Интегрированный урок по физике в 9 классе по теме «Световые явления» ( физика, биология, литература)

Интегрированный урок по физике в 9 классе по теме

«Световые явления»( физика, биология, литература)

Эпиграф «Повсюду блеск, повсюду яркий свет»

Цель урока: Повторить материал по теме «Световые явления», показать взаимосвязь предметов физики, литературы, биологии.

Вступительное слово учителя:

Учитель физики. Мы живём в удивительном мире света. Свет доставляет радость всем.

Учитель биологии.

Платен писал.

«Цени то, что Солнце освещает тебя своими лучами. Оно даёт силу, благоденствие и здоровье, т.к. оно окрашивает твои кровяные шарики в красный цвет и чудодейственно укрепляет, успокаивает твою нервную систему.

Помни, что без света не может быть крови, по крайней мере здоровой крови, а без крови нет жизни.

Учитель физики.

В небе тают облака,

И, лучистая на зное,

В искрах катится река,

Словно зеркало стальное. Ф.И. Тютчев.

Каждый человек воспринимает этот мир по-своему. Учёный считает, что свет это…?( электромагнитные волны способные вызывать у человека зрительные ощущения).

Иначе думают люди искусства.

Для того, чтобы в пространстве распространялся свет, необходимы источники света.

Давайте вспомним, в каких поэтических произведениях упоминаются источники света, какие художественные образы, связанные с ними рисовали нам поэты;

Стихи:

. (Ребята по очереди читают стихи; они подготовлены заранее.)

Уч-к О свече

Голубое основанье,

Золотое острие...

Вспоминаю зимний вечер, |

Детство раннее мое. I

И.Бунин

Мерцая желтым язычком,

Свеча все больше оплывает.

Вот так и мы с тобой живем -

Душа горит, и тело тает.

А. Тарковский

Уч-к О спичке

Как золотая птичка,

Дрожит огонь впотьмах.

В одну минуту спичка

Сгорит в моих руках...

И в этом зыбком свете,

Пусть выпавшем из рук,

Я по одной примете

Узнаю все вокруг.

А. Тарковский

Учитель физики. И свеча и спичка это какие источники света? (искусственные)

Уч-к О луне

И на лугу ночном, и здесь,

На чутком сене,

Луна бесшумно расправляет

Складки тени.

Все в лунный свет уже ко сну

Переодето,

И лишь береза на горе -

Дневного цвета. Ю.Шестаков

Учитель физики. А является ли луна источником света? ( нет, она только отражает солнечный свет)

Учитель литературы. Какие выразительные средства использовали авторы для передачи своих ощущений от созерцания источников света? (Выслушивает и комментирует ответы ребят.)

Учитель литературы (продолжает) Вернемся к одному, главному, источнику света. Это о нем такие строки:

Уч-к Среди поля голубого

Яркий блеск огня большого.

Не спеша огонь тут ходит,

Землю-матушку обходит.

Светит весело в оконце.

Ну, конечно, это -Солнце!

Уч-к О Солнце

Неохотно и несмело

Солнце смотрит на поля.

Чу, за тучей погремело,

Принахмурилась земля.

Вот пробилась из-за тучи

Синей молнии струя

Пламень белый и летучий

Окаймил её края

Чаще капли дождевые,

Вихрем пыль летит с полей,

И раскаты громовые

Все сердитей и смелей.

Солнце раз еще взглянуло

Исподлобья на поля,

И в сиянье потонула

Вся смятенная земля.

Ф. Тютчев

А это какой источник света? (естественный)

Свет распространяется по своим законам. Какие законы вы знаете? Сформулируйте их.

а)закон распространения света.

б)закон отражения света.

в) закон преломления света

Учитель физики. « Свет мой, зеркальце !скажи

Да всю правду доложи…»

(Сказка о мертвой царевне и семи богатырях)

1)Как вы думаете, показывает ли зеркало «правду» то, есть видим ли мы точное изображение объекта? (Да)

2) Каковы особенности зеркального изображения? ( оно симметричное)

Учитель физики. Представьте себе ребята, что вы находитесь в пустыне. Пески, жара. Вас одолела жажда. Вы мечтаете о капле влаги. И вдруг видите вдали сады, водоем. Вы бросаетесь к воде, и... все исчезает. Вы в недоумении, растерянности, огорчены.Что это?( мираж)

Учитель литературы. Послушайте, как это явление описал поэт К.Д.Бальмонт.

Уч-к

О, как ты далек! Не найти мне тебя, не найти!

Устали глаза от простора пустыни безлюдной.

Лишь кости верблюдов белеют на тусклом пути,

Да чахлые травы змеятся над почвою скудной.

Я жду, я тоскую. Вдали вырастают сады.

О, радость! Я вижу, как пальмы растут, зеленея.

Сверкают кувшины, звеня от блестящей воды.

Все ближе, все ярче! - И сердце забилось, робея,

Боится и шепчет: «Оазис!» - Как сладко цвести

В садах, где, как праздник, пленительна жизнь молодая! -

Но что это? Кости верблюдов лежат на пути!

Все скрылось. Лишь носится ветер, пески наметая.

Учитель физики. Если ответить кратко на вопрос поэта, то скажем так: «Это "проделки" физики». А чтобы ответить подробнее,

Начну с примера. Люди не раз наблюдали такое: глядя на убегающую вдаль асфальтовую дорогу, сильно нагретую летним солнцем, они хорошо видели лужи на этой дороге, хотя она была совершенно сухой; и до луж нельзя было доехать: они все время отступали. Это мираж; он называется нижним и возникает над сильно нагретой поверхностью. Его причина - преломление света.

Вот еще один пример. Жители города Ломоносова - пригорода Санкт-Петербурга - иногда отчетливо видят в воздухе здания и улицы северной столицы, мосты через Неву. А ведь от Ломоносова до Петербурга 40 км. (Рассказ сопровождается показом рисунков миражей.) Вот какие чудеса делает преломление света!

Учитель физики. А я загадаю вам загадку.

Над лугами, над водой

Хлынул дождик проливной,

А потом повисло

В небе коромысло.

Что это?

(Выслушивает ответы. Задает вопрос: «Когда бывает радуга?»

Радуга возникает тогда, когда луч света преломляется в капельках воды, находящихся в воздухе. Это самое простое объяснение.

А хотите, я вам покажу «кусочек» радуги прямо сейчас и прямо здесь? Я не могу показать вам всю радугу, а продемонстрировать часть ее могу. Роль водяной капли, будет играть стеклянная призма; она, между прочим, - один из основных элементов многих оптических приборов. (Показывает опыт на компьютере «Разложение белого света в спектр».) Вот она, радуга!

. А сколько в ней цветов?

Все помнят считалочку: «Каждый охотник желает знать, где сидит фазан».

Ученик Это сейчас думают, что в радуге 7 цветов, а древнегреческий ученый Аристотель называл всего 3: красный, зеленый и фиолетовый; английский физик Ньютон

выделял сначала 5 цветов, а потом говорил о десяти, но сомневался; в конечном счете ос-

тановился на семи.

По библейскому преданию, радуга была дарована людям после всемирного потопа

как знамение того, что «не будет более истреблена всякая плоть водами потопа и не

будет уже потопа на опустошение земли».

Если обратиться к словарям, то мы найдем там исторически родственные слова тер-

мину «радуга»:

радушие - душевная готовность служить другим, делать добро людям,

радушный - исполненный радушия,

радеть - заботиться, хлопотать.

Слово «радуга» имеет старославянский корень «рад», что означает «веселый». На-

верное, потому, что она дарит людям ощущение радости, многие расшифровывают

название этого явления природы как «райская дуга».

Учитель литературы. А теперь, ребята, мы послушаем стихотворение, в котором

наш соотечественник поэт Ф.И.Тютчев запечатлел художественными средствами об-

раз радуги.

Уч-к 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.

О, в этом радужном виденье

Какая нега для очей!

Оно дано нам на мгновенье,

Лови его - лови скорей!

Смотри - оно уж побледнело.

Еще минута, две - и что ж?

Ушло, как то уйдет всецело,

Чем ты и дышишь и живешь.

А вот образ радуги, созданный М.Ю.Лермонтовым:

Уч-к Там разноцветною дугой,

Развеселясь, нередко дивы

На тучах строят мост красивый,

Чтоб от одной скалы к другой

Пройти воздушною тропой.

Учитель физики. Понимать природу и брать её за образец- не означает копировать. Однако природа может помочь нам найти правильное техническое решение довольно сложных вопросов.

Законы отражения и преломления света можно и нужно использовать. В процессе исследования окружающего мира у человека появляется потребность в приборах, позволяющих получать изображения различных объектов и увеличивать угол зрения. Так возникли оптические приборы. Какие оптические приборы вы знаете?

(фотоаппарат, микроскоп, телескоп, очки, кинокамера, кинопроектор, перископ (Какие животные используют «перископ» для наблюдения предметов из-за укрытий? (Отв. Перископ используется рыбой периоф - тальмус; зарывшись в ил она выдвигает глаза на тонких стебельках и наблюдает за происходящим))

В процессе эволюции сформировался самый древний оптический прибор подаренный нам природой- …? Это Глаз.

Учитель биологии:

Нам хорошо известно, что человеческий глаз это орган, созданный для восприятия света. Это самый ценный и удивительный дар природы.

В глазах отражается всё, что мы чувствуем: радость и страдание, равнодушие, любовь и ненависть.

Глаза - это не только зеркало души, но и зеркало общего состояния здоровья человека.

Глаз - очень чувствительный ранимый орган.

Слишком яркий свет причиняет глазам боль, загрязнённый воздух, табачный дым, пыль, вызывают слезотечение, а иногда и серьёзные заболевания (коньюктевит- воспаление глаз).

Посмотри кругом - какая красота, а что же нам позволяет всё это видеть - безусловно глаза, потому, что глаза - это чудный дар природы вечной. Так давайте же будем беречь то, что нам дано природой.

Уч-к На компьютере.

Глаз человека состоит из;(таблица)

1. Склеры- защитной оболочки. Передняя часть склеры - роговица.

2. За роговицей расположена радужная оболочка.

3. За радужной оболочкой есть небольшое отверстие - зрачок.

4. За зрачком находится - хрусталик.

5. За хрусталиком расположено стекловидное тело.

6. Задняя часть склеры - глазное дно покрыто сетчаткой.

Выступления детей:

1. Сетчатка.

2. Обман зрения.

3. Искусственная сетчатка.

4. Чётко и быстро.

5. Глаза роботов.

6. Фасеточные глаза.

7. « Лебединые шеи».

8. Определение местонахождения тепла.

9. Зрение.

(На компьютере колбочки, палочки)

10. Цветное зрение.

Сетчатка. Светочувствительный слой сетчатки глаза состоит из множества клеток, расположенных близко друг к другу. Этот слой воспринимает информацию, которую хрусталик воспроизводит в виде изображения, раскладывает ее на отдельные элементы и посылает их через зрительный нерв к перерабатывающим центрам в головном мозге. Поэтому сетчатку можно было бы сравнить с фотографической пленкой. Но сетчатка более совершенна, чем пленка. Она не только является органом, который воспринимает изображение, она еще и обрабатывает его.

Обман зрения. Если зафиксировать взгляд на черном поле, в местах пересечения белых полос появляются серые пятна.

Если задержать взгляд на таком сером пятне, то оно пропадет. Как это происходит?

Сетчатка является устройством, перерабатывающим изображение. Серые пятна воз-

никают из-за того, что на границе с белым черное кажется особенно темным, а на границе с черным белое особенно светлым. Тот, кто сконцентрируется, сможет уловить

этот эффект сознательно. Вызывает этот оптический обман ряд клеток в определенных

слоях сетчатки.

Искусственная Сетчатка. Даже если человек теряет зрение, зрительный нерв может сохраняться. Чтобы вернуть пациенту определенный процент зрения, сегодня создается искусственная сетчатка. Это очень маленькие электронные кристаллы, подобные тем, которые встраиваются в видеокамеры. Если бы удалось создать тончайший контакт зрительного нерва и такого кристалла и если бы кристалл действовал на дне глазного яблока, то ослепший человек смог бы опять видеть. При создании искусственной сетчатки прежде всего должны регулироваться края изображения с помощью различных комбинаций схем (как при рассмотрении черных квадратов), иначе нельзя получить четкого изображения. Это заимствовала техника. Диапроекторы, например, сами настраиваются на четкое изображение. Это стало возможным только тогда, когда разработали схемы, которые работают подобно перерабатывающим изображения слоям в сетчатке глаза человека.

Четко и быстро. Человек видит очень четко, но не очень «быстро». Это означает, что мы не можем видеть изображения, показанные друг за другом в короткие промежутки. Это использует кинопромышленность; кинофильмы состоят из множества отдельных изображений, которые показывают в короткие промежутки. 24 изображения в секунду мы не можем разделить, у нас создается впечатление ровного плавного движения. Муха была бы плохим кинозрителем, так как она смогла бы разделить изображения даже тогда, когда показывают 200 изображений в секунду. Однако глаза мухи не могут получить такого четкого изображения, как наши глаза. Даже природа не может соединить все в одном. С помощью нервных клеток глаз с хрусталиком видит очень четкие изображения, а глаз мухи способен различить множество относительно нечетких изображений в очень короткий период времени.

Глаза роботов. Вспомогательные средства для роботов, необходимы

точные инструменты, чтобы роботы целенаправленно и слаженно выполняли свои задания - и в этом случае на помощь приходит природа.

Для того, чтобы роботы быстро выполняли свою задачу, они должны ориентироваться в окружающей среде. Им нужны глаза, которые, по сути, являются маленькими телекамерами или другими оптическими приборами. Роботы, глаза которых подобны глазам мухи, могут двигаться значительно быстрее, чем роботы с глазами, как у человека. Глаза мухи, таким образом' больше подходят для того, чтобы служить образцом для глаз робота

Фасеточные глаза( на компьютере глаза мухи)

В глазе насекомого находится много маленьких фасеток, расположенных рядом друг с другом. В отличии от четырёхугольных фасеток рака с их зеркальной оптикой, линзовая оптика насекомых шестиугольная. У большой стрекозы в одном глазу соединено до

20 000 шестиугольных отдельных глаз. Глаз стрекозы может видеть даже определенный отрезок позади головы. Стрекоза может смотреть одновременно вперед, в сторону и немного назад.

Отдельные фасетки глаза насекомого сильно вытянуты в длину и проводят свет по принципу световодов. Это можно увидеть на разрезе глаза. Свет не может уйти. В конце светопроводящих волокон он попадает на чувствительные клетки. Фасеточный глаз имеет, таким образом, совершенно другой принцип устройства по сравнению с человеческим глазом.

«Лебединые шеи». Техника заимствует фасеточные глаза с так называемыми «лебедиными шеями». От ящичка с очень светлой лампой исходит гибкая трубка, в которой находится много тончайших светопроводящих волокон. Они проводят свет даже в самые темные уголки. Так можно освещать труднодоступные полые пространства, например кишечник, с помощью эндоскопов.

ОРГАНЫ ЧУВСТВ

Органы чувств человека и животных необыкновенно восприимчивы. Высокая чувствительность применяется и в технике

.Определение местонахождения тепла.

Гремучая змея определяет местонахождение теплокровных мышей с расстояния 1,5 м с помощью глаз. Теплочуствительные клетки растянуты на мембране, толщина которой составляет 0,0015 мм. Благодаря воздушной подушечке, которая плохо проводит тепло, они теплоизолированы от глазного дна. Слабое теплоизлучение мыши возбуждает высокочувствительные клетки. Таким образом, происходит непосредственное измерение тепла. Подобно этому, только намного точнее, в технике работают термокамеры, с помощью которых можно определить потерю тепла стеной дома.

Жук-пожарник летит прямо на лесной пожар, чтобы на обугленных деревьях, после того как они остынут, отложить яйца. Его теплочувствительный орган выглядит как миниатюрный апельсин. На нем есть отверстие, через которое проникают тепловые лучи, как лучи света в камеру Обскура. То, что нагревается, как известно, расширяется, точно так же ведет себя этот орган чувств. Расширение зависит от клеток, чувствительных к теплу. Таким образом, здесь имеет место косвенное измерение тепла.

Зрение. Глаза хищных птиц видят острее, чем наши глаза. Например, глаза орла в принципе устроены как глаза человека. Они имеют хрусталик и сетчатку со светочувствительными клетками.Однако фокусное расстояние у орла относительно диаметра линзы больше, чем у человека. Образно говоря, у орла есть встроенный телеобъектив. Подобное можно наблюдать и у ястреба. Кроме того, у хрусталика глаза орла лучше оптические свойства, и светочувствительные клетки сетчатки располагаются значительно плотнее и поэтому точнее распознают изображение. Вооруженный таким образом орел, который кружит на высоте в 1000 м, может без труда увидеть молодого сурка.

ОПТИКА И СВЕТОВОЛНЫ

Наш глаз, как известно, имеет хрусталик. Хрусталик воспроизводит изображения на сетчатке. Большинство объективов кинокамер работают по этому принципу, но есть и другие системы.

Линзовая и зеркальная оптика, в объективы кинокамер и микроскопов всегда вставляется несколько линз, чтобы избежать возможных оптических погрешностей. Существует также зеркальная оптика для фотоаппарата. Подобным образом обычно оборудуют телеобъективы, которые приближают далекие предметы. Такая оптика имеет

большое фокусное расстояние. В противоположность множеству линз, в таком объективе необходимо только одно зеркало, так как погрешности в его изображении невелики, кроме того, имеется и вспомогательное зеркало.

Зеркальная оптика в природе. Глаза с хрусталиком характерны для человека и многих животных. Зеркальные оптики встречаются гораздо реже, они есть, например, у раков. Ракам нужны светосильные глаза с большим углом зрения, обладающие большой светосилой. В составных глазах рака отдельные глаза имеют только четырехугольные фасетки. Световые лучи два раза отражаются между отдельными глазами и только тогда

попадают на чувствительные клетки. Таким образом, глаз рака, может увидеть очень большое пространство с большой четкостью.

Светосильные широкоугольные кинокамеры.

Астрономы точно изучили принцип глаза рака и на его основе создали широкоугольную кинокамеру, которая может направляться на «рентгеновский свет». Рентгеновские лучи излучаются некоторыми небесными объектами, например квазарами. Астрономы очень интересуются такими снимками, так как по ним можно изучать структуру Вселенной. Потому им нужны кинокамеры, которые, с одной стороны, четко изображают, а с другой стороны обладают чрезвычайной светосилой или в данном случае «рентгеносилой». И того и другого можно достичь с помощью зеркальных оптик, которые создаются по

принципу глаза рака.

Итог урока.

Все в этом мире цепью связано нетленной,

Всё включено в один круговорот.

Сорвёшь цветок, а где-то во Вселенной

В тот миг звезда взорвётся и умрёт. (Лев Куклин)

А теперь попытаемся все вместе найти ответ на вопрос : Что дал каждому этот урок? ( высказывания уч-ся)

Учитель физики. Мы с вами, ребята, увидели, как различные явления природы

предстали перед нами с точки зрения науки ...

Учитель литературы (продолжает, заканчивая мысль). И какими они явились, одетые в художественное слово. Красота явлений, наверное, побуждала к их познанию. Научное познание и поэтическое восприятие мира идут рядом, но каждое своей дорогой; вместе же они дополняют друг друга и обогащают нас.

Учитель биологии:

Дорогие ребята, преподаватели! Сегодняшний урок позволяет нам говорить о неразрывной связи естественных наук в данном случае физики и биологии. Я надеюсь, что такой урок, как сегодня в будущем не последний.

.

13