Цели урока:
- сформировать умение строить изображение предмета в плоском зеркале;
- рассмотреть примеры применения плоских зеркал в быту, технике;
- расширить кругозор учащихся, закрепить навыки практического применения законов физики, развить внимание учащихся.
Тип урока: комбинированный
Форма урока: урок-презентация
Оборудование: стекло, свечка, зеркала, транспортир, линейка, шахматная фигурка, мультимедийный проектор.
Структура урока:
I. Организационный момент. Целеполагание.
II. Актуализация знаний. Компьютерная презентация
III.Изучение нового материала
1. Историческая справка
2. Проблемный эксперимент
3. Изображение в плоском зеркале
4. Фронтальный эксперимент
5. Применение зеркал в быту и технике
IV. Закрепление изученного материала. Тестовая
работа на мониторе
V. Итоги урока
VI. Домашнее задание
I. Организационный момент. Целеполагание
В небе тают облака,
И, лучистая, на зное,
В искрах катится река,
Словно зеркало стальное, – писал Ф. Тютчев.
– Сегодня мы с вами рассмотрим практическое применение законов отражения света на примере плоского зеркала. Выясним основные характеристики изображения, полученного с помощью зеркала, но прежде вспомним, каковы законы отражения света.
II. Актуализация знаний учащихся
Фронтальный опрос
1. Сформулируйте закон отражения света.
2. Какой угол называют углом падения?
3. Какой угол называют углом отражения?
4. Какое отражение называется зеркальным?
5. Какое отражение называют диффузным?
Подумай и ответь:
1. Угол падения луча света на зеркальную
поверхность равен 150.Чему равен угол отражения?
2. Угол падения луча равен 250. Чему равен угол
между падающим и отраженным лучами?
3. Угол между падающим и отраженным лучами равен
600. Под каким углом к зеркалу падает свет?
III. Изучение нового материала
– Почему мы видим отражение предметов в воде? Зеркале? Рассмотрим, каковы же характеристики изображения в плоском зеркале. Плоским зеркалом называют плоскую поверхность, зеркально отражающую свет.
Историческая справка
В греческой мифологии Персей убил Медузу
Горгону, пользуясь блестящим щитом, как зеркалом
(взгляд Горгоны превращал людей в камень).
В средневековых текстах зеркало является
образом, символом «иного мира». Зеркало есть
символ вечности, поскольку в нем есть все, что
минуло, что есть сейчас, все что грядет.
Зеркало в искусстве средневекового востока –
это художественный образ мира, в котором живет
божество. Так, надписи на бронзовых зеркалах
представляли собой заклинательные тексты.
Археологи обнаружили первые небольшие зеркала
из серебра, меди или бронзы, относящиеся к
бронзовому веку. Позже научились делать зеркала
из стекла, нанося на тыльную сторону пластинки
тонкий слой серебра, золота или олова. Для этих
целей использовался и обсидион- вулканическое
стекло. Наибольшую известность получили
знаменитые венецианские зеркала, которые стоили
столь дорого, что для их покупки французские
аристократы иногда вынуждены продавать целые
имения.
Изображение предмета в плоском зеркале образуется за зеркалом, т.е. там, где нет предмета на самом деле. Как это получается?
Проблемный эксперимент
Перед стеклом (которое заменит зеркало) поставим зажженную свечу, а по другую сторону стекла поставим такую же по размерам незажженную свечу, симметрично первой. Передвигая вторую свечу, найдем такое положение, при котором вторая свеча будет казаться зажженной. Это значит, что незажженная свеча находится на том же месте, где наблюдается изображение зажженной свечи. Измерив расстояние от свечи до стекла и от ее изображения до стекла, убедимся, что эти расстояния одинаковы. Из проведенного эксперимента записываем вывод: изображение предмета в плоском зеркале всегда является
- мнимым;
- прямым,
- равным по размеру самому предмету;
- находится на таком же расстоянии за зеркалом, на каком предмет расположен перед ним.
Предмет и его изображение в плоском зеркале представляет собой не тождественные, а симметричные фигуры. Например, зеркальное изображение правой руки представляют собой как будто бы левую руку.
Фронтальный эксперимент
1. На плоское горизонтально лежащее зеркало ставим фигурку шахматного коня, освещаем ее и зеркало направленным пучком света. При этом на экране получаются две тени – изображения коня: прямое и перевернутое. Как образуются эти изображения? (Ответ. Прямое изображение получается потому, что фигурка оказывается на пути лучей, отразившихся от зеркала; обратное – потому, что фигурка оказывается на пути падающих на зеркало лучей).
Фронтальный эксперимент
2. Поставим на лист картона два зеркала, расположенных под прямым углом друг к другу. Перед зеркалом поставим зажженную свечу. Сколько изображений вы видите в зеркале?
Зависимость числа изображений в зеркале от угла между зеркалами имеет вид:
N = (360о – a)/ a
| Угол между зеркалами | Число изображений в зеркале |
90о |
3 |
60о |
5 |
45о |
7 |
30о |
11 |
Одним из курьезов фотографического искусства являются снимки, на которых фотографируемый изображен в пяти различных поворотах. Такие фотографии дают полное представление о характерных особенностях оригинала, здесь сразу получается лицо в нескольких поворотах, среди которых больше возможности уловить самый характерный. Как получаются такие фотографии? Конечно же, с помощью зеркал. Фотографируемый садится спиной к аппарату и лицом к двум отвесным плоским зеркалам под углом в 72о. Такая пара зеркал дает четыре изображения, повернутых различным образом по отношению к аппарату. Эти изображения плюс натуральный объект и фотографируются аппаратом.
Применение плоских зеркал
Плоским зеркалом широко пользуются и в быту, и в технике при создании различных устройств и приборов. Первые зеркала были созданы для того, чтобы следить за своей внешностью. В настоящее время зеркала широко используются в дизайне интерьеров, чтобы создать иллюзию пространства, большого объема в небольших помещениях. Такая традиция возникла еще в средние века, как только во Франции появилась техническая возможность создания больших зеркал, не столь разорительно дорогих, как венецианские. Зеркальное отражение очень сильно действовало на людей, впервые столкнувшихся с возможностью существования второго «я». Они часто полагали, что в зеркале отражен кто-то другой.
Для наблюдения за поверхностью моря с подводной лодки, идущей на небольшой глубине, или для наблюдения за местностью из бункера используют прибор перископ (от греческого перисконо – смотрю вокруг, осматриваю). Простейшая форма перископа – труба, на обоих концах которой закреплены зеркала, наклоненные относительно трубы на 45о для изменения хода световых лучей.
В тех случаях, когда обзор человека по каким-либо причинам ограничен, зеркала особенно полезны. Так, в каждом автомобиле, на дорожных велосипедах, имеется одно или несколько зеркал, иногда слегка выпуклых – для расширения поля зрения. Иногда или в некоторых случаях устанавливают зеркало на дороге у крутого поворота.
У некоторых животных работа глаза основана на зеркальной оптике. Природа создала многослойные зеркала. Важной структурой глаза, улучшающей ночное зрение многих наземных животных, ведущих ночной образ жизни – это плоское многослойное зеркальце «тапетум», благодаря которому и светятся в темноте глаза. Поэтому кошки могут видеть окружающие предметы при освещенности в 6 раз меньшей, чем требуется человеку. Такое же зеркальце обнаружено у некоторых рыб.
IV. Закрепление изученного материала
– На плоское зеркало падает пучок лучей. Как вы думаете, где окажется изображение лампы в зеркале?
Тестовая работа у монитора.
V. Итоги урока
VI. Домашнее задание: возьмите лист очень гладкой бумаги, прислоните к переносице и повернитесь к окну (конечно, лучше в яркий солнечный день). Ваш взгляд должен скользить по бумаге. Чем можно объяснить, что на бумаге, хотя и плохо, но все-таки можно видеть отражение неба, смутное отражение деревьев?