Открытый урок на тему Электромагнитные природа света

Министерство образования Республики Башкортостан

Государственное образовательное учреждение начального

профессионального образования

Профессиональное училище № 110

ПРОЕКТ УРОКА НА ТЕМУ:

«ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ПРИРОДА СВЕТА»

Преподаватель: Гарифуллина Л. А.

с. Акъяр-2010

Наука и искусство так же тесно связаны

между собой, как легкие и сердце.

Л. Н. Толстой

Искусство положительно влияет на эмоциональное восприятие, будит фантазию, питает воображение. Воздействуя на эмоциональную сферу личности, можно стимулировать ее творческую активность. Еще А. Эйнштейн говорил, что надо учится умению вкладывать в научные знания всю полноту чувств. Поэтому в уроке я решила использовать отрывки из литературных произведений, которые помогут обогатить образное мышление учащихся, восполнить недостающие эмоции при рассмотрении конкретных физических явлений.

Цели урока: опираясь на поисковый характер заданий, создать ситуацию, в которой формируется продуктивное мышление; воздействуя на эмоциональную сферу с помощью литературных образов, обобщить знания о волновом характере распространения света; анализируя фрагменты диафильма и эксперимент, проверить понимание учащимися явления поляризации, подчеркнув, что свет - это электромагнитная волна; создать ситуацию взаимного контроля знаний, используя для этого тестирование по вариантам.

ТСО: компьютер, мультимедейный проектор, наборы линз , дифракционная решетка, спектроскоп, призм; фрагменты фильма « Поляризация света»; установка для демонстрации опыта с кристаллами турмалина; рабочий лист ученика.

Ход урока

Молюсь оконному лучу -

Он бледен, тонок, прям.

Эти строки написала Анна Ахматова. Без света немыслима жизнь человека. Поэтому вопрос о том, что такое свет, возник сразу, как только человек начал размышлять об окружающем его мире. 17 век положил начало тем представлениям о свете, которые мы изучаем с вами теперь. Галилей, Ньютон, Гюйгенс, Ремер, Юнг, Френель, Максвелл, Лебедев, Планк, Эйнштейн и многие другие ученые дали нам возможность понять, что такое свет.

Пусть три столетья минуло с тех пор,

Еще не разрешился этот спор.

Один сказал, что свет - это волна,

Подобна механической она.

Другой сказал, что свет - поток частиц.

В любой среде не знает он границ.

Свет твоего окна - он квант или волна.

Сегодня мы подытожим знания о волновом характере света. Посмотрите на шкалу электромагнитных излучений. Свет составляет очень маленький диапазон длин волн, но в нем отражена вся его структура. Сначала остановимся на домашнем задании.

Выявление входных знаний. Наблюдаем эксперимент по поляризации света кристаллами турмалина (учебник «Физика - 11» Г. Я. Мякишева, Б. Б. Буховцева, § 73) и обсуждаем следующие вопросы:

● Почему кристаллы турмалина обладают свойством поляризовать свет? (Ответ . Потому, что они обладают осью симметрии, т. е. обладают свойством анизотропии .)

● Чем отличается естественный свет от поляризованного? ( Ответ. Световая волна, в которой колебания электрического ( и соответственно магнитного) вектора происходят строго в определенной плоскости, называется поляризованной. В естественном свете колебания происходят во всех направлениях в плоскости, перпендикулярной к направлению распространения волны.)

●Свет - Это продольная или поперечная волна? (Ответ. Это поперечная электромагнитная волна. В которой вектор напряженности электрического поля, вектор индукции магнитного поля и скорость распространения взаимно перпендикулярны, а колебания полей в любой точке совпадают по фазе.)

●Как применить правило буравчика для определения направления распространения света? ( Ответ. Если вращать буравчик от вектора Е к вектору В, поступательное перемещение буравчика будет совпадать с направлением вектора скорости волны с. )

● Где применяется поляроиды? ( Используется фрагменты диафильма.) (Ответы. При проверке качества обработка деталей, их механической прочности; в фарах автомобилей для разделения световых потоков и повышения безопасности движения.)

●Какое поле - электрическое или магнитное - действует на сетчатку глаза или фотоэмульсию? ( Ответ. Действует только электрическое поле световой волны.)

Вывод: экспериментальный факт полного пропускания света двумя последовательно расположенными кристаллами турмалина. Если их оптические оси параллельны, и почти полного гашения, если они взаимно перпендикулярны, служит доказательством поперечности световых волн и подтверждает электромагнитную природу света.

Работа над учебным материалом. Повторяем все волновые свойства света, раскрывая «радугу». На экране семь цветных листков по цветам радуги, на оборотных сторонах которые записаны семь свойств света: прямолинейное распространение, преломление, отражение, дифракция. Интерференция, дисперсия, поляризация. Зачитываются литературные отрывки из задания 1. Если ученики правильно отвечают на поставленные к этим отрывкам вопросы, какой - нибудь листок переворачивают. Еще на двух листах отображены волновой диапазон света и его скорость. Постепенно на доске формируется диаграмма

Волновые проявления света

Волновой диапазон

3,9 * 10 ^-7 м - 7,5 * 10^-7 м

Скорость света постоянна:

▪ в вакууме с = 3 * 10⁸ м / с;

▪в среде υ = c / n

Прямолинейное распростра нение, образование тени и полутени

Волновой характер света

Отражение

<γ = < α

Дисперсия

с = n υ; n = √εμ

Отражение Волновой

‹ γ = ‹ α характер

Интерференция когерентных волн

1.Условие усиления

Δd = κ λ ; κ = 0, 1, 2…2. Условие ослабления:

Δd = ( 2κ + 1)* λ/ 2света

Преломление sin α / sin β = n; n= υ₁ / υ₂

Дифракция когерентных волн

d sin φ = κλ; κ = 0, 1,2…

Поляризация подтверждает поперечность

Далее обсуждаются свойства света с использованием задания 2. Учащиеся должны самостоятельно сформулировать вывод: электромагнитная природа света подтверждается законами отражения, преломления. Интерференции. Дифракции, поляризации; при распространении он ведет себя как волна. После этого учащиеся выполняют тестовые задания на розданных каждому «рабочих листах», сдают их в конце урока и получают оценку.

Домашнее задание. § 74. упр. 10 ( вопросы 2, 3), дописать на диаграмме фамилии ученых, доказавших то или иное свойство света.

Задание 1.

●День вечереет, ночь близка,

Длинней с горы ложится тень,

На небе гаснут облака…

Уж поздно. Вечереет день.

(Ф. И. Тютчев. День вечереет…)

Почему тени вечером удлиняются?

( Ответ. Вследствие закона прямолинейного распространения света при увеличении угла падения тень удлиняется.

●Как неожиданно и ярко

На влажной неба синеве

Воздушная воздвиглась арка

В своем минутном торжестве!

Один конец в леса вонзила,

Другим за облака ушла -

Она полнеба обхватила

И в высоте изнемогла.

( Ф. И. Тютчев. Как неожиданно и ярко…)

Какое явление описано и как его объяснить?

Ответ. Радуга объясняется преломлением и дисперсией света. ( Она видна когда наблюдатель стоит между солнцем и областью. Где есть водяные капли. Солнечные лучи испытывают в каждой капле преломление и многократное полное внутреннее отражение. Угол выхода лучей разный в зависимости от длины волны. Фиолетовые лучи преломляются сильнее. В глаз попадают лучи, вышедшие изо всех капель под определенным углом (около 56۫⁰ ), это угол раствора радуги.

●О Солнце!... Там где тень

От лип густа и ароматна,

Кидаешь ты такие пятна,

Что жалко мне ступать по ним.

( Э. Ростан. Певец зари. Ода Солнцу.)

Как объяснить происхождение световых пятен в тени деревьев?

( Ответ. Просветы между листьями играют роль точечных отверстии, поэтому на земле появляются изображения источника света - в данном случае Солнца, т. е. круглые пятнышки. При затмениях круглые пятнышки превращаются в серпики. Можно поставить опыт и с электролампой. Тогда будут видны пятнышки в виде спиралей. Необходимое условие: размер отверстия должен быть много меньше расстояния до него.

●Проснулся Садко. Купец богатый новгородский,

В океан море да на самом дне;

Увидел он - сквозь воду печет красно солнышко.

( Былина « Садко».)

Почему цвет солнца в воде не изменился?

Ответ. При преломлении света его частота не изменяется, поэтому не меняется и цвет.

●Народ кипит в монастыре;

У врат святых и на дворе

Рябы боярские стоят.

Их копья медные горят.

( М. Ю. Лермонтов. Боярин Орша.)

Почему «горят» копья?

Ответ. Копье имеет зеркальную поверхность, поэтому при отражении от него света ярко «горит».

● Сомненье, вера, пыл живых страстей -

Игра воздушных мыльных пузырей:

Тот радугой блеснул, а этот - серый…

И разлетятся все! Вот жизнь людей.

( Омар Хайям. Рубаи.)

Почему одни мыльные пузыри имеют радужную окраску, а другие - нет?

Ответ. Радужные полосы на поверхности мыльного пузыря возникают в результате интерференции световых волн, Отраженных от его внутренней и наружной поверхностей. Пленка сначала бесцветная, т. к. имеет приблизительную равную малую толщину. Затем раствор постепенно стекает вниз. Из - за разной толщины нижней утолщенной и верхней утолщенной пленки появляется радужная окраска.

●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.

(А. М. Волков. Волшебник Изумрудного города.)

Какими увидела Элли красные цветы в Изумрудном городе?

Ответ. Красные цветы через зеленое стекло будут казаться черными. Зеленое стекло пропускает только зеленые лучи, все остальные поглощает.

●Когда в солнечное утро, летом, пойдешь в лес, то на полянах, в траве, видны алмазы. Все алмазы эти блестят и переливаются на солнце разными цветами - и желтыми, и красными, и синими. Когда подойдешь ближе и разгладишь, что это такое, то увидишь. Что это капли росы собрались в треугольных листьях травы и блестят на солнце.

(Л. Н. Толстой. Какая бывает роса на траве…)

Чем объясняется «игра» драгоценных камней и капель росы?

Ответ. Значительной дисперсией солнечного света при преломлении лучей на границе среда - воздух, если среда обладает большим показателем преломления.

Задание 2.

1.Как читаются законы отражения и преломления? ( на доске записываются формулы для абсолютного и относительного показателя преломления среды, рассматривается их физический смысл.)

2.Как объяснить с волновой точки зрения появление вторичных волн?

( Ответ. Падающая световая волна возбуждает вынужденные колебания электронов с частотой, равной частоте колебаний вектора напряженности электрического поля в волне. Эти колебания порождают отраженную и преломленную волну, т. е. каждая точка среды становится источником вторичных волн.)

3. Что называется дисперсией?

4. При каком условии наблюдается интерференционный максимум

( минимум)?

5. Какое условие необходимо для наблюдения дифракции? (Ответ. Размеры препятствия должны быть порядка длины волны.)

Тестовые задания

Рабочий лист

_________________

Фамилия, имя

1.Объясните назначение каждого из предложенных вам предметов (линза рассеивающая, линза собирающая, призма треугольная, призма трапецеидальная, плоскопараллельная пластинка, дифракционная решетка, кристаллы турмалина.) какое явление можно наблюдать с помощью каждого из них?

Выберите правильный ответ.

Вариант 1

Вариант 2

1. Какое из наблюдаемых явлении объясняется интерференции света?

1. Какое из наблюдаемых явлении объясняется дифракцией света?

А) Излучение света лампой накаливания;

Б) радужная окраска компакт - дисков;

В) получение изображения на киноэкране;

Г) радужная окраска мыльных пузырей;

Д) радуга

2. Какое явление связано с различием скорости распространения света в веществе?

2. Какое явление показывает поперечность световых волн?

А) Дисперсия;

Б) Дифракция;

В) интерференция;

Г) отражение;

Д) поляризация

3. Как изменится период колебаний света при прохождении через границу воздух - стекло, если относительный показатель преломления 1,5?

3. Как изменится частота света при прохождении через границу воздух - стекло, если относительный показатель преломления 1,5?

А) Увеличится в 15;

Б) увеличится в 3 раза;

В) уменьшится в 1,5 раза;

Г) уменьшится в 3 раза)

Д) не изменится.

4. Чему равен абсолютный показатель преломления среды, если свет в ней распространяется со скоростью 1,5 *10 ⁸ м/с ?

4. Чему равен абсолютный показатель преломления среды, если свет в ней распространяется со скоростью 2 *10 ⁸ м/с ?

А) 3;

Б) 2;

В) 1,5;

Г) 6;

Д) 4,5.

5. Чему равна длина волны синего света в стекле с показателем преломления 1,5, если в вакууме его длина равна 4,5 * 10 ^-7 м?

5. Чему равна длина волны фиолетового света в стекле с показателем преломления 2, если в вакууме его длина равна 4,5 * 10 ^-7 м?

А) 2 * 10 ^-7 м;

Б ) 9 * 10 ^-7 м;

В ) 3 * 10 ^-7 м;

Г ) 6,75 * 10 ^-7 м;

Д ) 4 * 10 ^-7 м;

3. Осуществите взаимопроверку с вашим соседом по парте, поставив ему отметку «5» за все пять правильно выполненных, на ваш взгляд, заданий, «4» - за четыре задания и т. д.

Ответы

Вопрос

1

2

3

4

5

Вариант 1

Г

А

Д

Б

В

Вариант 2

Б

Д

Д

В

А