Муниципальное образовательное учреждение
«Учебно-методический центр».
Фестиваль методического творчества
Бинарный урок в 11
классе по теме:
ДЕЙСТВИЯ СВЕТА
Авторы:
ЗУБОВА ЛЮБОВЬ ВАСИЛЬЕВНА, учитель химии Муниципального образовательного учреждения
«Средняя общеобразовательная школа №2 г. Пугачёва Саратовской области»
САМОЙЛОВА ТАТЬЯНА ВАСИЛЬЕВНА, учитель физики Муниципального образовательного
учреждения «Средняя общеобразовательная школа №2 г. Пугачёва Саратовской
области»
г. Пугачёв
Цель урока: углубить, обобщить и систематизировать знания учащихся о световых
квантах и действиях света на основе знаний учащихся, полученных на уроках
физики, химии и биологии; продолжать развитие межпредметных связей; развивать
мыслительную деятельность, навыки и умения: обобщать, составлять схемы,
формулировать выводы по изученному материалу, применять изученные формулы и
законы при решении задач, выполнять практические работы; способствовать
расширению кругозора и мировоззрения учащихся; учить познавать закономерности в
окружающей нас среде; воспитывать любознательность, составлять и использовать
презентации.
Технические и программные средства обучения:
персональные компьютеры, мультимедийный проектор, презентации учащихся.
Оборудование: демонстрации по фотосинтезу,
фотографии, опыты с фотобумагой.
Ход урока:
Учитель физики. Свет в жизни человека играет
огромную роль. Давайте на несколько секунд закроем глаза представим себе
“жизнь во тьме”. Посмотрите, как мрачно выглядит наша планета без света и совсем
иные чувства вызывает восход Солнца – главного источника света на Земле.
Эпиграфом к теме нашего урока “Действия света” мы взяли слова Пифагора
“Сведение множества к единому – в этом первооснова красоты”.
С давних времён на нашей планете
Много легенд слагалось о свете,
Много тогда было в нём неподвластного,
Но свет всех манил загадкой прекрасною.
Вот первый вопрос: что ж такое свет?
Много учёных искали ответ,
Много открытий они совершили,
Давайте посмотрим, что они нам открыли?
Учитель физики. Что ж такое свет?
Ученики. С точки зрения квантовой физики свет
– поток квантов или фотонов
Учитель физики. А что такое фотон?
Ученик. Фотон – материальная, электрически
нейтральная частица. Энергия фотона
E = hν,
где h = 6,63•10-34 Дж•с – постоянная
Планка.
Учитель физики. Какие гипотезы были высказаны
о свете?
Ученик. В 1900 году Макс Планк высказал
гипотезу: атомы излучают электромагнитную энергию отдельными порциями –
квантами. А. Эйнштейн, развив идею Планка, показал, что излучённая порция
энергии сохранят свою индивидуальность и поглощается веществом только целиком.
Порция света оказалась неожиданно очень похожей на то, что принято называть
частицей. Свойства света, обнаруживаемые при излучении и поглощении, называют
корпускулярными.
Учитель физики. Какие свойства присущи фотону?
Ученики.
1)
Является частицей
электромагнитного поля;
2)
Движется со скоростью
света;
3)
Существует только в
движении;
4)
Остановить фотон нельзя:
он либо движется со скоростью света, либо не существует;
5)
Масса покоя фотона равна
0;
Учитель физики. Какие физические величины
характеризуют фотон?
Ученики. Фотон, как любая частица,
характеризуется массой, импульсом и энергией.
Учитель физики. Запишите в опорных конспектах
формулы для определения массы, импульса и энергии фотона (3 минуты). Решите
тесты, которые даны в ваших персональных компьютерах (5 минут).
(Оценивание работ и проверка правильности
выполнения осуществляется с помощью мультимедийного проектора).
Учитель физики. Под действием свет могут
происходить различные процессы, которые изучает фотохимия.
Учитель химии. Что такое фотохимия?
Ученик. Фотохимия – отрасль химии,
занимающаяся изучением взаимодействий света с веществами. Эти взаимодействия
могут сопровождаться химическими превращениями вещества, иногда с испусканием
света. В результате фотохимических процессов изменяется состав планеты.
Особенно это касается атмосферы Земли.
Учитель химии.
I.
Чем представлена атмосфера
Земли?
Ученик. Атмосфера Земли представляет собой
наряду с озоном и другими инертными газами, неравную смесь кислорода и
окисляемых соединений, таких как метан, водород, сероводород и угарный газ.
II.
Как образуется озон?
Ученик.
O2 hn O + O
2O2 + 2O 2O3
Под действием
кванта света молекула кислорода разлагается на атомарный кислород. Атомарный
кислород очень активный и легко вступает в взаимодействие с молекулой кислорода
– образуется озон. Озон неустойчивое соединение и под действием кванта света
разлагается на молекулу кислорода и атомарный кислород.
Ученик. Озон может
образовываться под воздействием электрического разряда, Это мы можем наблюдать
во время грозы. При ударе молнии образуется сильный электрический заряд под
действием которого происходит:
O2
эл. заряд O3 ,озон слабое соединение быстро распадается:
O3
O2 + . O
O .
+ . O O2
III.
Каково значение озона?
Ученики. Полезные свойства озона:
1)
Обеззараживание воды;
2)
Озоносфера удерживает
вредные ультрафиолетовые лучи, защищая организмы от радиации;
3)
Благодаря появлению
озонасферы возникла жизнь на суше.
4)
Озон нарушает способность
вирусов соединяться с клетками организма.
Отрицательные свойства:
1)
Бронхиальная астма
2)
Бесплодие мужчин
3)
Раковые заболевания
4)
Мутация генов
5)
Астматический синдром
6)
Как будто ядерная реакция
(Учащиеся с помощью подготовленных ими
презентаций отвечают на поставленные вопросы и записывают в опорные конспекты
химические реакции по образованию озона).
Учитель химии.
1)
Почему осенью листья
деревьев становятся жёлтыми?
2)
Объясните, почему листья
цветка, закрытого чёрной бумагой, пожелтели и стали тонкими? (Учитель
демонстрирует эксперимент с зелёным растением).
Какой процесс
объясняет данный опыт?
Учащиеся объясняют
причины пожелтения и находят в учебнике биологии определение фотосинтеза.
Фотосинтез – это
процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды под
воздействием света, при этом выделяется кислород. Главным органом фотосинтеза
является лист, в клетках которого имеются специализированные органоиды
отвечающие за фотосинтез - хлоропласты.
Учитель химии.
1.
С именем какого учёного
связан процесс фотосинтеза?
Ученик. Семёнов Николай Николаевич. Родился в
1896 году. Один из крупнейших русских учёных, лауреат Нобилевской премии.
Семёновым разработана теория ценных реакций и доказана её распространенность и
принципиальная важность. На основе теории ценных реакций Семёновым создана
теория воспламенения и взрывов, имеющая большое практическое значение.
2.
Как происходит световая
стадия фотосинтеза?
Ученик. Различают две фазы фотосинтеза:
световую и теневую. Первая фаза фотосинтеза происходит на свету. На молекулы
хлорофилла воздействуют частицы света – фотоны. Молекулы хлорофилла приходят в
возбужденное состояние и теряют электроны. В результате световой фазы
образуется аденозинтрифосфорная кислота (АТФ), молекулярный кислород и
атмосферный водород. Кислород выделяется в атмосферу.
3.
Запишите уравнения реакции
фотосинтеза.
(Учащиеся с помощью подготовленных ими
презентаций отвечают на поставленные вопросы и решают задачи в опорных конспектах).
Учитель физики вызывает к доске ученика для
решения задачи по фотосинтезу:
Задача. Фотосинтез в зелёных листьях растений
интенсивно происходит при поглощении красного света длиной волны 0,68 мкм.
Вычислите энергию, массу и импульс соответствующих фотонов.
Учитель физики. Поглощение кванта света
веществом может вызвать различные химические превращения. Какие?
(Учащиеся с помощью подготовленных ими
презентаций рассказывают и записывают различные химические реакции на доске, а
на местах учащиеся выполняют задание в опорных конспектах).
Ученики.
1)
Диссоциация;
Если молекула имеет достаточно большое
количество энергии, то происходит разрыв какой-либо химической связи с
образованием двух молекулярных осколков. Очень часто этими осколками являются
химически активные атомы или свободные радикалы. Примером такого процесса
служит разложение воды H2O с образованием атома водорода H и
гидроксильной группой OH. Для этого нужен свет с длинной волны менее
242 нм. Часто фотодиссоциацию называют фотолизом.
2)
Изомеризация;
Иногда в электронно-возбужденной молекуле
происходит перегруппировка атомов. Это связано с тем, что подвижность
функциональных групп в молекуле, находящейся в основном состоянии, ограничена,
а при переходе её в возбужденное состояние ограничения снимаются. Этот процесс
называется изомеризацией. В результате этого процесса могут происходить такие
реакции, как:
·
Превращение линейных
углеводородов в разветвленные;
·
Превращение циклически
углеводородов;
·
Получение полициклических каркасов
из циклических углеводородов;
·
Перемещение функциональных
групп в молекуле.
3)
Радикальные замещения;
Cl2
hn Cl + Cl
CH4
+ Cl CH3 + HCl
Под действием кванта света молекула хлора
распадается на свободные радикалы. Свободные радикалы хлора очень активны,
поэтому при влиянии радикала на молекулу метана CH3 становятся также свободными радикалами. Хлор
может и дальше замещать водород до полного замещения.
4)
Гибридизация.
Под действием кванта света углерод может
переходить в возбужденное состояние, то есть гибридизироваться, менять форму
орбитали. Имеется три вида гибридизации.
sp3
– валентный угол 109о28’
(0.154 нм)
sp2
– валентный угол 120о (0.134
нм)
sp –
валентный угол 180о (0.120 нм)
Учитель физики. В основе фотографии также
лежат фотохимические реакции. Какие 2 закона А. Эйнштейна лежат в основе
фотографии?
Ученики.
I.
Каждый поглощённый
веществом фотон вызывает превращение одной молекулы;
II.
Молекула вступает в
фотохимическую реакцию под действием фотона лишь в том случае, когда энергия
фотона не меньше определённого значения, необходимого для разрыва молекулярных
связей.
Ученики по подготовленной презентации и опытам
с фотобумагой рассказывают об истории и значении фотографии.
Ученики.
(демонстрация презентации) Тема «Фотографии» очень заинтересовала нас. И мы
решили сделать презентацию. Перед собой мы ставили такие вопросы, как: Что
такое фотография? Какие учёные изучали «фотографию»? И главный вопрос: Какая
химическая реакция лежит в основе фотографии? Фотография – вечная память тех
важных событий, которые происходят в жизни каждого человека. Слово «фотография»
пришло от греческого «фотос» - свет и «графо» - пишу. Фотографией называют как
процесс получения изображения с помощью светочувствительных материалов, так и
результат – графический отпечаток. Многие ученые, еще в древности, изучали
«фотографию», но наибольший вклад внес У. Толбот.
1)
AgNO3 + HBr AgBr + HNO3
2) 2AgBr 2Ag + Br2
Именно (2) реакция
лежит в основе фотографии. Раствор на свету темнеет. С точки зрения физики этот
свето-химический процесс выглядит так:
Какой-либо предмет
кладется на фотобумагу и выносится на свет, на несколько минут. В результате на
месте где лежал ранее положенный предмет останется светлый след, остальная же
часть бумаги заметно потемнеет.
Учитель физики. Какие выводы можно сделать о
действиях света?
Ученики.
1.
Законы природы едины, и
они применяются для объяснения физических, химических и биологических явлений;
2.
На этом уроке мы обобщили
и расширили свои знания о действиях света;
3.
Свет необходим живой
природе, т.к. служит для неё источником энергии;
4.
Свет – источник жизни.
Учитель физики. Таким образом, на этом уроке
мы выяснили. Что под действием света происходят все жизневажные процессы на
Земле.
Мир так прекрасен, прекрасна планета
И тут не обошлось без помощи света.
Ведь радугу, листья, деревья, цветы,
Всё, что в прекрасных тонах видим мы,
Всё, что для глаза красивым бывает,
Всё это свет для нас открывает.
Учителя оценивают работу учащихся на уроке и
обращают их внимание на домашнее задание в опорных конспектах.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.