Урок - лекция "Развитие представлений о природе света" (11 класс)

11 класс. Тема. Развитие представлений о природе света

Цель урока: ознакомить учащихся с историей развития взглядов на природу света.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Оборудование: мультимедийный проектор, презентация. 

ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА

1. Идеи древних философов

Вопрос «Что такое свет?» чрезвычайно интересовал еще древних философов. Большинство их придерживались той точки зрения, что свет создается внутри самого человека и излучается из ее глаза. Одни философы рассматривали свет как определенные материальные лучи, соединяющие светящееся тело и человеческий глаз. Они считали, что открытый глаз излучает «флюиды» и ощупывает ими наблюдаемые предметы будто тончайшими щупальцами. Другие считали, что с каждого предмета срываются оболочки, подобные самих предметов. Эти «образы» предметов, попадая в глаз, давали ощущение формы и цвета предметов.

2. Корпускулярная теория света Ньютона

Первой научной теорией, что пыталась объяснить физическую теорию природу света, была теория световых частиц, разработанная Ньютоном и изложена в его книге «Оптика». Согласно этой теории свет представляет собой поток частиц, выпущенных светящимся телом во всех направлениях (перенос вещества). На основании корпускулярных

представлений Ньютон объяснил большинство известных тогда оптических явлений: прямолинейное распространение света в однородной среде, отражение и преломление света.

3. Волновая теория света Гюйгенса

Согласно представлениям Гюйгенса свет - это волны, которые распространяются в особом, гипотетическом среде - эфире, заполняющем все пространство и проникает внутрь всех тел. Гюйгенс не рассматривал настоящего волнового процесса, его рассуждения касались только распространение волнового фронта. Он строго математически описал явление отражения и преломления волн, причем из его рассуждений следовало, что скорость света в более густом среде должна быть меньше, чем в воздухе.

1801 г. Юнг на основании волновых представлений очень просто и наглядно разъяснил интерференцию света.

1818 г. Френель независимо от Юнга подробно развил теорию дифракции и интерференции света, показав при этом, что эти явления являются прямым следствием волновой природы света.

Окончательный удар по корпускулярной теории был нанесен опытами Фуко, что измерил скорость света в воде, значение которой оказалось таким, как это следовало из волновой теории.

Волновая теория с единой точки зрения объяснила все известные тогда явления и предсказала ряд новых.

В течение более ста лет корпускулярная и волновая гипотезы о природе света существовали параллельно. Ни одна из них не могла одержать решающей победы. Только авторитет Ньютона побудило большинство ученых отдавать предпочтение корпускулярной теории.

4. Электромагнитная теория света

Во второй половине XIX века Максвелл доказал, что свет является частным случаем электромагнитных волн. Работами Максвелла были заложены основы электромагнитной теории света. После того как Герц экспериментально обнаружил электромагнитные волны, никаких сомнений относительно того, что при распространении свет ведет себя как волна, не осталось. 1899 г. П. М. Лебедев дал новое доказательство тождества световых и электромагнитных волн. Он обнаружил опытным путем, что свет оказывает давление на тела, на которые оно падает, и измерил это давление. Но по теории Максвелла, электромагнитные волны также оказывают подобное давление.

Таким образом, во второй половине XIX века была разработана электромагнитная теория света.

5. Квантовая теория света

В начале ХХ века представления о природе света начали коренным образом меняться. Неожиданно выяснилась, что отвергнута корпускулярная теория все-таки имеет право на существование. в 1900 г. немецкий физик Макс Планк предположил, что атомы тел поглощают и излучают энергию конечными порциями - квантами. А 1905 г. Эйнштейн высказал мысль, что свет распространяется в пространстве в виде дискретных объектов - квантов света.

Таким образом, были обнаружены прерывистые, или, как говорят, квантовые свойства света.

6. Корпускулярно-волновой дуализм

Возникла чрезвычайная ситуация: явления интерференции и дифракции, как и раньше, можно было объяснить, считая свет волной, а явления излучения и поглощения - считая свет потоком частиц.

В результате многочисленных обсуждений, поисков и исследований возникла современная теория света. Эта теория является синтезом корпускулярной и волновой теорий. В ее основу положена мысль, что свет одновременно волновые и корпускулярные свойства.

ВОПРОС К УЧАЩИМСЯ В ХОДЕ ИЗЛОЖЕНИЯ НОВОГО МАТЕРИАЛА

1. В чем состоит закон прямолинейного распространения света?

2. В чем заключается закон отражения света?

3. В чем заключается закон преломления света?

4. В чем проявляются волновые свойства света?

Домашнее задание

Краткое описание документа:

Развитие представлений о природе света

Цель урока: ознакомить учащихся с историей развития взглядов на природу света. Используя презентацию на уроке рассматриваются вопросы: 1. идеи древних философов о свете; 2. корпускулярная теория света Ньютона; 3. волновая теория Гюйгенса, который строго математически описал явление отражения и преломления волн; 4. электромагнитная теория света Максвелла; 5. квантовая теория света Макса Планка; 6. корпускулярно-волновой дуализм эта теория является синтезом корпускулярной и волновой теорий.