улсад 17-р зууны эхэн үед нүдний шил, харагч гарч ирэв.

Р.Декарт, П.Ферма, И.Ньютон, К.Гаусс болон бусад нэрт эрдэмтдийн бүтээлийн ачаар 17-р зууны төгсгөлд оптик хэрэгслийн онолыг бий болгож эхэлсэн. Оросын эрдэмтэд М.В.Ломоносов, В.Н.Чиколев, механикч И.П., О.Н.

Орос улсад Петр 1-ийн үед оптик нь цаашдын хөгжлийг олж авсан. 1725 онд Шинжлэх Ухааны Академийн дэргэд Оптикийн тэнхим, оптикийн семинар зохион байгуулжээ. Оптикийн тэнхимийн эрхлэгчдийн нэг нь Л.Эйлер байсан бөгөөд тэрээр "Диоптрик" номоо бичиж, геометрийн оптикийн үндсийг тодорхойлсон.

М.В.Ломоносов бол шинжлэх ухааны судалгаанд зориулж микроскоп ашигласан анхны орос эрдэмтэн бөгөөд өнгөт шил, өнгөт мозайк хийх аргыг боловсруулсан. 18-р зуунд Оросын нэрт зүтгэлтэн М.В.Ломоносов, Л.Эйлер нарын бүтээлүүд Орост оптик үйлдвэрлэлийг хөгжүүлэх хамгийн чухал үндэс суурийг тавьсан. 1917 оны хувьсгалын дараа 1918 онд Петроград хотод академич Д.С.Рождественский тэргүүтэй Улсын оптикийн хүрээлэнг байгуулжээ. GOI нь дотоодын оптик механикийн үйлдвэрлэлийг бий болгох чиглэлээр шинжлэх ухааны бодлогыг тодорхойлдог төв байв. GOI-д нэр хүндтэй эрдэмтэд ажиллаж байсан: С.И.Вавилов, А.А.Лебедев, И.В.Гребенщиков, Н.Качалов болон бусад.

Дайны дараах жилүүдэд манай оптикийн салбар өндөр нарийвчлалтай хосгүй багаж хэрэгсэл, электрон микроскоп, интерферометр, сансрын судалгааны багаж хэрэгслийг амжилттай эзэмшсэн.

Оросын эрдэмтэн А.Г.Столетовын нээсэн фотоэлектрик эффектийн үзэгдлүүд дээр үндэслэн автоматжуулалт, телевиз, сансрын хөлгийн удирдлагад хэрэглэгдэх болсон оптикийн фотоэлектрик талбар амжилттай хөгжиж байна.

Дотоодын оптикийн томоохон ололтуудын нэг бол профессор М.М.Русиновын бүтээлүүд юм. Түүний бүтээсэн өргөн өнцгийн агаарын гэрэл зургийн линз нь Зөвлөлтийн агаарын гэрэл зургийг дэлхийд тэргүүлэх байр суурийг эзэлжээ.

Сарны дэлхийгээс үл үзэгдэх алс холын гэрэл зургийг авах төхөөрөмж бүтээсэн нь оптик багаж хэрэгслийн шинэ чиглэл болох сансрын оптик багажийг хөгжүүлэх эхлэл байв.

20-р зууны 50-аад оны дундуур Зөвлөлтийн физикч Н.Г.Басов, А.М.Прохоров нарын судалгаа нь шинжлэх ухааны шинэ салбар болох квант электроникийг бий болгосон үр болжээ. 1971 онд Денис Габор голографийн нээлтийн төлөө Нобелийн шагнал хүртжээ.

1930 онд Германд Ламм зөвхөн гэрэл төдийгүй дүрсийг оптик утасаар дамжуулдаг байв. Гэхдээ шилэн утас хийх технологи нь маш нарийн төвөгтэй байсан тул Ламм-ын санаанууд олон жилийн турш мартагдсан хэвээр байв.

Орчин үеийн шинжлэх ухаан шилэн кабелийг долгионы оргилд хүргэсэн.

Гэрлийн мөн чанарын талаархи үзэл бодлын хөгжлийн түүх

Гэрлийн мөн чанарын талаархи анхны санаанууд эрт дээр үеэс бий болсон. Грекийн гүн ухаантан Платон (МЭӨ 427-327) гэрлийн анхны онолуудын нэгийг бүтээжээ.

Евклид, Аристотель (МЭӨ 300-250) нар гэрлийн шулуун тархалт, гэрлийн цацрагийн бие даасан байдал, тусгал, хугарал зэрэг оптик үзэгдлийн үндсэн хуулиудыг туршилтаар тогтоожээ. Алсын харааны мөн чанарыг анх тайлбарласан хүн бол Аристотель юм.

Эртний философичид, дундад зууны үеийн эрдэмтдийн онолын байр суурь хангалтгүй, зөрчилдөөнтэй байсан ч гэрлийн үзэгдлийн мөн чанарын талаархи зөв үзэл бодлыг бий болгоход хувь нэмэр оруулж, онолыг цааш хөгжүүлэх үндэс суурийг тавьсан юм. гэрэл ба төрөл бүрийн оптик багаж бүтээх. Гэрлийн үзэгдлийн шинж чанарын талаархи шинэ судалгаа хуримтлагдах тусам гэрлийн мөн чанарын талаархи үзэл бодол өөрчлөгдсөн. Эрдэмтэд гэрлийн мөн чанарыг судлах түүх 17-р зуунаас эхлэх ёстой гэж үздэг.

17-р зуунд Данийн одон орон судлаач Рёмер (1644-1710) гэрлийн хурдыг хэмжиж, Италийн физикч Грималди (1618-1663) дифракцийн үзэгдлийг нээж, английн гайхалтай эрдэмтэн И.Ньютон (1642-1727) корпускулярыг бүтээжээ. гэрлийн онол, дисперс ба интерференцийн үзэгдлийг нээсэн, Э.Бартолин (1625–1698) Исландын шатан дахь хос хугаралтыг нээж, улмаар болор оптикийн үндэс суурийг тавьсан. Гюйгенс (1629-1695) гэрлийн долгионы онолыг санаачилсан.

17-р зуунд ажиглагдсан гэрлийн үзэгдлийг онолын хувьд нотлох анхны оролдлого хийсэн. Ньютоны боловсруулсан гэрлийн корпускуляр онол нь гэрлийн цацрагийг гэрлийн эх үүсвэрээс ялгардаг, нэгэн төрлийн орчинд өндөр хурдтайгаар шулуун шугамаар, жигд нисдэг жижиг хэсгүүд - корпускулуудын тасралтгүй урсгал гэж үздэг.

Үндэслэгч нь Х.Гюйгенсийн гэрлийн долгионы онолын үүднээс авч үзвэл гэрлийн цацраг нь долгионы хөдөлгөөн юм. Гюйгенс гэрлийн долгионыг бүх материаллаг бие, тэдгээрийн хоорондын зай, гариг ​​хоорондын орон зайг дүүргэдэг тусгай уян нягт, нягт орчинд тархдаг өндөр давтамжийн уян долгион гэж үздэг.

Гэрлийн цахилгаан соронзон онолыг 19-р зууны дундуур Максвелл (1831-1879) бүтээсэн. Энэ онолын дагуу гэрлийн долгион нь цахилгаан соронзон шинж чанартай бөгөөд гэрлийн цацрагийг цахилгаан соронзон үзэгдлийн онцгой тохиолдол гэж үзэж болно. Герц, дараа нь П.Н.Лебедев нарын хийсэн судалгаагаар цахилгаан соронзон долгионы бүх үндсэн шинж чанарууд нь гэрлийн долгионы шинж чанаруудтай давхцаж байгааг баталжээ.

Лоренц (1896) цацраг болон материйн бүтцийн хоорондын хамаарлыг тогтоож, гэрлийн электрон онолыг боловсруулсан бөгөөд үүний дагуу атомыг бүрдүүлэгч электронууд тодорхой хугацаанд хэлбэлзэж, тодорхой нөхцөлд гэрлийг шингээх эсвэл ялгаруулах чадвартай байдаг.

Максвеллийн цахилгаан соронзон онол нь Лоренсийн электрон онолтой хослуулан тухайн үед мэдэгдэж байсан бүх оптик үзэгдлүүдийг тайлбарлаж, гэрлийн мөн чанарын асуудлыг бүрэн илчлэх шиг болсон.

Гэрлийн ялгаруулалтыг секундэд 300,000 километрийн хурдтайгаар сансар огторгуйд тархдаг цахилгаан ба соронзон хүчний үе үе хэлбэлзэл гэж үздэг. Лоуренс эдгээр чичиргээний тээвэрлэгч цахилгаан соронзон эфир нь туйлын хөдөлгөөнгүй шинж чанартай гэж үздэг. Гэсэн хэдий ч бий болсон цахилгаан соронзон онол удалгүй батлагдах боломжгүй болсон. Юуны өмнө энэ онол нь цахилгаан соронзон хэлбэлзэл тархдаг бодит орчны шинж чанарыг харгалзан үзээгүй. Нэмж дурдахад энэхүү онолын тусламжтайгаар 19-20-р зууны төгсгөлд физикт тулгарч байсан олон тооны оптик үзэгдлүүдийг тайлбарлах боломжгүй байв. Эдгээр үзэгдлүүд нь гэрэл ялгаруулах, шингээх үйл явц, хар биеийн цацраг, фотоэлектрик эффект болон бусад зүйлс орно.

Гэрлийн квант онол 20-р зууны эхээр үүссэн. Үүнийг 1900 онд боловсруулж, 1905 онд баталжээ. Гэрлийн квант онолыг үндэслэгч нь Планк, Эйнштейн нар юм. Энэ онолын дагуу гэрлийн цацрагийг материйн хэсгүүд тасралтгүй биш, харин салангид байдлаар ялгаруулж, шингээдэг, өөрөөр хэлбэл тусдаа хэсгүүдэд - гэрлийн квантууд.

Квантын онол нь гэрлийн корпускуляр онолыг шинэ хэлбэрээр сэргээсэн мэт боловч мөн чанартаа энэ нь долгион ба корпускуляр үзэгдлийн нэгдлийг хөгжүүлэх явдал байв.

Түүхэн хөгжлийн үр дүнд орчин үеийн оптик нь гэрлийн үзэгдлийн үндэслэлтэй онолтой бөгөөд цацрагийн янз бүрийн шинж чанарыг тайлбарлаж, гэрлийн цацрагийн тодорхой шинж чанарууд ямар нөхцөлд илэрч болох вэ гэсэн асуултад хариулах боломжийг олгодог. Гэрлийн орчин үеийн онол нь түүний хоёрдмол шинж чанарыг баталж байна: долгион ба корпускуляр.

Гэрлийн хурд

Физикийн онцлог шинж чанаруудын нэг бол түүний хуулиудын тоон шинж чанар юм. Физикийн хуулиудыг илэрхийлдэг олон харилцаанд зарим тогтмолууд - физик тогтмолууд гэж нэрлэгддэг. Эдгээр нь жишээлбэл, бүх нийтийн таталцлын хуулийн таталцлын тогтмол, дулааны тэнцвэрийн тэгшитгэл дэх хувийн дулаан, биеийн масс ба түүний нийт энергитэй холбоотой Эйнштейний хуулийн гэрлийн хурд юм. Олон физик тогтмолуудыг дур зоргоороо ингэж нэрлэдэг. Үнэн хэрэгтээ архи нь усны оронд халаадаг бөгөөд холбогдох тэгшитгэлд дулааны багтаамжийн өөр утгыг ашиглах шаардлагатай байдаг. Ийм "харьцангуй" тогтмолууд нь үрэлтийн коэффициент, эсэргүүцэл, нягтрал гэх мэт. Гэхдээ утгыг нь өөрчилдөггүй тогтмолууд бас байдаг. Таталцлын тогтмол нь харилцан үйлчлэх биетүүд нь хар тугалга эсвэл гангаар хийгдсэн эсэхээс хамаардаггүй. Зэс, алтны электронууд ижил цэнэгтэй байдаг. Яг л олон талт, байнгын -тай- вакуум дахь гэрлийн хурд.

Ийм тогтмолуудыг ертөнцийн буюу суурь тогтмол гэж нэрлэдэг нь тэдний түгээмэл шинж чанартай байдаг. Үндсэн тогтмолуудын утгууд нь бүхэл бүтэн физик ертөнцийн хамгийн чухал шинж чанаруудыг тодорхойлдог - энгийн бөөмсөөс эхлээд одон орны хамгийн том объект хүртэл.

Гэрлийн хурд нь дэлхийн тогтмолуудын маш бага бүлэгт хамаарах нь энэ хэмжигдэхүүнийг сонирхохыг тайлбарлаж байна. Гэсэн хэдий ч энэ бүлэгт ч гэсэн онцгой байр суурь эзэлдэг гэдгийг хүлээн зөвшөөрөх ёстой. Гэрлийн хурд нь физикийн хамгийн алслагдсан салбартай холбоотой физик хуулиудтай холбоотой юм. Тогтмол -тайХарьцангуйн тусгай онол дахь Лоренцын хувиргалтанд багтсан бөгөөд энэ нь цахилгаан ба соронзон тогтмолуудыг холбодог; Эйнштейний томъёо E=mc 2цөмийн өөрчлөлтийн үед ялгарах энергийн хэмжээг тооцоолох боломжийг танд олгоно. Мөн бид хаана ч гэрлийн хурдтай тулгардаг.

Ийм тархалт тогтмол байдаг -тайЭнэ нь орчин үеийн физикт физик ертөнцийн нэгдмэл байдал, байгалийн шинжлэх ухаан хөгжиж буй замын зөв байдлын тод илрэл болж үйлчилдэг.

Энэ нэгдмэл байдлын тухай ойлголт тэр дороо үүссэнгүй. Гэрлийн хурдыг анх тогтоосноос хойш 300 гаруй жил өнгөрчээ. Аажмаар тогтмол -тайТүүний нууцыг эрдэмтэдэд дэлгэв. Заримдаа энэ хэмжигдэхүүнийг хэмжихийн ард олон жилийн зорилтот хайлт, хэмжилтийн арга, шинжлэх ухааны хэрэгслийг сайжруулах ажил байсан. Заримдаа туршилтын явцад гэрлийн хурд гэнэт гарч ирсэн нь физикийн шинжлэх ухааны гүнд хамаарах эрдэмтдэд асуулт тавьж байв. Тогтмол хэмжигдэхүүнийг хэмжих нь физикийн онолыг үгүйсгэж, баталж, технологийн дэвшилд хувь нэмэр оруулсан.

Гэрлийн хурдыг хэмжих шууд ба шууд бус аргууд байдаг. Шууд аргад О.Ремер, А.Физо, Л.Фуко, А.Мишельсон нарын туршилтууд орно. Шууд бус аргуудад Д.Брэдли, Ф.Кольрауш, В.Вебер нарын туршилтууд орно.

Шууд арга нь гэрлийн туулсан зам болон энэ замыг туулахад зарцуулсан хугацааг хэмжихэд суурилдаг c=l/t. 1676 онд Рёмер Бархасбадийн сарны Ио хиртэлтийг ажиглав. Хиймэл дагуул гаригийн урдуур өнгөрч, дараа нь сүүдэрт нь орж, харагдахаас алга болжээ. 42 цаг 28 минутын дараа Ио дахин гарч ирэв. Дэлхий Бархасбадьтай хамгийн ойр байх үед Ромер хэмжилт хийсэн. Хэдэн сарын дараа тэр ажиглалтаа давтахад хиймэл дагуул 22 минутын дараа сүүдрээс гарч ирсэн нь тогтоогджээ. Өмнөх ажиглалтын цэгээс одоогийн цэг хүртэл гэрэл 22 минут явах шаардлагатай гэж эрдэмтэн тайлбарлав. Хойшлуулсан хугацаа, түүнийг үүсгэсэн зайг мэдсэнээр та гэрлийн хурдыг тодорхойлж чадна. Хэмжилтийн алдаа, дэлхийн радиусын буруу утгын улмаас Рөмер гэрлийн хурдыг секундэд 215,000 километртэй тэнцэх утгыг олж авсан.

Гэрлийн хурдыг анх 1849 онд Францын физикч Физо лабораторийн нөхцөлд хэмжиж байжээ. Түүний туршилтаар линзээр дамжин өнгөрч буй эх үүсвэрийн гэрэл тунгалаг шилэн хавтан дээр унав. Хавтангаас тусгасны дараа нарийн туяа хурдан эргэлддэг дугуйны зах руу чиглэв. Шүдний дундуур өнгөрөхөд гэрэл нь дугуйнаас хэдэн километрийн зайд байрлах толинд хүрэв. Толинд туссан гэрэл нь дугуйны шүдний завсраар өнгөрч, дараа нь ажиглагчийн нүд рүү оров. Эргэлтийн хурд бага байхад толин тусгалаас туссан гэрэл нь эргэлтийн хурд нэмэгдэх тусам алга болсон; Эргэлтийн хурд нэмэгдэх тусам гэрэл дахин харагдах болов. Өөрөөр хэлбэл, гэрэл толин тусгал болон ар тал руу тархах үед дугуй нь маш их эргэлдэж байсан тул өмнөх үүрний оронд шинэ үүр гарах болно. Энэ цаг болон дугуй ба толин тусгал хоёрын хоорондох зайг мэдсэнээр та гэрлийн хурдыг тодорхойлж чадна. Физогийн туршилтаар энэ зай 8,6 километр, гэрлийн хурд секундэд 313 мянган километртэй тэнцэж байжээ.

Гэрлийн хурдыг хэмжих шууд бус арга нь гэрлийг цахилгаан соронзон долгион гэж үздэг бөгөөд түүний хурдыг долгионы уртыг долгионы хэлбэлзлийн давтамжаар үржүүлэх замаар олдог.

Амперын электродинамикийн онолыг боловсруулж, 1846 онд Вебер, Калрауш нар секундэд 310,000 км гэрлийн хурдны утгыг олж авсан боловч цахилгаан цэнэгийн харилцан үйлчлэлийн дамжуулах механизмын талаар тодорхой ойлголтгүй байсан тул олж авсан үр дүнг тайлбарлаж чадаагүй юм. . Албан ёсоор Веберийн алсын зайн цахилгаан соронзон хүчний онол ямар ч ноцтой эсэргүүцэлтэй тулгараагүй боловч ойрын зайн үйл ажиллагааны санаанууд аль хэдийн боловсорч гүйцсэн бөгөөд үүний хамгийн чухал үр дагавар нь харилцан үйлчлэлийн тархалтын хурдны хязгаарлагдмал байдал юм.

Орчин үеийн физикүүд гэрлийн хурдны түүх дуусаагүй гэдгийг баттай нотолж байна. Үүний нотолгоо нь сүүлийн жилүүдэд хийгдсэн гэрлийн хурдыг хэмжих ажил юм.

Дэлхийн 2-р дайны дараа цахилгаан соронзон долгионы хурдыг хэмжих нарийвчлал эрс нэмэгдсэн. Цэргийн зорилгоор явуулсан судалгаа нь хүн төрөлхтний оршин тогтнолд заналхийлэхээс гадна олон чухал, цэвэр шинжлэх ухааны үр дүнг авчирсан. Үүний нэг нь хэт өндөр давтамжийн технологийг хөгжүүлэх явдал юм. 1 метрээс хэдэн миллиметр хүртэлх долгионы уртад ажилладаг генератор ба цацраг хүлээн авагчийг бүтээсэн. Богино долгионы мужид цацрагийн давтамж, долгионы уртыг маш нарийвчлалтай, хамгийн чухал нь бие даасан хэмжилт хийх боломжтой байв. Гэрлийн хурдыг тодорхойлох энэ арга нь маш тохиромжтой, учир нь нэг см-ийн дарааллын долгионы уртыг маш өндөр нарийвчлалтайгаар тодорхойлж болно.

Мэдээжийн хэрэг, тоо хэмжээг хэмжих гэж бодож болохгүй -тайшинэ технологийг ашиглах нь маш энгийн байсан. Энэ чиглэлээр ажилладаг эрдэмтэн бүр хамгийн дээд зорилтыг өөртөө тавьдаг: гэрлийн хурдны хамгийн үнэн зөв утгыг олж авахын тулд долгионы урт, давтамжийг маш нарийвчлалтай хэмжиж, нарийвчлалын хязгаарт ажиллах нь үргэлж хэцүү байдаг.

Богино долгионы хүрээнд гэрлийн хурдыг хэмжих тодорхой үр дүн нь 1958 онд хэвлэгдсэн Америкийн эрдэмтэн К.Фрумын бүтээл байв. Эрдэмтэн секундэд 299792.50 километрийн үр дүнд хүрсэн. Удаан хугацааны туршид энэ утгыг хамгийн зөв гэж үздэг.

Гэрлийн хурдыг тодорхойлох нарийвчлалыг нэмэгдүүлэхийн тулд өндөр давтамжийн бүсэд хэмжилт хийх боломжтой цоо шинэ аргуудыг бий болгох шаардлагатай болсон бөгөөд үүний дагуу долгионы богино байна. Ийм аргыг боловсруулах боломж нь оптик квант генератор - лазерыг бий болгосны дараа гарч ирэв. Гэрлийн хурдыг тодорхойлох нарийвчлал нь Фрумын туршилттай харьцуулахад бараг 100 дахин нэмэгдсэн байна. Лазерын цацрагийг ашиглан давтамжийг тодорхойлох арга нь гэрлийн хурдыг секундэд 299792.462 км-тэй тэнцүү болгодог.

Физикчид цаг хугацааны явцад гэрлийн хурд тогтмол байх тухай асуултыг үргэлжлүүлэн судалж байна. Гэрлийн хурдыг судлах нь олон янзаараа шавхагдашгүй байгалийг ойлгоход илүү шинэ мэдээлэл өгөх боломжтой. Үндсэн тогтмолын 300 жилийн түүх -тайфизикийн хамгийн чухал асуудлуудтай түүний уялдаа холбоог тодорхой харуулж байна.

Асуудлыг шийдвэрлэх

1. Персейгийн тухай эртний Грекийн домогоос:

"Персей агаарт өндөрт нисэх үед мангас сумны нисэхээс цаашгүй байв. Түүний сүүдэр далайд унаж, мангас баатрын сүүдэр рүү ууртайгаар гүйв. Персей дээрээс зоригтойгоор мангас руу гүйж, муруй сэлмээ нуруунд нь гүн хийв...”

Асуулт: Сүүдэр гэж юу вэ, энэ нь ямар физик үзэгдлийн улмаас үүсдэг вэ? Цацрагийн замыг зур.

2. “Удирдагчийг сонгох нь” Африкийн үлгэрээс:

"Ах нар аа" гэж Өрөвтас хэлээд тойргийн дундуур тайван алхав. -Бид өглөөнөөс хойш маргалдсан. Үд дунд ойртож байгаа тул бидний сүүдэр аль хэдийн богиноссон бөгөөд удахгүй бүрмөсөн алга болно. Тиймээс нар дээд цэгтээ хүрэхээс өмнө нэг шийдвэрт хүрцгээе..."

Асуулт: Хүмүүсийн сүүдрийн урт яагаад богиносч эхэлсэн бэ? Хариултаа зургаар тайлбарла. Дэлхий дээр сүүдрийн уртын өөрчлөлт хамгийн бага байдаг газар байдаг уу?

3. “Үхэшгүй мөнхийг эрэлхийлсэн хүн” Италийн үлгэрээс:

"Тэгээд Грантеста түүнд шуурганаас ч дор юм шиг санагдлаа. Мангас хөндий рүү ойртож, гэрлийн туяанаас хурдан нисч байв. Энэ нь арьсан далавчтай, нялцгай зөөлөн гэдэстэй, цухуйсан шүдтэй том амтай байсан ..."

Асуулт: Энэ хэсэгт физикийн хувьд юу буруу байна вэ?

4. Эртний Грекийн Персей домогоос:

"Персеус хурдан горгонуудаас холдов. Тэр тэдний заналхийлсэн царайг харахаас айдаг: эцэст нь нэг харвал тэр чулуу болж хувирна. Горгонууд толинд туссан тул Персеус Афина Палласын бамбайг авав. Аль нь Медуза вэ?

Бүргэд золиослогч дээрээ тэнгэрээс унадаг шиг Персеус унтаж буй Медуза руу гүйв. Тэр илүү нарийвчлалтай цохихын тулд тунгалаг бамбай руу хардаг...”

Асуулт: Персей Медусагийн толгойг таслахад ямар физик үзэгдлийг ашигласан бэ? Цацрагийн боломжит замыг зур.

Гэрийн даалгавар

Оршил, 40-р зүйл (Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев “Физик. 11”)

31. Гэрлийн мөн чанарын талаархи үзэл бодлыг хөгжүүлэх. Гэрлийн хурд. Гюйгенсийн зарчим. Гэрлийн тусгалын хууль. (Аслаповская С.В.)

Хичээлийн текст

• Хийсвэр

  Хичээлийн нэр: Физик Анги: 11 УМК: Физик 11-р анги, Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, 2010 он. Сургалтын түвшин: үндсэн хичээлийн сэдэв: "Гэрлийн мөн чанарын талаарх үзэл бодлыг хөгжүүлэх. Гэрлийн хурд. Гюйгенсийн зарчим. Гэрлийн ойлтын хууль". Сэдвийг судлахад хуваарилсан нийт цагийн тоо: 19 Сэдвийн хичээлийн систем дэх хичээлийн байр: "Оптик" сэдвийг судлах эхний хичээл. Хичээлийн зорилго: гэрлийн мөн чанарын талаархи ойлголт, ойлголтыг өгөх. Хичээлийн зорилго: Гэрлийн мөн чанарын талаархи санаа бодлыг хөгжүүлэхэд янз бүрийн орны эрдэмтэд оруулсан хувь нэмрийг олж мэдэх. Хүлээн авсан мэдээлэлд үндэслэн гэрлийн мөн чанарын талаар дүгнэлт гарга. "Гэрлийн мөн чанарын талаархи үзэл бодлын хөгжил" лавлах хураангуйг үүсгэ. Төлөвлөсөн үр дүн: Оюутнууд байгалийн үзэгдлийн талаархи хүний ​​​​мэдлэгийн зам хэр нарийн төвөгтэй болохыг ойлгож, гэрлийн тусгалын хуулиудыг давтаж, Гюйгенсийн зарчмын талаархи ойлголттой болно. Хичээлийн техникийн дэмжлэг: мультимедиа проектор, хичээлийн танилцуулга, тараах материал. Хичээлийн нэмэлт арга зүйн болон дидактик дэмжлэг (интернет эх сурвалжийн холбоос боломжтой): хичээлийн огноо, сэдвийг самбар дээр бичиж, бүлгээр ажиллах хүснэгтүүдийг байрлуулна (тус бүр 2 оюутан). Хичээлийн бэлтгэл: бүлгүүд байгуулагдаж, ажлын материалууд ширээн дээр байна (шаардлагатай уран зохиол, баримт бичиг бүхий архив, ГЭХДЭЭ хийх ёстой даалгавар). Багш хичээлийн зорилго, зорилтыг тайлбарлана. Хуваарилагдсан хугацаанд бүлгүүд даалгавраа бэлддэг. Хичээлийн агуулга. I. Хичээлийн удиртгал хэсэг 1. Зохион байгуулалтын үе шат (1 мин). Анги нь багшийн урьдчилан байгуулсан 5 бүлэгт хуваагддаг (шинжлэх ухааны нийгэмлэгүүд (ШС)), тус бүр нь СС-ийн дарга, утга зохиолын туслах, эрдэм шинжилгээний ажилтантай. Бүлгүүд даалгавар, түүнийг гүйцэтгэхэд шаардлагатай мэдээллийн эх сурвалжийг хүлээн авдаг. 2. Сэтгэцийн үйл ажиллагааг бодит болгох (2 мин). Багш аа. Өдрийн мэнд, бүгдээрээ суу! Гэрэлээр дүүрэн энэ ертөнц ямар үзэсгэлэнтэй вэ! Таны хувьд гэрэл юу вэ? Та гэрэл гэдэг үгтэй ямар холбоотой вэ? (1-8 дугаартай танилцуулга слайдыг хөгжмийн дагалдан дэлгэцээр гүйлгэн үзэх (гипер холбоос дээр дарахад)). Багш аа. Гэрэл бол нүдээр мэдрэгддэг цацрагийн энерги бөгөөд дэлхийг харагдахуйц болгодог. Манай гэрт гэрэл орж ирэв. Хэрхэн төрж, бий болсон бэ? Үүний мөн чанар нь нууцлагдмал, олон жилийн турш маргаантай байдаг. 3. Хичээлийн зорилго, зорилт (2 мин). Дэлгэц дээр слайд № 9-12 Зорилго: Гэрлийн мөн чанарын талаархи санаа бодлыг хөгжүүлэхэд янз бүрийн орны эрдэмтэд оруулсан хувь нэмрийг олж мэд (энэ асуудлыг шийдэхийн тулд бид шинжлэх ухааны виртуал аялал хийх болно). Хүлээн авсан мэдээлэлд үндэслэн гэрлийн мөн чанарын талаар дүгнэлт хий (шинжлэх ухааны аялалын үр дүнгээр "Илэрхий ба итгэмээргүй" нэвтрүүлэгт оролцохдоо энэ асуудлыг шийдэх болно). "Гэрлийн мөн чанарын талаархи үзэл бодлын хөгжил" лавлах хураангуйг үүсгэ. Та бүгдийн ширээн дээр OK матриц байгаа бөгөөд үүнийг бөглөх ёстой (та энэ асуудлыг хичээлийн туршид шийдвэрлэх болно). Өнөөдөр бид зүгээр нэг ажил хийхгүй, “Илэрхий, итгэмээргүй” хөтөлбөрийн төлөвлөгөө-даалгаврын дагуу ажиллана гэж би дээр хэлсэн. Архивын ажил хийх, уран зохиол, баримт бичиг судлах, гэрлийн мөн чанарыг олж мэдэхийн тулд янз бүрийн орны эрдэмтэд юу хийснийг тогтоохын тулд өөр өөр улс орон, өөр өөр эрин үед шинжлэх ухааны виртуал аялал хийхийг танд санал болгож байна. Та мөн ажлынхаа үр дүнг бэлтгэж, танилцуулах ёстой. Шинжлэх ухааны 5 нийгэмлэг (SS) Дани, Франц, Англи, Голланд зэрэг орнуудад бизнес аялал хийх гэж байна (дэлгэцэн дээр слайд №13: эдгээр улстай дэлхийн газрын зураг, нэрлэсэн улс дээр дарж тэмдэглэсэн болно. газрын зураг дээр). Шинжлэх ухааны нийгэмлэг бүр ширээн дээрээ шаардлагатай ном зохиол, баримт бичиг, шинжлэх ухааны нийгэмлэгийн гүйцэтгэх ёстой даалгавар бүхий архивтай байдаг. Бизнес аялалд 10 минут зарцуулсан. Энэ хугацаанд хөгжим эгшиглэх бөгөөд дуусмагц та ажлынхаа үр дүнг нэвтрүүлэг дээр ярих ёстой. Тиймээс, би танаас даалгавраа эхлүүлэхийг хүсч байна (слайд №13 дээрх "дуудлага" холбоос дээр дарсны дараа хөгжим тоглодог). II. Хичээлийн гол хэсэг. 1. Оюутнуудын бүлгийн бие даасан ажил (10 минут, оюутнуудыг илтгэлд бэлтгэх NO): Эхний ҮГ: Улс: Дани, эрдэмтэн: Олаф Роемер, 1676 - гэрлийн хурдыг хэмжих одон орны арга. Боловсролын байгууллагын дарга (байсан газраа мэдээлэх) Утга зохиолын ажилтнууд (эрдэмтний тухай материалыг сонгох) Шинжлэх ухааны ажилтнууд (гэрлийн хурдыг хэмжих аргын талаар илтгэл бэлтгэх (гэрлийн мөн чанарын онол)) -ийн хариултын жишээ. боловсролын байгууллага: 1 оюутан. Манай ГЭХДЭЭ Дани улсад айлчилсан. Бид Шинжлэх ухааны академид одон орон судлалын аргаар гэрлийн хурдыг хэмжсэн Олаф Рёмер (1644-1710)-ын тухай баримт бичгүүдийг цуглуулдаг хэлтэст ажилласан (дэлгэц дээрх слайд No14). 2 оюутан. Ромер Олаф Кристенсен (1644-1710), Данийн физикч, одон орон судлаач. 1676 онд тэрээр чухал нээлт хийсэн: тэрээр гэрлийн хурдны хязгаарлагдмал байдлыг баталж, түүний үнэ цэнийг хэмжсэн. Гэсэн хэдий ч Парисын Шинжлэх Ухааны Академийн хурал дээр эрдэмтний илгээлтийг эрс шүүмжилсэн. Шүүмжлэлийг үл харгалзан түүний дүгнэлтийг Х.Гюйгенс, Лейбниц, И.Ньютон нар хүлээн зөвшөөрсөн. Ромерын онолын эцсийн хүчин төгөлдөр байдал 1725 онд батлагдсан. одон орон судлаач Брэдли гэрлийн аберрацийн үзэгдлийг нээсний дараа. 1681 онд Дани руу буцаж ирээд Капенгагены их сургуулийн математикийн тэнхимийг удирдаж, ажиглалтын газар байгуулжээ. Тэрээр Данийн улс төр, нийгмийн амьдралд ч оролцсон. Амьдралынхаа төгсгөлд Төрийн зөвлөлийн тэргүүн болсон. Одон орон судлалын шинэ багаж зохион бүтээсэн. Сарны газрын зураг дээр Рөмерийн нэрийг оруулсан болно (дэлгэц дээрх слайд No15). 3 оюутан. 1676 онд Рёмер Бархасбадийн сарны Ио хиртэлтийг ажиглаж байхдаа нээжээ. Дэлхий зургаан сарын дараа Нарны нөгөө тал руу, Бархасбадь гарагаас хол зайд шилжихэд Ио тооцоолсон хугацаанаас 22 минутын дараа гарч ирнэ. Энэ удаашралыг Бархасбадь гарагаас дэлхий хүртэлх зай нэмэгдэж байгаатай холбон тайлбарлав. Дэлхийн тойрог замын хэмжээ болон саатлын хугацааг мэдэж, Рөмер гэрлийн тархалтын хурдыг тооцоолсон (дэлгэцэн дээрх слайд No15: "арга диаграм" холбоос дээр дарж, слайд No16 - лабораторийн аргын диаграмм. бүтэн дэлгэц). C = 300,000 км/с (багшийн нэмэлтүүдийн дараа 15-р слайд дээр дарж дүгнэлт гарна) Хоёрдугаарт ГЭХДЭЭ: Улс: Франц, эрдэмтэн: Физо Арманд Ипполит Луис, 1849 он - гэрлийн хурдыг хэмжих лабораторийн арга 1 сурагч. Манай ГЭХДЭЭ Францад очсон. Бид Парисын Шинжлэх ухааны академид гэрлийн тархалтын хурдыг лабораторийн аргаар хэмжсэн Арманд Физогийн тухай баримт бичгүүдийг цуглуулсан хэлтэст ажилласан (дэлгэц дээрх слайд №17). 2 оюутан. Физо (1819-1896) - Францын физикч. 1863 онд тэрээр Парисын Эколь Политехникийн сургуулийн профессор болжээ. Физогийн оптикийн анхны томоохон амжилт нь гэрлийн хөндлөнгийн туршилтууд байв. 1849 онд тэрээр гэрлийн хурдыг тодорхойлох сонгодог туршилт хийжээ. Тэрээр хэд хэдэн төхөөрөмжийг зохион бүтээсэн: индукцийн ороомог. Интерференцийн спектроскоп; гэрэл зураг хийж байхдаа болор судалсан. 1875 онд Лондонгийн Хатан хааны нийгэмлэгийн гишүүнээр сонгогдож, 1866 онд Рамфордын медалиар шагнагджээ (дэлгэц дээрх слайд No18). 3 оюутан. Схемийн дагуу: гэрлийн хурдыг анх удаа 1849 онд И.Физау лабораторийн аргаар хэмжсэн. Туршилт: линзээр дамжин өнгөрч буй эх үүсвэрийн гэрэл тунгалаг хавтан дээр унав. Хавтангаас тусгасны дараа төвлөрсөн нарийн цацраг хурдан эргэдэг араа руу чиглэв. Шүдний хооронд өнгөрч, гэрэл нь дугуйнаас хэдэн километрийн зайд байрлах толинд хүрэв. Толинд туссаны дараа гэрэл арааны дугуй руу буцаж, шүдний завсраар дахин өнгөрөх шаардлагатай болжээ. Дугуй аажмаар эргэхэд толинд туссан гэрэл харагдаж байв. Хурд нэмэгдэх тусам аажмаар алга болсон. Яагаад? Гэрэл нь толин тусгал руу буцаж очиход дугуй эргэх цаг болж, үүрний оронд шүд гарч ирэн гэрэл харагдахаа больсон. Дугуйны эргэлтийн хурд улам нэмэгдэх тусам гэрэл дахин харагдах болов. Толин тусгал болон ар тал руу гэрэл тархах энэ үед дугуй эргэх хугацаатай байсан тул өмнөх үүрний оронд шинэ үүр гарч ирнэ. Энэ цаг болон дугуй ба толин тусгал хоёрын хоорондох зайг мэдсэнээр та гэрлийн хурдыг (c = 313 км/с) тодорхойлж болно (сурагчийн мессежийн дараа дэлгэцэн дээрх слайд No18 дээр дарна уу (слайд No19) a "Кирил ба Мефодиус" цуглуулгаас авсан туршилтын үзүүлбэрийг үзүүлэв). (багшийн нэмэлтийг оруулсны дараа 20-р слайд дээр дарснаар дүгнэлт гарч ирнэ) Гуравдугаарт: Улс: Англи, эрдэмтэн: Исаак Ньютон, гэрлийн мөн чанарын тухай онол 1 сурагч. Манай ГЭХДЭЭ Англид очсон. Бид Английн Шинжлэх Ухааны Академийн И.Ньютоны тухай баримт бичиг цуглуулсан тэнхимд ажиллаж байсан: (дэлгэц дээрх слайд No22) 2-р оюутан. Ньютон Исаак (1643-1727) - Английн математикч, механик, одон орон судлаач, физикч, сонгодог механикийг бүтээгч. Лондонгийн Хатан хааны нийгэмлэгийн гишүүн (1672), ерөнхийлөгч (1703). "Байгалийн философийн математик зарчим" (1687), "Оптик" (1704) гэсэн үндсэн бүтээлүүд. Тэрээр гэрлийн тархалтыг нээж, интерференц ба дифракцийг судалжээ. Гэрлийн корпускуляр онолыг боловсруулсан. Ойлгогч телескоп барьсан. Сонгодог механикийн үндсэн хуулиудыг боловсруулсан. Тэрээр дэлхийн таталцлын хуулийг нээж, огторгуйн биетүүдийн хөдөлгөөний онолыг гаргажээ. Тэнгэрийн механикийн үндэс суурийг бий болгосон (дэлгэц дээрх слайд No23). 3 оюутан. Ньютон гэрлийн корпускуляр онолыг дэмжигч байсан - гэрэл бол бүх чиглэлд эх үүсвэрээс ирж буй бөөмс-корпускулын урсгал юм. Энэ онол нь гэрлийн шугаман тархалт, тусгал, хугарлыг хялбархан тайлбарлав. Гайхамшигт эрдэмтэн Ньютон хамтран ажиллагсдынхаа дунд асар их эрх мэдэлтэй байсан тул тэдний ихэнх нь гэрэл долгион биш харин бөөмсийн урсгал хэлбэрээр тархдаг гэдэгт итгэдэг корпускуляр онолыг дэмждэг байв (слайд №23 дэлгэцэн дээр гарч ирнэ - дүгнэлт гарч ирнэ. товшвол хоёр дахь товшилт дээр зураг гарч ирнэ). Дөрөвдүгээрт ГЭХДЭЭ: Улс: Голланд, эрдэмтэн: Кристиан Гюйгенс, гэрлийн мөн чанарын тухай онол 1 сурагч. Бид Голландад зочилсон: (дэлгэц дээрх 24-р слайд) 2-р оюутан. Х.Гюйгенс (1629-1695) - Голландын математикч, физикч, одон орон судлаач. Тэрээр зугтах механизмтай дүүжин цагийг зохион бүтээж, физик дүүжингийн хэлбэлзлийн хуулиудыг тогтоожээ. Гэрлийн долгионы онолыг бүтээж хэвлүүлсэн. Тэрээр дурангаа сайжруулж, нүдний шил зохион бүтээж, Санчир гаригийн цагираг болон түүний дагуул Титаныг нээсэн. Тэрээр Лондонгийн хааны нийгэмлэгийн гишүүнээр сонгогджээ. Түүний бүтээлүүдийн нэг хэсэг: уян харимхай нөлөөлөл ба төвөөс зугтах хүчний талаархи судалгааны үр дүнг нас барсны дараа нийтэлсэн (дэлгэц дээрх слайд No25). 3 оюутан. Х.Гюйгенс гэрлийн корпускуляр онолыг эсэргүүцсэн. Гюйгенсийн гэрлийн долгионы онол нь корпускулын онол тайлбарлаж чадаагүй интерференц, дифракц зэрэг оптик үзэгдлүүдийг тайлбарлав. Гюйгенсийн долгионы онолын дагуу гэрэл бол тусгай таамаглал (уян) орчинд тархдаг долгион юм - эфир, бүх орон зай, бүх биеийг дүүргэдэг (дэлгэц дээр 25-р слайд гарч ирнэ - товшилт дээр дүгнэлт гарч ирнэ, зураг. хоёр дахь товшилт дээр гарч ирнэ). Тавдугаар NO: Улс: Англи, эрдэмтэн: Томас Янг, гэрлийн долгионы онолын хөгжил Улс: Франц, эрдэмтэн: Augustin Jean Fresnel, гэрлийн долгионы шинж чанарын хөгжил 1 сурагч. Бид Англид очиж, Францад зочилсон (дэлгэц дээрх слайд No26) 2-р оюутан. Залуу Томас (1773-1829) - Английн физикч. 21 настайдаа (1794) Хааны нийгэмлэгийн гишүүн болжээ. Анагаах ухааны докторын зэрэг хамгаалсан. Лондонд хувийн эмнэлэг нээсэн. Янгийн оптикийн судалгаа нь түүний "Нүдний механизм" (1800) нийтлэлийн үндэс суурь болсон бөгөөд тэрээр орон сууц, астигматизм, өнгөт харааны мөн чанарыг тайлбарласан болно. Тэрээр Хатан хааны хүрээлэнгийн профессороор томилогдсон. Гэрлийн долгионы онолыг бүтээгчдийн нэг. 1803 онд тэрээр гэрлийн интерференцийн үзэгдлийг тайлбарлав. Тэрээр гэрлийн чичиргээний хөндлөн шинж чанарын тухай таамаглал дэвшүүлэв. Янз бүрийн өнгөт гэрлийн долгионы уртыг хэмжсэн. Уян хатан байдлын онолын хувьд Янг нь зүслэгийн хэв гажилтыг судлах үүрэгтэй (дэлгэц дээрх слайд No27 - эхний товшилтоор гэрэл зураг гарч ирнэ). 3 оюутан. Т.Юнг “Интерференц” гэдэг ойлголтыг анх гаргаж ирсэн. Янг энэ үзэгдлийг усны долгионы хувьд ажигласнаар интерференцийг нээсэн. Юнг Лондонгийн Хатан хааны нийгэмлэгийн эрдэм шинжилгээний хурал дээр оптикийн талаархи судалгааныхаа үр дүнг тайлагнаж, мөн 19-р зууны эхээр нийтэлсэн. Гэсэн хэдий ч Юнгигийн бүтээлүүд үнэмшилтэй байсан ч хэн ч тэднийг танихыг хүссэнгүй, учир нь ... Энэ нь уламжлалт үзэл бодлоосоо татгалзаж, үүнээс гадна Ньютоны эрх мэдлийг эсэргүүцэх гэсэн үг юм. Юнгигийн ажилд огт анхаарал хандуулаагүй бөгөөд түүн рүү бүдүүлэг дайралт хийсэн нийтлэл хүртэл хэвлэлд гарчээ. 4 оюутан. Френель Августин Жан (1788-1827), Францын физикч, гэрлийн долгионы онолыг бүтээгчдийн нэг. Френелийн бүтээлүүд нь физик оптикт зориулагдсан байв. Тэрээр бие даан физикийн чиглэлээр суралцаж эхэлсэн бөгөөд удалгүй оптикийн чиглэлээр туршилт хийж эхэлсэн. 1815 онд тэрээр интерференцийн зарчмыг дахин нээж, Т.Юнгийн туршилтанд хэд хэдэн шинэ зүйлийг нэмж оруулсан. 1821 онд тэрээр гэрлийн долгионы хөндлөн шинж чанарыг баталж, 1823 онд гэрлийн туйлшралын хуулийг тогтоожээ. Олон тооны хөндлөнгийн төхөөрөмжийг зохион бүтээсэн. 1823 онд Френель Парисын Шинжлэх Ухааны Академийн гишүүнээр сонгогдов. 1825 онд тэрээр Лондонгийн хааны нийгэмлэгийн гишүүн болжээ. Хожим нэрт физикч О.Френель болсон Францын инженер 1814 оноос интерференц, дифракцийн үзэгдлийг судалж эхэлсэн. Тэрээр Юнгигийн ажлын талаар мэдэхгүй ч түүн шиг эдгээр үзэгдлүүдээс гэрлийн долгионы онолын нотолгоог олж харсан. Гэсэн хэдий ч аажмаар, гэрлийн долгионы хөндлөнгийн таамаглалд тулгарч буй бүх бэрхшээлийг үл харгалзан гэрлийн долгионы онол ялж, гэрлийн корпускуляр онолыг нүүлгэн шилжүүлж эхлэв (слайд №27 дэлгэцэн дээр гарч ирнэ - хоёр дахь товшилт дээр гэрэл зураг гарч ирнэ). ). (багшийн нэмэлтийг хийсний дараа дүгнэлт 27-р слайд дээр дарж гарч ирнэ) 2. BO-ийн ажлын үр дүнг танилцуулах (15 - 20 мин.): Багш. Одоо бид эрдэм шинжилгээний аяллынхаа үр дүнг танилцуулж эхлээд байна. Хичээлийн эхэнд бид гэрлийн мөн чанарыг олж мэдэхийн тулд өөрсөддөө асуудал тавьсан. Илтгэлийн үеэр OK загварыг бөглөхөө бүү мартаарай (оюутны ширээн дээр дагалдах тэмдэглэлийн загвар бүхий хуудаснууд байдаг). Гэрлийн мөн чанарыг судлах анхны том дэвшил бол гэрлийн хурдыг хэмжих явдал байв. Гэрлийн тархалтын хурд нь хязгааргүй том биш болох нь тогтоогдсон. Гэрлийн хурдыг хэмжих асуудлыг Галилео (16-р зуун) анх томъёолж, гэрлийн хурдны хязгаарлагдмал байдлын тухай асуудлыг тавьсан. Гэвч түүний тавьсан асуултад хариулж чадсангүй. Эцэст нь гэрлийн хурдыг хэмжсэн (дэлгэц дээрх слайд No21). БИ ГЭХДЭЭ: (Дани, Рөмер) - оюутны илтгэлүүд (танилцуулгын слайд №14-16). Багшийн нэмэлт. Ромер өөрөө хэмжилтийн нарийвчлал бага, дэлхийн тойрог замын радиусын талаар буруу мэдлэгтэй байсан тул гэрлийн хурдыг 215,000 км / с-ийн утгыг олж авсан. II ГЭХДЭЭ: (Франц, Физо) - оюутны илтгэлүүд (танилцуулгын слайд №17-20). Багшийн нэмэлт. Илүү нарийвчлалтай хэлэхэд, анхны лазер ажиллаж эхэлснээс хойш 1960 оноос хойш гэрлийн хурдыг хэмжиж эхэлсэн. Орчин үеийн мэдээллээс үзэхэд вакуум дахь гэрлийн хурд нь + (-) 0.2 м/с нарийвчлалтайгаар дэлгэцэн дээр (21-р слайд) харж буй утгатай тэнцүү байна. Ойролцоогоор c = 3*108 м/с (санаж байх ёстой). Та энэ дүрсийг хаанаас олж мэдсэн бэ? (туршилтаар олж авсан энэ утга нь Максвеллийн таамагласан утгатай давхцаж, Герц анх удаа туршилтаар хэмжсэн - цахилгаан соронзон долгионы хурд). Гэрлийн хурдны утга нь гэрлийн мөн чанарыг тодорхойлоход тусална. Эрт дээр үеэс хүн гэрлийн мөн чанарыг сонирхож ирсэн. Төрөл бүрийн домог, домог, таамаглал, шинжлэх ухааны бүтээлүүд байсан. 16-р зуунд хүн гэрлийн мөн чанарыг хараахан мэддэггүй байсан. 17-р зуунд гэрэл гэж юу вэ, түүний мөн чанар юу вэ гэсэн тэс өөр онолууд бараг нэгэн зэрэг гарч ирэв?! III NO: (Англи, Ньютон) - оюутны илтгэлүүд (22-23 дугаар слайд). IV ГЭХДЭЭ: (Голланд, Гюйгенс) - оюутны илтгэлүүд (24-25 дугаар слайд). Багшийн нэмэлт. Дүгнэлт: эхний онол нь: гэрэл бол бүх чиглэлд эх үүсвэрээс ирж буй бөөмсийн урсгал юм; Хоёрдахь онол нь: гэрэл бол тусгай таамаглалын орчинд тархдаг долгион юм - эфир. V ГЭХДЭЭ: (Англи, Т. Юнг; Франц, О. Френель) - оюутны илтгэлүүд (танилцуулгын слайд No 26-27). Багшийн нэмэлт. Ийнхүү гэрлийн долгионы шинж чанарт эргэлт хийсэн. 19-р зуунд хийгдсэн хэд хэдэн туршилтууд, мөн Максвеллийн бүтээлүүд нь хожим Герцын туршилтаар батлагдсан долгионы онолын үнэн зөвийг нотолсон: гэрэл цахилгаан соронзон долгион хэлбэрээр тархдаг. III. Хичээлийн эцсийн хэсэг Дүгнэлт (5 мин): Бид ямар бүтээгдэхүүн авсан бэ? Таны OK-той холбогдъё. Хэрэв та бүгдийг хийж дуусгасан бол анхаарна уу. Дэмжих тэмдэглэлээ (OK) дэлгэцэн дээр үзүүлсэнтэй (танилцуулах слайд No28) харьцуулж үзье. Харин Ньютоны онолыг яах вэ? Тэрээр гэрлийг бөөмс гэж үзэж болно гэсэн гайхалтай санаатай. Түүний зөв байсан уу? Түүний зөв байсан, учир нь ... 20-р зуунд гэрлийн мөн чанарын талаархи санаанууд өөрчлөгдөж эхэлсэн бөгөөд гэрлийн квант шинж чанарыг олж илрүүлэхэд эрдэмтэд корпускуляр онолыг санах хэрэгтэй болжээ. Гэрэл ямар шинж чанартай байдаг вэ? Дүгнэлт: гэрэл нь давхар шинж чанартай байдаг - бөөмс долгион (танилцуулах слайд №29, эхний товшилт дээр дүгнэлт гарч ирнэ, хоёр дахь товшилт дээр зураг гарч ирнэ). Гэрэл бол бөөмсийн урсгал юм; гэрэл бол долгион юм. "Тодорхойгүй зүйлийг тодруулах ёстой" (Күнз). Та энэ талаар дараа нь мэдэх болно (Танилцуулгын слайд №30-37, гипер холбоос дээр дарсны дараа хөгжим тоглогдоно). Гэрийн даалгавар: 168-170-р тал, 59-р догол мөр. Даалгавар хуудас 60. Бэлтгэлийн явцад би сайтуудыг ашигласан: 1. http://nsportal.ru 2. http://festival.1september.ru/articles/614775/ 3. https://videouroki.net/razrabotki/fizika /uroki -1/11-анги/3 4. https://infourok.ru/konspekt_otkrytogo_uroka_po_fizike_otrazhenie_sveta_11_klass-565783.htm