Волновая природа света

План – конспект урока «Волновая природа света». Тип урока: комбинированный урок. Цели:  Образовательные: обобщить знания по теме «Геометрическая и волновая оптика»;  способствовать осознанию учащимися волновой природы света; продолжить  формирование умения применять теоретические знания для объяснения явлений  природы; способствовать формированию интереса к физике. Воспитательные: Воспитывать нравственные и эстетические представления,  формировать систему взглядов на мир. Развивающие: развивать чувство ответственности, взаимоответственности,  уверенности в себе; способствовать развитию самостоятельной познавательной  активности учеников, обогащению словарного запаса научной терминологией.  Оборудование к уроку: самодельные приборы для наблюдения дифракции света,  мыльная жидкость, компакт­диск с записью, прибор для определения длины волны с  помощью дифракционной решётки, компьютеры (компьютерные программы «Физика в  картинках»), таблицы по интерференции и дифракции света, магнитофон. План урока: № 1 2 3 4 5 6 7               Этап урока Вступительное слово учителя Тест Практическая работа Проведение компьютерного эксперимента Решение задач Заключительное слово Домашнее задание Время, мин 2 5 10 15 10 2 1 Ход занятия  Учитель.  Свет... Такое короткое и в то же время такое ёмкое слово. «В слове «свет»  заключена вся физика», ­ говорил С. И. Вавилов. 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,  Р. Декарт, И. Ньютон, X. Гюйгенс, Т. Юнг. Все они придерживались разных точек  зрения, но вместе с тем понимали, что свет ­ чудный дар природы вечной... Итак, тема нашего занятия «Волновая природа света». Мы с вами уже  выяснили, что свет является электромагнитной волной.   Электромагнитные волны существуют в колоссальном интервале длин волн и частот.         А теперь ­ небольшая разминка. У каждого на столе лежит карточка, куда вы  будете записывать заработанные баллы. Фамилия ученика № группы.             Полученная отметка. 1 2 3 4 5 6 7 8 Тест Вопросы Интерференция Дифракция Длина  волны Задачи Творч.  задачи Тест: Поставьте в тетради только номера утверждений или вопросов и  соответственно ответ — «да» или «нет». Для точного определения показателя преломления вещества необходим монохроматический свет. ­ Да. Если на пуговицу нанести штриховку, то её можно сделать «перламутровой». — Да. Угол преломления света всегда меньше угла падения. — Нет. Расцветку крыльев стрекозы можно объяснить только дисперсией. ­ Нет. Дисперсию можно наблюдать при прохождении белого света через линзу. — Да. Угол падения всегда равен углу отражения. ­ Да. Различие в свете связано с длиной волны. ­ Да. Могут ли интерферировать световые волны, идущие от двух электрических ламп? ­ Нет. Воздушные пузыри блестят вследствие полного отражения света от границы вода ­ воздух. — Да. 10. Скорость света в вакууме ­ самая большая в природе. ­ Да. Учитель.  На доске показаны правильные ответы. Подсчитайте количество набранных баллов  (за каждый правильный ответ ­ 1 балл) и поставьте их в свою карточку. Сейчас садитесь парами так, как вы хотите. Следующее задание. Каждая пара  выбирает вопрос из представленных на карточках, которые находятся у вас на  партах.  Примеры вопросов.  Почему фонари, рассматриваемые через иней на стекле, кажутся окружёнными  кольцами, цвета которых чередуются в таком порядке: голубой, зеленый, оранжевый, красный? Почему вокруг прищуренных ресниц видны радужные полоски?  Какое явление создаёт на небе радугу?  Капля бензина в лужах без красок рисует цветную картину. Как называется такое  явление и где оно применятся?  Тонкий луч света скользнул через щель в ставне в тёмную комнату и, пролетев  через графин с водой, рассыпался сотнями разноцветных искорок по стенам. Как  называется это явление и где оно применятся? Можно ли для определения длины световой волны использовать явление отражения и  преломления света? При освещении тонкой пленки параллельными белыми лучами наблюдается радужная  окраска пленки. Чем это можно объяснить? Почему красный свет рассеивается туманом меньше, чем свет другого цвета? За правильный ответ ­ 1 балл.   Практическая работа Задание 1: интерференция в тонких плёнках.  «Мыльный пузырь, витая в воздухе, зажигается всеми оттенками цветов, присущими  окружающим предметам. Мыльный пузырь, пожалуй, самое изысканное «чудо природы»,  ­ писал Марк Твен. Рассмотрите мыльный пузырь и ответьте: Какое явление делает мыльный пузырь достойным восхищения? При каком условии возможно это явление? В каком порядке располагаются цвета на мыльной плёнке? Почему? Ребята работают под музыку.  За 3 правильных ответа — 2 балла, за 1­2 ­1 балл. Задание 2: наблюдение дифракции.  Посмотрите сквозь лоскуток капрона, перо, узкую и широкую щели на горящую свечу  и ответьте: Что вы наблюдаете по контуру пламени? Как называется наблюдаемое явление? В каком порядке располагаются цвета?  ­ Ребята работают под музыку.   Критерии выставления оценок такие же, как в предыдущем случае. Задание 3. Мы выяснили: белый свет ­ сложный, условно состоит из семи цветов;  для лучей разного цвета показатель преломления вещества разный, т.е. он зависит  от длины световой волны. Определим на опыте длину световой волны с помощью  дифракционной решётки с известным периодом d= 0,00005 м. Ребята по группам под музыку рассчитывают длины волн: по красному максимуму 1­го порядка, красному 2­го порядка; жёлтому 1­го порядка; жёлтому 2­го порядка. Теперь проверим в компьютерном эксперименте правильность ваших расчётов. За  Почему вы не видели дифракцию от широкой щели? От чего зависит положение дифракционных максимумов? правильные результаты поставьте себе в карточку 2 балла. Используя компьютерную  программу «Физика в картинках» или «Открытая физика 2,5» раздел «Дифракционная  решётка как спектральный прибор», проведите компьютерный эксперимент и ответьте  на вопросы: ­ Может ли использоваться максимум нулевого порядка для разрешения спектральных линий? Когда дифракционные максимумы становятся более узкими? Проверьте ваши ответы и поставьте оценку: 1 балл, если все правильные. Решите  задачу (1 балл). Примеры задач: Спектр получен с помощью дифракционной решётки с периодом 6 мкм. Дифракционный  максимум 2­го порядка получен на расстоянии 1,3 см от центрального и на  расстоянии 10 см от линзы до экрана. Определите длину световой волны? Определите постоянную дифракционной решетки, если при ее освещении светом с  длиной волны 656 нм второй спектр виден под углом 150. При помощи дифракционной решетки с периодом 0,02 мм получено первое  дифракционное изображение на расстоянии з,6 см от центрального и на расстоянии  1,8 м от решетки. Найдите длину световой волны. Какое число штрихов на единицу длины имеет дифракционная решетка, если зеленая  нм) в спектре первого порядка наблюдается под углом 200? линия ртути ( 1,546 Задание 4. В рамках данной темы придумайте, сформулируйте и решите задачу.  Проведите компьютерный эксперимент и проверьте ваш ответ. Пример задачи, придуманной ребятами.  Длина волны жёлтого цвета равна 589 нм. Дифракционное изображение щели 3­го  порядка оказалось расположенным на расстоянии 1,5 см от центрального  изображения, а расстояние от линзы до экрана ­ 12 см. Каков период решётки?    Заключительное слово.  Учитель.   Итак, сегодня мы убедились на практике, что свет ­ это электромагнитные волны, поэтому, как и в случае любых других волн, наблюдается интерференция и дифракция света. Мы измерили длину волны с помощью спектрального прибора ­ дифракционной  решётки ­ и ещё раз убедились, что свет ­ чудный дар природы вечной... Свет ежедневно, ежечасно дарит нам волшебные мгновения «наслажденья красотой»  Учащиеся подсчитывают свои баллы и выставляют себе отметки: «5» за 20­22 балла; «4» ­ 17­19 баллов; «3» ­ 13­16 баллов). ДЗ: Заполните таблицу. (Таблицы выдаются ученикам) Таблица Явление, связанное  со светом Интерференция Дифракция Проявления в природе,  использование в технике Определени е Теория, объясняющая явление Дисперсия Поляризация Литература: В.А. Касьянов. Физика 11 класс. Г.Н. Степанова. Сборник задач по физике 9­11 класс. А. П. Рымкевич. Сборник задач по физике 9­11 класс. В.Г. Пайкес. Дидактические материалы по физике 11 класс.