Саба? жоспары: Тол?ынды? ?оз?алыс жайлы т?сінік. Тол?ындарды? интерференция ж?не дифракция ??былыстары.
11 сынып №24 сабаK ____________________
СабаKтыS таKырыбы: ТолKындыK KозCалыс жайлы т_сінік. ТолKындардыS интерференция ж‰не дифракция Kaбылыстары.
СабаKтыS маKсаты:
Білімділік маKсаты: ОKушы білімін, іскерлігін, даCды деSгейін баKылау, баCалау. ТолKындыK KозCалыс жайлы т_сінік. ТолKындардыS интерференция ж‰не дифракция Kaбылыстарын т_сіндіріп солар жайлы т_сінік Kалыптастыру.
ДамытушылыK маKсаты: ОKушылардыS білім деSгейін ж‰не білім мазмaныныS тaраKтылыCы мен оны игерудегі іскерлік пен даCдыны баKылау.
Т‰рбиелік маKсаты: Адамгершілікке, aKыптылыKKа, алCырлыKKа, отанс_йгіштікке, табиCатты аялауCа, сыйластыK пен ‰дептілікке баулу.
СабаKтыS т_рі:жаSа білімді Kалыптастыру, жалпылау
СабаKтыS ‰діс-т‰сілдері: €Sгіме, лекция, дискуссия, кітаппен жaмыс.
СабаKтыS к™рнекіліктері: плакаттар, суреттер,
СабаKтыS барысы:
І. ДК. `йымдастыру кезеSі:
1. С‰лемдесу;
2. ОKушыларды т_гендеу;
3. Сынып болмесініS тазалыCын тексеру;
4. ОKушылардыS сабаKKа дайындыCын тексеру (жaмыс орны, отырыстары, сыртKы т_рлері);
5. ОKушылардыS назарын сабаKKа аудару.
ІІ. ДК. ^й тапсырмасын тексеру, Kайталау.
А) теориялыK білімдерін тексеру.
€) практикалыK тапсырмаларын тексеру.
Б) есептерін тексеру.
ІІІ.ДК Білімді жан-жаKты тексеру./ ІV. ДК. ЖаSа материалды KабылдауCа ‰зірлік, маKсат Kою.
Б_гінгі негізгі маKсатымыз оKулыK бойынша толKындыK KозCалыс жайлы т_сінікпен толKындардыS интерференция ж‰не дифракция Kaбылыстарымен танысамыз.
1. Т™менгі жиілікті толKындар дегеніміз не?
2. РадиотолKындар дегеніміз не?
3. ИнфраKызыл с‰улелер дегеніміз не?
4. К™рінетін жарыK дегеніміз не?
5. Ультрак_лгін дегеніміз не?
6. Рентген с‰улелері дегеніміз не?
7. Гамма-с‰уле шыCару дегеніміз не?
V. ДК.ЖаSа материалды меSгерту:
Интерференция. КеSістіктіS ‰р т_рлі н_ктелеріне KорытKы тербелістер амплитудаларыныS уаKыт ж™нінен тaраKты таралу т‰ртібі орнайтындай болып, екі (немесе бірнеше) толKынныS Kосылуы интерференция (латынныS inter ™зара ж‰не ferio соCамын деген с™зінен шыKKан) деп аталады.
1-сурет
2-сурет
Енді Kандай жаCдайда толKындар интерференциясы болатынын т_сіндірейік. Ол _шін су бетінде пайда болатын толKындардыS Kосылуын толыCыраK KарастырайыK. ГармоникалыK тербеліс жасайтын металл шыбыKKа бекітілген екі шардыS к™мегімен кеS ыдысKа KaйылCан судыS бетінде бір мезгілде екі д™Sгелек толKын KоздыруCа болады (1-сурет). Су бетіндегі кез келген М н_ктеде екі толKын О1 ж‰не О2 к™здерден келген) туCызCан тербелістер Kосылады(2-сурет). Екі толKын туCызCан М н_ктесіSдегі тербелістердіS амплитудалары, жалпы айтKанда бірдей болмайды, ™йткені толKындар ‰р т_рлі d1 ж‰не d2 жол ж_реді. БіраK егер к™здердіS ара KашыKтыCы сол жоддардан к™п кіші (l<
МЕХАНИКАЛЫJ ТОЛJЫНДАРДЫR ДИФРАКЦИЯСЫ. Алайда толKын жолында шаCын (толKын aзындыCымен салыстырCанда) б™геттер жиі aшырайды. Негізінде толKынныS к_йін аныKтайтын - толKын aзындыCы мен б™геттіS ™лшемі арасындаCы Kатыс.
ТолKындарда б™геттіS шетін ораCытатын Kабілет бар. Б™геттердіS ™лшемі шаCын болCан жаCдайда, толKындар, олардыS шетшетінен ораCыта ™тіп барып, б™геттерден ™ткен жерде бірігіп кетеді. Мысалы, теSіз толKындары судан шыCып тaрCан тасты, егер оныS _лкендігі толKын aзындыCынан кіші не сол шамалас болса, еркін ораCытып ™теді. ТолKындар тастыS ар жаCында, тас ‰сте болмаCандай тарай береді(1-суреттегі aсаK тастар). Сол сияKты тоCанCа т_скен тастан таралCан толKын, судан шыCып тaрCан шыбыKты ораCытып ™теді. Тек
2-сурет
толKын aзындыCымен салыстырCандаCы _лкен б™геттердіS Cана(1-суреттегі _лкен тастар) "к™леSкесі" болады: толKындар оныS тасасына ™тпейді. Б™гетті ораCытып ™ту Kабілеті дыбыс толKындарында да бар. ^йдіS тасасында тaрып, машина к™рінбеген кезде, сен машинаныS сигналын ести аласыS. Орман ішінде аCаштардыS тасасынан жолдастарыS к™рінбей Kалады. Олардан адасып Kалмау _шін, сен айCайлай бастайсыS. Дыбыс толKындары, жарыKтай емес аCаш діSдерін еркін ораCытып ™тіп, дауысыSды жолдастарыSа жеткізеді.
3-сурет
ТолKындардыS т_зу сызыKты тараулардан ауытKуы, толKындардыS б™геттерді ораCытып ™туі дифракция деп аталады. Интерференция сияKты дифракция да кез келген толKынды процеске сол д‰режеде т‰н. Дифракция кезінде б™геттердіS шет-шетінде толKындыK беттер Kисаяды. ТолKын жолында б™геттердіS ™лшемдері толKын aзындыCынан кіші немесе онымен шамалас болCан жаCдайларда толKындар дифракциясы айKын к™рінеді.
Су бетіндегі толKындардыS дифракция Kaбылысын толKындар жолына тар (толKын aзындыCынан ™лшемі кіші) саSылауы бар экран Kойып, ас к™рнекті т_рде баKылауCа болады (2-сурет). Экран тесігінде тербелуші дене - толKын к™зі орналасып тaрCан т‰різді экранныS аржаCында д™Sгелек толKын тарап бара жатKаны жаKсы к™рінеді. Гюйгенс принципі бойынша наK солай болуы керек. Тар саSылауды екінші реттік к™здер соншама жаKын орналасKандыKтан, оларды жалCыз аK н_ктелік к™з деп KарастыруCа болады.
Егер саSылау ™лшемдері толKын aзындыCымен салыстырCанда _лкен болса, онда экран сыртындаCы толKындардыS таралу к™рінісі м_лде басKаша болады (3-сурет). ТолKын ™зініS пішінін ™згертпей саSылаудан ™тіп кетеді. Тек шеттерінде Cана толKындыK бетіS болымсыз Kисаюын байKауCа болады, соныS арKасында экран сыртындаCы кеSістікке толKын жартылай ™теді. Дифракция неліктен болатынын Гюйгенс принципінен т_сінуге болады ОртаныS б™ліктері шыCарып тарататын екінші реттік толKындар толKынныS таралу жолындаCы б™геттіS шет-шетініS ар жаCына ™тіп кетеді.Максимумдар шарты 1-суретте болCандаCы екі толKын туCызCан ж‰не ауытKулардыS уаKытKа т‰уелділігі кескінделген. Тербелістер фазаларыныS айырымы н™лге теS (яCни десек те б‰рібір, ™йткені синустыS периоды -ге теS). Осы тербелістерді Kосу н‰тижесінде амплитудасы екі еселенген KорытKы тербеліс пайда болады.
1-сурет
Орын ауыстырудыS KорытKы тербелістері суретте к™к т_спен к™рсетілген. Егер (d кесіндіге бір емес, толKын aзындыKтарыныS кез келген б_тін саны сыйCанда да д‰л сондай болады.
Егер ортаныS берілген нуктесіндегі тербелістерді Kоздыратын екі толKынныS жол айырымы б_тін санды толKын aзындыKтарына теS болса, онда ‰лгі н_ктедегі тербеліс амлитудасы максималъ болады:
,
мaндаCы
Минимумдар шарты. Енді кесіндісіне жарты толKын aзындыCы сыйCанда не болатынын к™рейік. Екінші толKын біріншіден жарты периодKа кешігетіні т_сінікті. Фазалар айырымы п-ге теS болып шыCады, яCни тербеліс Kарсы фазада ™теді.
2-сурет
Осы тербелістердіS Kосылуы н‰тижесінде KорытKы тербелістіS амплитудасы н™лге теS де, Kарастырып отырCан н_ктеде тербеліс жоK. Кесіндіге кез келген таK санды жарты толKындар сыйCанда да д‰л сондай болады.
Егер ортаныS берілген нуктесіндегі тербелістерді Kоздыратын екі толKын жолдарыныц айырымы таK, санды жарты толKындарCа теS болса, онда сол н_ктедегі тербеліс амплитудасы минималь болады:
(1)
Егер d2 – d1 жол айырымы ( мен ((( арасындаCы бір аралыK м‰нді Kабылдайтын болса, онда KорытKы тербеліс амплитудасы да екі еселенген амштитуда мен н™л арасындаCы бір аралыK м‰нді Kабылдайды. БіраK еS маSыздысы: кез келген н_ктеде тербеліс амплитудасы уаKыт ™туімен ™згермейді. Су бетінде уаKыт ™туімен тербелістердіS амплитудалары ™згермейтін интерференциялыK к™рініс деп аталатын белгілі бір таралу т‰ртібі орнайды. 2-суретте екі к™зден (кара д™Sгелек) шыCатын екі д™Sгелек толKынныS интерференциялыK к™рінісінін фотосуреті к™рсетілген. СуреттіS орта тaсындаCы аKшыл орындар тербелістердіS максимумдарына, ал KарайCан жерлері минимумдарына с‰йкес келеді.
Когерентті толKындар:ОрныKты интерференциялык, к™рініс шыCарып алу _шін толKын к™здерініS жиіліктері бірдей болуы Kажет ж‰не олардыS тербеліс фазаларыныS айырымы тaраKты болуы тиіс.
Осы шарттарды KанаCаттандыратын к™здер когерентті к™здер деп аталады. Олар туCызCан толKындарды да когерентті (латынныS cohaereus - ™зара байланысты деген с™зі) деп атайды. Когерентгі толKындар KосылCанда Cана орныKты интерференциялыK к™рініс пайда болады.
Егер к™здердіS тербеліс фазаларыныS айырымы тaраKты болмаса, онда ортаныS кез келген н_ктесінде екі толкын KоздырCан тербелістердіS фазалар айырымы ™згеретін болады. СондыKтан KорытKы тербелістер амплитудасы уаKыт ™туімен ілесе ™згереді. Н‰тижесінде максимумдар мен минимумдар кеSістікте орын ауыстырады да, интерференциялыK к™рініс бaзылады.
VІ. ДК. ОKытылып отырCан оKу материалын KабылдаудаCы оKушы т_сінігін тексеру.
§4.1, 4.2 дайындыK сaраKтарын талдау.
Jандай KозCалыс толKындыK KозCалыс деп аталады?
ТолKын дегеніміз не?
ТолKындыK KозCалыстыS негізгі ерекшелігі неде?
ТолKындыK бет ж™нінде не білесіSдер?
ФазалыK жылдамдыK дегеніміз не?
Jандай Kaбылысты интерференция дейміз?
Jандай толKындар когеренттік деп аталады?
Jандай Kaбылысты дифракция дейміз?
Неліктен далаCа KараCанда бос б™лмеде дыбыс Kатты шыCады?
VІІ. ДК. ОKытылып отырCан оKу материалын бекіту немесе даCдыландыру жaмыстарын ж_ргізу.
Есептер шыCарту. 4.1.1-4.1.7, 4.2.1
VIІI.ДК. БаCалау. ^й тапсырмасын беру: §4.1, 4.2. Есептер шыCарту. 4.1.8-4.1.12
15