на главную           домашнее задание          справочник          экзамены    

      конкурсы и олимпиады        типичные  вопросы            они создавали физику

Доброе время суток. Меня зовут Анастасия.

На этой странице я расскажу Вам о моём проекте по волновой оптике.

Этот проект я представляла в городе Ижевск  на Республиканском  конкурсе творческих работ среди учащихся "Дети, техника, творчество" и заняла 1 место в секции "Юные техники - школе, учреждению дополнительного образования".  В апреле 2010 года я была приглашена для участия в республиканском конкурсе "Молодой изобретатель Удмуртской Республики", где стала победителем в номинации "Школьники и учащиеся".

В нашей школе действует программа по созданию музея физики, техники и детского технического творчества.

В рамках данной программы ученики выполняют творческие работы по своему выбору.
Меня заинтересовали световые явления: дифракция, интерференция, дисперсия и я подготовила проект «Изготовление устройств для наблюдения дифракции, интерференции и дисперсии света».
 

Цель моей работы: изучить явления дифракции, дисперсии и интерференции световых волн и изготовить устройства, позволяющих наблюдать эти явления.
В ходе исследования перед нами стояли следующие задачи:
1.Определение устройств, позволяющих наблюдать интерференцию, дисперсию и дифракцию света.

2. Изготовление данных устройств.
3.Разработка опытов и практических заданий для уроков физики в школе с использованием наших устройств.

4. Подготовка материалов по теме "Оптика" для Интернет-страницы.

Узкую щель для наблюдения дифракции мы изготовили из полотен лезвий. На самоклеющуюся пленку с прямоугольным отверстием наклеили половинки лезвий, режущей частью друг к другу. Самоклеющуюся пленку, с закрепленными на ней лезвиями, наклеили на пластиковое основание. Ширина щели  замеряется с помощью отсчетного микроскопа типа МПБ-2 с ценой деления 0,05мм. Мы получили несколько видов щелей, ширина которых 0,3мм и 0,15мм. Эти щели позволяют продемонстрировать зависимость дифракционной картины от ширины щели (см. фото)

Так же нам потребовалось изготовить двойные щели. Они представляют собой негатив, полученный при съемке белого листа А4, на котором были начерчены две полосы черного цвета. В результате на негативе полосы были уменьшены в 8,5 раз. Белая поверхность стала черной – не пропускающей свет, а черные полосы стали представлять собой прозрачные двойные щели. Размеры данных щелей стали соизмеримы с длиной световой волны свет стал заметно дифрагировать на щелях (см.фото)
 

Но т.к. две щели пропускают недостаточно световой энергии, то нас заинтересовала решетка, которая позволяет получить более насыщенную картину, так как представляет множество параллельных полос, пропускающих свет.

Чтобы убедиться в том, что дифракционная картина от большего количества отверстий более насыщена,  мы  на листе А4 с помощью компьютерной графики начертили на 1см    8,5 черных полос. В результате на фотопленке получили   4 полосы  на 1 мм, то есть получили устройство, напоминающее дифракционную решетку с порядком  1/4мм.  (см.фото)

Далее к нам пришла идея о том, что  можно изготовить устройство, позволяющее наблюдать дифракцию не только от вертикальных щелей, но и от мелких отверстий или тел. На листе А4 с помощью компьютерной графики мы нарисовали сетку из черных полос. В результате на негативе получилась светлая сетка с темными квадратами. Проходя через такую сетку, свет дифрагирировал на черных квадратах. В итоге интерференции вторичных волн, мы смогли пронаблюдать дифракцию на мелких телах. Далее мы решили проверить, как повлияет на дифракционную картину, огибание светом тел разных размеров. Для этого лист А4 заштриховали свободно, получив разных размеров светлые пятна, которые на негативе оказались телами разного размера (см.фото)

Наиболее интересной, по нашему мнению, получилась работа, позволяющая наблюдать интерференцию в прослойке воздуха между двумя стеклянными поверхностями.  Устройство достаточно простое, представляет собой две стеклянные пластинки, боковые поверхности которых отшлифованы, в целях безопасности. В одной из стеклянных пластин мы просверлили отверстие на 6 мм и закрепили в него гайку с резьбой. В нее вворачивается винт, который позволяет изменять толщину воздушной прослойки между стеклами. Со свободной стороны обе пластинки соединяются упругим канцелярским зажимом. Это устройство также позволяет наблюдать интерференцию в слоях жидкости, помещенной между пластинками. Изменения толщины слоя между стеклами можно добиваться регулированием винтом, а так же дополнительными канцелярскими зажимами, при этом наблюдается изменение интерференционной картины. Данное устройство позволяет наблюдать картину как в проходящем, так и в отраженном свете.
  (см.фото)   

Для демонстрации сложной структуры белого света мы изготовили  круг Ньютона с семью секторами (красного, оранжевого и далее по спектру до фиолетового).  Диск закрепляется на валу двигателя и раскручивается. При вращении круга он приобретает серый цвет, а при более высоких скоростях вращения становится белее.  Так же нами подготовлены круги из трех и шести цветов.

В ходе работы мы изготовили комплект устройств для наблюдения световых  явлений,

подготовили инструкции для проведения фронтальных лабораторных работ  и демонстрационных опытов.

В ходе выполнения проекта подготовили  материал по теме "Оптика" для Интернет-страницы.