Применение световода на уроках физики

Школьник понимает физический опыт только тогда хорошо, когда он его делает сам. Но еще лучше он понимает его, если сам делает прибор для эксперимента.
П.Л.Капица
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.
1. Закон прямолинейного распространения света и световод
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.