Главная / Методические материалы / Преподавание физики

Урок по физике в 11-м классе по теме Дисперсия света

Автор(ы): Девнина Татьяна Алексеевна, учитель физики

Notice: Undefined variable: content in /home/area7ru/area7.ru/docs/metodic-material.php on line 278
Цели урока:

дать понятие о дисперсии света и объяснить ее с точки зрения электромаг-нитной теории,
объяснить происхождение цветов окружающих нас тел.

Оборудование:

для каждого ученика на парту – экран со щелью, призма;
проекционный аппарат, дисперсионные призмы “Флинт” и “Крон”, экран, центробежная машина, спектральный круг, светофильтры, лист бумаги с 7 цветными кругами (каждый круг окрашен в один из 7 цветов спектра);
компьютер, мультимедийный проектор или телевизор для демонстрации презентации,
презентация по теме: “Дисперсия света”.

Ход урока
Презентация
(Слайд 1) Сегодня мы продолжим разговор о световых явлениях и законах распространения света. Но сначала вспомним, что же мы уже изучили о световых явлениях.
Повторение пройденного материала:

Как свет распространяется в однородной прозрачной среде?
Всегда ли свет распространяется прямолинейно? В каких случаях нет?
Закон преломления света.
Нарисовать ход лучей в призме.
Оптически плотная среда – что это за среда?
Показатель преломления среды.
Связь частоты света со скоростью его распространения.
Связь показателя преломления среды со скоростью света.

Сегодня мы продолжим разговор о световых явлениях и законах распространения света
Свет имеет еще много тайн. Одна из них – явление дисперсии.
Объяснение нового материала
Тема нашего урока “Дисперсия”. (Слайд 2)
Цель урока: дать понятие о дисперсии света и объяснить ее с точки зрения электромагнитной теории, объяснить происхождение цветов окружающих нас тел.
(Слайд 3) Слово “дисперсия” происходит от латинского слова dispersio, что в буквальном переводе означает “рассеяние, развеивание”.
Дисперсия света – это зависимость показателя преломления света от частоты колебаний (или длины волны).
(Прочитать определение еще раз)
Вам что-нибудь стало понятно о дисперсии после этой фразы? Или для вас это звучит, как набор слов? Надеюсь, что после сегодняшнего урока вы будите понимать эту фразу.
(Слайд 4) В 1666 году англ. физик Исаак Ньютон обратил внимание на радужную окраску изображений звезд в телескопе. Он заинтересовался этим явлением и поставил опыт. (Слайд 5) Ньютон направил световой пучок малого поперечного сечения на призму. Пучок солнечного света проходил в затемненную комнату через маленькое отверстие в ставне. Падая на стеклянную призму, он преломлялся и давал на противоположной стене удлиненное изображение с радужным чередованием цветов. (Слайд 6) Эту радужную полоску Ньютон назвал спектром (от лат. слова spectrum - “вuдение”). Замечательно, что этот опыт пережил столетия, и его методика без существенных изменений используется до сих пор.
Мы воспроизведем опыт Ньютона, но с другим оборудованием.
Фронтальный эксперимент: учащиеся проводят эксперимент на местах по следующему плану: взять в одну руку экран со щелью и расположить его на расстояние вытянутой руки на фоне лампы дневного света, между щелью и глазом поместить призму или плоскопараллель-ную пластину и посмотреть через косые грани пластины на освещенную щель экрана; если спектр не виден, то надо повернуть голову вместе с пластиной в сторону преломляющего угла.
Сейчас мы посмотрим получение спектра с помощью проекционного аппарата.
Демонстрация радужной полоски света через две призмы “Крон” и “Флинт”. Обсуждение с детьми результатов опыта: почему ширина спектра в обоих случаях различна?
Проделав опыт, Ньютон сделал вывод, что белый свет состоит из семи цветов. Их совместное действие дает нам ощущение белого света, а после прохождения через призму эти цвета разделяются. Ньютон доказал это, направив эту радужную полосу на вторую призму и получив опять белый свет. (Слайд 7)
Раскладывать свет на цвета люди научились давно, они использовали для этого стеклянные призмы. 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. Эта теория господствовала в науке долгое время. Но, продолжая проводить свои опыты, Исаак Ньютон изумительно просто опроверг теорию Аристотеля. Он направил на призму красный свет и тот, пройдя через призму, не изменяет окраску, и новых цветов не появилось.
(Демонстрация: направляем на призму свет, пропущенный через красный светофильтр и синий светофильтр).
Значит, призма не раскрашивает белый свет, а разделяет его на содержащиеся в нем простые составные цветовые части.
Разложение белого света есть следствие дисперсии.
(Слайд 8) В газете “Нью-Йорк Таймс” была опубликована статья сотрудника философского факультета университета Нью-Йорка Роберта Криза и историка Брукхевенской Национальной Лаборатории Стони Брук, которые провели опрос среди американских физиков, чтобы определить 10 красивейших экспериментов за всю историю этой науки. И данный опыт Исаака Ньютона вошел в эту десятку красивейших опытов.
(Слайд 9) Открытие Ньютоном и изучение явления дисперсии света считается одним из важнейших его открытий. На надгробном памятнике, поставленном в 1731 году, изображены фигуры юношей, держащих в руках эмблемы самых важных открытий Ньютона. В руках одного из юношей - призма, а в надписи на памятнике есть такие слова: “Здесь покоится сэр Исаак Ньютон, дворянин, который почти божественным разумом первый доказал с факелом математики движение планет, пути комет и приливы океанов. Он исследовал различие световых лучей и проявляющиеся при этом различные свойства цветов, чего ранее никто не подозревал ... Пусть смертные радуются, что существует такое украшение рода человеческого”.
(Слайд 10) Теорию света Ньютона подверг резкой критике выдающийся немецкий поэт И. В. Гете. Может быть, не все знают, что Гете был и видным естествоиспытателем. Он писал: “Утверждение Ньютона – чудовищное предположение. Не может быть, что самый прозрачный, самый чистый цвет – белый – оказался смесью цветных лучей”.
Гете считал, что исследованный Ньютоном свет – это уже не тот свет, с каким мы встречаемся в естественной обстановке, а свет, “замученный всякого рода орудиями пытки – щелями, призмами, линзами”. Гете призывал:

Друзья, избегайте темной комнаты,
Где вам искажают свет
И самым жалким образом
Склоняются перед искаженными образами.

(Слайд 11) А что вам напоминает эта радужная полоска – спектр?
Правильно, радугу.
А сколько цветов вы видите? Каких?
То, что в радуге семь цветов – это всеобщее заблуждение, всеми повторяемое и обычно не проверяемое. Посмотрите внимательнее на радугу и рассмотрите ее не предвзято. Сколько вы видите цветов? (Слайд 12) (5: красный, желтый, зеленый, голубой и фиолетовый)
Они не имеют резких границ, а переходят один в другой постепенно, так что, кроме пе-речисленных основных цветов, различаются промежуточные оттенки: красно – желтый (оран-жевый), желто-зеленый, зелено-голубой, фиолетово-голубой (синий). Значит, в солнечном спектре либо 5 цветов, либо 9 (если считать промежуточные). Откуда же взялось число 7?
(Гипотезы учеников)
Ньютон первоначально тоже различал только пять цветов. Стремясь создать соответствие между числом цветов спектра и числом основных тонов музыкальной гаммы, Ньютон добавил к 5 перечисленным цветам спектра еще два. (7 чудес света, 7 дней недели, на 7 небе)
(Слайд 13) Что же касается радуги, то здесь не удается заметить даже и 5 оттенков. Обычно мы видим 3 цвета (красный, зеленый, фиолетовый), иногда различается желтый.
Но так как Исаак Ньютон решил, что в спектре 7 цветов, то мы вынуждены тоже так считать.
Последовательность цветов в спектре легко запоминается (Слайд 14):
Каждый Охотник Желает Знать Где Сидит Фазан;
Как Однажды Жак - Звонарь Городской Сломал Фонарь.
Каждый цвет спектра является монохроматическим. Монохроматический свет – одноцветный свет.
В: Что такое свет с точки зрения физики? (О: это электромагнитная волна)
Чем отличаются волны друг от друга? (О: длиной и частотой)
Свет разных цветов – это электромагнитные волны различной длины и частоты.
Монохроматический свет – одноцветный свет, каждой цветности соответствует своя длина и частота волны (в вакууме). (Слайд 15)

Красный	Оранжевый	Желтый	Зеленый	Голубой	Синий	Фиолетовый
760 – 620 нм	620 – 590 нм	590 – 560 нм	560 – 500 нм	500 – 480 нм	480 – 450 нм	450 – 380 нм

Вернемся к опытам Исаака Ньютона. Почему в призме волны делятся? Какое явление наблюдается при прохождении света через призму? (О: преломление света) (Слайд 16)
Какой цвет в проводимых опытах испытывал наибольшее преломление? (О: фиолетовый) Наименьшее преломление? (О: красный). (Слайд 17)
Очевидно, n_ф > n_к. Абсолютный показатель преломления связан со скоростью распростра-нения света в этой среде формулой n=. Следовательно, n_ф =, n_к =.
Отсюда, , . Для одной и той же среды:
Значит, в одном и том же веществе скорости света для разных частот (или длин волн) различны. Различны будут и показатели преломления. Следовательно, показатель преломления света в среде зависит от его частоты.
При переходе из одной среды в другую изменяются скорость света и длина волны, частота же, определяющая цвет, остается постоянной. Границы диапазонов белого света и составляющих его цветов принято характеризовать их длинами волн в вакууме. Т. о., белый свет – это совокупность волн длинами от 380 до 760 нм.
(Слайд 18) Дисперсией называют зависимость показателя преломления света от частоты колебаний (или дины волны).
Вам теперь понятно, что означает это определение?
Какие же выводы можно сделать из сегодняшнего урока?
(Слайд 19) Выводы:

Дисперсия – явление разложения белого света в спектр.
Белый свет – сложный, состоит из монохроматических цветов.
Показатель преломления среды зависит от цвета света (фиолетовый, красный)

Показат...

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: 2010.11.22 | Просмотров: 2675
При использовании материалов сайта, активная ссылка на AREA7.RU обязательна!