Цели урока:
- Учебные: создать условия для усвоения понятия «Преломление света».
- Развивающие: формировать представление о процессе научного познания.
- Воспитательные: прививать культуру умственного труда.
Задачи урока:
- изучить особенности преломления света;
- показать зависимость угла преломления света от скорости распространения света в среде (оптической плотности);
- продолжить работу по развитию логического мышления учащихся, по формированию умения строить индуктивные выводы.
Оборудование: оптическая шайба, стакан с водой, карандаш, монета.
Компьютерное оборудование: интерактивная доска.
Тип урока: комбинированный.
Ход урока
Организационный момент
Актуализация опорных знаний
(Слайд №1, Приложение 1)
Мы изучаем тему «Оптические явления».
Какую роль играет свет в жизни людей?
Чудный дар природы вечной,
Дар бесценный и святой.
В нем источник бесконечный
Наслажденья красотой.
Солнце, небо, звезд сиянье,
Море в блеске голубом,
Всю природу мирозданья
Мы лишь в свете познаем.
Именно свет, приходящий на Землю от Солнца, создаёт условия, необходимые для существования жизни на планете.
Что же такое свет?
Как распространяется свет в однородной прозрачной среде?
Как ведёт себя свет при падении на зеркальную поверхность?
(демонстрация отражения луча с оптическим диском)
Что представляет собой угол падения луча?
Что представляет собой угол преломления луча?
Сформулируйте закон отражения света.
(Слайд№2)
Рассмотрите рисунок и ответьте на вопросы:
- Чему равен угол падения луча?
- Чему равен угол отражения луча?
- Чему равен угол между отражённым лучом и отражающей поверхностью?
Изучение нового материала
Сегодня мы продолжим изучать свойства света.
Приходилось ли вам наблюдать картину, при которой предметы, находящиеся на дне под водой кажутся нам гораздо ближе, чем это есть на самом деле?
Давайте поэкспериментируем с монетой на дне стакана.. Этот опыт проводил в 3 в. до н.э. древнегреческий учёный Эвклид.
Почему монета стала видна после того, как налили воду?
Посмотрите на стакан с водой, в который опущен карандаш. Карандаш кажется переломанным в месте перехода в воду.
(Слайд №3)
На самом деле карандаш целый. А создает эту иллюзию явление, которое называется преломление света.
Тема нашего сегодняшнего урока: «Преломление света».
(Слайд №4)
Давайте рассмотрим закономерности этого оптического явления и попробуем понять его причину.
Рассмотрим рисунок и введем несколько определений:
(Слайд №5)
Углом падения луча назовем угол a между падающим лучом и перпендикуляром к границе раздела двух сред в точке излома луча.
Углом преломления луча назовем угол g между преломленным лучом и перпендикуляром к границе раздела двух сред в точке излома луча.
Из схемы и проведенных нами опытов можно увидеть первый закон преломления света:
Луч падающий, луч преломленный и перпендикуляр к границе раздела двух сред в точке излома луча всегда лежат в одной плоскости.
Почему же свет преломляется? Посмотрите видеоролик и постарайтесь понять.
(Слайд №6)
Итак, преломление света происходит из-за разности скорости света на границе раздела двух сред.
(опыты с оптическим диском)
Все ли вещества одинаково преломляют световые лучи?
Оказывается, в различных средах, скорость распространения света различна.
(Слайд №7)
В каком веществе скорость света самая большая?
В каких веществах свет распространяется медленнее? В каких быстрее?
Чем меньше скорость света в среде, тем сильнее преломляется световой луч
Итак, скорость света в различных средах имеет разное значение.
Величина, показывающая, во сколько раз скорость света в среде отличается от скорости света в вакууме, называется показателем преломления среды.
Посмотрите чему равны показатели преломления некоторых сред.
(Слайд №8)
Среда с большим показателем называется оптически более плотной.
Среда с меньшим показателем называется оптически менее плотной.
Как изменяется скорость света в оптически более плотных средах?
Как ведет себя световой луч при переходе из более плотной среды в менее плотную и наоборот?
(мультимедия) (электронный учебник по физике. 9 класс)
- Как меняется угол преломления луча при увеличении угла падения?
- Как меняется угол преломления луча при переходе из оптически менее плотной среды в оптически более плотную среду?
- Как меняется угол преломления луча при переходе из оптически более плотной следы в оптически менее плотную среду?
Закрепление изученного материала
(Слайды № 9,10,11,12)
Одной из основных деталей многих оптических приборов является стеклянная треугольная призма. На рис 87(б) учебника показан ход луча в такой призме: в результате двукратного преломления треугольная призма отклоняет падающий на неё луч в сторону к своему основанию.
(опыты с оптическим диском)
(Слайд №13)
Сообщения учащихся «Краски неба», «Радуга».
(Слайд №14)
Мираж - оптическое явление в атмосфере, состоящее в том, что вместе с отдалённым предметом (или участком неба) видно его мнимое изображение, смещенное относительно предмета.
Оазисы в Сахаре редки. Когда перед измученным долгой дорогой путешественником возникают на горизонте желанные очертание оазиса, проводник-араб лишь отрицательно качает головой. Он знает, что до оазиса ещё 10 км пути под палящим солнцем, а то, что путник видит «собственными глазами» - всего лишь мираж. Этот оптический обман порой вводит в заблуждение даже опытных людей. Бывалые путешественники, прошедшие по пескам не один экспедиционный маршрут и не один год изучающие пустыню, случалось, тоже становились жертвами миража. Под власть миража попадали иной раз и опытные проводники караванов. Однажды 60 человек и 90 верблюдов погибли в пустыне, следуя за миражом, который увлёк их на 600 км в сторону от колодца.
Слово «мираж» французского происхождения и имеет 2 значения: отражение и обманчивое видение.
(Слайд №15,16)
Каких они бывают видов, при каких условиях возникают, какое наблюдается изображение предметов, вы узнаете из задания экзаменационных работ для проведения государственной итоговой аттестации по физике ( ФИПИ 2008, «Астраль», Е.Е. Камзеева, М.Ю. Демидов). (Работа с текстом)
(Подведение итогов теста)
(Слайд № 17)
Реально ли создать шапку-невидимку?
(Уч-ся рассказывают о новинках науки и техники)
– Учёные из Токийского университета (Япония) сумели сделать мифический плащ-невидимку. Как было продемонстрировано на Nextfest, выставке новых технологий в Сан-Франциско (США), можно прямо сквозь человека, одетого в такой плащ, видеть очертания предметов за ним. В технологии «оптический камуфляж» используются мелкие камеры и экраны мини-проекторов в виде бусин. Камеры передают данные на переднюю сторону плаща, так что то, что за спиной, оказывается видным спереди.
– Не секрет, что, сочиняя сказки, наши предки, сами того не подозревая, за десятки и даже сотни лет предсказывали многие великие изобретения человечества. Однако буквально ещё вчера вряд ли кто-то мог себе представить, что один из самых популярных сказочных предметов – шапка-невидимка, – через какое-то время может стать вполне осязаемой реальностью. Исследователи из университета Северной Каролины сообщили о том, что им удалось создать материал, делающий предметы невидимыми. Правда, пока только в микроволновой части спектра. А помогли им в осуществлении мечты каждого уважающего себя шпиона так называемые метаматериалы.
Метаматериалы – это искусственные композитные соединения, особенная структура поверхности которых наделяет их необычными электромагнитными свойствами, не имеющими аналогов в природе. Главной отличительной чертой этих материалов является отрицательный показатель преломления микроволн. Иными словами, лучи этого диапазона не отражаются от них, как от обычных предметов, а как бы огибают. Пройдя такой объект, они тут же возвращаются в исходное положение. Именно благодаря этому явлению микроволновые датчики воспринимают не сам предмет, а лишь находящееся за ним пространство.
Впрочем, как признают сами исследователи, нынешняя технология ещё далека от совершенства. К примеру, в ходе эксперимента, который проводился с медным цилиндром, обнаружилось, что, будучи накрытым «невидимой» тканью, он всё же отбрасывал небольшую «тень». Тем не менее, учёные надеются создать материал, который будет невидим и в обычном свете.
Итог урока
Какие вопросы возникли у вас в ходе сегодняшнего урока?
Что нового мы узнали?
Что нам необходимо узнать дальше?
Домашнее задание
(Слайд №18)
Видеоприложения