Разработка урока физики в 9 классе по теме "Преломление света"

< Урок 49. Преломление света

Цели урока:

1. Образовательные:

-       формирование понятий «абсолютный показатель преломления», «относительный показатель преломления», «предельный угол полного отражения»;

-       формировать умение объяснять физические явления, зная  закон преломления света;

-       способствовать обучению школьников умению устанавливать взаимосвязи в изучаемых явлениях.

2. Развивающие:

-       совершенствовать интеллектуальные способности и мыслительные умения учащихся;

-       развивать умение видеть физические явления в окружающем мире.

-       формирование умения применять теоретические знания для решения практических задач;

3. Воспитательные:

-       формировать материалистическое мировоззрение учащихся, содействие в ходе урока формированию идеи познаваемости мира;

-       воспитание самостоятельности, ответственности.

-       развитие интереса к предмету и потребности к углублению и расширению знаний.

 

Тип урока: комбинированный, включает в себя исследовательско-аналитический метод работы учащихся.

Форма урока: урок-презентация с использованием интерактивной доски.

 

Оборудование:

-       компьютер;

-       мультимедийный проектор;

-       интерактивная доска;

-       приборы и материалы к проведению самостоятельно-исследовательской работе (источники питания, низковольтные лампы, соединительные провода, ключи, экраны с щелью, планшеты, лимбы, прозрачные полуцилиндры, калькуляторы, непрозрачные сосуды, монетки или шайбы, стаканы с водой).

-       таблицы значений синусов углов;

-       инструкционные карты по выполнению самостоятельно-исследовательской работы;

-       карточки с заданиями для проверочной работы (2 варианта);

-       материалы для рефлексии в итоге урока.

 

Ресурсы, используемые на уроке:

Видеоролики и флэш-анимации из коллекции материалов «Класс!ной физики» (http://class-fizika.narod.ru);

Музыкальный файл Narodnye-Chastushki-MИNUSOVKA(muzofon.com).

 

План урока

 

1.      Организационный момент. Целевая установка урока.

2.      Проверка домашнего задания с использованием интерактивной доски.

3.      Актуализация знаний.

4.      Изучение материала по теме урока.

5.      Самостоятельная работа учащихся «Исследование явления преломления света».

6.      Динамическая пауза.

7.      Закрепление изученного материала. Решение задач.

8.      Итог урока в форме теста.

9.      Рефлексия.

10.  Домашнее задание.

 

 

 

 

 

Считай несчастным тот день или тот час, в который

ты не усвоил ничего нового и ничего не прибавил
к своему образованию.

                                                           Я.  А.  Коменский

 

Ход урока.

I. Организационный момент. Целевая установка урока.

Приветствие. Контроль присутствующих.

Настрой на творческую, плодотворную, активную работу.

-       Весь мир передо мной! Я готов к познанию нового!

 

II. Проверка домашнего задания.

a)      Проверка решения домашних задач № 1543, 1545, 1547 – Л,И. по отсканированным работам учащихся с комментированием и исправлением ошибок на интерактивной доске.

b)     Проверочная работа на карточках.

 

Вариант I 1. Какие (печатные) буквы алфавита не изменяются при отражении в плоском зеркале? 2. Как изменится расстояние между предметом и его изображением в плос­ком зеркале, если зеркало переместить в то место, где было изображение? 3. Постройте изображение предмета АВ в     плоском зеркале (см. рисунок). Определите графически область видения этого предмета в зеркале.

Вариант II 1. Человек приближается к плоскому зеркалу со скоростью 1 м/с. С какой скоростью нужно уда­лять зеркало от человека, чтобы расстояние между человеком и его изображением не менялось? 2. Каковы особенности изображения, получаемого с помощью плоского зеркала? 3. Постройте изображение многоугольника в плоском зеркале (см. рисунок). Определите графи­чески область видения изображения.

 

c)      По заданному рисунку начертить дальнейший ход луча на интерактивной доске.

d)     Блиц-опрос «Заполни многоточие…» на интерактивной доске.

 

III.Актуализация знаний.

1.      Что называется синусом угла в прямоугольном треугольнике.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.      Демонстрация преломления карандаша в стакане с водой, видеоролик №1

-       Как вы думаете, что связывает сегодня увиденное вами?

IV. Изучение нового материала по теме урока.

A.    На слайде даны основные понятия урока и отдельно от них глаголы и словосочетания. Учащимся предлагается самим сформулировать основные цели сегодняшнего урока.

B.    Закон преломления света был установлен опытным путем в XVII веке голландским учёным Снеллиусом в 1621 году.    Преломление света при переходе из одной среды  в другую вызвано различием в скоростях распространения света в той и другой среде.  (Видеоролик №2). Это было доказано французским математиком Пьером Ферма и голландским физиком Христианом Гюйгенсом.

C.    Определение угла падения и угла преломления (флэш-анимация «Преломление света» №3). Формулировка закона преломления света:

Часть 1: Луч падающий и луч преломлённый лежат с в одной плоскости с перпендикуляром, восстановленным к границе раздела двух сред в точке падения.

А вторую часть закона предлагаю открыть вам самим и сформулировать её.

D.    Самостоятельная работа учащихся «Исследование явления преломления света» по инструкционным картам. Вывод учащиеся делают как часть 2 закона преломления. Часть 2: Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных двух сред, равная отношению скоростей света в этих средах:

 

 

 

 

           где n_2,1 – показатель преломления второй среды относительно первой.

           (флэш-анимация «Преломление света» №6).

E.     Относительный показатель преломления второй среды относительно первой показывает во сколько раз скорость света в первой среде υ₁ больше (или меньше), чем во второй среде υ₂:

 

 

    Абсолютным показателем преломления среды называется физическая величина, равная отношению скорости света в вакууме к скорости света в данной среде:

 

 

    Скорость света в любом веществе меньше скорости света в вакууме. Причиной уменьшения скорости света в среде является взаимодействие световой волны с атомами и молекулами вещества. Чем сильнее взаимодействие, тем больше оптическая плотность среды,  и тем меньше скорость света.    

     Пусть на плоскую границу раздела двух

 сред (например, из воздуха в воду) падает

плоская световая волна под углом α.

В воздухе свет распространяется со

скоростью υ₁, а в воде  - с меньшей

скоростью υ₂.

     Поверхности MN сначала достигнет

точка А волны и начнёт распространяться

во второй среде со скоростью υ₂.  Пока

волна достигнет точки В, за это время

точка А, перемещаясь в воде с меньшей

скоростью υ_2,, пройдёт меньшее расстоянии, поэтому фронт волны DB в воде окажется повёрнутым на некоторый угол по отношению к фронту АС волны в воздухе. При этом угол преломления γ оказывается меньше угла падения α и происходит преломление света.

     Среду с меньшим абсолютным показателем преломления принято называть оптически менее плотной средой.

     Абсолютный показатель преломления определяется скоростью распространения света в данной среде, которая зависит от физического состояния среды, т. е. от температуры вещества его плотности, наличия в нем упругих напряжений. Показатель преломления зависит также и от характеристик самого света. Для красного света он меньше, чем для зеленого, а для зеленого - меньше, чем для фиолетового.

(флэш-анимация «Преломление света» №5), (флэш-анимация «Модель преломления света»)

F.     Предельный угол полного отражения.

(флэш-анимация «Преломление света» №8).

 

V. Динамическая пауза.

      Соревнуются 3 ряда в скорости передачи мяча-«света» туда по одному варианту, обратно – по другому с поворотами влево, вправо и назад под музыку. (Narodnye-Chastushki-MИNUSOVKA(muzofon.com)).

 

VI. Закрепление изученного материала. Решение задач.

 

1.      Экспериментальная задача.

Положите на дно непрозрачного сосуда металлическую шайбу, сядьте так, чтобы шайба не была видна из-за края сосуда. Налейте воду в сосуд. Что вы видите? Почему это происходит?

 

2.      Расчётные задачи:

Задача 1

Угол падения луча из воздуха в стекло равен 0°. Чему равен угол преломления?

Задача 2

Луч света падает на плоскую границу раздела двух сред. Угол падения равен 40°, угол между отраженным лучом и преломленным 110°. Чему равен угол преломления?

Задача 3

Угол падения равен 30°, угол между падающим лучом и преломленным 40°. В какой среде луч распространялся вначале: в оптически более плотной или  менее плотной?

Задача 4*

На дне аквариума с водой лежит плоское зеркало. На поверхность воды падает луч. Нарисуйте примерный ход луча, если угол падения равен 50°. Под каким углом к поверхности воды луч снова выйдет в воздух?

Задача 5*

На горизонтальном дне водоема, имеющего глубину 1,2 м, лежит плоское зеркало. Луч света падает на поверхность воды под углом 30°. На каком расстоянии от места падения этот луч снова выйдет на поверхность воды после отражения от зеркала? Показатель преломления воды 1,33.

 

3.      Качественные задачи:

      Вопрос от литературного общества:

    В повести В. Катаева «Белеет парус одинокий» есть такие слова: «Ладони у Гаврика приятно горели. Весло, опущенное в прозрачную зелёную воду, казалось сломанным». Почему весло казалось сломанным?

Вопрос от хозяюшки:

    Почему маринованные фрукты и овощи, находящиеся в закрытой банке, выглядят крупнее чем есть на самом деле?

Вопрос от туриста:

    Почему, сидя у горящего костра, мы видим предметы по другую сторону от него колеблющимися?

 

 

 

 

VII. Итог урока в форме теста с проверкой.

 

1 вариант 1.В однородной прозрачной среде свет     распространяется 1) криволинейно; 2) прямолинейно; 3) преломляется. 2. На границе раздела двух сред свет частично 1) отражается; 2) преломляется; 3) отражается и преломляется. 3. При переходе из вакуума в среду скорость света 1) уменьшается в п раз; 2) увеличивается в п раз;  3) не изменяется. 4.  В каком случае угол падения равен углу      преломления? 1) Только когда показатели преломления сред одинаковы; 2) Только тогда когда падающий луч перпендикулярен к поверхности раздела сред;  3) Когда показатели преломления сред одинаковы: падающий луч перпендикулярен к поверхности раздела сред.   5.  Более оптически  плотная та среда, в которой ... 1) скорость света меньше чем в вакууме; 2) скорость света больше чем в вакууме; 3) скорость света равна скорости света в вакууме.

2 вариант 1. Скорость распространения  электромагнитных     волн в вакууме равна:     1) 200 км/ч;     2) 300000000 м/с;      3) 301 м/с. 2. Свет – это: 1) Электромагнитные волны, способные вызывать у человека зрительные ощущения; 2) волны, которые распространяются только в пределах прямой видимости; 3) линия, вдоль которой распространяется энергия световой волны. 3.  Назовите явления, доказывающие      прямолинейное распространение света. 1) отражение света; 2) образование тени;                 3) преломление света. 4. В каком случае угол падения, отражения и     преломления между собой равны? 1) Когда свет падает перпендикулярно границе раздела двух сред; 2) Такого не может быть; 3) Когда вторая среда имеет большую оптическую плотность. 5. Если угол падения луча на поверхность раздела     двух сред уменьшается, то относительный     показатель преломления этих сред: 1) уменьшается; 2) увеличивается; 3) не меняется.

 

VIII. Домашнее задание.

-       § 59 (читать);

-       ответить на вопросы к § 59;

-       решить №1 упражнения 48 (устно);

-       решить № 1561, 1563 –Л,И;

-       дополнительно № 1564 – Л,И.

 

IX. Рефлексия.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дополнительный материал для любознательных

 

Реально ли создать шапку-невидимку?

Учёные из Токийского университета (Япония) сумели сделать мифический плащ-невидимку. Как было продемонстрировано на Nextfest, выставке новых технологий в Сан-Франциско (США), можно прямо сквозь человека, одетого в такой плащ, видеть очертания предметов за ним. В технологии «оптический камуфляж» используются мелкие камеры и экраны мини-проекторов в виде бусин. Камеры передают данные на переднюю сторону плаща, так что то, что за спиной, оказывается видным спереди.

Не секрет, что, сочиняя сказки, наши предки, сами того не подозревая, за десятки и даже сотни лет предсказывали многие великие изобретения человечества. Однако буквально ещё вчера вряд ли кто-то мог себе представить, что один из самых популярных сказочных предметов – шапка-невидимка, – через какое-то время может стать вполне осязаемой реальностью. Исследователи из университета Северной Каролины сообщили о том, что им удалось создать материал, делающий предметы невидимыми. Правда, пока только в микроволновой части спектра. А помогли им в осуществлении мечты каждого уважающего себя шпиона так называемые метаматериалы.

Метаматериалы – это искусственные композитные соединения, особенная структура поверхности которых наделяет их необычными электромагнитными свойствами, не имеющими аналогов в природе. Главной отличительной чертой этих материалов является отрицательный показатель преломления микроволн. Иными словами, лучи этого диапазона не отражаются от них, как от обычных предметов, а как бы огибают. Пройдя такой объект, они тут же возвращаются в исходное положение. Именно благодаря этому явлению микроволновые датчики воспринимают не сам предмет, а лишь находящееся за ним пространство.

Впрочем, как признают сами исследователи, нынешняя технология ещё далека от совершенства. К примеру, в ходе эксперимента, который проводился с медным цилиндром, обнаружилось, что, будучи накрытым «невидимой» тканью, он всё же отбрасывал небольшую «тень». Тем не менее, учёные надеются создать материал, который будет невидим и в обычном свете.

 

 

 

 

Скачано с www.znanio.ru