Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015

Опубликуйте свой материал в официальном Печатном сборнике методических разработок проекта «Инфоурок»

(с присвоением ISBN)

Выберите любой материал на Вашем учительском сайте или загрузите новый

Оформите заявку на публикацию в сборник(займет не более 3 минут)

+

Получите свой экземпляр сборника и свидетельство о публикации в нем

Инфоурок / Физика / Конспекты / Урок 2.78 по теме «Дисперсия света»
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 24 мая.

Подать заявку на курс
  • Физика

Урок 2.78 по теме «Дисперсия света»

библиотека
материалов

Учитель физики г. Бахчисарай

Гапеенко Нина Александровна


Урок 2.78 по теме «Дисперсия света»


Цель: изучить понятия: волновая оптика, спектр, монохроматический свет, дисперсия; объяснять окраски предметов.

Метод: объяснительно-иллюстративный, исследование.


Ход урока:

  1. Организационный момент.

  2. Систематизация знаний по теме «Геометрическая оптика»:

    1. Закон прямолинейного распространения света в однородной среде.

    2. Обратимость световых лучей

    3. Скорость света в вакууме с=3·108м/с

    4. Закон отражения света

    5. Закон преломления света: hello_html_m698db9d9.gif

Слайд 2-3.

На слайдах мы видим проявление законов отражения и законов преломления в цвете. Может ли геометрическая оптика ответить на вопрос: откуда появляются те или иные цвета и что такое цвет?

Нет. Для этого необходимо изучить строение световых волн. А эти вопросы рассматриваются в разделе «Волновая оптика».


Слайд 4.

(«Волновая оптика» и её основные вопросы)


Слайд 5.

Сегодня на уроке мы рассмотрим свойство «дисперсия».

Запишите тему урока:

hello_html_m70409aef.gif

  1. Объяснение нового материала:

Обратимся к экспериментальным данным. 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.


Слайд 6-8.

«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.

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.

Рецензию на работу Ньютона было поручено сделать Роберту Гуку. Просидев над отзывам несколько часов подряд, Гук в своей рецензии выдвинул столь сильное возражение против ньютоновской теории, что Ньютону для обдумывания своего ответа потребовалось полгода. (По мнению Гука, утверждение о том, что в белом свете содержатся лучи всех цветов, равносильно утверждению о том, что в воздухе, заключённом в органных мехах, содержатся сразу все звуковые тона. Иными словами, это то же самое, что говорить о том, что шум есть совокупность правильных музыкальных звуков.)

В своём ответе на рецензию Гука Ньютон ушёл от рассматриваемой проблемы и сосредоточил внимание на слабых местах теории самого Гука.

Однако вслед за возражениями Гука последовала критика со стороны Гюйгенса. «Если бы то, что лучи света в их первоначальном состоянии были некоторые красными, некоторые синими и так далее, было правдой, - писал он, - то было бы очень трудно объяснить на механических принципах, в чём же состоит это различие цветов».

Гюйгенс оказался очень прозорлив – объяснение этого излучения появилось лишь в XIX в., когда было установлено, что излучения различных цветов отличаются частотой колебаний.

Слайд 9.

В самом деле, если с помощью второй призмы, перевернутой на 180 градусов относительно первой, собрать все пучки спектра, то опять получится белый цвет.


Слайд 10-12

Электромагнитное излучение одной определённой и строго постоянной частоты называется монохроматическим.

(На практике содержит узкий участок спектра)

-Дайте определение понятий «видимое излучение», «спектр», «цвет», «дисперсия».

Цвет – свойство тела вызывать определённое зрительное ощущение в соответствии со спектральным составом отражаемого или испускаемого излучения.

Спектр – совокупность гармонических колебаний (или волн), создаваемых каким-либо источником.

Видимое излучение – электромагнитное излучение с длиной волны от 380 до 780 нм.

Дисперсия – это разложение белого света на семь цветов.


Слайд 13.

Вывод:

  1. Призма не изменяет свет, а лишь раскладывает его на составные части.

  2. Белый свет состоит из цветных лучей.

  3. Фиолетовые лучи преломляются сильнее красных.

Почему?

Рассуждения выносятся на доску:

Классическая электромагнитная теория дисперсии была создана в конце XIX в Х.А.Лоренцом. Согласно электромагнитной теории дисперсия света является результатом взаимодействия световой волны с молекулами вещества. Когда световая волна проникает в вещество, под действием электрического поля этой волны электроны молекул начинают совершать вынужденные колебания. Частота этих колебаний совпадает с частотой волны, а амплитуда зависит от соотношения между данной частотой и собственной частотой колебаний электрона. При разной частоте света амплитуда вынужденных колебаний электронов, а также степень поляризации вещества также различны. Различной при этом оказывается и диэлектрическая проницаемость вещества hello_html_363d9209.gif. Но скорость света hello_html_m36b6c8c1.gif, а показатель преломления hello_html_m43c4b4ae.gif

Поэтому если hello_html_363d9209.gif зависит от частоты света, то зависимостью от частоты будут обладать и hello_html_7a89d403.gif с hello_html_m601acf03.gif.

Скорость света в вакууме равна с=3·108м/с. Но свет бывает разным: жёлтым, красным, зелёным и т.д. В вакууме лучи всех цветов распространяются с одной и той же скоростью. Заключение о том, что и в веществе лучи разного цвета распространяются с разной скоростью докажем на практике.

Обратим внимание на формулу: hello_html_m30d60ab8.gif.

Следовательно, hello_html_5d8c7afd.gif (опираемся на формулу из лабораторной работы по определению показателя преломления стекла).


Слайд 14.

Вывод:

Красный свет, который меньше преломляется, имеет наибольшую скорость, а фиолетовый – наименьшую, поэтому призма и раскладывает свет.


Почему?

Рассуждения выносятся на доску:

hello_html_m14c3148c.gif

Значит показатель преломления зависит от длины волны (от частоты).


Слайд 15.

Вывод: Показатель преломления зависит от длины волны электромагнитного излучения. Зависимость показателя преломления света от его длины волны называется дисперсией.

Определение: Зависимость скорости света в веществе (или показателя преломления) от частоты волны ( или цвета) называется дисперсией света.


Слайд 16

Первичная проверка понимания:

  • Что называют дисперсией света?

  • Какой свет называют монохроматическим?

  • Какой свет будет распространяться в веществе призмы (из стекла) с большей скоростью?

  • Что произойдет при соединении световых лучей спектра?

  • Чем объяснить белый цвет снега, черный цвет сажи, зеленый цвет листьев, красный цвет флага?

От чего зависит цветность световых волн? От частоты (только частота не изменяется при переходе из одной прозрачной среды в другую и цвет тоже не изменяется)

Объяснение цветности:

Особенно значительной становится амплитуда колебаний элект­ронов в веществе при vv0. В этом случае наблюдается резонансное поглощение энергии и излучения соответствующих частот из падаю­щего света «выпадают» (поглощаются).

У молекул бесцветного прозрачного вещества, например стекла, наиболее существенные резонансные частоты лежат в ультрафиоле­товой области. Поэтому обычное стекло хорошо пропускает видимый свет и поглощает ультрафиолетовый.

У цветных стекол резонансы имеются и в видимом диапазоне частот. Из-за этого часть проходящего света поглощается и остается лишь тот, который и придает цвет стеклу. Например, глядя на лампу накаливания через синий светофильтр, мы увидим ее синей потому, что синий светофильтр из всей совокупности излучений лампы про­пускает только синие, фиолетовые и голубые лучи, а остальные по­глощает.

Цвет непрозрачных предметов определяется тем светом, который они диффузно (рассеянно) отражают. Так, например, предмет, по­глощающий все лучи, кроме зеленых, отражая последние, приобре­тает зеленый цвет. Если же поверхность какого-то предмета оди­наково хорошо отражает лучи всех цветов спектра, то она будет казаться белой. Белые поверхности характеризуются значительным коэффициентом отражения. Причем, чем больший коэффициент от­ражения имеет белая поверхность, тем более светлой она кажется. Очень светлым поэтому выглядит белый порошок оксида магния (ко­эффициент отражения 96%). Свежевыпавший снег отражает 85% падающего светового потока, белая бумага — 75%.

«Черных лучей» в природе не существует. Предмет нам кажется черным в том случае, когда он поглощает почти весь падающий на него свет, одинаково плохо отражая лучи всех цветов. Например, коэффициент отражения черного бархата составляет всего лишь 0,3%.

Вообще все цвета, встречающиеся в природе, делят на ахрома­тические и хроматические. К ахроматическим цветам относятся белый, черный и серый цвета.

К хроматическим относятся спектральные цвета (от красного до фиолетового), пурпурные (малиновый, вишнёвый и сиреневый) и все остальные (коричневый, салатный и т.д.), получившиеся в результате смешения различных цветов между собой. Пурпурные цвета возникают при смешении в разной пропорции красных и фиолетовых или синих цветов.

Красный, зеленый и синий цвета являются взаимно независи­мыми. Это означает, что каждый из них не может быть получен в результате смешения двух других. Направив на белый экран три пучка света, пропущенные соответственно через красный, зеленый и синий светофильтры, в месте их пересечения можно получить белый цвет. Правда, он получится лишь при одном совершенно опреде­ленном соотношении яркостей складывающихся световых пучков. Из­меняя это соотношение, в результате смешения красного, зеленого и синего цветов можно получить практически любой другой хрома­тический цвет.


Слайд 17

Объяснение на основе свойства дисперсии света природного явления «Радуга»


  1. Закрепление:

Слайд 18

Закрепление полученных на уроке знаний:

Тест по теме «Дисперсия света»

Вариант 1


  1. Сравните скорость распространения красного и фиолетового излучений в вакууме.

А. υк › υф

Б. υк = υф

В. υк ‹ υф


  1. Как изменится частота зеленого излучения при переходе света из воздуха в воду?

А. Уменьшается

Б. Не изменяется

В.Увеличивается


  1. Показатель преломления воды при температуре 200С для различных монохроматических лучей видимого излучения находится в интервале от n1=1,3308 до n2=1,3428. Каков из этих показателей является показателем преломления фиолетовых лучей?

А. n2

Б. n1

В.n1 и n2


  1. Почему для транспорта световым сигналом опасности является красный свет?

А. Ассоциируется с цветом крови

Б. Бросается в глаза

В.Имеет самый малый показатель преломления

Г. Менее всего рассеивается в воздухе и тумане.


  1. На белой бумаге написан текст красными буквами. Через стекло какого цвета буквы будут казаться черными?

А.Белого

Б.Красного

В.Зеленого

Вариант 2


  1. Сравните скорость распространения красного и фиолетового излучений в стекле.

А. υк › υф

Б. υк = υф

В. υк ‹ υф


  1. Как изменится длина волны красного излучения при переходе света из воздуха в воду?

А. Уменьшается

Б. Не изменяется

В.Увеличивается


  1. От чего зависит цветность световых волн?

А. От их частоты

Б. От скорости их распространения

В.От длины волны


  1. Почему рабочие на стройке носят каски оранжевого цвета?

А. Оранжевый цвет хорошо заметен на расстоянии

Б. Мало изменяется во время непогоды

В. Менее всего рассеивается в воздухе и тумане.

Г. Согласно требованиям безопасности труда.


  1. В бутылку из зеленого стекла налиты красные чернила. Какого цвета кажутся чернила?

А.Черного

Б.Красного

В.Зеленого



Слайд 19

  • Самопроверка

  • Самоанализ (рефлексия)

  1. Домашнее задание:

Слайд 20.

Домашнее задание:

  • Параграф 53 (учебник под редакцией проф. Н.А. Парфентьевой)

  • Рымкевич №1081,1083,1084

  • Творческое задание: «Применение дисперсии света.»



Список используемой литературы:

  1. Рымкевич А.П., « Задачник» для 10 – 11 классов, Москва, издательство «Дрофа», 2006

  2. Громов С.В., «Физика – 11», Москва, издательство «Просвещение», 2009

  3. Мякишев Г.Я., «Физика – 11», Москва, издательство «Просвещение», 2014

  4. Пинский А.А., «Физика – 11», Москва, издательство «Просвещение», 2009


Краткое описание документа:

Цель: изучить понятия: волновая оптика, спектр, монохроматический свет, дисперсия; объяснять окраски предметов.

Метод: объяснительно-иллюстративный, исследование

Ход урока:

I.      Организационный момент.

II.   Систематизация знаний по теме «Геометрическая оптика»:

1)    Закон прямолинейного распространения света в однородной среде.

2)    Обратимость световых лучей

3)    Скорость света в вакууме с=3·108м/с

4)    Закон отражения  света

 

5)    Закон преломления света:

III. Объяснение нового материала:

Программа урока разработана с помощью презентации  по теме урока, что поможет обучаемым наглядно видеть материал.

Автор
Дата добавления 14.02.2015
Раздел Физика
Подраздел Конспекты
Просмотров1212
Номер материала 386526
Получить свидетельство о публикации

Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ

Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх