Применение световода на уроках физики

Физический эксперимент Постановка его на уроке позволяет учителю не только подробно рассмотреть физические явления, но и обратить внимание учащихся на важнейшую особенность конкретных физических законов - принципиальную ограниченность любого из них.

Явление распространения света описывается, в частности, законом прямолинейного распространения. В учебнике физики для 8-го класса этот закон набран жирным шрифтом: «Свет в прозрачной однородной среде распространяется прямолинейно». При этом упоминается, что образование тени - одно из опытных доказательств этого закона. Однако тень может получиться только в случае, когда в однородную среду введено отличающееся от нее тело, т.е. когда среда становится оптически неоднородной.

В учебном пособии для 11-го класса изучение прямолинейного распространения света проводится с привлечением принципа Гюйгенса-Френеля. В методических пособиях для учителя можно встретить рекомендации по проведению соответствующих опытов. Однако не всегда в однородной среде свет распространяется прямолинейно.

Обратимся, например, к световоду, изготовленному из стекла или оргстекла. Для света это прозрачная однородная среда, но в световоде свет распространяется не прямолинейно. Вернее, внутри сердцевины* свет распространяется действительно прямолинейно, но дойдя до границы сердцевина-оболочка, испытывает полное внутреннее отражение и меняет направление распространения.

Здесь самое время поговорить об области применимости частных физических законов. К ним относится и закон прямолинейного распространения света, он применим лишь в случае неограниченной однородной среды. Поэтому формулировка его должна быть уточнена: свет распространяется прямолинейно в прозрачной оптически однородной неограниченной среде. Несколько позже учащиеся узнают, что если среда ограничена, то на границе раздела могут произойти такие явления, как отражение, преломление и поглощение света. Эти же явления имеют место, если в оптически однородную среду введена неоднородность, в этом случае происходят интерференция, дифракция и рассеяние света.