geser 2

Ide pertama tentang cahaya

Gagasan pertama tentang apa itu cahaya juga milik zaman kuno. Pada zaman kuno, gagasan tentang sifat cahaya sangat primitif, fantastis dan, terlebih lagi, sangat beragam. Namun, terlepas dari keragaman pandangan orang dahulu tentang sifat cahaya, pada saat itu ada tiga pendekatan utama untuk memecahkan masalah sifat cahaya. Ketiga pendekatan ini kemudian mengambil bentuk dalam dua teori yang bersaing - teori sel dan gelombang cahaya. Mayoritas filsuf dan ilmuwan kuno menganggap cahaya sebagai semacam sinar yang menghubungkan tubuh bercahaya dan mata manusia. Pada saat yang sama, tiga pandangan utama tentang sifat cahaya dibedakan. Mata->Item Item->Gerakan mata

geser 3

Teori pertama

Beberapa ilmuwan kuno percaya bahwa sinar datang dari mata seseorang, seolah-olah mereka merasakan objek yang dimaksud. Sudut pandang ini pada awalnya memiliki banyak pengikut. Ilmuwan dan filsuf terkemuka seperti Euclid, Ptolemy dan banyak lainnya menganutnya. Namun, kemudian, sudah di Abad Pertengahan, gagasan tentang sifat cahaya seperti itu kehilangan maknanya. Semakin sedikit ilmuwan yang mengikuti pandangan ini. Dan pada awal abad XVII. sudut pandang ini bisa dianggap sudah terlupakan. Euclid Ptolemeus

geser 4

Teori kedua

Filsuf lain, sebaliknya, percaya bahwa sinar dipancarkan oleh tubuh bercahaya dan, mencapai mata manusia, membawa jejak objek bercahaya. Sudut pandang ini dipegang oleh para atomis Democritus, Epicurus, Lucretius. Sudut pandang tentang sifat cahaya ini kemudian, pada abad ke-17, terbentuk dalam teori sel cahaya, yang menyatakan bahwa cahaya adalah aliran beberapa partikel yang dipancarkan oleh benda bercahaya. Democritus Epicurus Lucretius

geser 5

Teori ketiga

Sudut pandang ketiga tentang sifat cahaya diungkapkan oleh Aristoteles. Dia menganggap cahaya bukan sebagai aliran keluar sesuatu dari objek bercahaya ke mata, dan terlebih lagi bukan sebagai semacam sinar yang memancar dari mata dan merasakan objek, tetapi sebagai tindakan atau gerakan yang merambat di ruang (di lingkungan). . Hanya sedikit orang yang berbagi pendapat dengan Aristoteles pada masanya. Namun kemudian, lagi-lagi pada abad ke-17, sudut pandangnya dikembangkan dan meletakkan dasar bagi teori gelombang cahaya. Aristoteles

geser 6

Abad Pertengahan

Karya paling menarik tentang optik yang datang kepada kita dari Abad Pertengahan adalah karya ilmuwan Arab Alhazen. Dia mempelajari pemantulan cahaya dari cermin, fenomena pembiasan dan perjalanan cahaya melalui lensa. Ilmuwan menganut teori Democritus dan untuk pertama kalinya mengungkapkan gagasan bahwa cahaya memiliki kecepatan rambat yang terbatas. Hipotesis ini merupakan langkah besar dalam memahami sifat cahaya. Alhazen

Geser 7

abad ke-17

Berdasarkan berbagai fakta eksperimental di pertengahan abad ke-17, muncul dua hipotesis tentang sifat fenomena cahaya: teori sel-sel Newton, yang mengasumsikan bahwa cahaya adalah aliran partikel yang dikeluarkan dengan kecepatan tinggi oleh benda-benda bercahaya. Teori gelombang Huygens, yang menyatakan bahwa cahaya adalah gerak osilasi longitudinal dari medium luminiferus khusus (eter), yang dieksitasi oleh getaran partikel benda bercahaya.

Geser 8

Ketentuan utama teori sel darah

Cahaya terdiri dari partikel kecil materi yang dipancarkan ke segala arah dalam garis lurus, atau sinar, bercahaya oleh tubuh, seperti lilin yang menyala. Jika sinar-sinar ini, yang terdiri dari sel-sel, masuk ke mata kita, maka kita melihat sumbernya. Sel-sel cahaya memiliki ukuran yang berbeda. Partikel terbesar, masuk ke mata, memberikan sensasi warna merah, yang terkecil - ungu. Warna putih adalah campuran dari semua warna: merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu. Pemantulan cahaya dari permukaan terjadi karena pemantulan sel-sel dari dinding menurut hukum tumbukan elastis mutlak.

Geser 9

Fenomena pembiasan cahaya dijelaskan oleh fakta bahwa sel-sel tertarik oleh partikel-partikel medium. Semakin rapat suatu medium, semakin kecil sudut biasnya dibandingkan dengan sudut datangnya. Fenomena dispersi cahaya, ditemukan oleh Newton pada tahun 1666, dijelaskannya sebagai berikut. “Setiap warna sudah hadir dalam cahaya putih. Semua warna ditransmisikan melalui ruang antarplanet dan atmosfer bersama-sama dan memberikan efek cahaya putih. Cahaya putih - campuran berbagai sel darah - dibiaskan ketika melewati prisma. Newton menguraikan cara untuk menjelaskan pembiasan ganda dengan berhipotesis bahwa sinar cahaya memiliki "sisi yang berbeda" - sifat khusus yang menyebabkan pembiasan berbeda ketika melewati benda birefringent.

Geser 10

Teori sel Newton dengan memuaskan menjelaskan banyak fenomena optik yang dikenal pada saat itu. Penulisnya menikmati prestise yang luar biasa di dunia ilmiah, dan segera teori Newton mendapat banyak pendukung di semua negara. Ilmuwan terbesar yang menganut teori ini: Arago, Poisson, Biot, Gay-Lussac. Berdasarkan teori sel darah, sulit untuk menjelaskan mengapa berkas cahaya, yang melintasi ruang angkasa, tidak bekerja satu sama lain dengan cara apa pun. Bagaimanapun, partikel cahaya harus bertabrakan dan menyebar (gelombang melewati satu sama lain tanpa pengaruh timbal balik) Newton Arago Gay-Lussac

geser 11

Ketentuan utama teori gelombang

Cahaya adalah distribusi impuls periodik elastis dalam eter. Pulsa ini memanjang dan mirip dengan pulsa suara di udara. Eter adalah media hipotetis yang mengisi ruang angkasa dan celah di antara partikel-partikel benda. Itu tidak berbobot, tidak mematuhi hukum gravitasi universal, dan memiliki elastisitas yang besar. Prinsip propagasi osilasi eter sedemikian rupa sehingga setiap titiknya, yang mencapai eksitasi, adalah pusat gelombang sekunder. Gelombang-gelombang ini lemah, dan efeknya hanya diamati ketika permukaan selubungnya lewat - muka gelombang (prinsip Huygens). Semakin jauh muka gelombang dari sumbernya, semakin datar jadinya. Gelombang cahaya yang datang langsung dari sumbernya menimbulkan sensasi melihat. Poin yang sangat penting dalam teori Huygens adalah asumsi bahwa kecepatan rambat cahaya terbatas.

geser 12

teori gelombang

Dengan bantuan teori, banyak fenomena optik geometris dijelaskan: – fenomena pemantulan cahaya dan hukumnya; - fenomena pembiasan cahaya dan hukumnya; – fenomena refleksi internal total; - fenomena pembiasan ganda; - prinsip independensi sinar cahaya. Teori Huygens memberikan ekspresi berikut untuk indeks bias medium: Dari rumus dapat dilihat bahwa kecepatan cahaya harus berbanding terbalik dengan indeks absolut medium. Kesimpulan ini merupakan kebalikan dari kesimpulan yang mengikuti teori Newton.

geser 13

Banyak yang meragukan teori gelombang Huygens, tetapi di antara beberapa pendukung pandangan gelombang tentang sifat cahaya adalah M. Lomonosov dan L. Euler. Dari penelitian para ilmuwan ini, teori Huygens mulai terbentuk sebagai teori gelombang, dan bukan hanya osilasi aperiodik yang merambat di eter. Sulit untuk menjelaskan perambatan cahaya bujursangkar, yang mengarah pada pembentukan bayangan tajam di belakang benda (menurut teori sel, gerakan bujursangkar cahaya adalah konsekuensi dari hukum inersia) hanya dari sudut pandang teori gelombang . Huygens Lomonosov Euler

Geser 14

Abad XI-XX

Pada paruh kedua abad ke-19, Maxwell menunjukkan bahwa cahaya adalah kasus khusus gelombang elektromagnetik. Karya Maxwell meletakkan dasar bagi teori elektromagnetik cahaya. Setelah penemuan eksperimental gelombang elektromagnetik oleh Hertz, tidak ada keraguan bahwa cahaya berperilaku seperti gelombang selama propagasi. Bahkan sekarang tidak ada. Namun, pada awal abad ke-20, gagasan tentang sifat cahaya mulai berubah secara radikal. Tiba-tiba ternyata teori corpuscular yang ditolak masih relevan dengan kenyataan. Ternyata selama emisi dan penyerapan, cahaya berperilaku seperti aliran partikel. Maxwell Hertz

geser 15

Sifat-sifat cahaya yang terputus-putus (kuantum) telah ditemukan. Sebuah situasi yang tidak biasa muncul: fenomena interferensi dan difraksi masih dapat dijelaskan dengan mempertimbangkan cahaya sebagai gelombang, dan fenomena radiasi dan penyerapan, dengan mempertimbangkan cahaya sebagai aliran partikel. Oleh karena itu, para ilmuwan menyepakati pendapat tentang dualisme gelombang sel (dualitas) dari sifat-sifat cahaya. Saat ini, teori cahaya terus berkembang.

Lihat semua slide

Subjek:

• Pengembangan pandangan tentang sifat cahaya. Kecepatan cahaya.

• (Fisika. Kelas 11)

• Diisi oleh: guru fisika

• MOU “Sekolah Menengah No. 6”

• Kirov, wilayah Kaluga

• Kochergina V.E.

• 2010

Pada akhir abad ke-17, dua teori cahaya yang tampaknya saling eksklusif muncul hampir bersamaan.

• Mereka mengandalkan dua kemungkinan cara untuk mentransmisikan suatu tindakan dari sumber ke penerima.

• I. Newton mengusulkan teori sel cahaya, yang menurutnya cahaya adalah aliran partikel yang datang dari sumber ke segala arah (perpindahan zat).

• H. Huygens mengembangkan teori gelombang di mana cahaya dianggap sebagai gelombang yang merambat dalam medium khusus - eter, yang mengisi semua ruang dan menembus semua benda (mengubah keadaan medium).

Newton Huygens

Apa itu cahaya?

• Menurut gagasan fisika modern, cahaya secara simultan memiliki sifat gelombang elektromagnetik kontinu dan sifat partikel diskrit, yang disebut foton atau kuanta cahaya.

• Dualitas sifat cahaya disebut dualisme gelombang sel.

Dua konfrontasi besar dalam sains. Tahapan pengembangan ide tentang sifat cahaya.

Ini adalah upaya pertama yang diketahui untuk menentukan kecepatan cahaya secara eksperimental oleh Galileo Galilei. Namun, penundaan sinyal tidak dapat dideteksi karena kecepatan cahaya yang tinggi.

• Penentuan eksperimental pertama dari kecepatan cahaya dibuat oleh astronom Denmark Olaf Römer pada tahun 1675.

• Dengan membagi diameter orbit bumi dengan waktu tunda, maka diperoleh nilai kecepatan cahaya:

• c \u003d 3 * 1011m / 1320s

• s=2.27*108m/s

• Hasil yang didapat memiliki error yang besar.

Pengukuran laboratorium pertama dari kecepatan cahaya dilakukan pada tahun 1849 oleh fisikawan Prancis Armand Fizeau.

• Dalam eksperimennya, cahaya dari sumber S melewati pengganggu K (gigi roda yang berputar) dan, dipantulkan dari cermin Z, kembali lagi ke roda gigi.

Metode Fizeau:

Opsi pengaturan Fizeau adalah sebagai berikut. Sumber cahaya dan cermin terletak di rumah ayah Fizeau dekat Paris, dan cermin - di Montmartre. Jarak antara cermin adalah ℓ ~ 8,66 km, roda telah 720 gigi. Itu diputar di bawah aksi jarum jam yang digerakkan oleh berat yang turun. Menggunakan penghitung putaran dan kronometer, Fizeau menemukan bahwa pemadaman pertama terjadi pada kecepatan roda v = 12,6 rpm. Waktu tempuh yang ringan t=2 ℓ/c, oleh karena itu memberikan dengan = 3,14 10 8 m/s

Terlepas dari kesalahan pengukuran yang signifikan, eksperimen Fizeau sangat penting - kemungkinan menentukan kecepatan cahaya dengan cara "terestrial" terbukti.

• Fisikawan Amerika A. Michelson mengembangkan metode yang sempurna untuk mengukur kecepatan cahaya menggunakan cermin yang berputar.

Metode Michelson:

Sesuai dengan metode pengukuran langsung, kecepatan cahaya dalam ruang hampa sekarang diambil sama dengan

• dengan =299792458+1,2 m/s

Keterbatasan kecepatan cahaya dibuktikan secara eksperimental dengan metode langsung dan tidak langsung.

• Saat ini, dengan bantuan teknologi laser, kecepatan cahaya ditentukan dengan mengukur panjang gelombang dan frekuensi pancaran radio dengan metode independen satu sama lain dan dihitung dengan rumus :

"Berapa banyak kecepatan yang dimiliki cahaya?"

• Sampai indikasi perubahan dengan seiring waktu, tidak, tetapi fisika tidak dapat menolak kemungkinan seperti itu tanpa syarat. Yah, itu masih menunggu

• pesan tentang pengukuran baru kecepatan cahaya. Pengukuran ini dapat memberikan lebih banyak pengetahuan tentang alam, yang tak habis-habisnya dalam keanekaragamannya.

Tujuan pembelajaran: untuk membentuk gagasan siswa tentang sifat cahaya; sel darah atau gelombang; ditentukan dan kemudian diukur kecepatan cahaya.

Selama kelas

1. Analisis pekerjaan kontrol.

2. Mempelajari materi baru

teori sel Newton. teori gelombang Huygens.

1. Cahaya merambat dalam bentuk aliran 1. Cahaya merambat dalam eter

Partikel (sel darah) - abad ke-17. seperti aliran ombak - abad ke-17.

Bukti: Bukti Langsung: Kemerdekaan

Perambatan cahaya, pembentukan berkas cahaya di persimpangan.

Bayangan Pada tahun 1802, Jung memperoleh difraksi cahaya,

Pada abad ke-19, penemuan efek fotolistrik dan pada tahun 1803_ - interferensi cahaya,

Terbukti bahwa cahaya adalah aliran partikel. membuktikan bahwa cahaya adalah gelombang.

Partikel ini disebut kuanta. Maxwell membuktikan bahwa cahaya adalah

Gelombang elektromagnetik.

Gagasan modern tentang sifat cahaya: cahaya memiliki dualisme gelombang sel - ia dipancarkan dan diserap dalam porsi, dan merambat dalam bentuk gelombang.

Kecepatan cahaya.

1. Metode astronomi untuk mengukur kecepatan cahaya.

Astronom Denmark O. Römer, mengamati gerhana satelit Io, yang paling dekat dengan planet Jupiter, memperhatikan keterlambatan kemunculannya dari bayangan planet. Dari penundaan 22 menit ini, ia mampu menghitung kecepatan cahaya.

Perhitungan Roemer adalah perkiraan, tetapi yang paling penting, dia membuktikan bahwa cahaya tidak merambat secara instan, tetapi memiliki kecepatan yang terbatas.

2. Metode laboratorium untuk mengukur kecepatan cahaya.

Pada tahun 1849, I. Fizeau (Perancis) mampu mengukur kecepatan cahaya menggunakan metode laboratorium.

Cahaya dari sumber jatuh pada pelat tembus pandang, dan darinya pada roda gigi yang berputar cepat. Melewati celah, di antara gigi, cahaya jatuh pada cermin yang terletak pada jarak 8,6 km. Dipantulkan dari cermin, cahaya kembali jatuh ke celah di antara gigi.

Mengetahui waktu tempuh gigi, itu sama dengan perjalanan cahaya ke cermin dan belakang, Fizeau menghitung kecepatan cahaya. Menurut perhitungannya, itu sama dengan 313.000 km / s.

Banyak metode laboratorium lain yang lebih akurat telah dikembangkan untuk mengukur kecepatan cahaya. Ini adalah instalasi fisikawan Prancis Foucault, ilmuwan Amerika Michelson dan instalasi ilmuwan lainnya.

Menurut pengukuran modern, kecepatan cahaya dalam ruang hampa adalah 299792458 m/s QUOTE .

Kecepatan cahaya di media apa pun lebih kecil daripada di ruang hampa. Misalnya, di dalam air kecepatannya 3/4 dari kecepatan dalam ruang hampa.

Pengukuran kecepatan cahaya sangat penting untuk pengembangan dan studi fenomena optik. Ternyata tidak ada benda atau partikel yang bisa bergerak lebih cepat dari cahaya.

Konsolidasi materi yang dipelajari

1. Apa dua teori tentang sifat cahaya yang muncul pada abad ke-17?

31. Perkembangan pandangan tentang sifat cahaya. Kecepatan cahaya. prinsip Huygens. Hukum pemantulan cahaya. (Aslapovskaya S.V.)

teks pelajaran

• Abstrak

  Nama mata pelajaran: Fisika Kelas: 11 TMC: Fisika Kelas 11, G. Ya. Myakishev, B. B. Bukhovtsev, 2010. Tingkat pendidikan: dasar Tema pelajaran: "Pengembangan pandangan tentang sifat cahaya. Kecepatan cahaya. Prinsip Huygens. Hukum pemantulan cahaya." Jumlah total jam yang dialokasikan untuk mempelajari topik: 19 Tempat pelajaran dalam sistem pelajaran pada topik: pelajaran pertama dari studi topik "Optik". Tujuan pelajaran: memberikan persepsi dan pemahaman tentang esensi sifat cahaya. Tujuan pelajaran: Untuk mempelajari tentang kontribusi para ilmuwan dari berbagai negara untuk pengembangan gagasan tentang sifat cahaya. Menarik kesimpulan tentang sifat cahaya berdasarkan informasi yang diterima. Buat abstrak referensi "Pengembangan pandangan tentang sifat cahaya." Hasil yang diharapkan: siswa harus menyadari betapa sulitnya jalan kognisi manusia dari fenomena alam, mengulangi hukum pemantulan cahaya, mendapatkan ide tentang prinsip Huygens. Dukungan teknis pelajaran: proyektor multimedia, presentasi untuk pelajaran, handout. Dukungan metodologis dan didaktik tambahan untuk pelajaran (tautan ke sumber daya Internet dimungkinkan): tanggal dan topik pelajaran ditulis di papan tulis, tabel diatur untuk bekerja dalam kelompok (masing-masing 2 siswa). Persiapan pelajaran: kelompok dibentuk, bahan kerja ada di atas meja (arsip dengan literatur yang diperlukan, dokumen, dan tugas yang harus diselesaikan DO). Guru menjelaskan maksud dan tujuan pelajaran. Selama waktu yang ditentukan, kelompok menyiapkan tugas. Konten pelajaran. I. Bagian pengantar pelajaran 1. Tahap organisasi (1 menit). Kelas dibagi menjadi 5 kelompok yang telah dibentuk sebelumnya oleh guru (Scientific Society (NS)), yang masing-masing memiliki ketua NO, seorang rekan sastra, dan seorang peneliti. Kelompok menerima tugas dan sumber informasi yang diperlukan untuk pelaksanaannya. 2. Aktualisasi aktivitas mental (2 menit). Guru. Selamat siang semuanya, duduklah! Betapa indahnya dunia ini dipenuhi dengan cahaya! Apa yang ringan bagimu? Asosiasi apa yang ditimbulkan oleh kata cahaya dalam diri Anda? (slide presentasi dari No. 1-8 dengan iringan musik di-scroll di layar (dengan mengklik hyperlink)). Guru. Cahaya adalah energi pancaran yang dirasakan oleh mata yang membuat dunia terlihat. Cahaya memasuki rumah kami. Bagaimana itu lahir dan berasal? Ada rahasia dalam sifatnya, Dan telah terjadi perselisihan selama bertahun-tahun. 3. Maksud dan tujuan pelajaran (2 menit). Di layar, geser No. 9-12 Tugas: Pelajari tentang kontribusi para ilmuwan dari berbagai negara untuk pengembangan gagasan tentang sifat cahaya (untuk memecahkan masalah ini, kita akan melakukan perjalanan ilmiah virtual). Buat kesimpulan tentang sifat cahaya berdasarkan informasi yang diterima (Anda akan memecahkan masalah ini dengan berbicara dalam program "Jelas dan Luar Biasa" dengan hasil perjalanan ilmiah Anda). Buat abstrak referensi "Pengembangan pandangan tentang sifat cahaya." Masing-masing dari Anda memiliki matriks OK di atas meja, yang harus Anda selesaikan (Anda akan menyelesaikan masalah ini sepanjang pelajaran). Saya sudah mengatakan bahwa hari ini kita tidak hanya bekerja, tetapi akan bekerja sesuai dengan rencana-tugas program "Jelas dan Luar Biasa". Saya sarankan Anda melakukan perjalanan ilmiah virtual ke berbagai negara dan era yang berbeda untuk bekerja di arsip, mempelajari literatur, dokumen, dan menetapkan apa yang telah dilakukan para ilmuwan dari berbagai negara untuk mengetahui sifat cahaya. Anda juga harus mempersiapkan dan mempresentasikan hasil pekerjaan Anda. 5 masyarakat ilmiah (TIDAK) melakukan perjalanan bisnis ke negara-negara berikut: Denmark, Prancis, Inggris, Belanda (di layar, slide No. 13: peta Dunia dengan negara-negara ini, dengan mengklik negara yang disebutkan ditandai pada peta). Setiap masyarakat ilmiah memiliki arsip di atas mejanya dengan literatur, dokumen, dan tugas yang diperlukan yang harus diselesaikan oleh DO. Perjalanan memakan waktu 10 menit. Selama waktu ini, musik akan berbunyi, dan segera setelah itu berakhir, Anda harus tampil di program dengan hasil pekerjaan Anda. Jadi, saya meminta Anda untuk memulai tugas (musik terdengar setelah mengklik hyperlink "panggilan" pada slide No. 13). II. Bagian utama dari pelajaran. 1. Pekerjaan mandiri siswa dalam kelompok (10 menit, mempersiapkan siswa untuk pertunjukan NO): Pertama NO: Negara: Denmark, ilmuwan: Olaf Römer, 1676 - metode astronomi untuk mengukur kecepatan cahaya. Kepala NO (menginformasikan di mana mereka berada) Staf sastra (memilih materi tentang ilmuwan) Pekerja penelitian (menyiapkan laporan tentang metode pengukuran kecepatan cahaya (teori sifat cahaya)) Contoh jawaban TIDAK: 1 siswa. TAPI kami mengunjungi Denmark. Kami bekerja di Akademi Ilmu Pengetahuan di departemen tempat pengumpulan dokumen tentang Olaf Römer (1644-1710), yang mengukur kecepatan cahaya dengan metode astronomi (slide No. 14 di layar). 2 siswa. Römer Olaf Christensen (1644-1710), fisikawan dan astronom Denmark. Pada 1676 ia membuat penemuan penting: ia membuktikan keterbatasan kecepatan cahaya dan mengukur besarnya. Namun, pesan ilmuwan pada pertemuan Akademi Ilmu Pengetahuan Paris dikritik tajam. Meskipun dikritik, kesimpulannya diterima oleh H. Huygens, Leibniz, I. Newton. Validitas akhir dari teori Roemer dikonfirmasi pada tahun 1725. setelah penemuan oleh astronom Bradley tentang fenomena penyimpangan cahaya. Kembali ke Denmark pada 1681, ia mengepalai departemen matematika di Universitas Kopenhagen dan menciptakan sebuah observatorium. Dia juga mengambil bagian dalam kehidupan politik dan sosial Denmark. Di akhir hidupnya ia menjadi kepala Dewan Negara. Menemukan instrumen astronomi baru. Nama Römer dimasukkan pada peta Bulan (di layar, slide No. 15). 3 siswa. Pada 1676, saat mengamati gerhana bulan Jupiter Io, Römer menemukan. Bahwa ketika bumi dalam enam bulan berpindah ke sisi lain Matahari, lebih jauh dari Jupiter, maka Io muncul 22 menit lebih lambat dari waktu yang dihitung. Penundaan ini dijelaskan oleh peningkatan jarak dari Jupiter ke Bumi. Mengetahui ukuran orbit bumi dan waktu tunda, Roemer menghitung kecepatan rambat cahaya (di layar, slide No. 15: dengan mengklik hyperlink "diagram metode", slide No. 16 - diagram metode laboratorium dalam layar penuh ). C = 300.000 km / s (setelah penambahan guru, kesimpulan muncul pada slide No. 15 dengan mengkliknya) NO Kedua: Negara: Prancis, ilmuwan: Fizeau Armand Hippolyte Louis, 1849 - metode laboratorium untuk mengukur kecepatan ringan 1 siswa. TAPI kami mengunjungi Prancis. Kami bekerja di Akademi Ilmu Pengetahuan Paris, di departemen tempat pengumpulan dokumen tentang Armand Fizeau, yang mengukur kecepatan rambat cahaya menggunakan metode laboratorium (slide No. 17 di layar). 2 siswa. Fizeau (1819-1896) - fisikawan Prancis. Pada tahun 1863 ia menjadi profesor di Sekolah Politeknik di Paris. Pencapaian besar pertama Fizeau dalam optik adalah eksperimennya pada interferensi cahaya. Pada tahun 1849 ia melakukan eksperimen klasik untuk menentukan kecepatan cahaya. Dia merancang sejumlah perangkat: koil induksi. Spektroskop interferensi; menjelajahi kristal saat mengambil foto. Pada tahun 1875 ia terpilih sebagai anggota Royal Society of London, pada tahun 1866 ia dianugerahi medali Rumfoord (slide No. 18 di layar). 3 siswa. Menurut skema: untuk pertama kalinya, I. Fizeau berhasil mengukur kecepatan cahaya dengan metode laboratorium pada tahun 1849. Eksperimen: cahaya dari sumber, melewati lensa, jatuh di piring tembus cahaya. Setelah refleksi dari pelat, sinar sempit terfokus diarahkan ke roda gigi yang berputar cepat. Melewati sela-sela gigi, cahaya mencapai cermin yang terletak pada jarak beberapa kilometer dari roda. Dipantulkan dari cermin, cahaya kembali lagi ke roda gigi dan harus melewati lagi di antara gigi. Ketika roda berputar perlahan, cahaya yang dipantulkan dari cermin terlihat. Saat kecepatan meningkat, secara bertahap menghilang. Mengapa? Sementara cahaya pergi ke cermin dan belakang, roda punya waktu untuk berputar sehingga gigi berdiri di tempat slot, dan cahaya tidak lagi terlihat. Dengan peningkatan lebih lanjut dalam kecepatan putaran roda, cahaya kembali terlihat. Selama waktu perambatan cahaya ke kaca spion dan belakang, roda memiliki waktu untuk berputar sehingga slot baru akan naik menggantikan slot sebelumnya. Mengetahui waktu ini dan jarak antara roda dan cermin, Anda dapat menentukan kecepatan cahaya (c = 313 km/s) (setelah pesan siswa, dengan mengklik slide No. 18, demonstrasi percobaan dari koleksi "Cyril dan Methodius" ditampilkan di layar (slide No. 19)). (Setelah penambahan guru, kesimpulan muncul pada slide No. 20 dengan mengkliknya) Ketiga TETAPI: Negara: Inggris, ilmuwan: Isaac Newton, teori sifat cahaya 1 siswa. TAPI kami mengunjungi Inggris. Kami bekerja di Akademi Ilmu Pengetahuan Inggris di departemen tempat dokumen tentang I. Newton dikumpulkan: (di layar, slide No. 22) 2 siswa. Newton Isaac (1643-1727) - matematikawan Inggris, mekanik, astronom dan fisikawan, pencipta mekanika klasik. Anggota (1672) dan Presiden (1703) dari Royal Society of London. Karya fundamental "Prinsip Matematika Filsafat Alam" (1687) dan "Optik" (1704). Dia menemukan dispersi cahaya, mempelajari interferensi dan difraksi. Mengembangkan teori sel darah cahaya. Membangun teleskop cermin. Merumuskan hukum dasar mekanika klasik. Dia menemukan hukum gravitasi universal, memberikan teori gerak benda langit. Dia menciptakan dasar-dasar mekanika langit (di layar, slide No. 23). 3 siswa. Newton adalah pendukung teori sel-sel cahaya - cahaya adalah aliran partikel-sel darah yang datang dari sumber ke segala arah. Teori ini dengan mudah menjelaskan perambatan bujursangkar, pemantulan dan pembiasan cahaya. Ilmuwan terkemuka Newton memiliki otoritas besar di antara rekan-rekannya, dan oleh karena itu sebagian besar dari mereka mendukung teori sel, percaya bahwa cahaya merambat sebagai aliran partikel, bukan gelombang (di layar, slide No. 23 - kesimpulan muncul di klik , gambar dengan klik kedua). Keempat TAPI: Negara: Holland, ilmuwan: Christian Huygens, teori sifat cahaya 1 siswa. Kami mengunjungi Belanda: (pada slide layar No. 24) 2 siswa. H. Huygens (1629-1695) - matematikawan, fisikawan, astronom Belanda. Menemukan jam pendulum dengan pemicu, menetapkan hukum osilasi pendulum fisik. Membuat dan mempublikasikan teori gelombang cahaya. Dia meningkatkan teleskop, merancang lensa mata, menemukan cincin Saturnus dan satelitnya Titan. Dia terpilih sebagai anggota Royal Society of London. Bagian dari karyanya: hasil studi tentang dampak elastis dan gaya sentrifugal dicetak setelah kematiannya (di layar, slide No. 25). 3 siswa. H. Huygens menentang teori sel cahaya. Teori gelombang cahaya Huygens menjelaskan fenomena optik seperti interferensi dan difraksi, yang tidak dapat dijelaskan oleh teori sel. Menurut teori gelombang Huygens, cahaya adalah gelombang yang merambat dalam medium hipotetis (elastis) khusus-eter, yang memenuhi semua ruang dan semua benda (slide No. 25 di layar - kesimpulan muncul di klik, gambar muncul di layar). klik kedua). Kelima NO: Negara: Inggris, ilmuwan: Thomas Jung, perkembangan teori gelombang cahaya Negara: Prancis, ilmuwan: Augustin Jean Fresnel, perkembangan sifat gelombang cahaya 1 siswa. Kami mengunjungi Inggris dan mengunjungi Prancis (pada slide layar No. 26) 2 siswa. Thomas muda (1773-1829) fisikawan Inggris. Pada usia 21 (1794) ia menjadi anggota Royal Society. Mendapat gelar doktor di bidang kedokteran. Membuka praktik pribadi di London. Penelitian Jung di bidang optik menjadi dasar artikelnya "The Mechanism of the Eye" (1800), di mana ia menjelaskan sifat akomodasi, astigmatisme, dan penglihatan warna. Dia diangkat sebagai profesor di Royal Institute. Salah satu pendiri teori gelombang cahaya. Pada tahun 1803 ia menjelaskan fenomena interferensi cahaya. Dia mengajukan hipotesis tentang transversalitas getaran cahaya. Mengukur panjang gelombang cahaya dari berbagai warna. Dalam teori elastisitas, Young termasuk dalam studi deformasi geser (di layar, geser No. 27 - sebuah foto muncul di klik pertama). 3 siswa. T. Jung pertama kali memperkenalkan konsep "interferensi". Jung menemukan interferensi dengan mengamati fenomena gelombang air ini. Jung mempresentasikan hasil penelitiannya di bidang optik pada pertemuan ilmiah Royal Society of London, dan juga mempublikasikannya pada awal abad ke-19. Tapi, terlepas dari persuasif karya Jung, tidak ada yang mau mengenalinya. itu berarti meninggalkan kebijaksanaan konvensional dan, terlebih lagi, menentang otoritas Newton. Pekerjaan Jung tidak diperhatikan, dan bahkan sebuah artikel muncul di media yang berisi serangan kasar padanya. 4 siswa. Fresnel Augustin Jean (1788-1827), fisikawan Prancis, salah satu pencipta teori gelombang cahaya. Karya Fresnel dikhususkan untuk optik fisik. Dia mulai belajar fisika sendiri dan segera mulai melakukan eksperimen di bidang optik. Pada tahun 1815, ia menemukan kembali prinsip interferensi, menambahkan beberapa prinsip baru pada eksperimen T. Jung. Pada tahun 1821 ia membuktikan transversitas gelombang cahaya, pada tahun 1823 ia menetapkan hukum polarisasi cahaya. Menemukan sejumlah perangkat interferensi. Pada tahun 1823 Fresnel terpilih sebagai anggota Akademi Ilmu Pengetahuan Paris. Pada tahun 1825 ia menjadi anggota Royal Society of London. Insinyur Prancis, yang kemudian menjadi fisikawan terkenal O. Fresnel, mulai mempelajari fenomena interferensi dan difraksi sejak tahun 1814. Dia tidak tahu tentang pekerjaan Jung, tetapi seperti dia, dia melihat dalam fenomena ini bukti teori gelombang cahaya. Namun, secara bertahap, terlepas dari semua kesulitan yang dihadapi oleh hipotesis transversal gelombang cahaya, teori gelombang, cahaya mulai menang dan menggantikan teori sel cahaya (slide No. 27 di layar - sebuah foto muncul di klik kedua ). (Setelah penambahan guru, kesimpulan muncul pada slide No. 27 dengan mengklik) 2. Presentasi hasil pekerjaan NO (15 - 20 menit): Guru. Sekarang kami mulai mempresentasikan hasil perjalanan ilmiah kami. Di awal pelajaran, kami menetapkan masalahnya sendiri - untuk mengetahui sifat cahaya. Selama presentasi, jangan lupa untuk mengisi template OK (di meja siswa ada lembar dengan template untuk catatan referensi). Kemajuan besar pertama dalam studi tentang sifat cahaya adalah pengukuran kecepatan cahaya. Ternyata kecepatan rambat cahaya tidak jauh lebih besar. Masalah pengukuran kecepatan cahaya pertama kali dirumuskan oleh Galileo (abad XVI), yang mengajukan pertanyaan tentang keterbatasan kecepatan cahaya. Tapi dia tidak bisa menjawab pertanyaan yang dia ajukan. Kecepatan cahaya akhirnya diukur (pada slide layar #21). I TAPI: (Denmark, Römer) - pertunjukan siswa (slide presentasi No. 14-16). Penambahan guru. Roemer sendiri, karena akurasi pengukuran yang rendah dan pengetahuan yang tidak akurat tentang radius orbit Bumi, memperoleh nilai 215.000 km / s untuk kecepatan cahaya. II NO: (Prancis, Fizeau) - penampilan siswa (slide presentasi No. 17-20). Penambahan guru. Lebih tepatnya, kecepatan cahaya mulai diukur setelah tahun 1960, ketika laser pertama mulai bekerja. Menurut data modern, kecepatan cahaya dalam ruang hampa sama dengan nilai yang Anda lihat di layar (slide No. 21) dengan akurasi + (-) 0,2 m/s. Kira-kira c \u003d 3 * 108 m / s (harus diingat). Di mana Anda bertemu sosok ini? (Nilai ini, diperoleh secara eksperimental, bertepatan dengan nilai yang diprediksi oleh Maxwell dan diukur secara eksperimental untuk pertama kalinya oleh Hertz - kecepatan gelombang elektromagnetik). Nilai kecepatan cahaya akan membantu menentukan sifat cahaya. Sejak zaman kuno, manusia telah tertarik pada sifat cahaya. Ada berbagai legenda, mitos, hipotesis, karya ilmiah. Pada abad ke-16, manusia belum mengetahui sifat cahaya. Pada abad ke-17, teori yang sama sekali berbeda mulai muncul hampir bersamaan tentang apa itu cahaya, apa sifatnya?! III TAPI: (Inggris, Newton) - penampilan siswa (slide presentasi No. 22-23). IV NO: (Holland, Huygens) - penampilan siswa (slide presentasi No. 24-25). Penambahan guru. Kesimpulan: teori pertama menyatakan: cahaya adalah aliran partikel yang datang dari sumber ke segala arah; teori kedua menyatakan: cahaya adalah gelombang yang merambat dalam media hipotetis khusus - eter. V NO: (Inggris, T. Jung; Prancis, O. Fresnel) - penampilan siswa (slide presentasi No. 26-27). Penambahan guru. Dengan demikian, giliran dibuat untuk sifat gelombang cahaya. Sejumlah eksperimen yang dilakukan pada abad ke-19, serta karya Maxwell, yang kemudian dikukuhkan dalam eksperimen Hertz, membuktikan validitas teori gelombang: cahaya merambat sebagai gelombang elektromagnetik. AKU AKU AKU. Bagian akhir pelajaran Debriefing (5 menit): Produk apa yang kita dapatkan? Mari kita kembali ke OK Anda. Harap dicatat bahwa Anda telah menyelesaikan semuanya. Mari kita bandingkan catatan referensi (MC) Anda dengan yang disajikan di layar (slide presentasi #28). Tapi bagaimana dengan teori Newton? Dia memiliki ide cemerlang bahwa cahaya dapat dianggap sebagai partikel. Apakah dia benar? Dan dia benar, karena. pada abad ke-20, gagasan tentang sifat cahaya mulai berubah, ketika sifat kuantum cahaya ditemukan, para ilmuwan harus mengingat kembali teori sel darah. Apa sifat cahaya? Kesimpulan: cahaya memiliki sifat ganda - gelombang sel (slide presentasi No. 29, output muncul pada klik pertama, gambar muncul pada klik kedua). Cahaya adalah aliran partikel; cahaya adalah gelombang. "Apa yang tidak jelas harus diklarifikasi" (Konfusius). Anda akan mempelajarinya nanti (slide presentasi No. 30-37, musik terdengar setelah mengklik hyperlink). Pekerjaan rumah: hlm. 168-170, hlm. 59, ind. Tugas p.60. Dalam persiapan, saya menggunakan situs: 1. http://nportal.ru 2. http://festival.1september.ru/articles/614775/ 3. https://videouroki.net/razrabotki/ fizika/uroki -1/11-class/3 4. https://infourok.ru/konspekt_otkrytogo_uroka_po_fizike_otrazhenie_sveta_11_klass-565783.htm

Pertanyaan tentang sifat cahaya dan hukum propagasi diajukan oleh para filsuf Yunani. Euclid (300 SM) menjelaskan persepsi visual dengan sinar visual yang memancar dari mata yang merasakan objek. Dia juga merumuskan hukum perambatan cahaya bujursangkar. Optik menerima perkembangan pesat pada akhir abad ke-16 dan awal abad ke-17, ketika ilmuwan Belanda Jansen (1590) membangun mikroskop dua lensa pertama, dan Galileo (1609) membuat sejumlah penemuan astrologi dengan teleskopnya (fase Wiener, bulan Jupiter, pegunungan di Bulan). Pada tahun 1620, ilmuwan Belanda Snell akhirnya menetapkan hukum pembiasan, yang ditulis dalam bentuk yang biasa bagi kita oleh ilmuwan Prancis Descartes.

Kontribusi besar untuk pengembangan optik dibuat oleh Isaac Newton (akhir abad ke-17). Berdasarkan kelurusan cahaya, serta hukum pemantulan dan pembiasan, ia menyarankan bahwa cahaya adalah aliran sel darah yang dipancarkan oleh benda bercahaya dan terbang dengan kecepatan tinggi menurut hukum mekanik. Dia mampu menjelaskan keteraturan propagasi cahaya dalam media homogen, sel-sel bergerak dengan inersia. Hukum pemantulan: sel-sel dipantulkan dari batas 2 media, seperti bola dari permukaan datar. Newton juga menjelaskan hukum pembiasan, tetapi bukan dengan penurunan, tetapi dengan peningkatan kecepatan gerakan sel-sel dalam media yang lebih padat. Newton juga menunjukkan bahwa cahaya putih adalah komposit dan mengandung "warna murni", sel-sel yang massanya berbeda: sel-sel ungu adalah yang paling ringan, dan sel-sel merah adalah yang terberat (tidak dapat ditebak).

Seiring dengan konsep korpuskular Newton tentang cahaya, teori gelombang Hooke-Huygens (perambatan deformasi longitudinal dalam apa yang disebut eter dunia) muncul dan berkembang pada abad ke-17. Dengan menggunakan prinsip Huygens, setiap titik yang telah dicapai gelombang cahaya merupakan sumber gelombang sekunder, hukum pemantulan dan pembiasan juga dapat dijelaskan, serta fenomena difraksi (hambatan yang menyelimuti) dan interferensi (superposisi).

Jadi, pada akhir abad ke-17, dua sistem pandangan yang berlawanan tentang sifat cahaya (sel darah dan gelombang) telah berkembang dalam optik, yang keduanya menjelaskan hukum dasar optik geometris, tetapi masing-masing memiliki kekurangannya sendiri. Huygens tidak dapat menjelaskan dispersi indeks bias yang berbeda untuk warna yang berbeda (Newton bisa). Tetapi Newton, ketika menjelaskan bahwa cahaya sebagian dipantulkan dan sebagian dibiaskan, harus menyarankan bahwa sel darah mengalami serangan pemantulan dan pembiasan. Namun, otoritas Newton mengarah pada fakta bahwa sepanjang abad ke-18, sebagian besar fisikawan cenderung ke teori sel cahaya. Tidak ada teori yang dapat menjelaskan birefringence yang ditemukan pada tahun 1724 oleh Bartalimus, serta fenomena korelasi cahaya. Pada tahun 1717, Newton menunjukkan bahwa korelasi cahaya hanya dapat dijelaskan oleh gelombang transversal, yang menurut Newton membantah teori gelombang cahaya. Pada awal abad ke-19, matematikawan mengembangkan teori osilasi dan gelombang, yang berhasil diterapkan pada beberapa fenomena optik. Jadi pada tahun 1801, ilmuwan Inggris Jung menetapkan prinsip interferensi, Fresnel (pada tahun 1815) mengklarifikasi prinsip Huygens, menambahkan bahwa gelombang sekunder mengganggu, dan ini memungkinkan untuk menjelaskan interferensi cahaya. Atas dasar percobaan Faraday dan Argo pada interferensi cahaya terpolarisasi, Jung mengusulkan bahwa cahaya adalah gelombang transversal, perlu untuk menghubungkan sifat elastis dengan eter (yaitu, eter bukan cairan atau gas, tetapi tubuh yang kokoh).

Eksperimen Faraday pada tahun 1846 tentang interaksi dengan medan magnet, serta penelitian Maxwell pada tahun 1845, memungkinkan untuk membuktikan bahwa cahaya adalah gelombang elektromagnetik. Teori Maxwell memungkinkan untuk menjelaskan dan mengukur kecepatan rambat gelombang elektromagnetik, dan karenanya cahaya, di berbagai media. Tampaknya teori gelombang menang, tetapi hasil studi tentang fitur spektral radiasi benda hitam absolut, yang muncul pada akhir abad ke-19. Pada tahun 1901, Planck menunjukkan bahwa emisi dan penyerapan gelombang elektromagnetik tidak terjadi terus menerus. Gelombang elektromagnetik dipancarkan dalam bagian-bagian (kuanta), dan energi setiap bagian hanya ditentukan oleh frekuensi E = h v. Einstein pada tahun 1905 menjelaskan hukum efek fotolistrik dengan memperkenalkan partikel cahaya - foton. Artinya, Einstein menunjukkan bahwa cahaya tidak hanya diserap dan dipancarkan oleh kuanta, tetapi juga merambat dalam bentuk partikel, sambil tetap menjadi gelombang. Penemuan-penemuan oleh Planck dan Einstein ini menyebabkan munculnya mekanika kuantum, yang berkembang sepanjang abad ke-20.