Урок на тему "Волновая оптика" (11 класс, физика)

Урок  по теме "Волновая оптика" 11класс Форма урока: теоретико­практическое исследование . Цели урока:  обобщить знания по теме «Геометрическая и волновая оптика» в физико­  математическом профиле      способствовать осознанию учениками волновой природы света;  продолжить формирование умения применять теоретические знания для объяснения  явлений природы; способствовать формированию интереса к физике, развитию чувства ответственности,  уверенности в себе; способствовать развитию самостоятельной познавательной активности учащихся. Объект исследования: свет. Предмет исследования: волновые свойства света. Методы исследования:  Организационные: комплексный метод (один объект исследования методами разных  наук: физики, литературы)  Эмпирический метод – наблюдения, лабораторный эксперимент, анализ результатов  деятельности.  Метод обработки данных – качественный метод, позволяющий провести  дифференциацию и анализ материалов, выявления причинно­следственных связей при  помощи сравнений и сопоставлений. Виды деятельности:  Теоретическое исследование.  Лабораторный эксперимент. Оборудование: самодельные приборы для наблюдения дифракции света, мыльная жидкость, прибор для определения длины волны с помощью дифракционной решётки, спектроскоп,  компьютер с презентацией, их практическом применении,  портреты учёных. ХОД ЗАНЯТИЯ Здравствуйте, ребята. Наш урок хочу начать слова советского ученного Сергея Ивановича  Вавилова  Его слова станут эпиграфом нашему уроку «Свет… такое короткое и в то же  время такое ёмкое слово. «В слове «свет» заключена вся физика».  ­Как вы понимаете эти слова? ­ Ребята как вы думаете, какая тема нашего урока («Волновые свойства света») прежде чем  мы определим цели урока я зачитаю вам стихотворение Чудный дар природы вечной, Дар бесценный и святой, В нём источник бесконечный Наслажденья красотой! Солнце, небо, звёзд сиянье, Море в блеске голубом, – Всю природу и созданья Мы лишь в свете познаём! ­Какая цель нашего урока: Рассмотреть волновые свойства света.   Сегодня на уроках нам предстоит провести исследование и выяснить природу света. Выдающиеся мыслители и учёные осознавали фундаментальную роль света в окружающем  нас мире задолго до выявления истинной природы света. Вот только некоторые из них:  Пифагор, Евклид, Птолемей, Рене Декарт, Исаак Ньютон, Христиан Гюйгенс, Томас Юнг.  Все они придерживались разных точек зрения, но вместе с тем понимали, что свет – чудный  дар природы вечной.…                    Гипотеза: Свет – это волна. Свет – это поток частиц. Горит, как хвост павлиний, Каких цветов в нём нет! Лиловый, красный, синий, Зелёный, жёлтый цвет. С.Я.Маршак ­ Сегодня нам предстоит работать в группах. Правила? Чему учимся, работая в группе? 1задание (работа в группах )   Скорость света (Чему равна скорость света в вакууме? Сформулировать закон  прямолинейного распространения света. Дать определение светового луча. Какие  бывают источники света? Какие существуют две теории о природе света и кто  является их основоположниками?  Законы   отражения   и   преломления   (Законы   отражения   и   преломления.   Какое отражение   является   зеркальным?   Какое   отражение   называют   диффузным? Сформулировать закон отражения)  Линзы   (Дать   определение   линзы.   Дать   определение   собирающей   линзы.   Дать определение рассеивающей линзы, определение фокуса, определение оптической силы линзы.) 2задание Экспериментальное задание (используя   предложенные   предметы,   продемонстрировать   физическое   явление   и объяснить   его)     Дать   определение     интерференции   света,   дисперсии   и   дифракции света. Дисперсия, (призма)­  Зная, что белый свет имеет сложную структуру, можно объяснить удивительное   многообразие   красок   в   природе.   Если   предмет,   например   лист   бумаги, отражает   все   падающие   на   него   лучи   различных   цветов,   то   он   будет   казаться   белым. Покрывая бумагу слоем красной краски, мы не создаём при этом свет нового цвета, но задерживаем   на   листе   некоторую   часть   имеющегося.   Отражаться   теперь   будут   только красные лучи, остальные же поглотятся слоем краски. Трава и листья деревьев кажутся нам зелёными потому, что из всех падающих на них солнечных лучей они отражают лишь зелёные, поглощая остальные. волновому разделённых Пример : радуга, Ньютон­7цветов радуги    Дифракция (расческа)– это огибание волнами краёв препятствий. Дифракция присуща любому движению.. Опыты по дифракции в 1802 году провёл Томас Юнг.  Дифракционная решётка – представляет собой совокупность большого числа очень узких щелей, промежутками. Наши ресницы с промежутками между ними представляют собой грубую дифракционную решётку. Поэтому, если посмотреть, прищурившись, на яркий источник света, том можно обнаружить радужные цвета. Белый свет разлагается  в спектр при дифракции вокруг ресниц. Лазерный решётке.   интерференциия света(мыльные пузыри).­  Мы предлагаем вам полюбоваться  на это чудо, мыльные пузыри. Именно окраска мыльных пузырей натолкнула выдающегося физика Томаса   Юнга   на   открытие   явления   интерференции   в   тонких   плёнках   и   подтверждение волновой природы света.  дифракционной непрозрачными отражательной     диск   подобен         В   мыльном   пузыре   мы   наблюдаем   интерференцию   света   в   тонкой   мыльной   плёнке. Интерференция – это сложение двух волн, вследствие которого наблюдается устойчивая во времени картина усиления или ослабления результирующих световых колебаний в различных точках пространства. Английский   учёный   Томас   Юнг   объяснил,   что   радужная   окраска   мыльных   пузырей объясняется сложением волн 1 и 2, одна из которых (1) отражается от наружной поверхности плёнки, а другая (2) – от внутренней. При этом происходит интерференция световых волн.  Следовательно, если плёнка имеет неодинаковую толщину, как у ваших пузырей, то при освещении её белым светом появляются различные цвета.      Простая   интерференционная   картина   получается   в   тонкой   плёнке   воды   между   двумя стеклянными пластинами, у вас на столе лежат такие пластины, и вы можете наблюдать кольца Ньютона в отражённом свете на тёмном фоне..  Применения интерференции очень важны и обширны.   Интерферометры   –   специальные   приборы,   действие   которых   основано   на   явлении интерференции.   Назначение   их   различное:   точное   измерение   длин   световых   волн, измерение показателя преломления газов и других веществ.  Проверка качества обработки поверхностей.  Проверка кривизны поверхности линз.  Просветление оптики.  3задание   Поэтический конкурс    (в произведениях  поэтов найти  физическое  явление  и   объяснить   его   .   В   предложенных   фрагментах   стихотворений   вам   необходимо   найти   и объяснить встречающиеся физические явления. 1)Солнце, сияя,  теплом излучается: Счастливо сердце, когда расточается. В счастье, как в солнце, навек облачается: Счастье – победа в любви.  Вячеслав Иванов 2)Под ним струя светлей  лазури, Над ним луч солнца золотой… А он, мятежный, просит бури, Как будто в  бурях есть покой! М. Лермонтов 3)Солнце не светит, Небо чуть видно, Как из тюрьмы Солнцу обидно. А. Пушкин Итак, мы видим, что игрой света и цветом можно передать эмоции человека и его  настроение. Задач не мало в мире есть! Давай задачи по решаем И много нового узнаем!!!   –тест  ответы на доске.  4 задание   Решение задач                           Ответы:  1 Вариант 1 А   Индивидуальное 2 Г  3 В  4 А  5 В  6 В  7 Г  8 А  9 Г  Луч света при переходе изо льда в воздух падает на поверхность под углом 150 • градусов. Определите угол преломления этого луча. Луч света падает из воздуха на поверхность жидкости под углом 420 градусов и • преломляется   под   углом   260   градусов.   При   каком   угле   падения   луча   угол преломления будет равен 220? Оптическая сила линзы равна 5 дптр. Предмет поместили на расстояние 60 см • от линзы. Где и какое получится изображение этого предмета? Главное фокусное расстояние линзы 40 см. Предмет высотой 1 см помещен на • расстояние 60 см от линзы. Где и какой высоты получится изображение предмета? Закрепление. – Мы рассмотрели с вами дисперсию, интерференцию и дифракцию световых волн,  доказывая волновую природу света.  – Итак, сегодня мы убедились на практике, что свет – это электромагнитные волны, поэтому, как и в случае любых других волн, наблюдается дисперсия , интерференция и дифракция  света. – и ещё раз убедились, что свет – чудный дар природы вечной…  Свет ежедневно, ежечасно дарит нам волшебные мгновенья «наслажденья красотой» Решать задачки можно вечно. Вселенная ведь бесконечна. Спасибо всем нам за урок, А главное, чтоб был он впрок! Рефлексия Уже в начале урока у каждого лежит карточка с этапами урока, столько же точек, сколько  этапов . После каждого этапа ученик оценивает свою работу.  Работал – дуга, не принимал участие – прямая. Оценка групповой работы: Каждый этап работы группы: «5»  ­ волна через 5 делений – красным фломастером! «4» ­ волна через 4 деления – зелёным «3» ­ волна через 3 деления – синим «2» ­ волна через 2 деления – чёрным.  Учитель.:  ­ Надеюсь, чёрный фломастер не пригодится? В конце  графики групп на доску!