Методическая разработка теоретического занятия по физике "Дифракция света. Интерференция света".

  Департамент охраны здоровья населения Кемеровской области

 ГБПОУ «Кемеровский областной медицинский колледж»

Прокопьевский филиал

Методическая разработка теоретического  занятия

Дисциплины ОДБ.11 Физика

 Для специальностей: 34.02.01 Сестринское дело, 31.02.02 Акушерское дело

Занятие № 16 "Интерференция света. Дифракция света".

Тема 5.2.    Волновые свойства света

Составлена:  Морозовой О.В.

2018  г.

Обучающая цель: З 3, З 4, У 1, У 4, У 5, ОК 3, ОК 6, ОК 12

Студент должен знать:

З 3: смысл физических законов классической механики, всемирного тяготения, сохранения энергии, импульса и электрического заряда, термодинамики, электромагнитной индукции, фотоэффекта;

З 4: вклад российских и зарубежных ученых, оказавших наибольшее влияние на развитие физики.

Знать определения интерференции, дифракции, дифракционной решётки. Знать формулу интерференции формулу дифракции.

Студент должен уметь:

У 1: описывать и объяснять физические явления и свойства тел: движение небесных тел и искусственных спутников Земли; свойства газов, жидкостей и твердых тел; электромагнитную индукцию, распространение электромагнитных волн; волновые свойства света; излучение и поглощение света атомом; фотоэффект;

У 4: воспринимать и на основе полученных знаний самостоятельно оценивать информацию, содержащуюся в сообщениях СМИ, Интернете, научно-популярных статьях;

У 5: использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни для: обеспечения безопасности жизнедеятельности в процессе использования транспортных средств, бытовых электроприборов, средств радио- и телекоммуникационной связи;

 Воспитательные цели:  

ОК 3: Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.

ОК 6: Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.

Развивающие  цели:

ОК 12: Организовывать рабочее место с соблюдением требований охраны труда, производственной санитарии, инфекционной и противопожарной безопасности.

Тип занятия:  урок изучения нового материала.

Вид занятия: комбинированное теоретическое занятие

Междисциплинарные связи: ОУД.11 Математика

Оснащение занятия:

·        технические средства : проектор, экран.

·        наглядные средства:

 Презентация " Интерференция и дифракция света".

Основные источники:

1.      Фирсов, А.В. Физика [Текст]: учебник для профессий и специальностей технического и естественно-научного профиля – Москва : ИЦ «Академия», 2017.

Дополнительные источники:

1.      Периодическое издание

Среднее профессиональное образование

Интернет-ресурсы:

1.      Федеральный центр информационно-образовательных ресурсов  [Электронный ресурс] // http://www.fcior.edu.ru  - 23.05.2016. – доступ свободный. – заглавие с экрана.

2.      Единое окно доступа к образовательным ресурсам [Электронный ресурс] // http:// www.window.edu.ru  - 23.05.2017. – доступ свободный. – заглавие с экрана.

3.      Научно-популярный физико-математический журнал "Квант" [Электронный ресурс] // http:// www.kvant.mccme.ru  - 23.05.2017. – доступ свободный. – заглавие с экрана.

4.      Естественно-научный журнал для молодежи "Путь в науку". [Электронный ресурс] // http://yos.ru/natural-sciences.html - 23.05.2017. – доступ свободный. – заглавие с экрана.

5.      Сайт для преподавателей физики, учащихся и их родителей . [Электронный ресурс] // http://www.fizika.ru  - 23.05.2017. – доступ свободный. – заглавие с экрана.

Структура занятия

1.     Организационный момент.

2.     Проверка внеаудиторной самостоятельной работы

3.     Проверка домашнего задания

4.     Постановка целей и задач занятия.

5.     Мотивация.

6.     Актуализация опорных знаний

7.     Изложение нового материала.

8.     Закрепление изученного материала.

9.     Подведение итогов занятия, рефлексия

10. Домашнее задание

Ход занятия

№ п/п	Элементы занятия, учебные вопросы	(мин) примерное	Методы и приемы обучения
1.	Организационный момент	3
	1.1. Приветствие студентов, проверка отсутствующих.		Словесный метод
	1.2. Освещение плана занятия.
2	Проверка внеаудиторной самостоятельной работы: СРС: Решение задач по теме " Законы отражения и преломления света" 5.     Определить фокусное расстояние рассеивающей линзы, если предмет находится от линзы на расстоянии 15см, а его изображение получается на расстоянии 6см от линзы. 6.     Фокусное расстояние  собирающей линзы  равно 50 см. Предмет помещен на расстоянии 60 см от линзы. На каком  расстоянии от линзы получиться изображение?	7	Записывают задачи на доске 2 человека
3	Проверка домашнего задания: Прочитайте текст и устно ответьте на вопросы к нему. Текст в приложении 1.	10	Фронтальный опрос
4	Постановка целей и задач  занятия: Цели: Знать определения: интерференции, дифракции, дифракционной решётки. Знать формулу интерференции формулу дифракции. Задачи: Применять формулы дифракции и интерференции при решении задач.	2	Словесные методы
5	Мотивация:     Сегодня мы рассмотрим свойства света: дифракция и интерференция. Благодаря этим свойствам была изобретена голограмма, которая находит широкое применение в технике а так же медицине.     Так, например, хирурги смогут тактильно исследовать голографические снимки, полученные методом компьютерной томографии.	3	Словесные методы
6	Актуализация опорных знаний: На улице из-за угла мы хорошо слышим, что едет автомобиль, хотя не видим его. Таким образом, звуковые волны достигают нашего уха, "заворачивая за угол"! Может ли свет завернуть за угол? Явление огибания волнами препятствий получило название дифракции. Для проявления дифракции размеры препятствий должны быть меньше или сравнимы с длиной волны. Поэтому в примере с машиной звук "завернул за угол", а свет - нет.	5	Беседа
7	Изложение нового материала: (конспект в Приложении 2).	30	Объяснение с опорой на презентацию
8	Закрепление нового материала: 1.     Решение задач: Приложение 2. 2.     Самостоятельная работа по тексту.  Приложение 3.	25	Решение задач у доски с объяснением
9	Подведение итогов занятия, рефлексия: Продолжите фразы:       - сегодня на уроке я познакомился…       - сегодня на уроке мне понравилось…	3	Самооценка собственной учебной деятельности
10	Домашнее задание: §179-184, стр.256-264.	2	Инструктаж преподавателя

Приложение 1.

Прочитайте текст. Ответьте на вопросы.

Оптические приборы в медицине.

        Сферические зеркала бывают выпуклыми и вогнутыми. Если на вогнутое сферическое зеркало падает пучок лучей, параллельный главной оптической оси, то после отражения от зеркала лучи пересекутся в точке, которая называется главным фокусом зеркала. Расстояние от главного фокуса до полюса зеркала называется фокусным расстоянием сферического зеркала. У вогнутого сферического зеркала главный фокус действительный. Он расположен посередине между центром и полюсом зеркала. Вогнутые зеркала увеличивают предметы, а выпуклые уменьшаю изображение, но расширяют обзор.

       Вогнутые зеркала применяют в медицине. Например, вы все бывали на приёме у врача – окулиста. Он проверяет остроту вашего зрения, а затем приглашает в затемнённую комнату, где через глазное зеркало, называемое офтальмоскопом, рассматривает ваше глазное дно.

     Глазное зеркало – офтальмоскоп – сферическое зеркало с небольшим отверстием в центре. Если луч света от лампы, расположенной несколько сбоку, направить с помощью офтальмоскопа в исследуемый глаз, то лучи пройдут до сетчатки, частично отразятся от неё и выйдут назад. Эти отражённые сетчаткой глаза пациента лучи попадают через отверстие в зеркале в глаз врача и врач видит изображение глазного дна обследуемого человека. Для увеличения этого изображения врач часто рассматривает ваш глаз через собирающую линзу, используя её как лупу.

     В медицине отоларингологи и стоматологи пользуются вогнутыми зеркалами. Отоларинголог с помощью вогнутого зеркала рассматривает уши, горло, нос.

           В конце XX века физики создали новый медицинский прибор, позволяющий врачу увидеть изнутри трахеи, бронхи, желудок, пищевод пациента. Это исследование называется эндоскопия.

        Называется этот  прибор эндоскоп. Состоит эндоскоп из миниатюрного источника света и смотровой трубки – сложного оптического прибора, состоящего из большого числа линз и призм. При проведении исследования желудка пациент заглатывает эндоскоп, и, продвигаясь по пищеводу, эндоскоп оказывается в желудке. Источник света освещает желудок изнутри, и отраженные стенками желудка лучи проходят через смотровую трубку и выводятся в глаз врача через специальные световоды.

    Световоды представляют собой волоконные оптические трубки, толщина которых соизмерима с толщиной человеческого волоса. Световой сигнал вследствие явления полного внутреннего отражения стенок трубки полностью и без искажения передаётся в глаз врача или на экран телевизора.

    С помощью эндоскопа врач может также ввести в нужное место лекарственные вещества, остановить кровотечение, облучать злокачественную опухоль, делать операцию на сердце без разрезания грудной клетки, вводя оптоволокном луч лазера.

Вопросы:

1.      Какие оптические приборы используются в медицине?

2.      На чём основан принцип действия офтальмоскопа?

3.      Каким оптическим прибором пользуются врачи отоларингологи и стоматологи?

4.      На каком физическом явлении основан принцип работы эндоскопа?

5.      Для чего применяют эндоскопы?

Приложение 2.

Содержание нового материала.

Интерференция

Интерференция - сложение в пространстве двух (или нескольких) волн, при котором в разных его точках получается усиление или ослабление амплитуды результирующей волны. Явление характерно для волн любой природы: звуковых волн, волн на поверхности воды, электромагнитных волн и др.

Устойчивую интерференционную картину дают только когерентные волны, т.е. волны, имеющие одинаковые частоты и постоянную во времени разность фаз колебаний.

Пусть в точку А пришли две волны одинаковой частоты, прошедшие перед этим различные расстояния l₁ и l₂ от своих источников.

Амплитуда результирующего колебания зависит от величины, называемой разностью хода волн.

Если разность хода равна целому числу волн, то волны приходят в точку синфазно. Складываясь, волны усиливают друг друга и дают колебание с удвоенной амплитудой.

Если разность хода равна нечетному числу полуволн, то волны приходят в точку А в противофазе. В этом случае они гасят друг друга, амплитуда результирующего колебания равна нулю.

В других точках пространства наблюдается частичное усиление или ослабление результирующей волны.

Опыт Юнга

В 1802 г. английский ученый Томас Юнг поставил опыт, в котором наблюдал интерференцию света. Свет из узкой щели S, падал на экран с двумя близко расположенными щелями S₁ и S₂. Проходя через каждую из щелей, световой пучок расширялся, и на белом экране световые пучки, прошедшие через щели S₁ и S₂, перекрывались. В области перекрытия световых пучков наблюдалась интерференционная картина в виде чередующихся светлых и темных полос.

Ход луча в мыльной пленке

На рисунке изображена в разрезе сильно увеличенная по толщине мыльная пленка. Пусть в точке А пленки попадает световая волна. Часть света отражается от этой поверхности, а часть - преломляется, проходит внутрь пленки и отражается от ее поверхности в точке В. Эти два отраженных пучка света имеют одинаковую частоту, поскольку исходят от одного источника. Складываясь, они образуют интерференционную картину.

С интерференционными явлениями мы сталкиваемся довольно часто: цвета масляных пятен, рисунки на крыльях некоторых бабочек и жуков и др.

Дифракция света

Дифракционная решетка

Дифракционная решетка представляет собой совокупность большого числа равноотстоящих щелей, нанесенных на стеклянной или металлической поверхности.

Период решетки d - это сумма ширины щели b и расстояния между щелями a.

Дифракция света на щели

Рассмотрим дифракцию света на щели. Предположим, что на щель шириной b падает волна и с помощью линзы собирается на экране. Лучи, пройдя через узкую щель, распространяются по всем направлениям за ней. Электромагнитные волны, проходящие различные участки щели, интерферируют между собой. На экране наблюдаются максимумы и минимумы освещенности.

Если разность хода для крайних лучей, идущих от верхнего и нижнего краев щели, составляет целое число длин волн, то, интерферируя, такие лучи гасят друг друга. Если нечетное число полуволн, то волны усиливают друг друга, наблюдается максимум.

Краткое описание документа:

Методическая разработка теоретического занятия по физике в СПО по теме " Дифракция света. Интерференция света" содержит: карту урока, содержание нового материала, приложение - текст с профильным содержанием. Для студентов 1 курса по специальности " Сестринское дело". Текст с вопросами используется для проверки домашнего задания по теме "Скорость распространения света. Законы отражения и преломления света. Линзы".