Конспект урока по физике на тему "Принцип Гюйгенса" (11 класс)

Название предмета	Физика
Класс	11
УМК	Физика. 11 класс. В.А. Касьянов (базовый уровень), 2014 год
Уровень обучения	базовый
Тема урока	Принцип Гюйгенса
Общее количество часов, отведённое на изучение темы	1
Место урока в системе уроков по теме	1 урок по теме «Волновые свойства света», 7 часов
Цель урока	Рассмотреть общие законы отражения и преломления любых волн на примере законов отражения и преломления света, используя принцип Гюйгенса.
Задачи урока	Обучающие: изучить закон отражения. Дать объяснение закону с точки зрения принципа Гюйгенса.
	Развивающие: развивать пространственное воображение посредством построения хода лучей в разных средах.
	Воспитательные: формирование умения организовывать собственную учебную деятельность, добросовестное отношение к учебному процессу.
Планируемые результаты	Умение строить ход лучей в различных средах, объяснять распространение лучей на основании принципа Гюйгенса.
Техническое обеспечение урока	Мультимедийный проектор, компьютер, демонстрационные схемы (либо по желанию демонстрационный эксперимент)
Дополнительное методическое и дидактическое обеспечение урока	Портреты ученых: Исаак Ньютон, Христиан Гюйгенс Рымкевич, А.П. Физика. Задачник. 10-11 кл. – М. Дрофа, 2010.

Содержание урока

1.      Организационный этап.

Приветствие обучающихся. Проверка явки и готовностиобучающихся к уроку.

2.      Постановка цели и задач урока. Мотивация учебной деятельности обучающихся.

Сегодня мы начинаем изучать новый раздел «Волновая оптика». Некоторые простейшие представления о волновой оптике вы получили в 8 классе при изучении раздела «Оптические явления». Вам уже знакомы основные законы геометрической оптики – закон отражения и закон преломления.

Почему световой луч ведет себя таким образом?

Для того, чтобы углубить, имеющиеся знания по волновой оптике, хочу немного рассказать вам о физиках, которые внесли весомый вклад в этот раздел физики.

(На экране компьютера по мере рассказа появляются изображения ученых:Исаак Ньютон, Христиан Гюйгенс)

В 17 веке возникли две теории о природе света. Одна из теорий связана с именем Ньютона, а другая с именем Гюйгенса. Ньютон придерживался так называемой корпускулярной теории света, согласно которой свет - это поток частиц, идущих от источника во все стороны. По Гюйгенсу свет-это волны. Обе теории длительное время существовали параллельно. Такое неопределенное положение относительно природы света длилось до начала 19 века, когда было впервые изучено явление дифракции и интерференции. Эти явления можно было объяснить только с помощью волновой теории света.

Гюйгенс сформулировал чрезвычайно полезный принцип, который мог предсказать, как ведет себя световая волна в конкретной ситуации. Принцип Гюйгенса относится к волновым явлениям любой природы.

3.      Актуализация знаний.

(На экране появляется изображение волнового фронта)

Вспомним понятия:

Что такое волновой фронт? (поверхность, все точки,  которой  колеблются в одинаковых фазах).

Что такое луч? (линия, в каждой точке перпендикулярная волновому фронту и указывающая на направление распространения волны).

Используя знания по волновой оптике, обучающиеся заполняют таблицу, в которой к каждому изображению в левом столбце необходимо дать пояснение (примерный вид таблицы №1).

Таблица №1. Оптические явления на границе раздела двух сред

Оптические явления на границе раздела двух сред.
	На границе раздела двух сред наблюдаются: отражение, преломление и поглощение света.  Отражение, преломление и поглощение излучения зависит от рода вещества, состояния поверхности, состава излучения и угла падения. Угол между падающим лучом и перпендикуляром – угол падения (α). Угол между перпендикуляром и отраженным лучом – угол отражения (γ). Угол между перпендикуляром и преломленным лучом – угол преломления (β).
	Отражение, при котором пучок параллельных лучей преобразуется врасходящийся, называется диффузным.
	Отражение, при котором пучок параллельных лучей остается параллельным, называется зеркальным.
	1. Луч падающий и луч отраженный лежат в одной плоскости с перпендикуляром к отражающей поверхности. 2.  Угол отражения луча равен углу его падения Δα=Δγ.
	Изображение в плоском зеркале: 1. мнимое – т.е. находится на пересечении продолжений лучей, а не самих лучей; 2. прямое – т.е. не перевернутое; 3. равное. Изображение любого предмета в плоском зеркале расположено относительно зеркала симметрично предмету. Для построения изображения предмета в плоском зеркале достаточно построить точки, симметричные точкам предмета.

4.      Первичное усвоение новых знаний

Принцип Гюйгенса (1690)

Каждая точка среды, до которой дошло возмущение, является источником вторичных сферических волн, огибающая которых показывает новое положение волнового фронта. Например, сферическая волна распространяется в изотропной среде, т. е. скорость волны одинакова по всем направлениям. Пусть в момент времени 1 фронт волны находится в положении 1. За время Δt вторичная волна от каждой точки волновой поверхности распространится на расстояние R=υ^.Δt по направлению луча. Огибающая этих элементарных волн (линия 2) определяет новое положение волнового фронта. Так ведут себя волны на поверхности воды: имеют форму окружностей. Используя рассмотренный принцип, можно объяснить отражение, дифракцию и другие явления.

Принцип Гюйгенса: каждая точка волнового фронта может рассматриваться как источник вторичных сферических волн, распространяющихся со скоростью света в данной среде.

• Исходя из этого принципа, легко доказать, что свет распространяется прямолинейно.
• Для механических волн принцип Гюйгенса имеет наглядное истолкование: частицы среды, до которых доходят колебания, колеблясь, сами приводят в движение соседние частицы, с которыми они взаимодействуют.

Отражение света

С помощью принципа Гюйгенса можно рассматривать закон отражения, известный вам из курса физики 8 класса.

(Слайд «Отражение плоской волны»).

Из элементарных геометрических соображений следует, что:

Падающий луч, отраженный луч и нормаль к поверхности в точке падения лежат в одной плоскости. Угол падения равен углу отражения.

Изобразите в тетради схему «Отражение плоской волны».

5.      Первичная проверка понимания.

Вопросы для организации беседы:

• Какие ученые внесли весомый вклад в развитие волновой оптики?
• Сформулируйте понятие волнового фронта, луча.
• Как вы понимаете принцип Гюйгенса?
• Закон отражения света.

6.      Первичное закрепление.

Достроить изображение (задачник Рымкевич А.П., № 183).

Решить расчетную задачу (работа у доски).

Определить угол отражения, если угол между падающим лучом и отраженным составляет 140⁰ (70⁰).

Определить угол между падающим лучом и отраженным, если луч падает под углом 35⁰ к поверхности зеркала (110⁰).

Решить качественную задачу.

Как будет выглядеть лужа на дороге в свете фар автомобиля для водителя? Для пешехода?

7.      Информация о домашнем задании, инструктаж по его выполнению.

§ 54, 55. Выучить определения, конспект.

Задачи 1,2 стр. 220

Построить ход лучей  в системе двух взаимно перпендикулярных зеркал, если угол между лучом и одним из зеркал 60⁰.

8.      Рефлексия (подведение итогов занятия)

На интерактивной доске выведен слайд с облаком "тегов", которые необходимо дополнить:

o    сегодня я узнал...

o    было трудно…

o    я научился…

o    я смог…

o    было интересно узнать, что…

Спасибо за урок!