Цели урока: дать представление о дисперсии света и объяснить явление с точки зрения электромагнитной теории; продолжить формирование у учащихся восприятия и самостоятельного оценивания (на основе полученных знаний) информации, полученной в СМИ, Интернете, научно – популярных статьях; воспитание уверенности в себе, самостоятельности, самопроверки, ответственности.
Тип урока: урок изучения нового материала. Основой данного урока является проектная деятельность учащихся. Каждый учащийся представляет свою часть исследования в качестве персонажа: Исаака Ньютона, лаборанта, историка, офтальмолога, биолога, художника, психолога, учёного и т.д. Такой метод оправдал себя, т.к. позволил разбить материал таким образом, что восприятие большого количества информации проходило без каких либо затруднений.
ТСО: компьютер, мультимедиа проектор, приборы и материалы к проведению экспериментов и решению качественных задач.
Проверка знаний: «Чистый лист», мини – самостоятельная работа, контрольные вопросы, качественные и вычислительные задачи.
План урока:
| организационный момент; | ТСО |
| изучение нового материала 1. «Дисперсия света» |
компьютер, мультимедиа проектор, приборы и материалы к проведению экспериментов |
| закрепление «Чистый лист» | компьютер, мультимедиа проектор |
| 2. Как глаз различает цвета. (практическая работа) 3. окраска предметов 4. применение цвета |
компьютер, мультимедиа проектор, приборы и материалы к проведению экспериментов |
| Решение задач | Карточки (Приложение №2) |
| подведение итогов урока. | |
| домашнее задание. |
1. Организационный момент.
2. Изучение нового материала. (Презентация – Приложение №1)
Учитель. (слайд 2. читает отрывок из произведения Ф.И. Тютчева)
«Как неожиданно и ярко
На влажной неба синеве,
Воздушная воздвиглась арка –
В своем минутном торжестве.»
(Слайд 3,4.) Свет великий художник! Именно он заставляет то таинственно светиться ночную гладь реки, то сверкать ослепительным светом в лучах полуденного Солнца. Зачарованно смотрим мы на языки пламени костра. И нет равнодушных, когда на небе появляется радуга. Как ему удаётся раскрашивать мир в разные цвета? От куда он берет краски? Почему небо синее, солнце желтое, трава зеленая? Да и можно ли сказать, что многоцветие играет большую роль в жизни человека, животных? И если да, то какова эта роль? Сегодня на уроке мы постараемся ответить на многие из этих вопросов. Для начала же мы поговорим о явлении, которое и позволит нам найти ответы на поставленные вопросы. Это явление – дисперсия света. В изучении темы нам помогут разобраться группы ребят: историки лаборант, исследователи, представители разных профессий. А так же мы ждем появления очень важного гостя.
(Слайд 5.)
Тема урока: «Цвет».
План урока:
- Дисперсия света.
- Как глаз различает цвета.
- Окраска предметов.
- Применение (использования цвета)
(Слайд 6.)
Итак, обратимся к первому вопросу.
1. Дисперсия света.
(Слайд 7, 8.) (Гром, в темноте появляется И. Ньютон.) А вот и наш гость.
Ньютон. Разрешите отрекомендоваться - математик, механик, астроном и физик, создатель классической механики, президент Лондонского королевского общества - Исаак Ньютон. Я открыл дисперсию света, исследовал интерференцию и дифракцию. Желаю присутствовать в классе, дабы проследить за верностью изложения материала. Начинайте, пожалуйста.
Историк (Слайд 9.) В 1665 году Ньютон выполняет свой знаменитый опыт по разложению солнечного света призмами. Он не был открывателем этого явления, о нем знали еще в 1 веке до нашей эры, но до Ньютона оно не подвергалось строгому исследованию.
Лаборант (Слайд 10.) В ставнях Исаак проделал отверстие и в затемненную комнату прошёл луч дневного света. Попав на призму, луч рассеялся на спектр.
(демонстрация опыта) Повторим опыт Ньютона. Под пучок света поместим треугольную призму, при этом на экране видим цветную полоску, напоминающую по расположению цветов – радугу.
Ньютон Это явление свидетельствует о рассеивании световых волн. От латинского слова disperqo – «разбрасываю», мною это явление названо дисперсией. Наблюдаемую на стене картину же назвал – спектром, от лат. spectrum – образ. Продолжайте.
Историк Аристотель объяснял появление данной полоски – смешением тьмы и сета. В 1611 году, итальянский епископ Доминис поддерживая Аристотеля, пояснил, что красный цвет получается путем смешения света с небольшим количеством темноты, а фиолетовый смешением большого количества темноты и малого – света. Таким образом призма выступала в роли источника темноты.
Лаборант Ньютон подвергает эти объяснения изумительной по простоте и блестящей по остроумию основательной опытной проверке. Он выделяет луч из спектра и направляет его в призму. Вопреки объяснениям Доминиса новых цветов во втором спектре не появилось.
Историк (Слайд 11.) Ньютон продолжает опыты и ставит между двумя развернутыми призмами фокусирующую линзу. При этом он получает вновь пятно белого света. Его выводы категоричны.
Ньютон Да, призма не раскрашивает белый свет, она лишь пространственно разделяет его на содержащиеся в нем составные цветовые части. При изучении явления дифракции было установлено, что у каждого цвета своя частота и длина волны. Это позволило мне прийти к выводу: Белый свет содержит электромагнитные волны разных частот.
Учитель (Слайд 12.) Обратим внимание на слайд. Поясните, что на нём изображено.
Дайте ответы на поставленные вопросы.
- Можно ли считать свет простым по структуре? Его структура сложна.
- Лучи какого цвета претерпевают большее (меньшее) преломление? Наименьшее отклонение от первоначального направления падения испытывают красные лучи, а наибольшее – фиолетовые.
- Вспомнив закон преломления, сделайте вывод – для какого из цветов показатель преломления больше? (для фиолетового) меньше? (для красного)
Ньютон (Слайд 13, 14, 15.) Запишем nф>nк, а так как n=c/υ, где υ – скорость распространения света в среде, можно сделать вывод: Различным скоростям распространения волн соответствуют разные абсолютно показатели преломления среды. Т. е запишем: υк>υф. Опираясь на эти выводы, запишем определение явления дисперсии. дисперсия света – зависимость показателя преломления света от его частоты колебаний (или длины).
Частота фиолетового света больше частоты красного: νф>νк. Т. е. абсолютный показатель преломления возрастает с увеличением частоты. А так как λ=с/ν, где λ –длина волны, мне стало понятно, что абсолютный показатель преломления возрастает с уменьшением длины волны. Это позволяет сделать ещё один вывод: При заданной частоте длина волны больше в той среде, где скорость волны больше. Опыты показали, что: Каждый цвет характеризуется своей частотой.
Ну, теперь я должен быть уверен, что все выводы сделанные мной, верно восприняты этой достойнейшей группой молодых людей. И требую проверки знаний.
Учитель Ну что ж, не возражаю. Группа ребят закончили свою работу, благодарю ребят за помощь и давайте проверим, как усвоена научная часть нашего урока. (Слайд 16.) Перед вами слайд с вопросами. Наша задача – оставить слайд чистым. Это и будет сигналом тому, что знания получены. Но вопросы исчезнут только тогда, когда вы дадите на них правильные ответы. Начнём (как только ответ дан, лаборант закрашивает «маркером» на слайде вопрос, цвет маркера совпадает с цветом фона слайда, в результате создаётся ощущение, что вопрос исчезает).
- Как можно наблюдать явление дисперсии света?
- Чем объясняется разложение белого света на цветные пучки?
- На стеклянную призму направляют луч красного цвета. Будет ли наблюдаться разложение этого света на какие- то цветные лучи?
- Наблюдается ли дисперсия света при прохождении через вакуум?
Хорошо. Слайд стал чистым. Ну что же, уважаемый господин Ньютон, мы благодарим Вас за полученные знания и прощаемся с Вами.
Ньютон (Слайд 17.) В благодарность я хотел бы сделать небольшой подарок. Открыть секрет, как можно твердо запомнить расположение цветов в спектре. Для этого запомните фразу Каждый Охотник Желает Знать Где Сидит Фазан. По первым буквам вы и определите порядок цветов. Всего доброго! (Уходит)
Учитель (Слайд 18.) Перейдем теперь ко второму вопросу. И постараемся понять: Как глаз различает цвета.
В этом нам помогут разобраться биолог и офтальмолог.
Биолог (Слайд 19.) На сетчатке глаза расположены светочуствительные элементы, называемые палочками и колбочками. Все палочки - одного типа и различают только степень освещенности, зато колбочек существует у человека трех типов, условно назовем их – красные, зеленые, синие, т.к. красные наиболее чувствительны к красному, синие – к синему, а зеленые к зеленому цвету. Все многообразие видимых нами цветов обусловлено сигналами, посылаемыми в мозг этими тремя типами колбочек: если цвет синий, то сигналы посылают только синие колбочки.
Посмотрев внимательно на смешанные цвета, скажите, какие колбочки посылают сигнал, когда цвет будет казаться желтым, белым?
Офтальмолог. (Слайд 20.) У 8% людей наблюдаются различные генетические нарушения цветового зрения. Чаще всего среди них встречаются с отсутствием красночувствительного приемника и отсутствием зеленочувствительного приемника. Такие люди часто не подозревают об особенностях своего зрения, и выясняется это или при специальном исследовании на приборе -аномалоскопе, или при тестировании на курсах вождения автомобиля, или при сборе земляники (не могут отличить спелые красные ягоды от зеленых), или при назывании цвета одежды или клубков ниток. Эти цветовые аномалии называются дальтонизмом и чаще встречаются у мужчин, так как гены красно- и зеленочувствительных пигментов находятся в X-хромосоме.
В сумерках все три типа колбочек перестают работать, и им на смену приходят палочки, при этом человек видит все в серых тонах. Это и объясняет, почему «все кошки ночью серы».
Так почему же все кошки ночью серы?
Учитель (Слайд 21.) Спасибо девушкам за интересную информацию. Перейдем к третьему вопросу.
3. Окраска предметов.
Для рассмотрения этой проблемы приглашаю группу исследователей.
Исследователь №1 (Слайд 22.) Поскольку белый свет является составным, окраска предметов может возникать по двум причинам: Я расскажу о первой причине.
Это исключение какого – либо цвета (или цветов) при поглощении веществом световых волн с определенной длинной волны. Такое поглощение называют избирательным. В результате
отраженный от вещества или преломленный свет приобретает окраску. Например, зеленый цвет листьев растений обусловлен тем, что входящий в состав хлорофилл поглощает в основном красные и синие лучи. Все другие цвета отражает. Работают только зеленые колбочки. Белый свет при этом нашим глазом воспринимается как зеленый.
Объясните теперь, почему кровь красная?
Объясните явление. (демонстрация опыта с «кругом Ньютона»)
Исследователь №2 (Слайд 23.) Второй причиной является разделение цветов в пучке белого света из-за того, что волны с разной длиной преломляются или рассеиваются веществом по разному, а так же в результате интерференции или дифракции. Например, вследствие того, что волны с разной длиной волны преломляются по-разному, пучок белого света при интерференции лучей, отраженных двумя поверхностями тонкой пленки, возникает радужная оболочка мыльных пузырей, крыльев насекомых. Солнечные лучи рассеиваются на микроскопических неоднородностях атмосферы, в частности на случайных скоплениях молекул. При этом оказывается, что волны, соответствующие фиолетовому и синему цвету, рассеиваются сильнее. Это и приводит к тому, что солнце кажется желтым, а небо синим.
Каким видят небо и солнце космонавты, находясь в открытом космосе?
Как появляется радуга на небе?
Учитель. (Слайд 24.) Спасибо ребятам. И теперь пора перейти к практике. Я пригласила несколько представителей различных профессий: психолога, стилиста и художника. Каждый каснется вопроса, о том как применяется цвет в его профессии.
4. Применение
В живом мире цветовидение играет огромную роль.
Приведите примеры, в каких целях используют животные цветовидение?
(Животные используют его для поиска пищи (например пчелы), опознания противоположного пола (например бабочки – капустницы). В защитных целях (божья коровка), для затаивания (хамелеон, тигр) Человек же использует цвета, чтобы передать или получить какую – либо информацию.
Какую информацию несёт красный цвет?
Например красный цвет нам говорит об опасности, а красный плод – что он поспело. Человек передает при помощи цвета свое мироощущение. Итак, слово психологу.
Психолог. (Слайд 25,26.) И мужчины и женщины отдают предпочтение какому-то одному цвету, по крайней мере, не больше, чем двум-трем (в зависимости от того, где эти цвета используются - в одежде, обстановке, цвете автомобиля и т.д.). Приятное или неприятное чувство, которое вызывает какой-то цвет, может меняться с течением времени. Но в любом случае цвет, которому вы отдаете предпочтение, многое может «рассказать» о вашем характере и эмоциональном складе.
Сейчас вы выберите из предложенной палитры один цвет. Запомните его и позже вы сможете узнать о своем мироощущении на данный момент.
Если же не оказался ваш цвет на слайде, то на перемене вы сможете ознакомиться с результатом теста и взять информацию с собой. (Приложение №3)
Стилист. (Слайд 27,28.) Ни когда не стоит забывать, что первое впечатление строится о человеке по тому, как он одет. Одеваясь правильно, мы можем например привлечь к себе благосклонное внимание начальника. Нарушая же правила стилистики, возможно вызвать к себе недоверие, что может привести к потере рабочего места, которое вас притягивает. Верное сочетание различных цветов играет важную роль в жизни человека: одежда, мебель и т.д.
Законы сочетания цветов просты: Цвета должны быть родственные. Один цвет господствующий.
Предлагаю желающим в помощь таблицу сочетания цветов. В конце урока эту информацию можно взять с собой. (Приложение №4)
Какая рубашка гармонирует к костюму синего цвета. (По таблице находят более удачное решение).
Художник. (Слайд 29,30.) В детстве, найдя осколок цветного стекла, мы с удовольствием наблюдаем через него, как меняет мир свои краски. Самые наблюдательные замечали, что зеленая трава и листья деревьев трудно было рассмотреть через зеленое стекло. Такой метод используется в театре, когда сцена освещается через фильтр такого цвета, какие декорации, которые необходимо спрятать или заменить во время спектакля. Давайте выясним, почему же фильтры пропускают только один цвет. Для этого пронаблюдаем за рядом опытов.
Лаборант (Слайд 31.) (демонстрация опыта) Обратите внимание. Экран освещается белым светом.
Скажите, что вы наблюдаете, если пропустить свет через красный фильтр? синий? зеленый?
Объясните причину изменения окраски экрана.
(Слайд 32.) Проверим ваши предположения. Для этого разделим белый свет на лучи спектра. На пути распространения лучей расположим красный фильтр.
Что наблюдаете? Сделайте окончательный вывод.
(Слайд 33.) Почему трава прячется, когда мы смотрим на неё через зелёное стекло?
Учитель. (Слайд 34.) Спасибо. Ну вот, теперь многое, надеюсь, стало понятно. Давайте выясним:
- Что нового вы узнали на уроке?
- Как переводятся слова: спектр; дисперсия?
- Меняется ли порядок цветов в спектре?
- Скорость какого цвета больше: оранжевого или синего?
(Слайд 35.) А на следующие вопросы дайте самостоятельно письменный ответ, и я проверю работы у некоторых ребят (те которые активно работали на уроке, но не доработали на оценку)
- Какой цвет идет после зеленого?
- Какое явление объясняет образование кругов вокруг уличного фонаря во время тумана?
- Вода освещена красным светом. Какой цвет будет видеть аквалангист, находясь под водой?
Учитель.(используются карточки , в которые внесены все вопросы и качественные задачи, которые были рассмотрены на уроке. Карточки ребята после урока забирают домой, и по вопросам выполняют подготовку к следующему уроку) Хорошо. Ну и нельзя считать вопрос полностью изученным, не выполнив решение вычислительной задачи.
Решение задач
1. Найти частоту колебаний, соответствующую крайнему фиолетовому лучу спектра (λ=0,4 мкм).
2. Найти длину волны красного света в воде, если в воздухе длина составляла 0,7мкм. Показатели преломления принять: для воды -1,33; воздуха -1)
(Выполняется решение задач)
Подведем итоги урока. (оценивание работы учеников.)
(Слайд 36)
Домашнее задание.
§66 (повторить 60,61,65,68,70)
***Творческое задание: «Пронаблюдать образование цветных кругов вокруг лампочки уличного фонаря и объяснить данное явление, отметить последовательность расположения кругов».
Подготовить письменное д/з к проверке. Задачи (письменно).
Пожалуй, на этом закончим наш урок. Все сегодня молодцы. Уходя, не забудьте взять ту информацию, которая вызвала у вас интерес. Спасибо за урок! Всего доброго! До свидания!