Методический электронный образовательный центр Министерства образования Оренбургской области и Оренбургского государственного университета
Методический электронный образовательный центр Министерства образования Оренбургской области и Оренбургского государственного университета
Название предмета: Физика
Класс: 9
УМК (название учебника, автор, год издания): Дрофа. Москва. А.В. Перышкин, Е.М. Гутник 2011г.
Уровень обучения (базовый, углубленный, профильный): базовый
Тема урока: Дисперсия света. Цвета тел.
Цель урока: сформировать у учащихся единое, целое представление о физической природе явления дисперсии света, рассмотреть условия возникновения радуги.
Задачи урока:
- используя методы научного познания, объяснить природу дисперсионного спектра, применять полученные знания к объяснению атмосферных оптических явлений;
- формировать исследовательские умения: получать явление дисперсии, устанавливать причинно-следственные связи между фактами, выдвигать гипотезы, их обосновывать и проверять достоверность;
- формировать эмпатические качества учащихся через эвристические приемы работы, реализовать потребности подростка в общении, способствовать развитию качеств сотрудничества, мотивации в изучении физики;
- продолжить формирование образных и логических умений учащихся: анализировать, рассуждать, объяснять понятия, преобразовывать и творчески реконструировать учебный материал.
Планируемые результаты:
1). Иметь представление о физической природе явление дисперсии света;
2) Знать условия возникновения радуги;
Техническое обеспечение урока: учебник Физика 9 класс 2011г. сборник задач по физики ; проектор, компьютер.
Дополнительное методическое и дидактическое обеспечение урока (возможны ссылки на интернет-ресурсы): http://mou011.narod.ru/50_urok_9_klass.docx; https://www.youtube.com/watch?v=4E1AxUMUz-g;
Содержание урока
1. Организационный момент
2. Проверка домашнего задания
3. Введение в тему урока
4. Изучение нового материала
5. Закрепление изученного материала
6. Домашнее задание
Ход урока.
1. Организационный момент
2. Проверка домашнего задания
3. . Введение в тему урока
Опыты И.Ньютона по дисперсии
– Кто из вас, ребята, слышал или знает об этом удивительном явлении или его открытии?
Явление дисперсии было открыто И.Ньютоном и считается одной из важнейших его заслуг. "Он исследовал различие световых лучей и появляющиеся при этом различные свойства цветов, чего раньше никто не подозревал" ("История физики", Б. И .Станков, стр. 123.). Около 300 лет назад Исаак Ньютон пропустил солнечные лучи через призму. Недаром на его надгробном памятнике, поставленном в 1731 году и украшенном фигурами юношей, которые держат в руках эмблемы его главнейших открытий, одна фигура держит призму, а в надписи на памятнике есть слова: «Он исследовал различие световых лучей и проявляющиеся при этом различные свойства, чего ранее никто не подозревал». Он открыл, что белый свет – это «чудесная смесь цветов».
Итак, что же сделал Ньютон? Повторим опыт Ньютона.
Если внимательно присмотреться к прохождению света через треугольную призму, то можно увидеть, что разложение белого света начинается сразу же, как только свет переходит из воздуха в стекло. В описанных опытах использовались призма, изготовленная из стекла. Вместо стекла можно взять и другие прозрачные для света материалы. Замечательно, что этот опыт пережил столетия, и его методика без существенных изменений используется до сих пор.
Видеофрагмент «Опыт Ньютона с призмой».
- Прежде чем разобраться в сути этого явления, давайте вспомним о преломлении световых волн.
Фронтальный опрос:
Какое явление называется преломлением света?
Сформулируйте законы преломления света
Чем вызвано преломление световых волн?
Какую физическую величину называют абсолютным показателем преломления?
Каков его физический смысл?
Какая среда называется оптически более плотной или менее плотной?
Как определяются показатели преломления через скорость света в средах?
Где свет распространяется с большей скоростью?
Какова причина уменьшения скорости света при его переходе из вакуума в среду, или из среды с меньшей оптической плотностью в среду с большей оптической плотностью?
– В чем состоит особенность прохождения светового пучка через призму?
1 вывод Ньютона: свет имеет сложную структуру, т.е. белый свет содержит электромагнитные волны разных частот.
2 вывод Ньютона: свет различного цвета отличается степенью преломляемости, т.е. характеризуется разными показателями преломления в данной среде.
4. Изучение нового материала
- Наиболее сильно преломляются фиолетовые лучи, меньше всего – красные.
- Совокупность цветных изображений щели на экране и есть непрерывный спектр. Исаак Ньютон условно выделил в спектре семь основных цветов:
- Порядок расположения цветов просто запомнить по аббревиатуре слов: каждый охотник желает знать, где сидит фазан. Резкой границы между цветами нет.
Различным цветам соответствуют волны различной длины. Никакой определенной длины волны белому свету не соответствует. Тем не менее, границы диапазонов белого света и составляющих его цветов принято характеризовать их длинами волн в вакууме. Таким образом, белый свет – это сложный свет, совокупность волн длинами от 380 до 760 нм.
Цвет
Длина волны, нм
Красный
от 620 до 760
Оранжевый
от 585 до 620
Желтый
от 575 до 585
Зеленый
от 510 до 575
Голубой
от 480 до 510
Синий
от 450 до 480
Фиолетовый
от 380 до 450
- Скорость света зависит от среды.
- Призма разлагает свет.
- Белый свет – сложный свет, состоящий из световых волн различных цветов.
Вывод: при прохождении света через вещество, имеющее преломляющий угол, происходит разложение света на цвета.
Дисперсия – зависимость показателя преломления и скорости света от частоты световой волны.
За счёт дисперсии происходит разложение белого света (но это происходит и при интерференции, дифракции, поляризации). В веществе же скорость света зависит от частоты и показателя преломления.
n = c/v = f(v)
Вывод: В веществе скорость распространения коротковолнового излучения меньше, чем длинноволнового. Значит показатель преломления n для фиолетового света больше, чем для красного.
Механизм дисперсии объясняется следующим образом. Электромагнитная волна возбуждает в веществе вынужденные колебания электронов в атомах и молекулах. Так как дисперсия возникает вследствие взаимодействия частиц вещества со световой волной, то это явление связано с поглощением света – превращением энергии электромагнитной волны во внутреннюю энергию вещества.
Разделение цветов в пучке белого света происходит из-за того, что волны разной длиной волны преломляются или рассеиваются веществом по-разному, а также в результате дифракции или интерференции. Например, вследствие того, что волны разной длины волны преломляются по-разному, пучок белого света, попадая на тонкую пленку, интерферирует и возникает радужная окраска (мыльные пузыри, крылья насекомых… и др), из-за того, что волны разной длины волны по-разному рассеиваются на скоплениях молекул в воздухе, возникает голубой цвет неба. Радуга – разделение света при преломлении капельками воды.
- Максимальное поглощение энергии возникает при резонансе, когда частота v падающего света равна v колебаний атомов. Ещё раз обращаем внимание учащихся на то, что при переходе волны из одной среды в другую изменяются и скорость, и длина волны, а частота колебаний остается неизменной.
- Слово предоставляется ученикам класса, подготовившими лучшие проекты по теме «Радуга»
- Сложностью белого света объясняются красивейшие оптические явления в атмосфере радуга, гало, перламутровые облака. Эти явления можно наблюдать у нас на Ямале.
- Радугу «творят» водяные капли: в небе – дождинки, на поливаемом асфальте – капельки, брызги от водяной струи. Однако не все знают, как именно преломление света на капельках дождя приводит к возникновению на небосводе гигантской многоцветной дуги. Яркая радуга, которая возникает после дождей или в брызгах водопада – это первичная радуга. Цветные полосы сильно отличаются по яркости, но порядок всегда одинаков: внутри дуги всегда находится фиолетовая полоса, которая переходит в синюю, зелёную, жёлтую, оранжевую и красную – с внешней стороны радуги. Выше первой, в небе, возникает вторая менее яркая дуга, в которой цветовые полосы расположены в обратном порядке. (видеоролик «Физика радуги»)
- Основные черты радуги будем изучать по распространению света внутри одной изолированной капли воды. На рисунке изображён путь одного луча, участвующего в образовании основной радуги. Каждая капелька воды в воздухе выполняет роль крохотной призмы, дробящей свет на разные цвета.
- Наблюдать радугу можно во время дождя при условии, что Солнце или источник света, близкий по спектру к солнечному, находится позади наблюдателя. Размер видимой части радуги зависит от положения Солнца относительно горизонта.
Вывод: явление радуги связано с явлениями преломления и отражения света. Явление дисперсии сильно увеличивает эффект радуги и позволяет видеть это прекрасное явление природы. 6. Первичный контроль усвоения знаний (Фронтальный опрос. Учащимся необходимо закончить утверждение)
5. Закрепление изученного материала.
-Призма не изменяет свет, а лишь… (разлагает)
-Белый свет как электромагнитная волна состоит из… (семи цветов)
-Световые пучки, отличающиеся по цвету, отличаются и по … (степени преломляемости)
-Наиболее сильно преломляется … (фиолетовый свет)
-Меньше преломляется… (красный свет)
-Красный свет, который меньше преломляется, имеет … в среде, а фиолетовый … (наибольшую скорость, наименьшую скорость)
-Фиолетовые лучи преломляются сильнее красных, следовательно, …(nф>nк)
-Дисперсия – зависимость … в веществе от частоты волны (скорости света). Зависимость показателя преломления света от … (частоты или длины волны) также называется дисперсией.
Вопросы для обсуждения:
-Как можно наблюдать явление дисперсии света?
-Чем объясняется разложение белого цвета на цветные пучки?
-На стеклянную призму направляют луч красного света. Будет ли наблюдаться разложение этого света на какие-либо цветные лучи?
-Наблюдается ли дисперсия света при прохождении через вакуум?
-Будет ли наблюдаться дисперсия, если свет переходит из одной среды в другую, обе среды имеют одинаковые показатели преломления?
6. Домашнее задание
§60; эксперимент с творческим отчетом.
Разложите солнечный луч. Поставьте зеркало в воду под небольшим углом. Поймайте зеркалом солнечный луч и направьте его стену. Поворачивайте зеркало до тех пор, пока не увидите спектр. Вода выполняет роль призмы, разлагающей свет на составляющие его цвета.
Автор(ы):
Скачать: Физика 9кл - Конспект.docxАвтор(ы):
Скачать: Физика 9кл - Опыты Ньютона с призмой (1).mp4Автор(ы):
Скачать: Физика 9кл - Семь цветов радуги - Физика в опытах и экспериментах.mp4
