МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ХЕРСОНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Кафедра професійної освіти

Дубовик Л.П.

МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ

З ОРГАНІЗАЦІЇ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ

студентів денної форми навчання

напряму підготовки: 6.010103. Технологічна освіта

та 6.010104. Професійна освіта

з вивчення дисципліни «Загальна фізика»

Змістовний модуль

«Оптика»

ХЕРСОН, ХДУ, 2013

УДК 372.853

ББК 22.3

Д 79

	Дубовик Л. П.
Д 79	Методичні рекомендації з організації самостійної роботи студентів денної форми навчання напряму підготовки: 6.010103. Технологічна освіта та 6.010104. Професійна освіта з вивчення дисципліни «Загальна фізика». Змістовний модуль «Оптика». – Херсон: Видавництво ХДУ, 2012. - 128 с.

.

Укладач:

Дубовик Людмила Петрівна - кандидат педагогічних наук, доцент кафедри професійної освіти ХДУ

.

Рецензенти:	Івашина Ю.К. - кандидат фізико-математичних наук, доцент кафедри фізики ХДУ;
	Овдій В.М.. - кандидат фізико-математичних наук, доцент кафедри професійної освіти ХДУ.

Обговорено на засіданні кафедри професійної освіти

Протокол № 1 від 05.09. 2012 р.

Розглянуто на засіданні науково–методичної ради факультету технологій та сфери обслуговування

Протокол №1 від 24.09. 2012 р.

Схвалено науково–методичною радою ХДУ

Протокол № 2 від 08.11. 2012 р.

Рекомендовано до друку Вченою радою ХДУ

Протокол № 4 від 26.11.2012 р.

ISBN 966-00-0740-Х

 Дубовик Л.П., 2013  ХДУ, 2013

ВСТУП

Метою цього навчально-методичного посібника є надання допомоги студентам факультету технологій та сфери обслуговування в оволодінні знаннями з модулю «Оптика» з дисципліни «Загальна фізика», методами розв’язування задач та у виконанні завдань самостійної роботи, передбачених навчальним планом.

Основні види самостійної роботи з дисципліни «Загальна фізика»:

1. вивчення теоретичного матеріалу;

2. конспектування питань, винесених на самостійне опрацювання;

3. самостійне розв'язування задач;

4. самостійне виконання тестових завдань;

5. підготовка до виконання лабораторних робіт і оформлення результатів цих лабораторних робіт;

6. написання рефератів;

7. виконання домашніх дослідницьких завдань та підготовка звіту про його проведення.

Для вивчення теоретичного матеріалу необхідно керуватися робочою навчальною програмою, витяг з якої наведеною в даному посібнику. При цьому слід пам’ятати, що обсягу інформації, викладеного під час лекційних занять, недостатньо для отримання належного обсягу знань. Навчання у вищому навчальному закладі передбачає, що основну частину знань студент отримує за рахунок самостійної роботи з підручниками, навчальними посібниками. Перелік цих підручників наведений у кінці даного посібника. Лекційні ж заняття покликані лише окреслити основне коло понять, явищ та законів, які необхідно вивчити в межах даної дисципліни, і дати основні напрямки для самостійної роботи.

Для отримання навичок практичних розрахунків передбачено самостійне розв’язування задач у кількості, достатній для закріплення теоретичних знань у межах усієї навчальної програми із загальної фізики. Задачі виконуються і оформлюються у вигляді контрольних робіт, кількість та зміст яких визначається на початку навчального року.

Для вивчення дисципліни «Загальна фізика» та успішного атестування за результатами його вивчення (поточного, модульного, семестрового) необхідно виконати такі головні умови:

1. Відвідувати всі передбачені розкладом заняття.

2. Під час лекційних занять виконувати конспектування лекційного матеріалу, а після занять виконувати аналіз навчального матеріалу з використанням навчальних посібників.

3. Самостійно виконати завдання самостійної роботи, оформлювати їх належним чином і вчасно надавати для перевірки.

4. Під час самостійного вивчення навчального матеріалу за підручниками керуватися робочою навчальною програмою з дисципліни «Загальна фізика», представленою в даному посібнику.

5. Активно використовувати можливості консультування з викладачами з тих питань, вивчення яких викликає найбільші труднощі.

6. Під час підготовки до заліку (іспиту) із загальної фізики необхідно знати, що до переліку теоретичних питань в екзаменаційних білетах включено всі питання робочої навчальної програми.

1. Витяг з робочої програми з дисципліни «загальна фізика» Змістовий модуль 5. Оптика

Розділ 5: Оптика

Хвильова оптика. Основні етапи розвитку оптичних теорій. Хвильова і фотонна теорії. Швидкість світла та її вимірювання. Основні положення спеціальної теорії відносності. Перетворення Лоренца. Інтервал. Складання швидкостей. Ефект Доплера.

Основи фотометрії. Фотометричні величини та їх одиниці. Закони освітленості. Джерела випромінювання та їх властивості. Фотометри.

Інтерференція світла. Загальні питання інтерференційних явищ. Просторова і почасова когерентність. Основні види інтерференційних смуг. Інтерферометри. Інтерференційні фільтри. Застосування інтерференції в техніці.

Дифракція світла. Основні положення принципу Гюйгенса-Френеля. Дифракція світла на малих об’єктах. Дифракція на щілині. Дифракційна гратка – лінійна, двомірна, тримірна. Спектральні і вимірювальні дифракційні гратки.

Поляризація світла. Природне і поляризоване світло. Поперечність світлової хвилі. Лінійно-поляризоване світло. Поляризація світла при падання на межу розділу двох діелектриків. Обертання площини поляризації в оптично активних середовищах. Фото пружність, електрооптика, магнітооптика. Поляризаційні прилади. Закони Молюса, Брюстера.

Дисперсія світла. Досліди Ньютона по розкладанню білого світла. Дисперсійні спектри, спектрометри. Спектральний аналіз. Кольори прозорих і непрозорих тіл.

Оптична голографія. Загальні поняття про голографію. Застосування голографії.

Геометрична оптика. Основні визначення і поняття. Закони відбивання і заломлення світла. Повне відбивання. Зв’язок швидкості світла з показником заломлення. Дзеркала і тонкі лінзи. Оптичні системи. Лінзи. Формула лінзи. Оптична сила лінзи. Побудова зображення. Центрована система лінз. Головні площини, фокуси системи лінз. Оптичні прилади. Похибки оптичних систем. Оптика ока.

2. Зведення основних формул

1. Елементи спеціальної теорії відносності

1.1. Перетворення Лоренца

, , , ,

де вважається, що система відліку (рис. 2.1.1) рухається зі швидкістю  вздовж осі x системи відліку К в позитивному напрямку, при цьому осі і збігаються, а осі і y, і паралельні; с - швидкість світла в вакуумі.

Рис. 2.1.1. Система рухається відносно системи зі швидкістю

1.2. Релятивістське уповільнення часу ,

де – проміжок часу між двома подіями, відрахований за годинником, який рухається разом з тілом; - проміжок часу між подіями, відрахований годинником що є нерухомим у даній системі відліку.

Релятивістське (лоренцеве) скорочення довжини ,

де - довжина стрижня, виміряна у системі відліку, відносно якої стрижень перебуває у стані спокою; - довжина стрижня, виміряна у системі відліку, відносно якої він рухається зі швидкістю .

1.3. Релятивістський закон додавання швидкостей

, , ,

де вважається, що система відліку рухається зі швидкістю  вздовж осі x системи відліку К в позитивному напрямку, при цьому осі і збігаються, а осі і y, і паралельні.

1.4. Релятивістський імпульс частинки ,

де m – маса частинки.

1.5. Основний закон релятивістської динаміки ,

де релятивістський імпульс частинки.

1.6. Повна та кінетична енергії релятивістської частинки

, ,

де – енергія спокою; - маса спокою.

1.7. Зв’язок між повною енергією та імпульсом релятивістської частинки

.

Зв’язок між кінетичною енергією та імпульсом релятивістської частинки

.