Главная / Методические материалы / Преподавание физики

Тема урока: Дисперсия света

Автор(ы): Кириллова Инесса Геннадьевна, учитель физики

Notice: Undefined variable: content in /home/area7ru/area7.ru/docs/metodic-material.php on line 278
Явление дисперсии света было открыто И.Ньютоном и считается одной из важнейших его научных заслуг. Недаром на его надгробном памятнике, поставленном в 1731 году и украшенном фигурами юношей, которые держат в руках эмблемы его главнейших открытий, одна фигура держит призму, а в надписи на памятнике есть слова: «Он исследовал различие световых лучей и появляющиеся при этом различные свойства цветов, чего ранее никто не подозревал». Последнее утверждение не совсем точно. Дисперсия была известна и ранее, но обстоятельно она не изучалась.
Урок изучения нового материала «Дисперсия света» проводится в виде лекции. Объяснение данного явления с точки зрения электромагнитной теории с использованием проблемных ситуаций и современной технологии с презентацией.
Тема: Дисперсия света. (Слайд 1)
Цели:

дать понятие о дисперсии света и объяснить ее с точки зрения электромагнитной теории.
способствовать обучению школьников умению устанавливать взаимосвязи в изучаемых явлениях;
выдвигать гипотезы и проверять их, используя физический эксперимент;
делать обобщения.
воспитание организованности, уверенности в себе, самостоятельности, взаимопроверки, ответственности.

ТСО: компьютер, мультимедийный проектор, приборы и материалы к проведению эксперимента.
План урока:
Изложение нового материала. (Слайд 2)

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.

1. Дисперсия света.
Перед изучением данной темы учащиеся повторяют материал о преломлении волн, в том числе световых, и ход лучей в треугольной призме.
Вспоминаем, как преломляет электромагнитные волны призма из диэлектрика и световые монохроматические пучки стеклянная призма. (опыт проводят учащиеся)
Опыт по преломлению монохроматического пучка ставим дважды, используя призмы из разного стекла (флинт и крон). Строим падающий и преломленный лучи и записываю соотношение sin/sin=n₂/n₁₌c₂/c₁, где с_1,с₂ – скорость электромагнитных волн, в первой и второй средах соответственно.
Вывод: скорость электромагнитных волн зависит от среды.
Радугу в комнате получают при помощи призмы. (Слайд 3,4)
Именно опыт с призмой позволил Исааку Ньютону заключить в «Лекциях по оптике» в 1669 году и в мемуаре «Новая теория света и цветов», написанном в 1672 году: «Световые лучи различаются в их способности показывать ту или иную особую окраску, точно так же, как они различаются по степени преломляемости.
…Свойственные какому-либо роду лучей, они не могут быть изменены ни преломлением, ни какой-либо иной причиной…Поэтому мы должны различать два рода цветов: одни первоначальные и простые, другие же сложенные из них…В этом причина того, почему свет обыкновенно имеет белую окраску; ибо свет – запутанная смесь лучей всех видов и цветов, выбрасываемых из различных частей светящихся тел».
(Слайд 5)
Если в темной комнате толстую стеклянную пластину осветить пучком света от лампы накаливания, то присмотревшись, можно заметить, что в стекле на границе с воздухом пучок белого света расщепляется на множество плавно переходящих друг в друга цветных пучков. Это явление свидетельствует о дисперсии световых волн (от лат. disperqo – разбрасываю)
Явление дисперсии света первым начал изучать И.Ньютон (1666 год).
Замечательно, что этот опыт пережил столетия, и его методика без существенных изменений используется в физических лабораториях до сих пор. (Слайд 6)
Ньютон в темной комнате направил пучок солнечного света, прошедшего через отверстие в ставне, которым закрывалось окно, на треугольную призму. На противоположной стене Ньютон увидел яркую цветную полосу, состоящую из множества разноцветных полос, цвета которых, изменяясь плавно переходили от красного к оранжевому к желтому и до фиолетового.
Наблюдаемую на стене картину Ньютон назвал – спектром (от лат. spectrum – видение).
Если внимательно присмотреться к прохождению света через треугольную призму, то можно увидеть, что разложение белого света начинается сразу же, как только свет переходит из воздуха в стекло. В описанных опытах использовались пластина и призма, изготовленные из стекла. Вместо стекла можно взять и другие прозрачные для света материалы. Чем больше показатель преломления материала, тем ярче проявляется дисперсия света.
Среды, в которых наблюдается явление дисперсии называются – диспергирующими.
2. О чем свидетельствует явление дисперсии?
Белый свет имеет сложный состав, но это не ново. При изучении явления дифракции было установлено, что длины волн и их частоты различны для каждого цвета.
Явление дисперсии свидетельствует о том, что фазовые скорости волн входящих в состав белого света в стекле различны.
Фазовая скорость – скорость распространения фазы волны.
Действительно, непосредственно из опыта вытекает, что для показателей преломления справедливо следующее неравенство:
nк<nор<nж<nз<nг<nс<nф (Слайд 7)
Но показатель преломления равен отношению скоростей света в воздухе к фазовой скорости в стекле. Поэтому показатели преломления цветовых пучков можно выразить через их фазовые скорости:
n=c/к; n=c/о; n=c/ж…; n=c/ф
Подставив найденные значения показателей преломления в предыдущее неравенство получим:
с/_к< с/_о <с/_ж < ….< с/_фили _к>_о>_ж>….>_ф
Таким образом, из явления дисперсии следует, что волны входящие в состав белого света, в веществе распространяются с различными скоростями: с наибольшей скоростью распространяются волны, которые мы воспринимаем как красный свет. И с наименьшей волны, воспринимаемые нами как фиолетовый свет.
Но восприятие цвета зависит от длины волны, а следовательно, и от частоты колебаний. Следовательно, фазовые скорости распространения световых волн зависят и от их частоты.
(Слайд 8)
Дисперсией называют зависимость показателя преломления света от частоты колебаний (или дины волны).
Итак, распределение какого-либо излучения по длинам волн (частотам колебаний) называется спектром этого излучения.
Спектр (лат слово «видимый») в котором монохроматические лучи непрерывно следуют друг за другом, называют сплошным. Примером сплошного спектра является спектр белого света.
В сплошном спектре видимого света условно принято различать семь основных цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. Резкой границы среди них нет.
Каждой цветности соответствует своя длина и частота волны, такой одноцветный свет называют – монохроматическим. (Слайд 9)

Цвет	Длина волны, нм	Ширина участка, нм
Красный	800-620	180
Оранжевый	620-585	35
Желтый	585-575	10
Зеленый	550-510	40
Голубой	510-480	30
Синий	480-450	30
Фиолетовый	450-390	60

Качественное представление о причине возникновения дисперсии.
Электромагнитная волна возбуждает в веществе вынужденные колебания электронов в атомах и молекулах. Колеблющиеся электроны становятся вторичными излучателями электромагнитных волн такой же частоты, но со сдвигом фазы. Поскольку первичная и вторичная волны когерентны, они интерферируют, и результирующая волна распространяется со скоростью, отличной от скорости света в вакууме.
Учащиес...

ВНИМАНИЕ!
Текст просматриваемого вами методического материала урезан на треть (33%)!

Чтобы просматривать этот и другие тексты полностью, авторизуйтесь на сайте:

Простая ссылка на эту страницу:

Ссылка для размещения на форуме:

HTML-гиперссылка:

Добавлено: 2011.10.18 | Просмотров: 3158
При использовании материалов сайта, активная ссылка на AREA7.RU обязательна!