Дисперсия света (с использованием элементов подготовки к ОГЭ по русскому языку в 9 классе)

Конспект урока

по теме «Дисперсия света. Спектральный состав света. Цвета»

Цели урока:

• познакомить учащихся с одним из световых явлений – дисперсией света;

• ввести понятие спектра;

• рассмотреть спектральный состав света, зависимость угла преломления света разного цвета от длины волны;

• выявить физическую сущность оптических явлений (радуга);

• развивать у школьников умение устанавливать взаимосвязи в изучаемых явлениях;

• развивать воображение, память, внимание, умение логично выражать свои мысли, выделять главное в объеме информации

• развивать интерес к предмету

• способствовать развитию самостоятельной познавательной активности, обогащению словарного запаса;

• воспитывать организованность, уверенность в себе, самостоятельность, ответственность, умение находить и воспринимать прекрасное в природе

Тип урока: урок усвоения новых знаний

Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, экран, презентация на съёмном носителе, призма, фонарь, пластина с маленьким отверстием, стеклянные плоскопараллельные пластины со скошенными гранями

Ход урока

Уч.Р.Я. Добрый день, дорогие ребята. Сегодня у нас с вами необычный урок, в ходе которого мы не только повторим изученные ранее материалы по русскому языку и физике, но и откроем для себя что-то новое. И начать свой урок нам хотелось бы с поэтических строк.

После грома раскатов и молний
Разогнал облака ветерок,
И лучи золотые наполнили
Звонким светом земной уголок.

В тот же миг на просторах небесных
Расцвела семицветная арка,
Озаряя улыбкой прелестной,
Необъятной, заботливой, яркой.

И пройдут стороной все ненастья,
И поселится в душах добро,
И останется только лишь счастье,
А в глазах и на сердце тепло…

Вы, конечно, догадались, о каком природном явлении идет речь в этом поэтическом стихотворении?(О радуге!) Слайд 1

Кто из вас не видел это замечательное явление? В старину существовало поверье: кто пройдёт под радугой, тот на всю жизнь останется счастливым. Мы тоже предлагаемвам сегодня «пройтись под радугой» и испытать радость от общения друг с другом,от открытия, от познания нового.

Уч.Ф. Сколько цветов в радуге? Можете ли вы объяснить, как возникает радуга? Какие физические явления наблюдаются? (предполагаемые ответы: отражение и преломление света). Совершенно верно. Но, оказывается, здесь присутствует еще одно интересное явление, с которым мы сегодня и познакомимся.

За окном зима – торжество белого искрящегося снега, то мороз, то вьюга. Наверняка вы соскучились по лету: по теплу, по солнцу, по ярким краскам, по радуге. Я предлагаю вам сейчас увидеть маленькую радугу.

У вас на столах находятся плоскопараллельные стеклянные пластинки со скошенными гранями. Посмотрите сквозь скошенные грани на свет. Что вы видите? (Дети говорят, что видят разноцветную полосу)

Сколько цветов вы видите? (красный, желтый, зеленый, голубой и фиолетовый).

Уч.Р.Я. А знаете ли вы, кто первым объяснил появление этих цветов у радуги? Чтобы ответить на этот вопрос, я предлагаю вам поработать с текстом. Вам необходимо прочитать текст, вставить пропущенные буквы и объяснить свой выбор.

Сообщение:

Английский физик, математик, механик и астроном. Он переж…л шестерых королей, гражданскую войну, диктатуру Кромвеля, ре(с,сс)таврацию Стюартов, но все это мало отр…зилось на его судьбе. Он никогда не был женат, пр…ктически не имел учеников, только из-за чумы, которая свирепствовала в Англии, он вынужден был покинуть (К,к)ембридж и уехать на целые 2 года за его пределы. Но его творческая жизнь была бурной и богатой событиями, как и его эпоха.

Неожиданно в нем проявился интерес к техническому моделированию. Строил модели ветровых и водя(н,нн)ых мельниц, хитроумные мышеловки, построил самодвижущуюся четырехколесную повозку, приводя­щуюся в движение через кривошипный механизм.

Страст(ь,ъ)ю молодого человека были солнечные часы.

В последние годы жизни физика его авторитет признала уже вся Европа. Но на 80-м году жизни его домашн…ю спокойную жизнь нарушает смертельная болезнь, от которой она скончался 21 марта 1727 года. Его похоронили в Вестминстерском абба(т,ц)стве. На надгробной плите высечены слова: «Здесь п..коится дворянин, прилежный, мудрый истолкователь природы, который божестве(н,нн)ым разумом первый доказал движение планет…».

Слайд 2.В 1666 году англ. физик Исаак Ньютон обратил внимание на радужную окраску изображений звезд в телескопе. Он заинтересовался этим явлением и поставил опыт.(видео «Опыт Ньютона»)

Радужная полоска - спектр отлатинского «spectrum»- вúдение

Первоначально Ньютон различил тоже только пять цветов, как и вы.

Но если считать ещё и промежуточные цвета, то в солнечном спектре можно рассмотреть либо пять цветов, либо девять.

Откуда же появилось число семь? В те времена оно считалось магическим. Вспомните выражения, связанные с этим числом (на седьмом небе, семь чудес света, семь дней в неделе, семь нот, семь бед – один ответ, до седьмого пота).

Стремясь соответствовать этому магическому числу, Ньютон добавил к пяти цветам ещё два.

Уч.Р.Я. Последовательность цветов в спектре мы вам предлагаем запомнить, выполнив следующее задание. (1 ученик у доски, другие на местах).

Каждый охотник желает знать,  где сидит фазан.Слайд 4

Запишите данное предложение и выполните его синтаксический разбор.

Уч.Ф. Обратимся к опыту Ньютона. Посмотрите внимательно на схему опыта и ответьте на следующие вопросы: Слайд 5

1. Какой свет падал на призму? Какого он цвета?

2. Через что был пропущен свет?

3. Какой свет вышел из призмы?

4. Что получилось на экране? Зарисуйте схему, используя аббревиатуру слов. Чем это можно объяснить?

Белый свет имеет сложное строение.

1. Есть ли резкая граница междуцветами?

2. Изменяет ли призма цвет света?

(Аристотель объяснял появление цветов тем, что, проходя через призму, свет смешивается с тьмой и окрашивается в разные цвета. Немного темноты, добавленной к свету, дает красный свет. Большое ее количество – фиолетовый).

Исаак Ньютон изумительно просто ответил на этот вопрос.Он направил на призму красный свет и тот, пройдя через призму…..(Слайд 6 – 7)

1. Изменил окраску?

2. Новые цвета появились?

3. Призма раскрашивает белый свет или разделяет его на содержащиеся в нем простые составные цветовые части? (рзделяет)

Явление разложения белого цвета в спектр получило название дисперсии. Это и есть тема нашего сегодняшнего урока.

Уч.Р.Я. Это слово исконно-русское или заимствованное? Мы предлагаем вам узнать его значение, воспользовавшись словарем иностранных слов.

Уч.Ф. Я предлагаю вам более короткую формулировку данного определения.

Дисперсия – это зависимость показателя преломления света от частоты колебаний (или длины волны). (Слайд 8)

Насколько это определение вам понятно? Я думаю – не очень.

Только белый свет при прохождении через вещество, раскладывается на цвета.

Что такое свет с точки зрения физики? (О: это электромагнитная волна). Как ведет себя свет в однородной прозрачной среде? (распространяется прямолинейно). Что происходит с ним на границе раздела 2-х сред? (отражается и преломляется). Причем, = n, называемая показателем преломления.

(Слайд 9)Абсолютный показатель преломления связан со скоростью распространения света в этой среде формулой n=. Следовательно, n_ф =, n_к =. Какая зависимость? (обратная). Что это значит? (чем больше n, тем меньше v).Какой цвет в проводимых опытах испытывал наибольшее преломление? (О: фиолетовый). Наименьшее преломление? (О:красный). 

Для одной и той же среды: 

Чем отличаются волны друг от друга? (О: длиной и частотой)

Следовательно, каждый цвет света – это электромагнитные волны определенной длины и частоты.Такой цвет называется монохроматическим.(Слайд 10)

Свет одного цвета назвали монохроматическим, ему соответствуетсвоя длина и частота волны.

Уч.Р.Я. Чтобы вы запомнили это слово, я предлагаю вам выполнить его морфемный разбор.

(Слайд 11)

(Слайд 12)Вернемся к опытам Исаака Ньютона.

Мы выяснили, что n ~ , а v = λν, то n ~ λ (ν)

Следовательно, показатель преломления света в среде зависит от его частоты или длины волны.

Теперь еще раз посмотрим на определение дисперсии. Дисперсией называют зависимость показателя преломления света от частоты колебаний (или дины волны).(Слайд 12)

Вам теперь понятно, что означает это определение?

При переходе из одной среды в другую изменяются скорость света и длина волны, частота же, определяющая цвет, остается постоянной.(Слайд 13).

Какие же выводы можно сделать из сегодняшнего урока?

(Слайд 14) Выводы:

• Дисперсия – явление разложения белого света в спектр.

• Белый свет – сложный, состоит из монохроматических цветов.

• Показатель преломления среды зависит от цвета света (фиолетовый, красный)

• Показатель преломления света в среде зависит от его частоты.

(Слайд 15 – 16) В 1807 году Томас Юнг сделал столь же важное открытие, что белый свет можно получить сложением красного, зеленого, голубого.

Зная, что белый свет имеет сложную структуру, можно объяснить удивительное многообразие красок в природе и многие явления природы:

• Закат солнца и утренний рассвет

• Цвета непрозрачных тел

• Цвета прозрачных тел

• Игру драгоценных камней (но это будет темой нашего следующего урока)

• Радугу (видеофрагмент Радуга) Слайд 17

Ч.Ф. Ребята, осталось ли что-то не понятным? Ест ли вопросы? Если нет, тогда мы предлагаем вам выполнит небольшую проверочную работу.

Проверка, выставление оценок (Слайд 18)

• (Слайд 19) Именно дисперсия объясняет возникновение такого явления, как гало. Это явление можно наблюдать зимой в виде кругов, столбов, крестов вокруг Солнца и Луны.

 (Слайд 20) Гало — оп­ти­че­ское яв­ле­ние, за­клю­ча­ю­ще­е­ся в об­ра­зо­ва­нии све­тя­ще­го­ся коль­ца во­круг ис­точ­ни­ка света. Тер­мин про­изошёл от фр. halo и греч. halos -«све­то­вое коль­цо».

• Гало обыч­но воз­ни­ка­ют во­круг Солн­ца или Луны, ино­гда — во­круг дру­гих мощ­ных ис­точ­ни­ков света, таких как улич­ные огни. Они вы­зва­ны пре­иму­ще­ствен­но от­ра­же­ни­ем и пре­лом­ле­ни­ем света ле­дя­ны­ми кри­стал­ла­ми в пе­ри­стых об­ла­ках и ту­ма­нах. Для воз­ник­но­ве­ния не­ко­то­рых гало не­об­хо­ди­мо, чтобы ле­дя­ные кри­стал­лы, име­ю­щие форму ше­сти­гран­ных призм, были ори­ен­ти­ро­ва­ны по от­но­ше­нию к вер­ти­ка­ли оди­на­ко­вым или хотя бы пре­иму­ще­ствен­ным об­ра­зом.

• Отражённый и пре­ломлённый ле­дя­ны­ми кри­стал­ла­ми свет не­ред­ко раз­ла­га­ет­ся в спектр, что де­ла­ет гало по­хо­жим на ра­ду­гу, од­на­ко гало в усло­ви­ях низ­кой освещённо­сти имеет малую цвет­ность. Окра­шен­ные гало об­ра­зу­ют­ся при пре­лом­ле­нии света в ше­сти­гран­ных кри­стал­лах ле­дя­ных об­ла­ков; не­окра­шен­ные (бес­цвет­ные) формы — при его от­ра­же­нии от гра­ней кри­стал­лов. Ино­гда в мо­роз­ную по­го­ду гало об­ра­зу­ет­ся очень близ­ко к зем­ной по­верх­но­сти. В этом слу­чае кри­стал­лы на­по­ми­на­ют си­я­ю­щие дра­го­цен­ные камни.

• Вид на­блю­да­е­мо­го гало за­ви­сит от формы и рас­по­ло­же­ния кри­стал­лов. Наи­бо­лее обыч­ные формы гало: ра­дуж­ные круги во­круг диска Солн­ца или Луны; пар­ге­лии, или «лож­ные Солн­ца», - слег­ка окра­шен­ные свет­лые пятна на одном уров­не с Солн­цем спра­ва и слева от него; пар­ге­ли­че­ский круг — белый го­ри­зон­таль­ный круг, про­хо­дя­щий через диск све­ти­ла; столб — часть бе­ло­го вер­ти­каль­но­го круга, про­хо­дя­ще­го через диск све­ти­ла; он в со­че­та­нии с пар­ге­ли­че­ским кру­гом об­ра­зу­ет белый крест.

• Гало сле­ду­ет от­ли­чать от вен­цов, ко­то­рые внеш­не схожи с ним, но имеют дру­гое про­ис­хож­де­ние. Венцы воз­ни­ка­ют в тон­ких во­дя­ных об­ла­ках, со­сто­я­щих из мел­ких од­но­род­ных ка­пель (обыч­но это вы­со­ко­ку­че­вые об­ла­ка) и за­кры­ва­ю­щих диск све­ти­ла, за счёт ди­фрак­ции. Они могут по­явить­ся также в ту­ма­не около ис­кус­ствен­ных ис­точ­ни­ков света. Ос­нов­ная, а часто един­ствен­ная часть венца — свет­лый круг не­боль­шо­го ра­ди­у­са, окру­жа­ю­щий вплот­ную диск све­ти­ла (или ис­кус­ствен­ный ис­точ­ник света). Круг в ос­нов­ном имеет го­лу­бо­ва­тый цвет и лишь по внеш­не­му краю — крас­но­ва­тый. Его на­зы­ва­ют также орео­лом. Он может быть окружён одним или не­сколь­ки­ми до­пол­ни­тель­ны­ми коль­ца­ми такой же, но более свет­лой окрас­ки, не при­мы­ка­ю­щи­ми вплот­ную к кругу и друг к другу.

(Слайд 21)  Домашнее задание:

• Вид гало за­ви­сит от…

• Не­окра­шен­ные гало воз­ни­ка­ют вслед­ствие…

• Написать сжатое изложение по тексту «Гало и венцы»

Закрепление изученного материала

1. На призму падал_________ солнечный свет

2. Данный свет был пропущен через ___________

3. Из призмы вышел ____________ свет

4. На экране получилась ___________из _________цветов

5. Между цветами _________резкой границы

6. Призма ______изменяет цвет света

7. Наиболее сильно преломляются_________лучи, меньше всего преломляются__________лучи.

(слова для справок: белый, многоцветный, семь, красные, узкое отверстие, нет, полоса, не, фиолетовые,)

Вывод

1. Призма___________ __________ свет.

2. Белый свет ________________свет, состоящий из световых волн_________цветов.

3. Дисперсия – это явление __________ света в _______________.

(слова для справок: белый, разлагает, разных, разложение белого, спектр,сложный по составу).

Разбалловка: 9-10 правильных ответов «5»

7-8 – «4»

5-6 – «3»