Разработка открытого урока на тему "Дисперсия света"

Открытый урок на тему: «Дисперсия света»

Цели урока:

v  сформировать представление о явлении дисперсии, научить учащихся отличать явление дисперсии света в различных ситуациях, пояснять суть явления с точки зрения электромагнитной теории  и приводить примеры подобных явлений в природе.

v  воспитание информационной культуры учащихся, внимательности, аккуратности, дисциплинированности, усидчивости.

v  развитие познавательных интересов, навыков работы, самоконтроля, умения конспектировать.

Тип урока: урок усвоения новых знаний.

Оборудование и дополнительные материалы:

доска, компьютер, мультимедийный проектор, экран, компьютерная презентация, карточки с вопросами, карточки оценки знаний, спектроскоп (призма) прямого зрения.

План урока:

1.      Организационный момент – 2 мин

2.      Проверка домашнего задания – 7 мин

3.      Изучение нового материала – 40 мин

4.      Рефлексия результатов знаний учащимися – 7 мин

5.      Закрепление знаний. Решение задач – 30 мин

6.      Итог урока – 3 мин

7.      Запись домашнего задания – 1 мин

Ход урока

1.      Организационный момент

Приветствие. Готовность к уроку. Отметка в журнале присутствующих и отсутствующих.

2.      Проверка домашнего задания

В качестве проверки ваших знаний вспомним, что же мы уже изучили о световых явлениях.

Повторение пройденного материала проведем в виде фронтального опроса или в виде карточек:

1.        Как обозначают скорость света и чему он равен?

2.        Напишите закон отражения света.

3.        Напишите закон преломления света.

4.        Нарисовать луч падающий, и луч отраженный.

5.        Нарисовать луч падающий, и луч преломленный.

6.        Как обозначают относительный показатель преломления среды и чему он равен?

3.          Изучение нового материала

Сегодня мы продолжим разговор о световых явлениях и законах распространения света

Свет имеет еще много тайн. Одна из них – явление дисперсии.

Тема нашего урока «Дисперсия»

Цель урока: дать понятие о дисперсии света и объяснить ее с точки зрения электромагнитной теории, объяснить происхождение цветов окружающих нас тел.

Слово «дисперсия» происходит от латинского слова dispersio, означает «разложение света».

Дисперсия света – это явление, обусловленное зависимостью абсолютного показателя преломления света, от частоты колебаний (или длины волны).

(Прочитать определение еще раз)

В 1676 году англ. физик Исаак Ньютон обратил внимание на радужную окраску изображений звезд в телескопе. Он заинтересовался этим явлением и поставил опыт. Ньютон направил световой пучок малого поперечного сечения на призму. Пучок солнечного света проходил в затемненную комнату через маленькое отверстие в ставне. Падая на стеклянную призму, он преломлялся и давал на противоположной стене удлиненное изображение с радужным чередованием цветов. Эту радужную полоску Ньютон назвал спектром. Замечательно, что этот опыт пережил столетия, и его методика без существенных изменений используется до сих пор.

Проделав опыт, Ньютон сделал вывод, что белый свет состоит из семи основных цветов: к, о, ж, з, г, с, ф. Их совместное действие дает нам ощущение белого света, а после прохождения через призму эти цвета разделяются. Ньютон доказал это, направив эту радужную полосу на вторую призму и получив опять белый свет.

Луч белого света, проходя через трехгранную призму, не только отклоняется, но и разлагается на составляющие цветные лучи. Это явление установил Исаак Ньютон, проведя серию опытов.

Дисперсия света на стеклянной призме

·         Дисперсия света на стеклянной призме позволяет разложить световой пучок на спектральные составляющие, распространяющиеся под разными углами к первоначальному направлению.

 

Явление разложения белого света в спектр получило название «дисперсия».

·         Дисперсия света (разложение света) – это явление, обусловленное зависимостью абсолютного показателя преломления вещества от частоты (или длины волны) света (частотная дисперсия), или, то же самое, зависимость фазовой скорости света в веществе от длины волны (или частоты). Экспериментально открыта Ньютоном около 1672 года.

Зависимость показателя преломления света от его цвета называется дисперсией.

Запомни фразу, начальные буквы слов которой дают последовательность цветов спектра:

«Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан».

Дисперсия света на стеклянной призме

·         Дисперсия света на стеклянной призме позволяет разложить световой пучок на спектральные составляющие, распространяющиеся под разными углами к первоначальному направлению.

Как объяснить цвет любого предмета?

- белая бумага отражает все падающие на нее лучи различных цветов

- красный предмет отражает только лучи красного цвета, а лучи остальных цветов поглощает

- глаз воспринимает отраженные от предмета лучи определенной длины волны и таким образом воспринимает цвет предмета.

Согласно теории цветовое зрения Юнга-Гемгольца ощущение любого цвета можно получить смешиванием спектрально чистых излучений красного, зеленого и синего цвета. На анимации нагадывающиеся области этих трёх цветов выглядят как белое пятно.

1 вывод Ньютона: свет имеет сложную структуру, т.е. белый свет содержит электромагнитные волны разных частот.

2 вывод Ньютона: свет различного цвета отличается степенью преломляемости, т.е. характеризуется разными показателями преломления в данной среде.

Наиболее сильно преломляются  фиолетовые лучи, меньше всего – красные

Дисперсия – зависимость показателя преломления света от его цвета (т.е. от частоты световой волны, она не меняется при переходе из одной среды в другую!!!).

                        n = c/v,     в среде:  λ= v / v                                      λ меняется!!!

n уменьшается с увеличением длины волны света.

Где можно наблюдать явление дисперсии?

- при прохождении света через призму

- преломление света в водяных каплях, например, на траве или в атмосфере при образовании радуги

- вокруг фонарей в тумане.

Дисперсия света в природе и искусстве

Радуга, чьи цвета обусловлены дисперсией, — один из ключевых образов культуры и искусства.

Благодаря дисперсии света, можно наблюдать цветную «игру света» на гранях бриллианта и других прозрачных гранёных предметов или материалов.

В той или иной степени радужные эффекты обнаруживаются достаточно часто при прохождении света через почти любые прозрачные предметы.

Радуга возникает из-за того, что солнечный свет испытывает преломление в капельках воды, взвешенных в воздухе. Эти капельки  по-разному отклоняют свет разных цветов (Красный свет отклоняется на 137 градусов 30 минут, а фиолетовый на 139°20), в результате чего белый свет разлагается в спектр. Наблюдателю кажется, что из пространства по концентрическим кругам (дугам) исходит разноцветное свечение (при этом источник яркого света всегда находится за спиной наблюдателя).

4.           Рефлексия результатов знаний учащимися

Ответьте на вопросы:

1. Какое физическое явление называют дисперсией?

Ответ: Дисперсия – это зависимость скорости света в веществе от частоты волны.

2. Какая зависимость абсолютного показателя преломления стекла от частоты следует из опыта Ньютона?

Ответ: С увеличением частоты света увеличивается абсолютный показатель преломления.

3. Как время запаздывания световой волны зависит от амплитуды вторичной волны? Как амплитуда вторичной волны зависит от частоты света?

Ответ: Амплитуда вторичной волны пропорциональна модулю разности квадратов частоты собственных колебаний и данной частоты. Время запаздывания тем больше, чем больше амплитуда вторичной волны.

Проведите следующий эксперимент по наблюдению дисперсии света и опишите то, что вы видите. Грамотное объяснение – 2 балла каждому учащимся. Посмотрите через спектроскоп (призму) прямого зрения. Что вы видите, глядя через спектроскоп (призму) прямого зрения?

5.       Закрепление знаний. Решение задач

Задача ЕГЭ

Решение задач с учебника § 58 задача №1 – 2

6.        Итог урока

Подведение итога урока.

Выводы:

v призма разлагает свет

v белый свет является сложным (составным)

v  фиолетовые лучи преломляются сильнее красных.

Цвет луча света определяется его частотой колебаний. При переходе из одной среды в другую изменяются скорость света и длина волны, а частота, определяющая цвет остается постоянной.

Выставление оценок в журнал. Молодых Андрей – 5, Миренюк Михаил – 5, Филиппов Артем – 5, Бочкарев Никита – 4, Назимов Артем – 3, Вяткин Владислав – 4, Каушнян Константин – 3, Монгуш Кежик - 4.

7.        Запись домашнего задания

§ 57-58 вопросы, § 58 №3. Касьянов В. А. Физика. 11 кл.: