Конспект урока по физике на тему "Дисперсия света. Цвета тел."

Тема урока: Дисперсия света. Цвета тел.

Цели и задачи урока:

Усвоение основного материала:

1.                 Явление дисперсии (зависимость показателя преломления света от частоты его колебаний);

2.                 При падении света на границу раздела двух прозрачных сред световые лучи различной цветности преломляются по-разному (наиболее сильно-фиолетовые лучи, менее других - красные).

3.                 Белый цвет имеет сложную структуру.

4.                 Призма не изменяет цвет, а лишь разлагает его на составные части.

5.                 Цвет - характеристика, приписываемая объекту человеком в процессе его зрительного восприятия, объективная же характеристика - длина электромагнитной волны.

Оборудование:

1.     Призма «Флинт», экран.

2.     Источник питания, лампочка, ключ, резисторы разного сопротивления, соединительные провода. Зеркало, плоскопараллельная пластинка, транспортир, линейка, лист белой бумаги.

Ход урока:

1. Актуализация знаний.

Объявляю тему урока.

2. Изучение новой темы.

Солнечный свет всегда был и остаётся для человека символом радости, вечной юности, всего лучшего, что может быть в жизни.

   Пусть всегда будет солнце

Пусть всегда будет небо.

Такие слова есть в известной песне (автор слов: Л. Ошанин). Свет - это электромагнитные волны и ничего больше.

Длина световой волны очень мала. Представьте себе среднюю морскую волну, которая увеличилась бы настолько, что заняла бы весь Атлантический океан - от Америки до Лиссабона в Европе. Длина световой волны при том же увеличении лишь не намного превысила бы ширину страницу книги.

-Откуда берутся эти электромагнитные волны

- Источник их - Солнце.

Вместе с видимым излучением Солнце посылает нам тепловое излучение, инфракрасное и ультрафиолетовое. Высокая температура Солнца - главная причина рождения этих электромагнитных волн.

Солнечный свет имеет много тайн. Одна из них - явление дисперсии. Первым его обнаружил великий английский физик Исаак Ньютон в 1666 году, занимаясь усовершенствованием телескопа.

Это открытие стало в истории науки весьма значительным. На погребении учёного есть надпись с такими словами: «Здесь покоится сэр Исаак Ньютон, дворянин, который первый доказал с факелом математики движение планет, пути комет и приливы океанов. Он исследовал различие световых лучей и проявляющиеся при этом различные свойства цветов, чего ранее никто не подозревал. Пусть смертные радуются, что существовало такое украшение рода человеческого».  

Опыт Ньютона был гениально прост: пучок солнечного света, прошедшего через отверстие в ставне, учёный направил на призму и увидел на противоположной стене яркую цветную полоску. Эту полоску он и назвал спектром (от латинского слова «видение»), а само видение назвали «дисперсия», от латинского слова «разбрасываю».

Мы воспроизведём опыт Ньютона, но с другим оборудованием.

(Демонстрация).

- Сколько цветов вы увидели?

- Семь.

- Каких?

Ученики перечисляют: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый.

- Не напоминает ли вам увиденный спектр радугу?

- Сколько цветов в солнечном спектре и в радуге?

Общая уверенность, что цветов семь - одно из заблуждений. Предлагаю ещё раз вглядеться в спектр. Отчётливо видно только пять цветов: красный, жёлтый, зелёный, голубой, фиолетовый. Назовём их основными. Они не имеют резких границ, а переходят один в другой постепенно, так что кроме основных цветов различаются промежуточные оттенки. Значит в солнечном спектре либо пять цветов, либо девять, если считать ещё промежуточные (красно-жёлтый, жёлто-зелёный, зелёно-голубой, фиолетово-голубой).

Ньютон первоначально различал тоже только пять цветов. Описывая свой знаменитый опыт, он говорил: «Спектр оказался окрашенным и притом так, что часть наименее преломлённая, была красною; верхняя же, наиболее преломлённая часть у конца окрашена в фиолетовый цвет. Пространство между этими крайними цветами имело жёлтую, зелёную и голубую окраску».

-Откуда же появилось число семь?

Стремясь создать соответствие между числом цветов спектра и числом основных тонов музыкальной гаммы, Ньютон добавил к пяти цветам ещё два. Это пристрастие к числу семь - в сущности отголосок астрологии и древнего учения о «музыке сфер» (поговорка «на седьмом небе»). Что же касается радуги, то здесь не удаётся заметить и пяти оттенков. Обычно мы видим три цвета: красный, зелёный и фиолетовый; иногда различается жёлтый; иногда радуга заключает довольно широкую белою полосу. Можно сказать, что пять основных цветов тоже условны. Если учитывать каждый поддающийся улавливанию с помощью приборов оттенок цвета, то в спектре, можно насчитать их свыше 150.

(Проводим запись в тетрадях):

Белый цвет имеет сложную структуру;

Призма разложила белый цвет на составляющие части.

Далее знакомимся с тем, что показатели преломления для различных цветов разные. Красный:п=1,73, фиолетовый: п=1,80.

Вывод (в тетрадь):

Наиболее преломляются фиолетовые лучи, меньше других - красные.

Ньютон объяснял этот факт на основе корпускулярной теории следующим образом: фиолетовый цвет состоит из маленьких корпускул (частиц), а красный – из больших, массивных. Поэтому частицы фиолетового цвета легче меняют свою траекторию и отклоняются сильнее, чем частицы красного цвета.

Задание учащимся:

Рассчитать, пользуясь формулой п = с, значение скоростей для красного и фиолетового света.

Вывод:

Скорость красного света больше скорости фиолетового, скорость лучей в веществе зависит от их цвета.   

- А как вы думаете, можно ли наблюдать дисперсию красного света 

(после рассуждений):

Красный свет на составляющие не разлагается; у него дисперсия не наблюдается.

Теперь рассмотрим, каким образом глаз воспринимает цвет предметов. После открытия дисперсии света основной величиной, определяющей цвет света, стала длина его волны. Главный цветоприёмник – сетчатка глаза. Зная длину волны испущенного и условия его распространения, можно наперёд с высокой степенью точности сказать, какой цвет увидит глаз.

Может быть так, что сетчатка глаза плохо воспринимает один из основных цветов или совсем на него не реагирует. Тогда у этого человека нарушается цветоощущение. Такой недостаток зрения называется дальтонизмом по имени английского учёного Д.Дальтона, который сам страдал таким расстройством зрения и впервые описал его. Дальтоников не допускают к вождению транспорта. Хорошее цветоощущение очень важно для людей ряда профессий: моряков, лётчиков, хирургов, художников. Созданы специальные приборы – аномалоскопы для исследования нарушений цветного зрения.

Восприятие цвета человеком связано с большими эмоциями. Один из первых исследователей цвета, известный немецкий поэт И.В.Гёте, писал о возможностях цвета создавать настроение: жёлтый – веселит и бодрит, зелёный – умиротворяет, синий – вызывает грусть. Цвет делает вещи «тяжёлыми», «лёгкими», «холодными», «горячими». Наиболее благоприятное влияние на производительность труда оказывают зелёный и жёлтый цвета: они обостряют зрение, ускоряют реакции, обостряют слух. Красный цвет возбуждает; это цвет победы, революции, подъёма. Длительное действие красного цвета создаёт усталость. Зелёный цвет помогает быстро снять болевые ощущения. Во Франции, вблизи Парижа, есть неврологическая клиника, где лечат цветом.

В светофоре должны стоять лампочки разной мощности. Если этого не учитывать, то в яркий солнечный день красный сигнал светофора будет казаться тусклым.

(Обсуждаем график). Чувствительность глаза к зелёному цвету – 1, к жёлтому – 0,91, к красному -0,1. Мощность ламп должна быть обратно пропорциональна спектральной чувствительности. Поэтому, если, например, мощность лампы в жёлтом фонаре -110 Вт, то в зелёном должно быть – 100 Вт, а в красном – 1000 Вт.

     3. Закрепление полученных знаний.

Работа в р/т стр.114.  

     4. Итог урока. Домашнее задание. §60-64 ? Упр.49 (2).