Конспект по физике Отражение света. Закон отражения света

Тема: Отражение света. Закон отражения света

Цель урока: формирование понятия об отражении света

Задачи

образовательные – сформировать у учащихся понятия: отражение света, падающий и отраженный луч, угол падения, угол отражения, мнимое и действительное изображение; познакомить с законами отражения света;

развивающие – углубление знаний и интеллектуального развития, развитие моментов мыслительной деятельности, умение наблюдать и делать выводы; показать связь темы с профессией;

воспитательные – развитие мировоззрения: природа света, закон сохранения энергии.

Тип урока: комбинированный.

Оборудование: набор “Оптика”, плоские зеркала, карандаши, свеча, спички, стекло.

Ход урока

Эпиграф к уроку:

“Все содержание физики в конце концов сосредоточено в трех основных разделах: учении о веществе, учении о силовых полях и учении о свете как важном частном случае предыдущего”.

                          С.И.Вавилов (“Развитие идеи вещества”)

1. Организационный момент

2. Проверка знаний пройденного материала. Фронтальный опрос

Со́лнечное затме́ние — астрономическое явление, которое заключается в том, что Луна закрывает (затмевает) полностью или частично Солнце от наблюдателя на Земле. Солнечное затмение возможно только в новолуние, когда сторона Луны, обращенная к Земле, не освещена, и сама Луна не видна. Совершая свой ежемесячный цикл вокруг Земли, Луна иногда проходит между нею и Солнцем. Видимые размеры Луны и Солнца  почти одинаковы: диаметр Солнца в 400 раз превышает лунный, однако оно находится в 400 раз дальше. Это чистое совпадение, но какая удача для нас! По этим причинам Луна во время своего движения периодически частично или полностью заслоняет Солнце – такое явление называется солнечным затмением.

·        Рассказать о лунном затмении

В отличие от солнечных лунные затмения представляют собой физическое явление прохождения Луны сквозь земную тень.

В этот момент Луна, Земля и Солнце находятся на одной линии, причем Земля загораживает собой Солнце от Луны. То есть лунное затмение всегда происходит в полнолуние. Во время лунного затмения на Земле можно видеть частично или полностью затененную Луну. Лунное затмение можно наблюдать на половине территории Земли - там, где на момент затмения Луна находится над горизонтом.

Диаметр тени Земли в 2,5 раза больше диаметра Луны, поэтому тень Земли может накрыть диск Луны целиком. Такое затмение называется полным. Когда Луна погружена в земную тень лишь частично, говорят о частном лунном затмении.

3.     Постановка цели урока

Сегодня мы познакомимся с явлением отражения света, который также описывается законом. Кроме того, мы поговорим об отражающих свет поверхностях, в частности о плоском зеркале. Запишите тему урока: «Отражение света. Закон отражения света».

4.     Изложение нового материала

Чтобы говорить об отражении света, нам нужно рассмотреть, что происходит на границе раздела двух сред, причём обе среды прозрачные, например: воздух – стекло, воздух – вода, вода – стекло и т.д.

Если от точечного источника света падает световой пучок на границу раздела двух сред, то часть лучей перейдёт в другую среду, а часть отразится.

Отражение света – явление, при котором часть падающих световых лучей отражается, то есть возвращается в ту среду, из которой свет упал на границу раздела двух сред.

Вторая часть лучей проходит через границу раздела сред и попадает во вторую среду. Эти лучи называются преломлёнными.

Законы отражения света были известны ещё в Древнем Египте: всем известные египетские пирамиды были построены со знанием законов отражения света и прямолинейного распространения света.

Законы отражения света:

1.                   Луч падающий, луч отражённый и перпендикуляр, восставленный в точку падения луча, лежат в одной плоскости.

2.                   Угол падения луча равен углу отражения луча.

ОА – луч падающий

ОВ – луч отражённый

О – точка падения луча

ОС – перпендикуляр, восстановленный в точку падения луча

 угол падения – угол между перпендикуляром и лучом падающим

угол отражения - угол между перпендикуляром и лучом отражённым

Есть поверхности, от которых мы наблюдаем отражение света каждый день, - зеркало.

Отражение бывает двух видов (показать рисунок):

1)      диффузное – отражение от достаточно шероховатой поверхности (например, от белой бумаги, учебника). В этом случаем на поверхность падают параллельные лучи света, а вот отражённые лучи не параллельны, то есть лучи отражаются в разных направлениях;

2)      зеркальное – отражение от достаточно гладкой поверхности, при котором на эту поверхность падают параллельные лучи, и отражаются от поверхности также лучи параллельные.

Зеркало – тело, которое создаёт изображение предметов, а также источников света.

Только зеркало может создавать изображение источников света.

Законы отражения очень важны при создании оптических приборов (телескоп, перископ, микроскоп и т.д.)

Вспомните мультфильм «Крошка Енот», когда главный герой, глядясь в пруд, видел там своё отражение, грозил ему кулаком, махал на него палкой. Тот, кто сидел в пруду, делал то же самое. Конфликт был исчерпан, когда Крошка Енот улыбнулся тому, кто сидел в пруду, и тот улыбнулся в ответ.

Каждое утро каждый из нас встречает того, кто стоит за зеркалом и повторяет все наши движения.

Зеркало – гладкая поверхность, отражающая излучение.

Оптические зеркала – это полированные металлы или стёкла. Они отражают весь видимый свет, то есть возвращают наблюдателю изображение.

Зеркала бывают трёх видов: плоские, вогнутые и выпуклые.

Плоское зеркало – плоская поверхность, зеркально отражающая свет.

Рассмотрим, как получается изображение в плоском зеркале.

Конечно, никакого двойника в зеркале нет, мы видим в зеркале лишь своё отражение, которого не существует. Наша задача – научиться получать это изображение схематически (Проговаривая, учитель делает чертёж).

Пусть из точечного источника S на поверхность плоского зеркала падает расходящийся пучок света. Из множества падающих лучей выделим три: SО, SО₁, SО₂. Пользуясь законами отражения света, построим отражённые лучи, которые также пойдут расходящимся пучком. Если продолжить их в противоположном направлении за зеркалом, все они пересекутся в одной точке S₁, хотя никакого источника света в точке S₁ нет. Поэтому точка S₁ называется мнимым изображением точки S. Световая энергия в эту точку не попадает. Свет из точки S₁ не излучается, нам только кажется, что он излучается из этой точки.

План построения

1. Для нахождения изображения точки достаточно опустить из неё на зеркало или его продолжение перпендикуляр и продолжить его на такое же расстояние за зеркало.

2. Изображение предмета в плоском зеркале равно по размеру самому предмету и находится на таком же расстоянии за зеркалом, на каком предмет находится перед зеркалом и является мнимым.

Оптическое изображение – это картина, получаемая в результате прохождения через оптическую систему световых лучей, распространяющихся от объекта, и воспроизводящая его контуры и детали.

 Соответствие объекту достигается, когда каждая из его точек изображается точкой хотя бы приблизительно. При этом различают два случая:

1) действительное изображение – после всех отражений и преломлений лучи, вышедшие из одной точки, собираются в одну точку.

Действительное изображение нельзя видеть непосредственно, но можно увидеть его проекцию, просто поставив рассеивающий экран. Действительное изображение создаётся такими оптическими системами, как объектив кинопроектора или фотоаппарата, собирающая линза.

2) мнимое изображение – каждой точке предмета соответствует пучок лучей, причём если продолжить их в противоположную сторону, то они сойдутся в одной точке. Возникает видимость, что пучок выходит именно оттуда.

Мнимое изображение можно увидеть глазом. Создаётся такими оптическими системами, как бинокль, микроскоп, лупа, плоское зеркало.

Выясним, как располагаются предмет и его изображение относительно зеркала.

Проблемный эксперимент

Перед стеклом (которое заменит зеркало) поставим зажженную свечу, а по другую сторону стекла поставим такую же по размерам  незажженную свечу, симметрично первой. Передвигая вторую свечу, найдем такое положение, при котором вторая свеча будет казаться зажженной. Это значит, что незажженная свеча находится на том же месте, где наблюдается изображение зажженной свечи. Измерив расстояние от свечи до стекла и от ее изображения до стекла, убедимся, что эти расстояния одинаковы. Из проведенного эксперимента записываем  вывод: изображение предмета в плоском зеркале всегда является

·  мнимым;

·  прямым,

·  равным по размеру самому предмету;

·  находится на таком же расстоянии за зеркалом, на каком предмет расположен перед ним.

Предмет и его изображение в плоском зеркале представляет собой не тождественные, а симметричные фигуры. Например, зеркальное изображение правой руки представляют собой как будто бы левую руку.

Фронтальный эксперимент

Поставим на лист картона два зеркала, расположенных под прямым углом друг к другу. Перед зеркалом поставим зажженную свечу. Сколько изображений вы видите в зеркале?

Зависимость числа изображений в зеркале от угла между зеркалами имеет вид:

Угол между зеркалами	Число изображений в зеркале
90о	3
60о	5
45о	7
30о	11

Одним из курьезов фотографического искусства являются снимки, на которых фотографируемый изображен в пяти различных поворотах. Такие фотографии дают полное представление о характерных особенностях оригинала, здесь сразу получается лицо в нескольких поворотах, среди которых больше возможности уловить самый характерный. Как получаются такие фотографии? Конечно же, с помощью зеркал. Фотографируемый садится спиной к аппарату и лицом к двум отвесным плоским зеркалам под углом в 72^о. Такая пара зеркал дает четыре изображения, повернутых различным образом по отношению к аппарату. Эти изображения плюс натуральный объект и фотографируются аппаратом.

5.     Закрепление изученного материала

1) В чем состоит закон отражения света?

2) Чему равен угол падения, если угол между лучом падающим и лучом отраженным равен 60⁰? 90⁰? 128⁰?

3) В чем разница диффузного и зеркального отражения? Приведите примеры.

4) Для чего одежду сталеваров металлизируют (покрывают тонким слоем фольги)? (Чтобы фольга отражала свет и тело человека не перегревалось)

5) На сколько градусов отклонится отраженный от зеркала луч, если зеркало повернуть на угол равный 15⁰?

6. Подведение итогов урока. Оценивание учащихся

7. Домашнее задание: §§ 32,33 (читать), выучить конспект; подготовить мини-проекты по темам (на выбор)

Темы проектов:

1.     История создания зеркал

2.     Применение плоских зеркал

3.     Интересные факты о зеркалах

4.     Зеркала и зазеркалье в литературе и кинематографе

5.     Зеркала в фольклоре, поверьях, мифах