Класс: 11
Мало знать - надо уметь применять!
Р.Декарт
Цель урока: формирование физического мышления, получение новых знаний, совершенствование практического применения знаний.
Тип урока: комбинированный.
Оборудование:
прибор по геометрической оптике,
оптоволокно,
карточки с заданиями,
компьютер,
видеопроектор,
экран,
СD-диск "Физика. Библиотека наглядных пособий" ("1С: Образование 3.0"),
мультимедийная презентация "Преломление света. Закон преломления света" (Приложение №1)
План урока
| Этап | Длительность, мин. | Формы и методы обучения. |
| Актуализация знаний учащихся. Постановка задач урока. | 10-15 | Фронтальный опрос, самостоятельная работа по карточкам |
| Изучение нового материала. | 15 | Беседа, рассказ учителя, демонстрация опытов. |
| Закрепление изученного материала, решение задач. | 7-10 | Разбор этапов решения задачи у доски, работа в группах. |
| Подведение итогов урока. | 2-3 | Сообщение учителя. |
Ход урока
Учитель: Сегодня на уроке нам предстоит рассмотреть удивительное свойство света - явление преломления и его практическое применение. Но прежде мы вспомним основные понятия геометрической оптики и закон отражения света.
1. Фронтальный опрос.
- Что изучает геометрическая оптика?
- Дайте определение светового луча и плоскости падения луча.
- Сформулируйте закон отражения света.
- В чем состоит физический смысл коэффициента отражения? Запишите на доске его математическое выражение.
- Охарактеризуйте изображение, даваемое плоским зеркалом.
2. Выполнение самостоятельной работы по карточкам по теме "Закон отражения света".
Примеры заданий:
- С помощью плоского зеркала надо осветить дно глубокого колодца. Солнечные лучи составляют с поверхностью земли угол 30°. Под каким углом к вертикали надо расположить плоское зеркало, чтобы выполнить задуманное?
- Построить изображение точечного источника света в двух зеркалах, расположенных друг к другу под углом 90°.
- На стене висит зеркало высотой 1м. Человек стоит на расстоянии 2м от него. Какова высота участка противоположной стены комнаты, который может увидеть человек, не изменяя положения головы. Стена находится на расстоянии 4м от зеркала.
3. Изучение нового материала.
Рассказ учителя сопровождается мультимедийной презентацией и демонстрационным экспериментом. (слайд №1)
Учитель: При падении света на границу раздела двух сред часть света отражается, часть проходит в другую среду, при этом преломляясь.
Световое излучение распространяется в вакууме с конечной скоростью, равной 300 000 км/с. Среда, в которой скорость распространения света меньше, является оптически более плотной средой. Преломление света - это изменение направления луча света при пересечении границы между средами.
Демонстрация явления на приборе "Оптический диск".
Чем же вызвано явление преломления света?
Преломление света объясняется различием в скоростях распространения света при переходе из одной среды в другую (слайд №2).
Демонстрация компьютерной модели "Закон Снеллиуса". (СD-диск "Физика. Библиотека наглядных пособий" ("1С: Образование 3.0")).
Обозначим альфа - угол падения луча, бетта- угол преломления. Между ними существует зависимость, которая определяется характеристиками среды.
(На компьютерной модели учитель указывает углы падения и преломления, изменяет угол падения, показатель преломления среды, обращая внимание учащихся на поведение преломленного луча.)
Первая формулировка закона преломления принадлежит голландскому ученому В.Снеллиусу. Когда он умер (1626г.), в его бумагах нашли оптический трактат, в котором утверждалось, что при преломлении света отношение косекансов углов падения и преломления является величиной постоянной, не зависящей от угла падения света. (слайд №3)
Закон преломления света:
Падающий луч, преломленный луч и перпендикуляр, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости;
Отношение sin угла падения к sin угла преломления есть величина постоянная для данных двух сред: (слайд №4)
Коэффициент n называется относительным показателем преломления второй среды относительно первой. Он равен отношению скоростей света в данных двух средах: (слайд №5).
Если в качестве первой среды выступает вакуум, то показатель преломления среды называется абсолютным. Коэффициенты n1 и n2 являются абсолютными показателями преломления среды: (слайд №6)
Показатель преломления всегда >1. На слайде приведены значения показателей преломления для некоторых веществ: (слайд №7).
В вакууме скорость света равна c и показатель преломления n = 1. Преломление света "приподнимает" планеты и звезды над горизонтом по сравнению с их истинным положением и является причиной миражей.
При переходе света из оптически более плотной среды в оптически менее плотную преломленный луч "прижимается" к перпендикуляру, восстановленному в точке падения луча; если же наоборот луч попадает из оптически более плотной среды в менее плотную, то преломленный луч "убегает" от перпендикуляра: (слайд №8).
Важное замечание: при 
= 0° преломления не происходит!
При переходе света из оптически более плотной среды в оптически менее плотную (например, вода-воздух) можно наблюдать явление полного внутреннего отражения: (слайд №9).
При некотором предельном угле падения 0 преломленный луч
исчезает (демонстрация явления на приборе
"Оптический диск). (слайд № 10).
Явление полного внутреннего отражения используется в оптических световодах: (слайд №11). Демонстрация оптоволокна.
4. Практическое применение полученных знаний.
Учитель: Итак, мы рассмотрели явления преломления света и полного внутреннего отражения. Сейчас решаем задачу, в которой применяется закон Снеллиуса: (слайд №12).
Задача: Точечный источник света находится в воздухе над поверхностью воды. Для наблюдателя под водой расстояние от поверхности воды до источника света 2,5м. Найти истинное расстояние от источника света до поверхности воды (Ответ: 1,9 м).
Разбор этапов решения задачи у доски. Учащиеся работают в группах, учитель консультирует по решению задачи.
5. Подведение итогов урока.
Учитель проводит краткий опрос по итогам урока:
- Чем вызвано преломление света?
- Что такое относительный показатель преломления?
- При каких условиях наступает полное внутреннее отражение?
Домашнее задание: С.В.Громов, "Физика 11", параграф 3, №8,12.