Урок «Дисперсия света» /2 часа/

Цели урока

Образовательные (формирование познавательных УУД): :

сформировать понятие “дисперсия света”, дать ее объяснение с точки зрения электромагнитной

природы;

дать объяснение цветов тел.

Развивающие (формирование регулятивных УУД):

развитие мышления учащихся;

развитие умений применять знания в незнакомых ситуациях;

расширение кругозора;

показать красоту физики.

Воспитательные (формирование коммуникативных и личностных УУД): формирование

познавательного интереса к предмету;

формирование эстетического вкуса, умения откликаться на красоту окружающего мира.

Наглядность:

оптическая

скамья, призма, светофильтры, линза, цветной картон, компьютер,

мультимедийный проектор.

ХОД УРОКА

1 этап: Организационный / 1мин /

Здравствуйте.

Мы продолжаем с вами говорить о свете и сегодня на уроке рассмотрим одно из красивейших

волновых свойств света.

В начале урока мы с вами поиграем и в процессе игры узнаем, о каком свойстве света пойдет речь.

2 этап: Подготовка учащихся к работе на основном этапе / 2мин /

Необходимо разгадать ключ к теме урока.

Предлагаются вопросы, из ответа берется выделенная буква и вставляется в соответствующую

клетку. (Слайд 1)

1. Двойственная структура света. (Дуализм)

2, 8. Спутник Юпитера, по затмению которого была определена скорость света. (Ио)

3, 7. Русская буква, принятая для обозначения скорости света в вакууме.(С)

4. «Непойманная рыбка всегда больше кажется».

Какое свойство света объясняет эту пословицу? (Преломление)

5. Одно из свойств света. (отражениЕ)

6. Ученый, впервые определивший скорость света. (Ремер)

9. Когда мы о себе говорим, мы себя называем…. (Я)

Итак, речь сегодня пойдет о диспесии света.

Мы попытаемся ответить на вопрос, что такое дисперсия, объяснить это явление с точки зрения

электромагнитной природы света, попрубуем применить полученные знания для объяснения

оптических явлений природы.

Открываем тетради и записываем тему урока.

3 этап: Этап усвоения новых знаний и первичной проверки запоминания изученного /12мин /

Явление дисперсии света было открыто И. Ньютоном в 1666 году. (Слайд 2)

Ньютон в темной комнате направил пучок солнечного света, прошедшего

через отверстие в ставне, которым закрывалось окно, на треугольную

призму. На противоположной стене Ньютон увидел радужную полосу,

состоящую из множества разноцветных полос, цвета которых, плавно

переходили от красного к оранжевому, к желтому и до фиолетового.

Наблюдаемую радужную полосу Ньютон назвал – спектром (от лат.

spectrum – видение), а явление разложения света в спектр – дисперсией

(от лат. dispersio , что означает рассеяние). Замечательно, что этот опыт

пережил столетия, и его методика без существенных изменений используется до сих пор.

Сейчас мы воспроизведем опыты Ньютона.

Демонстрируется опыт с призмой по разложению белого света в спектр.

Согласно народным традициям, Ньютон выделил в спектре семь цветов радуги: красный,

оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый.

Может, причина в призме?! Призма окрашивает белый свет? И для того, чтобы ответить на этот

вопрос, Ньютон с помощью отверстия выделяет узкий луч одного цвета и направляет его на

призму. Свет одного цвета называют монохроматическим.

Повторим опыт, направив на призму луч красного цвета.

Демонстрируется опыт с прохождением через призму луча красного цвета.

Что мы видим? Разлагается луч в спектр? Нет. Он только преломляется.

Значит, причина не в призме, причина в свете. Белый свет – это сложный свет, состоит из семи

цветных лучей, которые, проходя через призму, преломляются неодинаково. Лучи какого цвета

испытывают наименьшее преломление? Красные!

Значит, для них показатель преломления вещества имеет наименьшее значение.

Какие лучи преломляются сильнее, проходя через призму? Фиолетовые!

Для них показатель преломления вещества максимальный.

Это явление зависимости показателя преломления от цвета лучей было названо Ньютоном

дисперсией.

Чтобы убедиться в правильности вывода о сложном строении белого света, Ньютон проделывает

еще один опыт: одна призма разлагает свет в спектр, а вторая, повернутая относительно первой на

180 градусов, собирает цветные лучи вместе.

Мы заменим поворотную призму собирающей линзой.

Демонстрируется опыт по синтезу белого света.

Что мы видим на экране? Пятно белого цвета! Значит, при соединении цветных лучей вместе

образуется белый свет.

Какой вывод о строении белого света можно сделать из опытов Ньютона?

Белый свет – это сложный свет, состоит из семи цветных лучей, которые, проходя через призму,

преломляются неодинаково.

Работа с конспектом

Запишем определение дисперсии. (Слайд 3)

Дисперсия – это зависимость показателя преломления от цвета лучей.

Построим ход лучей в призме.

Спектр – это сплошная разноцветная полоска.

Какой стишок вы учили, чтобы запомнить последовательность цветов в спектре?

Вывод: (Слайд 4)

Белый свет не является монохроматическим, это сложный свет,

состоит из семи

цветных лучей.

Показатель преломления зависит от цвета лучей:

лучи красного света преломляются слабее, для них показатель

преломления вещества наименьший;

лучи фиолетового света преломляются сильнее всех остальных и

имеют наибольший показатель преломления.

Опыт Ньютона признан одним из красивейших экспериментов, существующих за всю историю

человечества.

Над могилой Ньютона высится памятник с бюстом и эпитафией: (Слайд 5)

«Здесь покоится сэр Исаак Ньютон, дворянин…Он исследовал

различие световых лучей и проявляющиеся при этом различные

свойства цветов, чего ранее никто не подозревал… Пусть смертные

радуются, что существует такое украшение рода человеческого».

Где в природе мы наблюдаем дисперсию света? Радуга! (Слайд 6)

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/

4 этап: Этап применения знаний / 5 мин /

Когда мы наблюдаем радугу? После дождя, и обязательно светит солнце. Почему образуется

радуга?

Капли воды играют роль маленьких призм, проходя через которые

белый свет разлагается в спектр. (Слайд 7)

Нередко над основной радугой возникает еще одна (вторичная)

радуга — более широкая и размытая. Цвета во вторичной радуге

чередуются в обратном порядке. (Слайд 8)

Можно ли увидеть радугу в ясный солнечный день? Да!

Радугу можно наблюдать в брызгах фонтана, водопада.

А видел ли кто из вас лунную радугу?

Лунная радуга (также известная как ночная радуга) — радуга,

порождаемая отраженным солнечным светом от поверхности

луны. Лунная радуга более бледная, чем обычная. Лунная радуга

всегда находится на противоположной от луны стороне неба.

(Слайд 9)

Оказывается, есть еще и огненная радуга. (Слайд 10)

Огненная радуга — одно из самых редких атмосферных явлений.

Она образуется из–за прохождения света через легкие, высоко

расположенные перистые облака. При чем шестиугольные

ледяные кристаллы, из которых состоят перистые облака,

должны быть параллельны земле, Солнце должно быть выше

58

0

над горизонтом. Свет входит в вертикальную грань

кристалла и выходит с нижней стороны, преломляясь таким же о

Есть еще одно редкое оптическое явление – гало, образование которого также объясняется

дисперсией света.

Гало - это светящийся круг вокруг Солнца или Луны. (Слайд 11)

Гало возникает в результате преломления света в шестигранных

ледяных кристалликах, застилающих пеленою светило. Гало

можно наблюдать в морозную ночь около уличных фонарей.

Такие же кристаллы являются причиной появления ложных солнц. (Слайд 12)

Ложное солнце — одна из форм гало, при которой на небе

наблюдается несколько изображений Солнца. В «Слове о полку

Игореве» упоминается, что перед наступлением половцев и

пленением Игоря «четыре солнца засияли над русской землей».

Воины восприняли это как знак надвигающейся большой беды.

Все эти красочные явления природы объясняются дисперсией

света.

5 этап: Этап усвоения и применения новых знаний. / 12мин /

Объяснение дисперсии. (Слайд 13)

Разложение белого света происходит по той причине, что каждому

цвету соответствует своя степень преломляемости.

Мы выяснили, что красный свет преломляется слабо, а фиолетовый

преломляется – сильнее, чем остальные.

n

ф

> n

кр

Вспомним, почему происходит преломление, когда свет переходит

из одной среды в другую? Меняется скорость света. Показатель

преломления показывает, во сколько раз уменьшается скорость

света в среде по сравнению с вакуумом.

Следовательно, чем больше преломление, тем меньше скорость лучей в среде. Значит, скорость

красного света больше, так как он меньше преломляется; фиолетовые лучи распространяются

медленнее всех остальных.

n

ф

> n

кр

→ υ

кр

> υ

ф

Разная «степень преломляемости» связана с разной скоростью распространения лучей различного

света в данной среде.

Скорость распространения красных лучей больше, чем фиолетовых. Поэтому красные лучи от

Солнца в атмосфере меньше рассеиваются, а фиолетовые сильнее.

Именно этим объясняется голубой цвет неба. У фиолетовых лучей меньшая скорость, поэтому они

преломляются в атмосфере сильнее и больше рассеиваются, небо видим голубым.

«На восходе солнце красно, красно оно и на закате».

Как можно объяснить эту пословицу? (Слайд 14)

У красных лучей скорость больше, чем у фиолетовых, они меньше

преломляются и рассеиваются, чем фиолетовые, поэтому на закате и

восходе, когда солнце далеко за горизонтом, до нас доходят красные

лучи, и мы видим закат и восход красным.

В дальнейшем было установлено, что лучи различного цвета отличаются друг от друга длиной

волны. (Слайд 15)

Видимый свет

Длина волны (нм)

красный

760 – 620

оранжевый 620 – 590

желтый

590 – 560

зеленый

560 – 500

голубой

500 – 470

синий

470 – 430

фиолетовый

430 – 380

Поэтому, дисперсия – это зависимость показателя преломления от длины волны (или от скорости

распространения света).

Зная, что свет представляет собой электромагнитные волны с диапазоном длин волн от380 до 760

нм, можно объяснить многообразие красок в окружающем мире.

Мы видим различные предметы благодаря тому, что свет отражается от них и попадает к нам в глаз.

Но как объяснить, что листья растений мы видим зелеными, лимон желтым, помидор красным,

бумагу белой?

Проделаем опыт.

Получим на экране с помощью стеклянной трехгранной призмы спектр и закроем его картоном

красного цвета. Мы увидим, что картон только в красной части выглядит ярко-красным, во всех

других частях он черный. Это происходит потому, что красный картон, на который падает свет всех

спектральных цветов, отражает только красный свет, а свет других цветов поглощает. Если

проделать опыт с зеленым картоном, то окажется, что он только в зеленой части выглядит зеленым,

в других частях он темный.

Вывод: Цвет тела, освещаемого белым светом, зависит от того, свет какого цвета это тело отражает.

Многообразие цветов и оттенков в окружающем нас мире объясняет явление дисперсии.

Различные тела по-разному отражают и поглощают лучи, входящие в состав белого света.

Как можно объяснить желтый цвет лимона, белый цвет бумаги, черный цвет сажи?

Учащиеся объясняют цвета тел.

Почему лист растения видим зеленым?

Он отражает только зеленые лучи, все остальные поглощает.

Посмотрим на лист сквозь красное стекло (фронтальный эксперимент).

Каким мы его видим? Черным. Почему?

Стекло пропускает только красные лучи, лист их поглощает, поэтому мы видим его черным.

Вывод: цвет тела зависит от состава падающего света.

6 этап. Этап обобщения и систематизации знаний / 2мин /

Итак, подведем итоги: обобщим материал. (Слайд 16)

Дисперсия – зависимость показателя преломления от цвета лучей

или длины волны.

Дисперсия доказывает, что белый свет состоит из

монохроматических лучей, каждому из которых соответствует своя

длина волны.

Скорость распространения лучей различного света в среде зависит

от длины волны.

Дисперсия объясняет цвета тел: тела по-разному отражают и

поглощают различные длины волн.

7 этап. Этап контроля знаний / 7мин /

Проверим, как усвоили материал. Тестирование (4 варианта)

Вариант 1

1. Какой из следующих рисунков правильно отражает разложение света в призме?

а б в г

2.

Не все цвета являются монохроматическими. Выберите из списка цвета, не

являющиеся таковыми: белый, красный, желтый, серый , оранжевый, черный.

а). белый, желтый, серый.

б). красный, желтый, черный.

в). белый, серый, черный.

г). оранжевый, серый, черный.

3.

На тетради написано красным карандашом «отлично» и зеленым «хорошо».

Имеются два стекла: красное и зеленое; через какое надо смотреть, чтобы увидеть

оценку «отлично»?

а). красное.

б). зеленое.

4.

Почему наблюдаются разноцветные блики на поверхности воды?

Вариант 2

1. Выберете правильную последовательность цветов в порядке уменьшения показателя

преломления:

а). красный, фиолетовый, зеленый.

б). фиолетовый, зеленый, красный.

в). зеленый, красный, фиолетовый.

г). красный, зеленый, фиолетовый.

2. Спектр белого света является результатом …

а). рассеяния белого света.

б). разложения белого света.

в). отражения белого света от стенок призмы.

г). смешивания различных цветов.

3. На сером фоне сцены находится фигура в красном. Каким светом её

надо осветить, чтобы создать видимость исчезновения?

а). белым.

б). синим.

в). красным.

4. Почему снежинка, если ее рассматривать под микроскопом,

окрашена в разные цвета?

Вариант 3

1. Когда белый свет раскладывается на составляющие, луч какого цвета сильнее всего

отклоняется от первоначального направления?

а). красный.

б). жёлтый.

в). фиолетовый.

г). зелёный. .

2.

Не все цвета являются монохроматическими. Выберите из списка цвета, не являющиеся

таковыми: белый, голубой, серый, синий, желтый, коричневый, красный.

а). белый, голубой, коричневый.

б). белый, серый, коричневый.

в). голубой, синий, желтый.

г). белый, серый, красный.

3.

На пути белого пучка поставили красный и зелёный

светофильтры, один за другим.

Что получится на выходе?

а). белый свет.

б). красный свет.

в). зеленый свет.

г). тень.

4.

Почему сосулька переливается всеми цветами радуги?

Вариант 4

1. Лучи какого цвета имеют наибольший показатель преломления в призме?

а). оранжевый.

б). фиолетовый.

в). красный.

г). синий.

2. Чтобы разложить белый свет в спектр, нужно использовать …

а). плоское зеркало.

б). призму.

в). вогнутое зеркало.

г). стеклянный полукруг.

3. Зеленое стекло, через которое смотрят на солнце,…

а). отражает все лучи, кроме зеленого.

б). поглощает все лучи, кроме зеленого.

в). отражает только зеленые лучи.

г). поглощает только зеленые лучи.

4.

Почему драгоценные камни переливаются всеми цветами

радуги?

8 этап. Этап информации о домашнем задании / 2мин /

Подумать над вопросами (Слайд 17)

1. Почему сигнал светофора «стоп» красного цвета?

2. Почему в воде изменился цвет крыльев бабочки?

9 этап. Этап подведения итогов урока / 1мин /

Подведение итогов урока, характеристика работы группы.

10 этап. Этап рефлексии / 1мин /

Ребятам выдается анкета, которая позволяет осуществить самоанализ, дать качественную и

количественную оценку уроку.

Рефлексия

эмоционального состояния, деятельности учащихся и содержания учебного материала.

1.На уроке я работал……………………………….активно / пассивно

2.Своей работой на уроке я………………………..доволен / не доволен

3.Урок для меня показался……………………… ..коротким / длинным

4.За урок я………………………………………… не устал / устал

5.Мое настроение…………………………………. стало лучше / стало хуже

6.Материал урока мне был………………………...понятен / не понятен

полезен / бесполезен

интересен / скучен

легким / трудным

7. Материал урока…………………………………усвоил полностью, могу применить;

усвоил, но затрудняюсь в применении;

усвоил частично;

не усвоил.