Дифракциялық тор. Физика, 11 сынып, сабақ жоспары.

Мектеп: Қарағанды қаласындағы химия-биология бағытындағы Назарбаев Зияткерлік мектебі

Мұғалімнің аты-жөні:Қазанқап Б.И.

Қатысқандар саны:

Қатыспағандар саны:

Сабақ тақырыбы

Осы сабақта қол жеткізілетін оқу мақсаттары (оқу бағдарламасына сілтеме)

Сабақмақсаттары

Бағалау критерийлері

 Тілдік мақсаттар

 Құндылықтардыдарыту

 Пәнаралықбайланыстар

 АКТ қолдану дағдылары

Бастапқы білім

Сабақтыңжоспарланғанкезеңдері

Сабақтағыжоспарланғаніс-әрекет

Ресурстар

0-4 мин

4 – 7 мин

7 – 17 мин

17 – 30 мин

30 – 37 мин

37 – 40 мин

1.Ұйымдастыру кезеңі

2.Сабақ мақсатын анықтау.

Активити

Дифракциялық суреттердің ұқсастығы неде және айырмашылығы неде? Жауабыңызды түсіндіріңіз.

 Жаңа ақпарат «Дифракциялық тор».

 Оқушылар бейне материалдарды қарау барысында конспект құрастырады. Мұғалім оқушыларға қолдау көрсетеді.

 Видео:

 https://www.youtube.com/watch?v=SrKNyMF1wmU

Дифракциялық тор - айқын да анық дифракциялық суретті алу және бақылау үшін дифракциялық торды пайдаланады. Дифракциялық тoр дегеніміз — жарық дифракциясы байқалатын тосқауылдар және саңылаулардың жиынтығы.

Дифракциялық торды реттелген дифракциялық тop және реттелмеген дифракциялық тop деп бөледі. Реттелген тор деп саңылаулары белгілі бір қатаң тәртіп бойынша орналаскан торларды, ал реттелмеген деп саңылаулары тәртіпсіз орналасқан торларды айтады. Геометриялық құрылысына қарай торларды жазық және кеңістіктік торлар деп те бөледі. Кеңістіктік реттелмеген торларға, мысалы, тұмандағы ауа тамшылары немесе мұз қиыршықтарының жиынтығы, көз кірпіктері жатады.

Жазық реттелген тор - Оны алмаз кескішпен жасалған параллель және бір-біріне өте жақын орналасқан саңылаулар мен тосқауылдар жиынтығынан дайындайды. Саңылаудың ені а, ал тосқауыл-штрихтің ені b болсын, сонда b + a = d тордың тұрақтысы немесе периоды деп аталады.

Жарықтың дифракциялық торда таралу процесін карастырайық. Монохроматтық сәулеленудің жазық шебі тор саңылауларының жазықтығына жетті дейік. Линзаның көмегімен барлық параллель шоқтарды экранға жинаймыз. Экранда φ бағытында таралатын параллель сәулелердің шоқтары жиналатын кез келген А нүктесін таңдап аламыз. Көрші екі саңылаудан шығатын жарық сәулелерінің жол айырымын 4.19-суреттің көмегімен оңай табамыз: A = dsinφ.

Егер Δ = 2kλ/2 болса, А нүктесінде максимум байқалады. Онда дифракциялық тор үшін келесі формула дұрыс:

Бұл формула арқылы максимумдардың бірінші, екінші, т.с.с. қатарларын табуға болады. Дифракциялық көрініс — бұл күңгірт аралықтармен бөлінген түрлі-түсті жолақтар қатары. Саңылаудан ақ жарық жібергенде орталықтағы ақ дақтың екі шетінен бірінші, екінші, т.с.с. қатармен орналасқан боялған спектрлер көрінеді.

Сонымен бірге толқын ұзындығы артқан сайын (қызыл жарық) осы толқынның максимумы байқалатын бұрышы үлкен болады. Егер орға көк жарық түсірілсе, онда барлық максимумдар көк түске боялады (4.13) формуладан бір толқын ұзындығы үшін бірнеше максимумдардың байқалуы мүмкін екенін көреміз. n = 0, бұрыш φ = 0 болады, яғни максимум аламыз. Бұл нөлінші ретті максимум деп аталады.

Дифракциялық сурет.

Қолданылуы.

Дифракциялық тор спектралды аспаптарда, сондай-ақ сызықтық және бұрыштық қозғалыстардың оптикалық датчиктері (өлшеуіш дифракциялық торлар), поляризаторлар және инфрақызыл сәулелену сүзгілері, интерферометрлердегі будаларды бөлгіштер және "антибликті" көзілдіріктер ретінде қолданылады.

Шағылдырғыш дифракциялық торлардың қарапайым және тұрмыста таралған мысалдарының бірі-компакт-диск. Компакт-дискінің бетінде-орамдар арасындағы 1,6 мкм қадамы бар спираль түріндегі жол. Бұл жолдың енінің шамамен үштен бір бөлігі (0,5 мкм) оған түсетін жарықты шашырататын тереңдеумен (бұл жазылған деректер), шамамен үштен екі бөлігі (1,1 мкм) — жарықты шағылыстыратын жарықты шағылыстыратын жарықсыз төсеніш. Осылайша, компакт-диск-1,6 мкм периодымен шағылыстырғыш дифракциялық тор. Сонымен қатар, осындай шағылыстырғыш дифракциялық тор CD-R дискі және бос DVD дискі болып табылады, өйткені оларда ақпаратты жазу кезінде лазер сәулесінің бағыты үшін спиральды жол бар. DVD — 0,74 мкм үшін тор периоды.

Есептер шығару. Сыныппен жұмыс. "Бағалау критерийлерін" және "дескрипторларды пайдалана отырып, мұғалімнің оқушылардың жұмысын өзара бағалау және бағалау»

Бағалау критерийлері:

- Френель теориясын пайдаланады

- "саңылаудағы Дифракция" материал теориясын пайдалана отырып, дифракциялық тордан дифракциялық суретті түсіндіреді»

Дескрипторлар:

- тапсырманы талдайды

- дифракциялық тор үшін максимум шартын жазады

- ізделетін шаманы білдіреді

- қосалқы формулаларды қолданады

- шамаларды анықтау үшін математика білімін қолданады

- іздестірілетін шаманы анықтау үшін соңғы формуланы жазады

- іздестірілетін шаманың мәнін анықтайды

1. Дифракциялық тордың 1 мм-інде 120 штрих бар. Егер бірінші реттік екі спектрдің арасындағы бұрыш 8⁰ қа тең болса, торға түсетін монохроматты жарықтың толқын ұзындығын табыңдар.

2. Периоды 0,01 мм дифракциялық тордан 3 м қашықтықтағы экранда алынған бірінші ретті спектрдің барлық (толқын ұзындығы 0,38-ден 0,76-мкм-ге дейінгі аралықта) ені қандай болады?

3. Тордың периодын анықтау үшін оған, толқын ұзындығы 0,76 мкм сәулелерді өткізетін, қызыл жарық фильтрі арқылы жарық шоғы бағытталған. Егер тордан 1 м қашықтықтағы экрандағы бірінші ретті спектрлердің арасындағы қашықтық 15,2 см-ге тең болса, тор периоды қандай болады?

Есептер шығару. Жеке жұмыс. Скафолдинг. Мұғалім бағалау мақсатын, бағалау критерийлерін және дескрипторларды ескере отырып, оқушылардың жұмысын іріктеп бағалайды.

Пәнді оқу кезінде қиындық тудыратын оқушылар үшін.

4. Периоды 0,02 мм дифракциялық тордың көмегімен алынған бірінші реттік спектрде (толқын ұзындығы 0,55 мкм) жасыл жарық сәулелерінің ауытқуы бұрышын анықтаңдар.

5. Периоды 10⁵ м тең дифракциялық тор экраннан параллель 1,8 м қашықтықта орналасқан. Дифракциялық сурет орталығынан 10,44 см қашықтықта спектрде максимум қандай реті бақыланады? Жарықтың толқын ұзындығы 580 нм. sin = tg . деп алыңыз.

Рефлексия. Сабақта жұмыстың қандай кезеңі аса қиындық туғызды? Бұл қиындықтарды қалай жеңуге болады?

Үй жұмысы: таратпа материалымен жұмыс, бейнематериалдарды сілтемелермен қарау.

 https://www.youtube.com/watch?v=SrKNyMF1wmU

«Дифракциялық тор» таратпа материалы