Лекция. Физикалық есептердің маңызы және классификациясы
,24 лекция.Геометриялық оптиканың кейбір қиын ұғымдарын түсіндірудің әдістемесі
жүктеу/скачать 0,8 Mb.
|
| 23,24 лекция.Геометриялық оптиканың кейбір қиын ұғымдарын түсіндірудің әдістемесі
"Жарық сәулесі" - бұл геометриялық ұғым. Ол жарық толқынының фронтына түсірілген нормаль түзу ретінде анықталады, яғни жарық толқындары энергиясының таралу бағытын көрсетеді. Басқаша айтқанда, сәуле деп жарық энергиясының таралу бағытын көрсететін жарық ағынының осін түсінуге болады. Дифракция құбылысы үшін "сәуле" деген ұғымның мағынасы жойылатындығын ескерген жөн. 2. Геометриялық оптика заңдары ішіндегі физикалық мағынасы бар заң - жарықтың сыну заңы ғана. Бұл заң линзаларда дененің кескінін салуға негіз бола алатындығын түсіну қажет. Дененің кескінін салу туралы геометриялық теория оптикалық приборлардың өзіне байланысты емес екендігін ескеру керек. Яғни, айнадан шағылу, линзадан сыну, зоналық пластинадан дифракция арқылы дененің кескінін құруда да бұл теорияның қатысы болмайды. Геометриялық оптика заңдарында жарықтың табиғаты туралы мәселе қарастырылмай сырт қалатыны да олардың бір жақтылық мәнін ғана аңғартатындығын ескеруіміз тиіс. Сол себепті, оптикалық аспаптардың ахроматизациясы, олардың айырғыштық қабілеті және жарықтылық құбылысы сияқты мәселелерді геометриялық оптика заңдары шеше алмайтындығын да әрқашан есте сақтау керек. 3. Жорамал кескін - сәулелік оптиканың негізгі мәселелерінің бірі. Оқушыларға дененің шын және жорамал геометриялық кескіндерін салу үйретілгенімен, жорамал кескіннің физикалық мән-мағынасы ашылмай қалады. Оптикалық приборлардағы дененің кескінін салуды үйреткенде, оларды шартты түрде мынадай екі топқа бөліп қарастыру әдетке айналған: а) дененің шын кескінін көздің "қатысуынсыз" алу; ә) көзді "қаруландыру" үшін дененің жорамал кескінін алу. Мысалы, дененің жорамал кескіні алынатын лупа, микроскоп, телескоптағы сәуленің жүру жолдарын салғанда, сәуле ағындары көздің тор қабыршағына (сетчатка) дейін "жеткізіліп", одан шашырап шығатын сәулелердің қиылысатын нүктелері арқылы жорамал кескіннің қай жерде "орналасатынын" анықтауымыз керек. Өкініштісі, бұл оптикалық жүйеге көздің тор қабыршағы "қатыстырылмай" қала береді. Линзаның фокаль жазықтығында орналасқан дененің жорамал кескіні шексіздікте болады деп түсіндірудің физикалық мағынасы қандай? Окулықтарда бұл сұраққа да жауап берілмейді. Шын мәнінде, мұндай жағдайда, оптикалық жүйедегі параллель жарық сәулелері көздің тор қабыршағында жинақталып, дененің шын (жорамал емес) кескіні пайда болатындығы айқын түсіндіріліп, көрсетілуі керек. Шындығында, шағылған шашыранды жарық сәулелері болады, ал олардың кері бағытта таралып жалғасуы - әмірде болмайтын құбылыс. Сол себепті экранда жорамал кескінді алуға болмайды. Сондықтан да, оптикалық жүйе - мейлі шын, мейлі жорамал кескін берсін, көздің тор қабыршағында әрқашан шын кескін пайда болатындығы дұрыс түсіндірілуі қажет. Ендеше, дененің жорамал кескінінің физикалық мәнін дұрыс түсіну үшін, көздің тор қабыршағы оптикалық жүйенің ұдайы ең соңғы бір бөлігі ретінде қарастырылып отырылуы тиіс. Бұл процесте, геометриялық оптикадағы таңбалар ережесі мен диафрагманың рөлі орынды түсіндірілгені жөн. 15-сурет
Сол сияқты, кестеде фотоаппарат пен көздің оптикалық жүйелеріндегі элементтер құрамы келтірілген. Салыстыру бұл жүйелер арасындағы толық ұқсастықты айғақтайды. Фотоаппарат пен көздің оптикалық жүйелерін салыстыру. 1-кесте
5. Жарықтың материалдығын түсіндіру - оқушылардың диалектика-материалистік көзқарасын қалыптастыру үшін өте маңызды. Сондықтан бұл ұғымның тақырыпта дұрыс түсіндіріліп отырғаны және қажетті терминологияның қолданылғаны жөн. "Жарық күші", "жарық ағыны", "жарықтылық" деген геометриялық оптиканың ұғымдары "жарық энергиясы" деген ұғыммен тығыз байланысты екендігі белгілі. Бұған кезінде оқушылардың назарын аударып отырмасақ, олар жарықтың энергиялық табиғатын түсінбей қалуы мүмкін. Көптеген оқулықтарда "жарық" және "жарық энергиясы" деген ұғымдар жиі-жиі бірдей терминологиялық мағынада дұрыс қолданылмайды. "Жарық энергиясы" ұғымын жарықтың табиғатта өзінше бар "дүние", оның болмыста бар, материалдығы тұрғысынан қарастыру қажет. Бұл түсінікті әйгілі физик С.И.Вавиловтың әлемдегі материалдық дүние, қозғалыстағы материя - бізге зат және жарық формасында ғана байқалады (собр.соч., Т. IV, 1956, стр. 190) деген үлкен философиялық ойымен жалғастырып, дәлелдеуге тырысуымыз керек. Оптиканың бұдан кейінгі қарастырылатын жарық қысымы ( ), фотон ( ), жарық энергиясы (Е = mc2) сияқты ұғымдары, жарықтың да зат секілді материалдығын даусыз дәлелдейді. Сондай-ақ, жарық энергиясының сақталу жөне айналу заңы да мектеп физика курсында жеткіліксіз қарастырылады. Геометриялық оптикадағы, айнадан не линзадан жарықтың шағылуы мен сынуы, айналар мен линзалар арқылы жарық энергиясын басқару т.с.с. мәселелерді жарық энергиясының сақталу және айналу заңы негізінде түсіндіру мүмкіндіктерін мұғалімнің орынды пайдаланғаны жөн. жүктеу/скачать 0,8 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|