Волновые свойства света: дисперсия света

Автор: Львова Людмила Евгеньевна

Организация: МОБУ «СОШ № 3»

Населенный пункт: Оренбургская область, город Ясный

Задачи урока:

1. ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ:
   • Ввести понятия спектр, дисперсия света;
   • Ознакомить учащихся с историей открытия данного явления.
   • Наглядно продемонстрировать процесс разложение узкого светового луча на составляющие различных цветовых оттенков.
   • Выявить различия этих элементов луча света.
   • Создать условия для формирования научного мировоззрения учащихся.
   • Формировать умения описывать: явление дисперсии с помощью метода проекта.

1. РАЗВИВАЮЩАЯ:

1. • Развитие внимания, образного, критического и логического мышления, памяти при изучении данной темы.
   • Стимулирование познавательной мотивации учащихся.
   • Показать единство материального мира и роль наблюдения и эксперимента в познании.

1. ВОСПИТАТЕЛЬНАЯ:

1. • Воспитание интереса к предмету, с помощью создания обстановки активной познавательной деятельности для всех учащихся.
   • Воспитание толерантности.

 

ТИП УРОКА: урок изучения и первичного закрепления новых знаний.

 

МЕТОДЫ ОБУЧЕНИЯ:

• Объяснительно-иллюстративные (беседа, рассказ, объяснение, С/р);
• Репродуктивные (тренинг – «Цветопись класса»);
• Продуктивные (проблемный, частично-поисковый);
• Коммуникативные (диалог, дискуссия, метод проектов, презентация);
• Эмоциональный (рассказ, тренинг, похвала, положительная оценка).

 

ТРЕБОВАНИЯ К БАЗОВОМУ УРОВНЮ ПОДГОТОВКИ: уметь описывать и объяснять явление дисперсии, знать/понимать её практическое применение.

 

ХАРАКТЕР И ФОРМА ОРГАНИЗАЦИИ УЧЕБНО-ПОЗНАВАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ УЧАЩИХСЯ: экспериментальный и теоретический характер деятельности, парная и индивидуальная работа (коллективная мыследеятельность при работе малыми группами), проблемные ситуации.

 

ОБОРУДОВАНИЕ и МАТЕРИАЛЫ: компьютер, цветные карточки, плоскопараллельные пластины, опорные конспекты, светофильтры, интерактивная доска.

 

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ:

• • Личностно-ориентированная;
  • Критическое мышление;
  • Проблемное обучения.

 

ПЛАН УРОКА

 

№	Этапы урока	Время, мин	Приемы и методы
1.	Цветопись	2 мин	Выбор цветной карточки, соответствующий настроению, каждым учащимся в начале урока
2.	Самостоятельная работа	5 мин	Выполняется по карточкам
3.	Мотивация	3 мин	Рассказ и учителя
4.	Оргмомент	1 мин	Учащиеся записывают название темы
5.	Домашнее задание	1 мин	Запись в дневники. Комментарий учителя.
6.	Изучение нового материала	20 мин	Рассказ учителя, учащихся. Демонстрация опытов. Беседа по вопросам. Записи в тетрадях. Сообщения учащихся.
7.	Закрепление Синквейн Мини-проект (описание явления дисперсии по плану)	7 мин	Консультация учителя. Наблюдение. Ответы учащихся. Составление синквейна
8.	Подведение итогов Рефлексия Цветопись	5 мин	Обобщение изученного материала. Выбор цветной карточки, соответствующий настроению, каждым учащимся в конце урока

1. Цветопись. В начале урока проводится диагностика «Цветопись класса». Каждый ученик выбирает карточку с определенным цветом, соответствующий его настроению.
2. Проверка домашнего задания. Самостоятельная работа. 2 варианта.

 

1 вариант		2 вариант
1	Что называется интерференцией?	1	Что называется дифракцией? При каком условии она может наблюдаться?
2	При каких условиях можно наблюдать интерференцию?	2	В чем состоит уточнение принципа Гюйгенса, сделанное Френелем?
3	В чем состоит условие максимумов?	3	Что представляет собой дифракционная решётка?
4	Почему долгое время не могли получить интерференционную картину световых волн?	4	Каково условие максимума при дифракции света?
5	Приведите примеры применения интерференции света в технике.	5	Что такое разрешающая способность оптических приборов?

 

1. Мотивация.

• ЗАГАДКА: Что за чудо – коромысло, после дождика повисло?

Очень яркое, цветное, А красивое какое!

Разноцветная дуга, Солнечная …(радуга)

• Название темы урока.

Тема нашего урока – «Дисперсия света». Сегодня нам необходимо:

• Формулируем цели к уроку:
  • Ввести понятие «спектр», «дисперсия света»;
  • Выявить особенности данного явления – дисперсии света;
  • Познакомиться с историей открытия данного явления.

1. Оргмомент. Записываем тему урока в тетрадь.
2. Домашнее задание.

• § 31 (1)
• Подготовить сообщение, пословицы, загадки о радуге, явлении гало.

 

1. Изучение нового материала.

 

Эпиграф к уроку:

Природу нельзя застигнуть неряшливой и полураздетой, она всегда прекрасна.

Р. Эмерсон (американский философ XIX в.)

 

• ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ УРОКА

НЕМНОГО ИСТОРИИ (сообщение учащегося)

Говоря об этих представлениях, следует начать с теории цветов Аристотеля (IV в. до н. э.). Аристотель утверждал, что различие в цвете определяется различием в количестве темноты, «примешиваемой» к солнечному (белому) свету. Фиолетовый цвет, по Аристотелю, возникает при наибольшем добавлении темноты к свету, а красный — при наименьшем. Таким образом, цвета радуги — это сложные цвета, а основным является белый свет. Интересно, что появление стеклянных призм и первые опыты по наблюдению разложения света призмами не породили сомнений в правильности Аристотелевой теории возникновения цветов. И Хариот, и Марци оставались последователями этой теории. Этому не следует удивляться, так как на первый взгляд разложение света призмой на различные цвета, казалось бы, подтверждало представления о возникновении цвета в результате смешения света и темноты. Радужная полоска возникает как раз на переходе от теневой полосы к освещенной, т. е. на границе темноты и белого света. Из того факта, что фиолетовый луч проходит внутри призмы наибольший путь по сравнению с другими цветными лучами, не­мудрено сделать вывод, что фиолетовый цвет возникает при наибольшей утрате белым светом своей «белизны» при прохождении через призму. Иначе говоря, на наибольшем пути происходит и наибольшее «примешивание темноты» к белому свету. Ложность подобных выводов нетрудно было доказать, поставив соответствующие опыты с теми же призмами. Однако до Ньютона никто этого не сделал.

• Посмотреть на окружающие тела через плоскопараллельную пластину.

Ответить на вопросы:

• 1. Что мы наблюдаем?
  2. Как вы думаете, почему это происходит?
  3. Какие цвета вы видите?

Солнечный свет имеет много тайн. Одна из них – явление дисперсии. Первым его обнаружил великий английский физик Исаак Ньютон в 1666 году, занимаясь усовершенствованием телескопа.

Диспе́рсия све́та (разложение света) — это явление, обусловленное зависимостью абсолютного показателя преломления вещества от частоты (или длины волны) света (частотная дисперсия), или, то же самое, зависимость фазовой скорости света в веществе от длины волны (или частоты). Экспериментально открыта Ньютоном около 1666 года, хотя теоретически достаточно хорошо объяснена значительно позднее.

Один из самых наглядных примеров дисперсии — разложение белого света при прохождении его через призму (опыт Ньютона). Сущностью явления дисперсии является неодинаковая скорость распространения лучей света c различной длиной волны в прозрачном веществе — оптической среде (тогда как в вакууме скорость света всегда одинакова, независимо от длины волны и следовательно цвета). Обычно чем больше частота волны, тем больше показатель преломления среды и меньше ее скорость света в ней:

• у красного цвета максимальная скорость в среде и минимальная степень преломления,
• у фиолетового цвета минимальная скорость света в среде и максимальная степень преломления.

Дисперсия света позволила впервые вполне убедительно показать составную природу белого света.

• Белый свет разлагается на спектр и в результате прохождения через дифракционную решётку или отражения от нее (это не связано с явлением дисперсии, а объясняется природой дифракции).

Дифракционный и призматический спектры несколько отличаются: призматический спектр сжат в красной части и растянут в фиолетовой и располагается в порядке убывания длины волны: от красного к фиолетовому; нормальный (дифракционный) спектр — равномерный во всех областях и располагается в порядке возрастания длин волн: от фиолетового к красному.

Зная, что белый свет имеет слож­ную структуру, можно объяснить удивительное многообразие красок в природе. Если предмет, например лист бумаги, отражает все падающие на него лучи различных цветов, то он будет казаться белым. Покрывая бумагу слоем красной краски, мы не создаем при этом света нового цве­та, но задерживаем на листе некото­рую часть имеющегося. Отражаться теперь будут только красные лучи, остальные же поглотятся слоем краски. Трава и листья деревьев кажут­ся нам зелеными потому, что из всех падающих на них солнечных лучей они отражают лишь зеленые, погло­щая остальные. Если посмотреть на траву через красное стекло, пропус­кающее лишь красные лучи, то она будет казаться почти черной.

Явление дисперсии, открытое Ньютоном,— первый шаг к понима­нию природы цвета. Глубина пони­мания дисперсии пришла после того, как была выяснена зависимость цве­та от частоты (или длины) световой волны.

ПРОБЛЕМА.

«Утверждение Ньютона – чудовищное предположение. Да и как это может быть, чтобы самый прозрачный, самый чистый цвет – белый – оказался смесью цветных лучей?» И.В. Гёте

Вопрос:

1. Как вы думаете, кто прав? Ньютон или Гёте?

Ответ: правы оба, свет – электромагнитная волна, обладающая волновыми свойствами - дуализм света – двойственность. Ньютон рассматривал белый свет как корпускулы - вещество, а Гёте, как поле.

• Результаты опыта свидетельствуют о том, что: белый свет - сложный, он состоит из лучей разного цвета.

Цвет определяется частотой волны; показатель преломления вещества призмы n зависит от цвета лучей; для фиолетового он больше, чем для красного (nф > nкр); скорость света зависит от цвета лучей; фиолетовый свет имеет в веществе призмы меньшую скорость, чем красный (vф < vкр); скорость света зависит от частоты волны.

Томас Юнг (1773 – 1829 г.г.) в 1802 году первым измерил длины волн разных цветов.

После открытия дисперсии света основной величиной, определяющей цвет света, стала длина волны. Главный цветоприемник - сетчатка глаза.

Цвет – есть ощущение, которое возникает в сетчатой оболочке глаза при её возбуждении световой волной определенной длины. Зная длину волны испущенного света и условия его распространения, можно наперед с высокой степенью точности сказать, какой цвет увидит глаз.

 

Сообщения учащихся о цветах и их оттенках (презентации).

Рассказ учителя о дальтонизме.

Хорошее цветоощущение очень важно для ряда профессий: моряков, летчиков, железнодорожников, хирургов, художников. Созданы специальные приборы – аномалоскопы для исследования нарушений цветового зрения.

 

Дисперсией объясняется факт появления радуги после дождя (точнее тот факт, что радуга разноцветная, а не белая).

Рассказ о радуге. (Сообщение уч-ся).

ПРОБЛЕМА.

Вопрос: почему радуга круглая?

Ответ: КАЖДАЯ КАПЕЛЬКА ДОЖДЯ ИМЕЕТ ПРИБЛИЗИТЕЛЬНО СФЕРИЧЕСКУЮ ФОРМУ, И ПАДАЮЩИЙ НА НЕЁ ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ ПУЧОК СОЛНЕЧНОГО СВЕТА ПРЕВРАЩАЕТСЯ В РЕЗУЛЬТАТЕ ПРЕЛОМЛЕНИЯ И ВНУТРЕННЕГО ОТРАЖЕНИЯ В РАЗНОЦВЕТНУЮ ОКРУЖНОСТЬ УГЛОВЫМ РАЗМЕРОМ 42⁰ .

Дисперсия света в природе и искусстве (сообщения учащихся).

 

1. Закрепление.

 

1. • Составление «Синквейна» по теме «Радуга», «Спектр» (по рядам – часть уч-ся)
   • Мини-проект «Описание явления дисперсия света» (для сильных учеников)

 

8. Подведение итогов

• Рефлексия : Я знал…, Я узнал…., Что хочу узнать…
• Цветопись

 

АНАЛИЗ РАБОТЫ ДЕТЕЙ НА УРОКЕ.

1. Активность и самостоятельность учащихся на уроке, организация их творческого мышления.

Учащиеся активно принимали участие в проведении урока:

1. • было сделано сообщение «По страницам истории»; «Радуга»;
   • девушками была собрана информация о цветах и оттенках;
   • проведена самостоятельная работа по домашнему заданию;
   • составлены Синквейны по терминам «Радуга, «Спектр»,
   • мини-проект по теме «Дисперсия света» - описание явления по предоставленному плану.

1. Уровень усвоения материала, качество знаний учащихся, степень осознанности.

1. • Думаю, что учащиеся теперь смогут без проблем объяснить «Многообразие красок природы».

 

1. Дифференцированная и индивидуальная работа с учащимися.

1. • При проведении самостоятельной работы по проверке домашнего задания, учащимся предлагалось выбрать и ответить на четыре вопроса из пяти;
   • Девушкам класса были предложены индивидуальные задания (опережающие обучение) – найти оттенки цветов.
   • составлены Синквейны по терминам «Радуга, «Спектр»,
   • мини-проект по теме «Дисперсия света» - описание явления по предоставленному плану – для группы сильных учащихся.

 

1. Проверка и оценка ЗУН учащихся.

1. • Оценки за С/р – получили все учащиеся;
   • За дополнительный материал – 8 учащихся;
   • За работу в классе – 6.

 

1. Развитие и воспитание учащихся на уроке (формирование мировоззрения, отношения к изучаемому, вооружение умениями анализа, синтеза, обобщения, систематизации).

1. • По поставленным задачам и целям в течение урока все достигалось.

 

1. Связь урока с жизнью.

1. • Было приведено много примеров из жизни и объяснены природные явления.

 

1. Эмоциональный климат на уроке.

1. • Была проведена «Цветопись класса» в начале и конце урока, которая дала эмоциональный настрой;
   • На этапе «Мотивация» - отгадывание загадки о радуге.
   • Сообщения учеников.
   • При изучении нового материала и демонстрации опытов и презентации к уроку.

1. file1.ppt.zip.. 16,9 МБ

Опубликовано: 04.04.2023