Россия,Челябинская область,г.Юрюзань
Юрюзанский технологический техникум
Преподаватель
Суббота Нина Александровна
Прекрасны цвета радуги,
Но она не долговечна
Не очень красивы цветы сосны и кипариса,
Но они вечнозелены
(китайская пословица)
Цели урока:
Образовательная: знание дисперсии света, знание синтеза монохроматических лучей всех цветов непрерывного спектра, умение делать выводы, умение демонстрировать опыты
Развивающая: умения исследовать, анализировать;умения логично выражать свои мысли и делать выводы по изученному материалу
Воспитательная: умениенаходить и воспринимать прекрасное в природе,
Тип урока: Урок изучения нового материала.
Форма урока: Комбинированный.
Оборудование урока: Картины художников с изображением радуги, лампа накаливания, призма, экран, зеркало, светофильтры, миска с водой.
Межпредметные связи: Математика, литература, эстетика.
Время проведения - 45 мин.
Дидактическая задача: Подготовить студентов к работе на уроке.
Содержание этапа:
> Взаимное приветствие преподавателя и студентов.
> Рапорт дежурного о количестве студентов.
> Проверка подготовленности студентов к уроку.
> Организация внимания.
II. Этап подготовки студентов к активному и сознательному усвоению учебного материала.
Дидактическая задача: Организовать и целенаправить познавательную деятельность студентов.
Содержание этапа:
Преподаватель читает отрывок из стихотворения Ф.И. Тютчева «Как неожиданно и ярко… »
Как неожиданно и ярко,
На влажной неба синеве,
Воздушная воздвиглась арка
В своем минутном торжестве!
Один конец в леса вонзила,
Другим за облако ушла –
Она пол неба обхватила
И в высоте изнемогла.
Вопрос преподавателя: Какое явление описано в этих поэтических строках?
(Студенты называют разные слова, в том числе: свет, цвета, световое явление и т.д.)
Сегодня на уроке вы начнете изучать новый материал «Дисперсия света»
познакомитесь с явлениями преломления света, узнаете, как распространяется
свет и каково его многообразие красок в природе. На ваших столах лежит опорный
конспект с последующим заполнением.
Вопрос преподавателя: Какое явление описано в этих поэтических строках?
(Студенты называют разные слова, в том числе: свет, цвета, световое явление и т.д.)
III. Этап усвоения новых знаний, умений и навыков.
Дидактическая задача: Сформулировать знание о дисперсии света, почему и как мы её воспринимаем.
Содержание этапа:
Демонстрируем опыт: «Делаем радугу».
Всолнечный день наполним миску водой и поместим у одного ее бортика плоское зеркало. Установим миску так, чтобы солнечный свет падал на зеркало. Держим перед зеркалом лист белой бумаги и медленно поворачиваем, пока на нем не появится радуга. С тем же успехом можно изменить положение зеркала. Как только зеркало и бумага окажутся в правильном положении, можно закрепить зеркало с помощью пластилина.
После просмотра опыта студенты отвечают на поставленный вопрос: Как проявляются цвета спектра через прозрачную среду?
Ответ: «Клин» воды между зеркалом и поверхностью воды в миске действует как призма и расщепляет свет Солнца, так, что можно увидеть разные цвета. Это происходит потому, что цвета в белом свете распространяются с чуть-чуть разной скоростью и отклоняются (преломляются) внутри призмы по-разному. Больше всего преломляется фиолетовый цвет, меньше всего красный.
Преподаватель читает стихотворение Г. Р. Державина «Радуга»
… Только одно солнце лучами
В каплях дождя, в дол отразясь,
Может писать семи цветами,
В мраке и мгле вечно светясь.
Рассматриваем репродукции картин разных художников с изображением радуги.
В ходе беседы студенты выясняют, что свет - это видимое излучение.
Преподаватель дает определение дисперсии света.
Дисперсия света - зависимость скорости света в веществе от частоты волны (длины волны).
(Определение студенты записывают в конспект.)
Подобная зависимость была наглядно подтверждена 1966г. Исааком Ньютоном, направившим тонкий пучок солнечного света на стеклянную призму.
Демонстрируем опыты Ньютона.
Опыт № 1 «Разложение белого света»
Белый свет не является монохроматическим, а содержит электромагнитные волны различных частот. За призмой наблюдалось разложение белого света в цветной спектр: семь основных цветов - красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый плавно переходят друг в друга (см. цветное приложение рис. V а. Призма Ньютона. Учебник Касьянов В. А. Физика - 11 кл.) и (см. цветное приложение рис.I. Схема разложения белого света с помощью призмы. Учебник: Мякишев Г. Я., Буховцев Б. Б. Физика -11 кл.)
Преподаватель читает стихотворение «Радуга» Р.Г. Державина
… Светлая чтоб радуга мира,
В небе явясь в цвете зарей,
Стала в залог тихих дней мира,
К счастью всех царств и царей.
(Студенты перечерчивают рисунки в конспект.)
Опыт № 2 «Сложение цветов»
За призмой помещают прибор для сложения спектральных цветов так, чтобы весь спектр падал на зеркала прибора. Вследствие отражения лучей от зеркал прибора на экран получаются отдельные одноцветные полосы. Поворачивая зеркала, так чтобы все отраженные монохроматические лучи света собрались в одну узкую полоску, получаем на экране белый цвет (см. цветное приложение рис.II. Разложение и синтез белого света с помощью призм. Учебник: Мякишев Г. Я., Буховцев Б. Б. Физика-11 кл.)
(Студенты перечерчивают рисунок в конспект.)
Опыт № 3 «Все цвета спектра являются простыми»
Закрыв отверстия красным стеклом, Ньютон наблюдал на стене только красное пятно, закрыв синим стеклом, наблюдал синее пятно и т.д.
(Студенты читают стихи собственного сочинения.)
Красный цвет — лучше в мире нет.
Красно солнышко взошло –
Людям счастье принесло.
Распустились на поляне
Ярко — красные цветы.
Фейерверк он тоже красный,
Это знаем я и ты!
Опыт № 4 «Цвета тел»
Зная, что белый свет имеет сложную структуру, можно объяснить удивительное многообразие красок в природе.
Если 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 изо 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.
(Студенты читают стихи собственного сочинения.)
Черный цвет — он всех пугает,
Белый успокаивает
Красный цвет –
Приводит в ярость,
А зеленый дарит радость.
Больше всех люблю я желтый –
Словно солнышко сияет,
Теплым лучиком своим
Мне приятельски кивает.
Объяснение явления дисперсии.
Выясним, почему скорость распространения света в веществе и, следовательно, абсолютный показатель преломления зависит от частоты света.
Рассмотрим распространение света в прозрачной среде. Под действием напряженности Е1 электрического поля световой волны валентные электроны атомов среды начинают совершать вынужденные гармонические колебания с частотой, равной частоте колебания вектора Е1. Колеблющиеся электроны начинают с определенным временем запаздывания излучать вторичные волны той же частоты и напряженности Е2. (см. рис .181, на стр.229. Учебник Касьянов В. А. Физика - 11 кл.).
Результирующая волна (сумма первичной E1 и вторичной Ё2 волн) также запаздывает по сравнению с первичной волной.
Чем больше амплитуда вторичной волны, тем больше время запаздывания, тем меньше скорость распространения и больше абсолютный показатель преломления среды.
Амплитуда вторичной волны является амплитудой вынужденных колебаний валентного электрона атома и, согласно формуле:
Um =I m √R2+ ( ωL — 1 / ωc2) ,
зависит от частоты колебаний следующим образом:
где, ω0 - частота собственных колебаний, или (по порядку величины) угловая скорость вращения электрона вокруг ядра.
С ростом частоты (ω > ω0 ) знаменатель дроби уменьшается, а амплитуда вторичной волны возрастает. При этом увеличивается время запаздывания, уменьшается скорость распространения волны и возрастает абсолютный показатель преломления среды. Такую дисперсию называют нормальной.
При нормальной дисперсии абсолютный показатель преломления среды возрастает с ростом частоты света (и соответственно убывает с ростом длины волны).
Цвет, видимый и воспринимаемый глазом, определяется частотой световой волны. Из опытов Ньютона следует, что абсолютный показатель преломления (пф) для фиолетового цвета больше, чем для красного (пк), т.к. абсолютный показатель преломления уменьшается с увеличением длины световой волны (см. цветное приложение рис. V б. Зависимость показателя преломления от длины волны. Учебник Касьянов В. А. Физика - 11 кл.)
(Студенты читают стихи собственного сочинения)
Посмотри на радугу, не спеши:
Семью цветами радует от души.
Красный цвет, как алые маки по весне,
А оранжевый и желтый –
Лучит солнца на стене.
А зеленая дуга зеленее, чем луга,
А за нею голубая, точно мамина серьга.
А на синюю дугу, насмотреться не могу,
А за фиолетовой — возьму и побегу.
После просмотра опытов студенты отвечают на вопрос: почему и когда наблюдается дисперсия света? Преподаватель подводит итог урока. Студенты работают с конспектом.
IV. Этап первичной проверки понимания студентами нового учебного материала.
Дидактическая задача:Установить осознанность усвоения студентов нового учебного материала.
Содержание этапа:Студенты отвечают на вопросы.
«Раскрашенное коромысло через руку повисло» « Раскинулся золотой мост На семь сёл, на семь вёрст.»
Ответ: радуга
Морская радуга (чукотская сказка).
«В море у самого берега, там, где малая волна начинается, увидел радугу. Посмотрел и домой пошел. Остановился у дома и снова увидел радугу. Любопытно ему стало, пошел туда. Ступил на то место, где радуга начинается, и увидел женщину, которая огонь в воде разжигает. Очень красивая женщина, все пальцы в перстнях».
… Правитель города Гудвин на вопрос Элли, где он взял столько зеленого мрамора, отвечает: «В моем городе не больше зеленого, чем во всяком другом. Тут все дело в зеленых очках, которые никогда не снимают мои подданные»
Ответ: красные цветы через зеленое стекло будут казаться черными.
Лампу зажгли в потемках…
Вдруг потеряли свой цвет
Желтые хризантемы.
Вопрос: объясните явление.
Ответ: В дневном свете относительная доля желтых, а также зеленых и синих лучей гораздо больше, чем в искусственном свете. Поэтому желтые цветы при вечернем, искусственном освещении кажутся более тусклыми, чем днем.
V. Этап подведения итогов урока.
Дидактическая задача: Обобщить знания студентов и дать анализ успешности овладения знаниями.
Содержание этапа: Сегодня на уроке вы узнали: Что такое дисперсия света? Каково его значение? Какие существуют цвета спектра?
VI. Этап информации о домашнем задании.
Дидактическая задача: Дать домашнее задание, направленное на дальнейшее развитие знаний о дисперсии света.
Содержание: § 57, задание на стр. 229 (учебник В.А.Касьянова. Физика. 10 кл.
М. 2003), для желающих подобрать пословицы и поговорки о дисперсии света, составить кроссворд по теме урока.
Звучит песня «Радуга»
Радуга повисла разноцветным коромыслом
Опустив один конец в зеленый океан
Чуть пофантазируй и представь, что ветер свистнул,
Словно над моей мечтой разогнал туман
Припев:
Радуга, радуга, радуйся
Если мечтаешь и ждёшь.
Милому другу обрадуйся
Если такого найдёшь.
