Конспект урока физики на тему: Единство корпускулярно-волновой природы света.

Заплани-

рованные этапы урока, время

Деятельность, запланированная на уроке

Ресурсы

Начало урока

Орг. момент.

Проверка домашнего задания.

Ассоциации.

Что вы видите на картинке?

Значит, один рисунок содержит два различных изображения, демонстрируя двойственность объекта.

Можете ли вы привести пример такой двойственности  объекта из физики?

Ежегодно по утрам 
Он в окошко входит к нам. 
Если он уже вошёл, 
Значит, день пришёл...(Свет)

Презентация

Середина урока

https://docs.google.com/document/d/13AF0MtPCehJV05EmmSpYQOCuA8tsHEVaWBZfgtrfqbI/edit

Задание 1. Изучить предложенный материал и заполнить таблицу.

Информация о мире приходит к человеку посредством зрения. При помощи света мы получаем большую часть информации об окружающем мире.

Первые сведения о свете появились 2,5 тысячи лет назад.

Пифагор был одним из первых ученых, кто дал научную гипотезу относительно природы света (см. Рис. 1). Он первый не только догадался, но и доказал, что свет распространяется прямолинейно. Он, а затем и другие геометры, вплоть до Евклида, использовали световые явления отражения и преломления для построения основ геометрии. Недаром один из разделов оптики так и называется – геометрическая оптика.

Рис. 1. Пифагор           Рис. 2. Исаак Ньютон         Рис. 3. Христиан Гюйгенс

Пифагор: «Свет – поток частиц, которые излучают предметы, проникая в глаз человека, они приносят информацию о том, что же нас окружает».

В XVII веке сторонником этой теории стал Исаак Ньютон (см. Рис. 2). Он объяснял много световых явлений, основываясь на том, что свет – это поток специальных частиц.

Ньютон не был столь категоричен в суждении о корпускулярной природе света и давал свои утверждения весьма обтекаемо, оставляя место сомнениям.

«Корпускула» происходит от лат. corpusculum – частица. Поэтому теория Ньютона стала называться корпускулярной теорией света.

Факты:

1. Прямолинейное распространение света.

2. Закон отражения.

3. Закон образования тени от предмета.

В это же время появилась другая теория – волновая теория света.

Сторонником этой теории был Христиан Гюйгенс (см. Рис. 3). Он пытался объяснить те же явления, что и Ньютон, только с той позиции, что свет – это волна.

Гюйгенс построил волновую теорию света по аналогии с волновыми процессами на воде и в воздухе и потому считал, что световые волны также должны распространяться в какой-то упругой среде, которую назвал световым эфиром. Эта идея прослужила основой волновой оптики вплоть до начала XX века.

В те времена уже было замечено, что свет распространяется не только прямолинейно.

1. Свет может огибать препятствия – дифракция (см. Рис. 4).

Рис. 4. Дифракция       Рис. 5. Интерференция        Рис. 6. Генрих Герц

2. Волны могут складываться – интерференция (см. Рис. 5).

Эти явления свойственны только волнам, поэтому Гюйгенс считал, что свет – это волна.

Корпускулярная теория не могла объяснить, как один луч проходит через другой. Если рассматривать свет как поток частиц, то должно наблюдаться взаимодействие, а его не наблюдалось, и это говорило в пользу того, что свет – волна.

В середине XIX века была создана теория Максвелла. Он доказал, что электромагнитное поле распространяется со скоростью 300 тысяч км в сек.

Вследствие проведенных опытов было выяснено, что с такой скоростью распространяется и свет.

Свет – частный случай электромагнитной волны.

 XVII в. – датский ученый Ремер провел эксперимент, в котором выяснилось, что скорость распространения света равна примерно 300 тысяч км в сек.

1848 г. – Ипполит Физо доказал, что скорость света составляет 300 тысяч км в сек.

Это все подтверждало тот факт, что свет является электромагнитной волной.

В XIX веке Генрих Герц (см. Рис. 6) изучал свойства электромагнитных волн и показал, что свет может быть частицей. Герц открыл явление фотоэффекта.

Генрих Герц изучал электромагнитные волны, изначально считая, что их не существует, и проявил настоящее мужество, первым признав их реальность как природного объекта.

Фотоэффект: под действием света из металлической пластины, заряженной отрицательно, выбиваются электроны.

Это может выполняться только в том случае, если свет – поток частиц.

В XX веке пришли к окончательному решению, введя понятие корпускулярно-волнового дуализма света.

Свет ведет себя при распространении как волна (волновые свойства), а при излучении и поглощении – как частица (со всеми свойствами частиц). То есть свет имеет двойную природу.

Вывод: свет обладает двойственной природой – корпускулярно-волновым дуализмом. При распространении свет ведет себя как волна, при излучении и поглощении

Задание 2. Ответить на вопросы:

1.      Что доказывают лунные и солнечные затмения?

2.      Какую теорию происхождения света подтверждают?

Чтобы понять, почему происходят солнечные затмения, люди веками наблюдали за ними и вели счёт, фиксируя все сопутствующие им обстоятельства. Вначале астрономы заметили, что солнечное затмение бывает лишь при новой Луне, и то не при каждой. После этого, обратив внимание на положение спутника нашей планеты до и после удивительного феномена, стала очевидна его связь с этим явлением, поскольку оказалось, что именно Луна закрывает Солнце от Земли. После этого астрономы обратили внимание на то, что через две недели после солнечного затмения всегда происходит лунное, особенно интересным оказалось то обстоятельство, что Луна при этом всегда была полной. Это ещё раз подтвердило связь Земли со спутником.

Солнечное затмение

Задание 3. Вопросы:

1.      С точки зрения физики, что такое мираж? Указать физический закон.

2.      Какую теорию происхождения света подтверждают?

Самая опасная из хорошо известных для путешественников иллюзия – миражи. Оазис для путника в пустыне – спасение, это чудный островок растительности, расположенный около естественного водоёма, изолированный от других крупных массивов растительности и воды. Но, по легенде, коварная фея Моргана, жаждущая человеческих душ, обманывает путников, посылая им видения чудесных оазисов. Целые караваны меняют направление в сторону оазиса, чтобы запастись водой и отдохнуть, спрятаться на время от палящего солнца, но так и не находят рай в пустыне. Оазис вдруг всё дальше и дальше, и вдруг он вовсе исчезает. На самом же деле это не колдовство или чародейство беспощадной феи, а один из видов миражей. 

Задание 4. Вопросы:
1. Почему крылья стрекозы имеют радужную окраску?
2. Какую теорию происхождения света подтверждают?

Стрекоза, стрекоза,

Любопытные глаза,

То летит она вперед,

То висит, как вертолет,

Над водой голубой,

Над травой луговой,

Над поляной лесной…

М. Шаповалов

Стрекозы – одни из самых красивых насекомых. Их можно увидеть солнечным летним днем над водой. Они бывают разных цветов: синие, зеленые, черные… В Японии стрекозы считались признаком победы, о них слагали стихи и изображали на картинах. У стрекозы четыре сетчатых крыла, это помогает ей быстро летать, а удлиненное словно руль тело направляет ее в полете. Скорость полета стрекозы – 96–144 километров в час. Ее большие глаза переливаются всеми цветами радуги! Они занимают почти всю голову и состоят из 28 тысяч мелких глазков. Стрекоза прожорлива и постоянно охотится. Она питается мелкими насекомыми: комарами, жуками, мухами, мотыльками. За час стрекоза может съесть 40 мух. Стрекозы активны все лето, а осенью впадают в спячку. Эти насекомые могут даже предсказывать погоду. Если она не портится, они ведут себя спокойно, а перед непогодой собираются в стайки и начинают издавать громкие звуки, трепеща крыльями. Самая большая стрекоза, которая водится в нашей стране, – коромысло. Обычно она коричнево-красного цвета, но встречаются и синие стрекозы. Размах крыльев стрекозы коромысло составляет 10, а длина их тела 8 сантиметров.

Все ты видишь, стрекоза,

Телевизоры-глаза!

Твой стрекочущий полет,

Будто в небе вертолет,

А при «экстренной» посадке

Выставляешь смело лапки.

Е. Корюкин

Стрекоза, хищное насекомое. В то же время стрекозы очень привлекательны и даже красивы. Радужные прозрачные крылья, яркая окраска тела и стремительный полет - все это располагает к ним.

Задание 5. Вопросы:

1         С точки зрения физики, что такое радуга?

2         Какую теорию происхождения света подтверждают?

Радуга – одно из самых изумительных явлений природы. Над сущностью этого явления люди задумывались издавна. Радуга является спутницей дождя. Время ее появления зависит от перемещения дающего ливневые осадки облака. Радуга может возникнуть как перед дождем, так и в процессе выпадения осадков или по окончании процесса.

Обычно радуга представляет собой цветную дугу с угловым радиусом 42°. Дуга просматривается на фоне дождевой завесы или полос падения дождя, не всегда достигающих поверхности земли. Радуга наблюдается в той стороне небосвода, которая противоположна солнцу, при этом солнце не закрывается облаками. Чаще всего такие условия создаются летом, во время так называемых «грибных» дождей. Центром радуги является антисолярная точка – эта точка диаметрально противоположна Солнцу. В радуге различаются семь цветов, кроме того, радугу можно увидеть около фонтана или водопада, на фоне завесы капель поливальной установки.

Задание 6. Вопросы:

1 Какое явление  широко используется чтобы устранить ослепляющее действие света на водителей автомобилей от фар встречных машин?

2 Какую теорию происхождения света подтверждают?

Задумайтесь, когда вы последний раз регулировали свет фар на своем автомобиле? Уверена, большинство из вас скажет, что никогда. А между тем регулировка фар не меньше влияет на безопасность дорожного движения, нежели исправные тормоза или рулевое управление.

Те, кто много ездит в темное время суток, а зимой таких большинство, наверняка обратили внимание, что при разъезде с одним встречным автомобилем у вас не возникает какого-либо дискомфорта, а при встрече с другим приходится чуть ли не закрывать глаза от ослепительного света. Обычно такое встречается на трассе, когда водители забывают переключиться с дальнего света на ближний. (Напомним, что ПДД настаивают на том, что делать это нужно не менее чем за 150 м до встречного автомобиля или ранее, если водитель встречного транспортного средства попросит вас сделать это периодическим переключением света фар.)

Однако в большинстве случаев, особенно в городе, дальний свет здесь ни при чем. Виной белых кругов перед глазами становится неправильно отрегулированный ближний свет. Фара, вместо того чтобы освещать дорогу, начинает светить вверх, тем самым ослепляя встречных водителей. Но как такое может случиться, спросите вы, ведь с завода все автомобили выходят с отрегулированными фарами?

Ссылка 1.

Презентация

Закрепление:

Задание 7. Составить произвольную таблицу “Свойства света” и заполнить ее.

Презентация

Конец урока

Рефлексия

Рефлексия «+, -, интересно».

- Понравился ли вам урок?

- Что было трудным для вас?

- Что вам больше понравилось?

Слайд

Домашнее задание:

1.      Выполнить 7 заданий.

Слайд 

№

Выполненное задание:

Баллы

1.       

Выполнить 7 заданий.

100