Технологическая карта по физике на тему "Дисперсия света" (1 курс)

Рассмотрено                                                         Утверждаю

на заседании МС:                                               зам.директора по ООД:

________________                                                ____________ Садовникова О.М.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ   КАРТА  (ПЛАН)  УРОКА

ОДП.12 Физика

Группа, дата					Группа № 130 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта»
Тема урока					Дисперсия света
Цель урока					- формирование знаний у студентов о дисперсии, о спектральном составе белого света; - продолжить формирование умений устанавливать причинно-следственные связи между фактами, выдвигать гипотезы, их обосновывать и проверять достоверность; - продолжить формирование познавательного интереса к предмету «Физика»; коммуникативных умений.
Студент должен
Знать: - скорость света; - отражение света, закон отражения света; - преломление света, закон преломления света						Уметь: - определять скорость света в веществе; - находить угол отражения света; - определять показатель преломления среды
Формируемые компетенции
Показатель оценки результата					- Знать явление света – дисперсию; - Уметь определять дисперсионный спектр.
Межпредметные связи				Обеспечивающие дисциплины	ОДБ. 04 История ОДП.10 Математика ОДБ.02 Литература
				Обеспечиваемые дисциплины (модули, МДК)	МДК.01.01 Устройство, техническое обслуживание и ремонт узлов локомотива.
Средства обучения, оборудование					Мультимедиа, презентация, раздаточный материал (стеклянные пизмы).
Вид учебного занятия					Теоретический
Применяемые технологии					Информационно-коммуникативные технологии; технологии личностно-ориентированного обучения
Основная литература					1) Касьянов В.А "Физика" 2) Интернет-ресурсы.
Содержание урока
№ этапа			Этапы урока, учебные вопросы,  формы и методы обучения				Временная регламентация
1.			Организационный этап: (слайд 1) (слайд 1) - проверка готовности студентов к уроку; - проверка посещаемости.				1 мин.
2.		Мотивационный момент, формулирование целей урока: Сегодня на уроке мы рассмотрим очень интересное и необычное явление, благодаря которому можно видеть наш окружающий мир цветным. А почему мы можем с вами видеть красивые цвета, удивительные картины? Почему мир дарит нам целую гамму различных по красоте и неповторимости пейзажей? Ответ на эти вопросы вы сами дадите в конце урока. Чтобы назвать тему урока, отгадайте загадку? (слайд 2) Загадка. «Этот мост,что из жемчужен был построен, В воздухе основан весь в сиянье, Что с потоком водным только существует, И нет путника чтоб до него добрался, Взгляни в небо, ведь он РАДУГОЙ назвался.» Почему же у нас на Земле, возможно, такое замечательное  и красивое явление как радуга? Ответ на этот вопрос  науке и нам с вами помог дать известный английский учёный Исаак Ньютон: «Дисперсия света». (слайд 3) Дисперсия – звучит прекрасно слово, Прекрасно и явление само Оно нам с детства близко и знакомо, Мы наблюдали сотни раз его! Гром отгремел, стих летний ливень быстрый, И над умытой свежею землей Мостом бесплотным радуга повисла, Пленяя нас своею красотой Дисперсия здесь «руку приложила». Обычный белый лучик световой Она как будто в призме разложила Во встреченной им капле дождевой. (слайд 4) Итак, тема урока «Дисперсия света». Назовите цель урока: «Изучить явление дисперсии света». Запишите в тетрадях дату и тему урока.  Я попрошу ребят рассказать о И.Ньютоне, который открыл это явление.  (слайд 5) Сообщение. Исаак Ньютон - биография Исаак Ньютон родился 4 января 1643 г. в деревне Вульсторп, расположенной у восточного берега Англии, вблизи небольшого города Грэнтема, вскоре после смерти отца также Исаака Ньютона. Происходил он из обедневшего дворянского рода. Родственники и близкие Ньютонов — священники, доктора, аптекари, фермеры....  В сельской школе Ньютон научился читать, писать и считать. Затем родители послали его учиться в Грэнтем, в королевскую школу. В 1656 г. мать Ньютона овдовела второй раз, и Ньютону пришлось вернуться в 1658 г. в Вульсторп, чтобы помогать в хозяйстве. Помощником он оказался, по-видимому, плохим. Рассказывают, что дядя Ньютона, ученый священник Эйскоу, застал однажды юношу у забора в глубоком раздумье за решением математической задачи. Ньютон любил строить сложные, механические игрушки, модели водяных мельниц, самокаты, водяные и солнечные часы. Он занимался воздушными змеями, имитировал кометы, запускал змей ночью с бумажными цветными фонарями. Сам Ньютон говорил, что первый физический эксперимент он произвел в 36 лет: желая определить силу ветра во время бури, он измерял дальность своего прыжка по направлению и против ветра. Естественно, что склонность юноши к науке не осталась незамеченной. В 1660 г. 18-летний Ньютон, снова в Грэнтемской школе, спешно готовится к поступлению в Кембридж...					4 мин.
3.		Актуализация знаний:  (слайд 6) В своём трактате по оптике Ньютон писал: « Моё намерение – не объяснять свойства света гипотезами, но изложить и доказать их рассуждениями и опытами»   («Оптика» 1704 г.). Давайте эти очень точные высказывания о характере исследования возьмём эпиграфом к нашему уроку. Попробуем, следуя описаниям исторических опытов Ньютона по дисперсии света, воспроизвести некоторые из них и исследовать от чего же зависит преломляемость световых лучей, т. е. от чего зависит показатель преломления вещества, через которое распространяется свет? Но для начала вспомним. - Закон отражения света (угол отражения равен углу падения; падающий луч, отраженный луч и перпендикуляр, восстановленный в точке падения к отражающей поверхности, лежат в одной плоскости). - Какое физическое явление называется преломлением света? (изменение направления распространения волны при прохождении из одной среды в другую). - Закон преломления света (отношение синуса угла падения к синусу угла преломления равно отношению абсолютных показателей преломления второй среды к первой). - Зависит ли показатель преломления  n от угла падения луча? (показатель преломления вещества не зависит от угла падения).					5 мин.
4.	Изучение нового материала: (слайд 7) Явление дисперсии света первым начал изучать И.Ньютон. Эта его работа считается одной из важнейших его научных заслуг. Недаром на его надгробном памятнике, поставленном в 1731 году, есть слова: «Он исследовал различие световых лучей и появляющиеся при этом различные свойства, чего ранее никто не подозревал»… Занимаясь усовершенствованием телескопов, Ньютон обратил внимание на то, что изображение, даваемое объективом, по краям окрашено. Исследуя окрашенные при преломлении края, Ньютон сделал свои открытия в области оптики. Немного истории. Выступление студента. Ещё в 1605г. английский учёный Томас Харриот, изучая преломление света в жидкостях, обнаружил, что показатель преломления одного и того же вещества для красных лучей один, а для зелёных лучей другой. Это означает, что скорость световых волн разного цвета в веществе различна.  В настоящее время известно, что цвет, видимый глазом, определяется частотой световой волны. Поэтому открытие Харриота можно рассматривать как обнаружение зависимости показателя преломления вещества от частоты света.  Сам Харриот о своём открытии умолчал, и о его исследовании узнали значительно позже. В 1611г. Аналогичное явление, только не в жидкостях, а в стекле, обнаружил итальянский учёный Марк Антоний Доминис. И хотя его результаты были опубликованы, широкого распространения они не получили, а сам Доминис через 13 лет умер в тюрьме инквизиции.   В 1648г. дисперсия света была переоткрыта чешским учёным Я. М. Марци. Однако и на этот раз никто не обратил на это внимания.  И лишь когда соответствующие опыты были проведены Исааком Ньютоном в 1666г. , мир наконец узнал о новом явлении. В начале 1666г. Ньютон был занят шлифовкой оптических стёкол несферической формы и решил испытать с помощью треугольной стеклянной призмы прославленное явление цветов.  «Сначала вид ярких и живых красок, получавшихся при этом, приятно развлёк меня. – вспоминал впоследствии Ньютон. – Но через некоторое время, заставив себя присмотреться к ним более внимательно, я был удивлён их продолговатой формой…»  Наблюдаемая картина получила название призматического или дисперсионного спектра. До Ньютона белый (солнечный) свет считался простым, а различные цвета – его изменениями, появляющимися в результате взаимодействия света с «темнотой» или каким - либо веществом. Ньютон же, по словам современников, высказал «странную и необычную» гипотезу: «Мы должны различать два рода цветов: одни первоначальные и простые, другие же сложённые из них». Некоторые из простых лучей, по Ньютону, «способны производить красный цвет и никакого другого, другие – жёлтый и никакого другого и т. д.  (слайд 8) Свои окончательные выводы Ньютон сформулировал в виде нескольких теорем. Первые из них гласят: «Теорема I. Лучи, отличающиеся по цвету, отличаются и по степени преломляемости» «Теорема II. Солнечный свет состоит из лучей различной преломляемости»  Итак, белый свет, по Ньютону, не является простым. Он имеет сложный состав и может быть разложен в спектр с помощью стеклянной призмы. (слайд 9) Итак, что же сделал Ньютон?  Ньютон пропускал солнечный свет в тёмную комнату через маленькое круглое отверстие в шторе, собирал лучи в узкий пучок двояковыпуклой линзой, а за линзой ставил стеклянную призму тонким концом вниз. Белый свет, падая на призму, преломлялся, за призмой на противоположной стене комнаты возникала «радуга» из разных цветов света «спектр» (лат. spectrum) – видение. «Как вы думаете, почему узкий пучок белого света, пройдя через призму, дал на экране  цветную полосу – радужное изображение?» (Обсуждение опыта.) (слайд 10) Вывод: белый свет - сложный свет, который, проходя через призму, не окрашивается ею, а разлагается на цветные составляющие. Запишите в тетрадях. Вопрос «С чем связано именно такое расположение цветов в спектре?» (цветные лучи преломляются по-разному). Мы приходим к выводу о том, что преломляемость лучей зависит от их цвета. (слайд 11) Трактакт И.Ньютона « Цветовые пучки, отличающиеся по цвету, отличаются по степени преломляемости».                                                                                        (И. Ньютон «Оптика») Значит, призма не окрашивает белый свет в разные цвета, а позволяет увидеть составляющие сложного белого света, «раскрывая» их как веер перед нашим взором. Ньютон выделил в дисперсионном спектре семь основных цветов, следуя многовековой традиции (кроме того, число семь всегда считалось божественным семь дней недели, за которые был создан мир, семь чудес света и т. д.) Как запомнить порядок расположения цветных составляющих в спектре? Спектр, где против каждого цвета стоит слово известной поговорки «Каждый Охотник Желает Знать Где Сидит Фазан». (слайд 12) Вывод: зависимость скорости света в веществе или показателя преломления от частоты света. Запишите в тетрадях. Итак, мы выяснили, что цветные составляющие преломляются по-разному, т. е. разным цветам соответствует разный показатель преломления. А чему равен абсолютный показатель преломления? Запишите формулу:                                     n=c/ n=c/к; n=c/о; n=c/ж…; n=c/ф Из неё вытекает зависимость показателя преломления от скорости распространения света в веществе. (слайд 13) «Какой из цветовых пучков преломился меньше всего? ( Красный»). «А какой из цветовых пучков преломился больше всего?» (Фиолетовый). Запишите соотношение: nк< nо <nж < ….< nф «Какой же из цветов имеет наибольшую скорость       распространения в веществе?» («Красный») «Какой из цветов имеет самую маленькую скорость распространения в веществе?» (Фиолетовый) Запишите соотношение для скоростей распространения в веществе всех составляющих спектра: к> о >ж > ….> ф Но каждому цвету соответствует определённая частота колебаний в световой волне. И наше восприятие цвета зависит от длины световой волны, а, следовательно, от частоты колебаний в ней. И тогда, исследуя написанное неравенство, мы можем ответить на стоящий перед нами вопрос: от чего зависит показатель преломления света в веществе? (показатель преломления зависит не столько от цвета света, сколько от его частоты (или длины волны).)  (слайд 14) Абсолютный оказатель преломления возрастает с увеличением частоты света. Учитывая, что длина волны света обратно пропорциональна частоте, можно утверждать, что (слайд 14) Абсолютный показатель преломления уменьшаются с увеличением длины световой волны. Запишите эти два утверждения себе в тетради. Вот теперь мы подошли к возможности сформулировать ответ на вопрос стоящий перед нами как основная цель урока, в чём заключается явление дисперсии? Идёт обсуждение возможного формулирования. (слайд 15) Дисперсия (лат. «рассеяние») – (слайд 15) зависимость скорости света в веществе (показателя преломления) от частоты колебания (или длины волны). Итак, мы с вали определили и сформулировали понятие дисперсии света. Теперь подумаем: почему же нас окружает такой красочный, цветной мир? (Обсуждение этого вопроса.) Вывод: так как все предметы мы видим в отражённом свете, немонохроматический, белый свет падает на предметы и мы видим их цветными, потому что они при этом хорошо отражают составляющую с частотой воспринимаемую нашими глазами. Например, красные тюльпаны – красные, так как они хорошо отражают составляющую белого света с частотой, соответствующей и воспринимаемой нашими глазами как красный цвет и задерживают все остальные составляющие. (слайд 16) В водяной капле происходят следующие оптические явления: (Преломление света, дисперсия света, т.е. разложение белого света в спектр, отражение света, внутреннее отражение). Итак, «Белый свет – сложный. Это запутанная смесь лучей всех видов и цветов». Мы выяснили, что белый свет состоит из семи цветов. Какой цвет мы получим при сложении этих цветов?  (слайд 17) Синтез белого света с помощью призм, осуществленный Ньютоном: в последующих опытах Ньютону удалось соединить цветные лучи в белый свет. Он пропустил лучи солнечного света через призму, а затем вышедшие из нее цветные лучи собрал с помощью другой призмы. В месте соединения цветовых лучей луч стал белого света. (слайд 18, 19) Ныне известна трехцветная природа зрения. На ней основано воспроизводство цветов в кино, телевидении, цветной фотографии. Красный, желтый и синий – наиболее чистые цвета, ибо их нельзя получить смешением других цветов. Из них же наоборот, можно получить все остальные цвета. Сочетание различных цветов играет важную роль в жизни человека: одежда, мебель и т.д. (слайд 20) Законы сочетания цветов:  1.               Цвета должны быть родственные. 2.               Один цвет господствующий. Какая рубашка гармонирует к голубому костюму? Мы с вами много сказали про дисперсию света. А для чего она нам нужна, где ее применяют? (слайд 23) Применение на железной дороге: Световая сигнализация Световая сигнализация на транспорте имеет давнюю историю. В России началом её можно считать введение самолично ещё Николаем I сигнальных зелёных огней на паровозах. Его высочайшее повеление вышло после того, как однажды ночью на единственной тогда в России Царскосельской железной дороге поезд задавил часового. В наше время передача световой сигнализации на железной дороге осуществляется при помощи различных сигнальных огней, светофоров, информационных табло, телевизионных экранов, мониторов и т. д. Разные цвета наш глаз воспринимает неодинаково хорошо. Так зелёный цвет не сразу распознаёт, что он зелёный (это особенности нашей психики). А вот красный цвет распознаёт быстро и при этом действует на нас возбуждающе. Жёлтый и оранжевый вызывают концентрацию внимания. , а светло-зелёный действуют успокаивающе. Цвет вызывает даже ощущение температуры: говорят, что красно-жёлтые цвета – тёплые, а голубовато-синие – холодные. Глаз по-разному реагирует на сочетание цветов: лучше всего различает красное и зелёное, жёлтое и чёрное. Вот почему для сигнализации на транспорте используют цвета: красный (опасность), жёлтый (предупреждение), а зелёный (безопасность). Не случайно выбран и оранжевый цвет спецодежды рабочих на дороге – он сразу “бросается в глаза”. Ещё пример: установлено, что именно оранжево-красные контрастные полосы на лобовой части локомотивов имеют наибольшую дальность видимости. Часто их наносят флюоресцирующими красками, люминесцирующими под действием дневного света, что увеличивает дальность видимости в 1,5 – 2 раза. Для выделения цвета и уменьшения его интенсивности используют светофильтры. (для затемнения слишком яркого света). Белая краска отражает всё видимое глазом излучение, чёрная – наоборот, поглощает всё это облучение. Именно поэтому на южных дорогах нашей страны крыши вагонов окрашены в светлые тона, а на севере – наоборот, желательны тёмные тона, а значит в вагоне будет теплее. (слайд 24) Поляризация света. Бороться с ослепляющим действием прожекторных огней встречных можно с помощью поляризаторов. Поляризаторы – это например плёнки, пластинки веществ, которые пропускают свет только в одном направлении. Так проходя через два поляроида, расположенных под углом 900, интенсивность равна нулю. Такое свойство поляроидов можно использовать на практике, если например первый поляризатор установит в выходном отверстии локомотива, второй, повёрнутый на 900, - на лобовом стекле кабины машиниста локомотива: прямой свет прожектора встречного поезда в кабине машиниста будет сильно ослаблен. (слайд 25) Лазеры. В настоящее время созданы источники света, излучение которых имеет очень малую расходимость. Это – лазеры, оптические квантовые генераторы вынужденного излучения. На свойстве малой расходимости лучей лазеров основано их использование в проходческих работах в качестве нивелиров для выставления направления проходки. Лазерный нивелир использовали при строительстве железнодорожных путей под Ла-Маншем. Строительство тоннеля обычно ведётся с двух сторон и требуется строго выдерживать направление проходки, чтобы сошлись оба коридора. Раньше это давалось с большим трудом. Известный инженер Л. Фавр от волнения (“а вдруг не сойдутся”?!) умер в спроектированном им 15-ти километровом тоннеле. Как потом оказалось, пути действительно “не сошлись” - лишь на несколько сантиметров! Источники света можно использовать для передачи информации. При помощи светового телеграфа (короткие и длинные вспышки: точки, тире) можно передавать текстовые сообщения. Надёжность такой информации невелика. Световые сигналы сейчас передают с помощью волоконной оптики, в которой используется явление полного отражения света. Оптические каналы провода очень тонкие, по ним проводятся сигналы со скоростью света. Оптоволоконные системы способны осуществлять многоканальную телефонную связь (В г. Тынде осуществляется такая связь), передавать оптическое изображение, сигналы управления и обработки информации. Такие линии уже используются на транспорте. В Лондоне, например, с помощью волконно-оптических кабелей проложена телефонная линия между несколькими железнодорожными станциями. На железной дороге “Юнион Пасифик” (С. Ш. А) оптический кабель протянут между мониторами поста управления сортировочной станцией и передающей сортировочной станцией, что позволяет без помех наблюдать за сортировкой вагонов. (слайд 26) Применяют в области медицины - есть в лабораторной практике такие приборы - фотометры! В них используются светофильтры, при помощи которых определяются разные биохимические показатели - точнее их количество!!! Применение в технике: в лобовых стёклах машин применяют дисперсионную плёнку, она рассеевает свет фар встречных машин.						22 мин.
5.	Проверка результатов работы: Для проверки результатов нашего урока предлагаю выполнить небольшое экспериментальное задание.Вся группа проводит фронтальное наблюдение дисперсионного спектра, используя стеклянные призмы. Задания группам экспериментаторов. 1.      Какими будут казаться красные буквы, если их рассматривать через зелёное стекло? 2.      На тетради написано красным карандашом «отлично» и зелёным – «хорошо», имеются два стекла – зелёное и красное, через какое стекло надо смотреть, чтобы увидеть слово «отлично»? 3.      Наблюдатель рассматривает сквозь стеклянную призму чёрную черту на белой бумаге, Что он увидит? (спектральную полосу) 4.      Узкая фиолетовая полоска продолжена красной. Что можно увидеть, глядя на полоски сквозь призму? ( Обе полоски окажутся смещёнными, причём фиолетовая смещена больше красной.) 5.      Почему мы видим доску чёрной, а потолок – белым? Контрольные вопросы. (слайд 27) 1. Какие из этих явлений объясняются дисперсией? (слайд 28) 2. Почему при запрещающем сигнале светофора включается именно красный свет? 3. На листе бумаги написано слово «свет» зеленым карандашом. Через какое цветное стекло нельзя будет прочесть надпись? 4. Не все световые волны являются монохроматическими. Выберите из списка цвета, не являющиеся таковыми.    5. Почему Солнце в зените – ослепительно-белое, а на закате – оранжевое или красное? 6. Из рассказа Жюля Верна «Зеленый луч»: «Видели ли вы когда-нибудь заходящее солнце на горизонте? – Да, конечно! -…Но заметили ли вы, как появляется и гаснет последний солнечный луч, когда воздух освобождается от тумана и становится прозрачным? – Вероятно, нет! И так, если представится видеть это явление – оно бывает очень редко, - то обратите внимание на то, что этот последний луч будет не красным, а зеленым. Да, да, будет иметь чудесный зеленый цвет, то есть такой зеленый, который не сможет создать ни один художник на своей палитре. Подобный зеленый цвет не удается встретить нигде в природе, ибо его нельзя найти в растительном мире, несмотря на все множество и разнообразие и у самых ярких морей» Вопрос: Почему появляется этот зеленый луч?						8 мин.
6.	Подведение итогов урока:  «Как вы думаете, что такое радуга?»(Радуга - природное явление, наблюдаемое при освещении ярким источником света (в природе Солнцем или Луной, множества водяных капель (дождя или тумана) в результате его дисперсии. Радуга выглядит как разноцветная дуга, составленная из цветов спектра  За несколько дней до проведения урока студент …имел задание рассмотреть вопрос о возможности наблюдения радуги  и различных её видах. (слайд 29) «В каком же случае мы наблюдаем радугу и при каких условиях какую?». Ребята, спасибо всем за урок, за подговку к нему. Оценки за урок:...						2 мин.
7.	Рефлексия:  Минутка рефлексии. Перед уроком вы взяли зеленые кружочки, красные квадраты и желтые треугольники. Зеленые кружочки - Что вам понравилось на уроке, какой момент урока? Красные квадраты - Что не понравилось? Какие моменты не понятны? Желтые треугольники - Ваши предложения. Что еще хотите рассмотреть на следующих уроках?						2 мин.
8.	(слайд 30) Домашнее задание: § 56, пронаблюдать образование цветных кругов вокруг лампочки уличного фонаря и объяснить данное явление, отметить последовательность расположения кругов. самостоятельно: разрешающая способность оптических приборов.						1 мин.

Сообщение.

Исаак Ньютон - биография

Исаак Ньютон родился 4 января 1643 г. в деревне Вульсторп, расположенной у восточного берега Англии, вблизи небольшого города Грэнтема, вскоре после смерти отца также Исаака Ньютона. Происходил он из обедневшего дворянского рода. Родственники и близкие Ньютонов — священники, доктора, аптекари, фермеры.... 
В сельской школе Ньютон научился читать, писать и считать. Затем родители послали его учиться в Грэнтем, в королевскую школу. В 1656 г. мать Ньютона овдовела второй раз, и Ньютону пришлось вернуться в 1658 г. в Вульсторп, чтобы помогать в хозяйстве. Помощником он оказался, по-видимому, плохим. Рассказывают, что дядя Ньютона, ученый священник Эйскоу, застал однажды юношу у забора в глубоком раздумье за решением математической задачи. Ньютон любил строить сложные, механические игрушки, модели водяных мельниц, самокаты, водяные и солнечные часы. Он занимался воздушными змеями, имитировал кометы, запускал змей ночью с бумажными цветными фонарями. Сам Ньютон говорил, что первый физический эксперимент он произвел в 36 лет: желая определить силу ветра во время бури, он измерял дальность своего прыжка по направлению и против ветра. Естественно, что склонность юноши к науке не осталась незамеченной. В 1660 г. 18-летний Ньютон, снова в Грэнтемской школе, спешно готовится к поступлению в Кембридж... 

Выступление студента. Ещё в 1605г. английский учёный Томас Харриот, изучая преломление света в жидкостях, обнаружил, что показатель преломления одного и того же вещества для красных лучей один, а для зелёных лучей другой. Это означает, что скорость световых волн разного цвета в веществе различна.

 В настоящее время известно, что цвет, видимый глазом, определяется частотой световой волны. Поэтому открытие Харриота можно рассматривать как обнаружение зависимости показателя преломления вещества от частоты света.

 Сам Харриот о своём открытии умолчал, и о его исследовании узнали значительно позже. В 1611г. Аналогичное явление, только не в жидкостях, а в стекле, обнаружил итальянский учёный Марк Антоний Доминис. И хотя его результаты были опубликованы, широкого распространения они не получили, а сам Доминис через 13 лет умер в тюрьме инквизиции.

  В 1648г. дисперсия света была переоткрыта чешским учёным Я. М. Марци. Однако и на этот раз никто не обратил на это внимания.

 И лишь когда соответствующие опыты были проведены Исааком Ньютоном в 1666г. , мир наконец узнал о новом явлении.

В начале 1666г. Ньютон был занят шлифовкой оптических стёкол несферической формы и решил испытать с помощью треугольной стеклянной призмы прославленное явление цветов.

 «Сначала вид ярких и живых красок, получавшихся при этом, приятно развлёк меня. – вспоминал впоследствии Ньютон. – Но через некоторое время, заставив себя присмотреться к ним более внимательно, я был удивлён их продолговатой формой…»

 Наблюдаемая картина получила название призматического или дисперсионного спектра.

До Ньютона белый (солнечный) свет считался простым, а различные цвета – его изменениями, появляющимися в результате взаимодействия света с «темнотой» или каким - либо веществом. Ньютон же, по словам современников, высказал «странную и необычную» гипотезу: «Мы должны различать два рода цветов: одни первоначальные и простые, другие же сложённые из них». Некоторые из простых лучей, по Ньютону, «способны производить красный цвет и никакого другого, другие – жёлтый и никакого другого и т. д.

Применение на железной дороге:

Световая сигнализация

Световая сигнализация на транспорте имеет давнюю историю. В России началом её можно считать введение самолично ещё Николаем I сигнальных зелёных огней на паровозах. Его высочайшее повеление вышло после того, как однажды ночью на единственной тогда в России Царскосельской железной дороге поезд задавил часового.

В наше время передача световой сигнализации на железной дороге осуществляется при помощи различных сигнальных огней, светофоров, информационных табло, телевизионных экранов, мониторов и т. д.

Разные цвета наш глаз воспринимает неодинаково хорошо. Так зелёный цвет не сразу распознаёт, что он зелёный (это особенности нашей психики). А вот красный цвет распознаёт быстро и при этом действует на нас возбуждающе. Жёлтый и оранжевый вызывают концентрацию внимания. , а светло-зелёный действуют успокаивающе. Цвет вызывает даже ощущение температуры: говорят, что красно-жёлтые цвета – тёплые, а голубовато-синие – холодные. Глаз по-разному реагирует на сочетание цветов: лучше всего различает красное и зелёное, жёлтое и чёрное. Вот почему для сигнализации на транспорте используют цвета: красный (опасность), жёлтый (предупреждение), а зелёный (безопасность). Не случайно выбран и оранжевый цвет спецодежды рабочих на дороге – он сразу “бросается в глаза”. Ещё пример: установлено, что именно оранжево-красные контрастные полосы на лобовой части локомотивов имеют наибольшую дальность видимости. Часто их наносят флюоресцирующими красками, люминесцирующими под действием дневного света, что увеличивает дальность видимости в 1,5 – 2 раза.

Для выделения цвета и уменьшения его интенсивности используют светофильтры. (для затемнения слишком яркого света).

Белая краска отражает всё видимое глазом излучение, чёрная – наоборот, поглощает всё это облучение. Именно поэтому на южных дорогах нашей страны крыши вагонов окрашены в светлые тона, а на севере – наоборот, желательны тёмные тона, а значит в вагоне будет теплее.

(слайд 24) Поляризация света.

Бороться с ослепляющим действием прожекторных огней встречных можно с помощью поляризаторов. Поляризаторы – это например плёнки, пластинки веществ, которые пропускают свет только в одном направлении. Так проходя через два поляроида, расположенных под углом 90⁰, интенсивность равна нулю. Такое свойство поляроидов можно использовать на практике, если например первый поляризатор установит в выходном отверстии локомотива, второй, повёрнутый на 90⁰, - на лобовом стекле кабины машиниста локомотива: прямой свет прожектора встречного поезда в кабине машиниста будет сильно ослаблен.

(слайд 25) Лазеры.

В настоящее время созданы источники света, излучение которых имеет очень малую расходимость. Это – лазеры, оптические квантовые генераторы вынужденного излучения. На свойстве малой расходимости лучей лазеров основано их использование в проходческих работах в качестве нивелиров для выставления направления проходки. Лазерный нивелир использовали при строительстве железнодорожных путей под Ла-Маншем. Строительство тоннеля обычно ведётся с двух сторон и требуется строго выдерживать направление проходки, чтобы сошлись оба коридора. Раньше это давалось с большим трудом. Известный инженер Л. Фавр от волнения (“а вдруг не сойдутся”?!) умер в спроектированном им 15-ти километровом тоннеле. Как потом оказалось, пути действительно “не сошлись” - лишь на несколько сантиметров!

Источники света можно использовать для передачи информации. При помощи светового телеграфа (короткие и длинные вспышки: точки, тире) можно передавать текстовые сообщения. Надёжность такой информации невелика.

Световые сигналы сейчас передают с помощью волоконной оптики, в которой используется явление полного отражения света. Оптические каналы провода очень тонкие, по ним проводятся сигналы со скоростью света. Оптоволоконные системы способны осуществлять многоканальную телефонную связь (В г. Тынде осуществляется такая связь), передавать оптическое изображение, сигналы управления и обработки информации. Такие линии уже используются на транспорте. В Лондоне, например, с помощью волконно-оптических кабелей проложена телефонная линия между несколькими железнодорожными станциями. На железной дороге “Юнион Пасифик” (С. Ш. А) оптический кабель протянут между мониторами поста управления сортировочной станцией и передающей сортировочной станцией, что позволяет без помех наблюдать за сортировкой вагонов.

Задания экспериментаторов

1. Какими будут казаться красные буквы, если их рассматривать через зелёное стекло?

БУКВА

2. На тетради написано красным карандашом «отлично» и зелёным – «хорошо», имеются два стекла – зелёное и красное, через какое стекло надо смотреть, чтобы увидеть слово «отлично»?

ОТЛИЧНО                               ХОРОШО

3. Наблюдатель рассматривает сквозь стеклянную призму чёрную черту на белой бумаге, Что он увидит?

____________

4. Узкая фиолетовая полоска продолжена красной. Что можно увидеть, глядя на полоски сквозь призму?

_______________________________

5. Почему мы видим доску чёрной, а потолок – белым?