Кольца Ньютона
Цель: научиться пользоваться алгоритмом метода проектов и правильно оформлять исследовательскую работу.
Развивающая цель: Развить познавательные, творческие навыки учащихся. Развивать умения самостоятельно конструировать свои знания.
Воспитательная цель: Воспитать творчески думающую личность.
Оборудование: экран, проектор, процессор, компьютерная мышь, компьютерный диск "Открытая физика. Ч.2".
Ход урока
I. Вступительное слово учителя.
- Уважаемые коллеги. Сегодня вы не просто ученики, а
исследователи. Мы сегодня будем исследовать зависимость размера
радиуса первого кольца Ньютона от длины волны
падающего света. Сегодня
мы научимся правильно оформлять нашу научную работу. На ваших
раздаточных листах и на доске даны алгоритмы, которыми мы сегодня
воспользуемся. Процесс нашего урока-проекта состоит из алгоритмов:
проблема, гипотеза, цель, задачи, методологическая основа, методика
исследования, вывод, список литературы.
II. Работа с учащимися по теме.
1). Демонстрация. Учитель демонстрирует мыльные пузыри, каплю бензина, растекшуюся на воде, две стеклянные пластинки, при помощи которых ученики на предыдущей лабораторной работе наблюдали интерференционные картины. В беседе с учащимися выясняется, что существует сплошной спектр, состоящий из основных 7 цветов радуги. После беседы демонстрируется на экране компьютерная модель "Кольца Ньютона". Перед учениками встает проблема: Как зависит размер радиуса первого кольца Ньютона от длины волны ? падающего света в порядке расположения в сплошном спектре.
2). Выдвижение гипотезы. Ученики самостоятельно выдвигают гипотезу: что существует зависимость изменения размера радиуса кольца Ньютона от освещения падающего света в порядке расположения цвета в спектре.
3). Постановка цели. Ученики самостоятельно ставят цель: Определить зависимость радиуса первого кольца Ньютона от длины волны ? падающего света в порядке расположения в сплошном спектре. 4) Задачи. Затем переходим к задачам: на компьютерной модели "Кольца Ньютона" с помощью компьютерной мышки выбрать длину волны определенного цвета спектра и определить радиус первого кольца Ньютона. Определить зависимость радиуса первого кольца Ньютона от цвета освещения. (Гипотеза, цель, задачи записываются в раздаточные листы).
5) Методологическая основа. Интерференционная
картина, возникающая при отражении света от двух поверхностей
воздушного зазора между плоской стеклянной пластинкой наложенной на
нее плоско-выпуклой линзой большого радиуса кривизны, называется
кольцами Ньютона. Радиусы колец Ньютона зависят от длины
волны ? падающего света и радиуса кривизны R выпуклой
поверхности линзы. В центре картины всегда наблюдается темное
пятно. Радиус rm m-го темного кольца
равен
где r1 - радиус первого темного
кольца. Освещая на опыте кольца Ньютона радиусы темных колец цветам
можно определить радиус кривизны R поверхности линзы по
известному значению длины волны
. Расчетные формулы:
;
.
6) Методика исследования. (Методика исследования задана в раздаточных листах). Мы воспользовались виртуальной лабораторной работой "Кольца Ньютона", к которой нет методики исследования. Мы составили методику исследования к этой лабораторной работе. Мы можем определить радиус первого темного кольца Ньютона в зависимости от цвета освещения. Интерференционная картина, возникающая при отражении света от двух поверхностей воздушного зазора между плоской стеклянной пластинкой и наложенной на нее плоско-выпуклой линзой большого радиуса кривизны, меняется от изменения цвета освещения. Мы, меняя цвет освещения, следим за изменением радиуса первого темного кольца Ньютона.
Приборы и материалы: диск "Открытая физика 2.5 часть 2", модель № 3.9;

Указания к виртуальной лабораторной работе: 1. Откройте
модель "Кольца Ньютона"; 2. Установите радиус линзы R=100 см; 3.
Установите поочередно цвет освещения: красный, оранжевый, желтый,
зеленый, голубой, синий и фиолетовый; 4. Определите длину волны ?,
соответствующую определенному цвету световой волны; 5. Заполните
таблицу. 6. Для проверки точности измерений компьютера вы можете
найти значение радиуса первого темного кольца по расчетной
формуле
, и сделать вывод: попадает или нет значение в
полученный мной интервал.
7) Построить диаграмму (график) зависимости
радиуса первого темного кольца от длины волны
падающего света в порядке
расположения в сплошном спектре с учетом полученных
погрешностей.
8) Сделать вывод.
III. Итог урока.
Большое спасибо, уважаемые коллеги, за совместную работу. Мы сегодня хорошо поработали. Я вижу по вашим раздаточным листам, что вы поняли, по какому алгоритму надо оформлять ваши исследовательские работы. Наша работа интересна тем, что мы впервые написали методику исследования к виртуальной лабораторной работе "Кольца Ньютона". Надеюсь, что вы станете участниками всевозможных исследовательских конкурсов. Желаю творческих работ.
Список использованной литературы:
- Учебник по физике.11класс., Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Издательство "Просвещение".2001.
- Физика: Большой справочник для школьников и поступающих в ВУЗы., Ю.И.Дик, В.А.Ильин, др., Издательство "Дрофа".1999.
- СD-диск "Открытая физика 2.5 часть 2".