Рекомендация: данный разработанный урок может проводиться в любом классе – от 7 по 11, так как рассчитан для любой аудитории учащихся старших и средних классов, интересующихся вопросом “Что такое свет?”
Цель урока: раскрыть суть понятия свет, ознакомить аудиторию корпускулярно-волновым дуализмом, его историей возникновения, научить логически мыслить и делать самостоятельные выводы.
Приборы и материалы: дробь (пшено или горох), источник света (Солнце, фонарик или лампочка), портреты ученых – И. Ньютона и Х. Гюйгенса, рисунок, содержащий два различных изображения.
I. Актуализация знаний:
Здравствуйте! Кто интересовался вопросом “Что такое свет?”. Сегодня мы будем раскрывать суть этого понятия. А кто в этой аудитории знает суть термина “корпускулярно-волновой дуализм”?
Без света мы не смогли бы видеть окружающий нас мир, и, тем не менее, нам не известно точно, что же такое свет!
Мы знаем, что свет – это одна из форм энергии. Можно измерить его скорость, и мы знаем его характеристики. Нам также известно, что белый цвет – это не отдельный цвет, это соединение всех цветов. Это называется “спектр”.
Мы знаем, что цвет – это не сам объект, а лучи света, которые от него исходят. Зеленая бумага выглядит зеленой, потому что она поглощает все другие цвета, кроме зеленого, который и воспринимает наш глаз. Синее стекло пропускает только синий цвет, все остальные поглощаются им.
Солнечный свет – это энергия. Тепло солнечных лучей, сфокусированных линзой, превращается в огонь. Свет и тепло отражаются белыми поверхностями и поглощаются черными. Вот почему белая одежда холоднее черной.
II. Проблемный вопрос:
– Итак, кто сможет ответить на вопрос “Что такое свет?”
(Рассматриваются различные версии ответа на вопрос, и выделяются две важные версии: 1) свет – это поток частиц и 2) свет – это волна.)
III. Демонстрация экспериментов:
Чтобы точно дать ответ на вопрос “Что такое свет?”, давайте, проведем 2 эксперимента, подтверждающие несостоятельность каждой выдвинутой версии.
1) Свет – поток частиц.Дробь бросают от руки в одном направлении. Задается вопросы такого типа “Если при движении, дробь с большей скоростью догонит дробь с меньшей скоростью, то произойдет столкновение частиц. При этом частицы могут изменить направление движения или что-то другое может произойти с ними, а мы знаем, что свет распространяется прямолинейно и, при падении света на поверхность, не замечается явления, происходящие с потоками частиц при столкновении.В чем же дело? Может свет – это все-таки волна?”
2) Свет – волна.На пути распространения света от источника ставится препятствие, чтобы появилась тень от препятствия. Задается вопросы такого типа “Если свет – это волна, то почему появляется тень от препятствия? Ведь мы хорошо знаем, что волны огибают края препятствия и за препятствием должны образоваться вторичные волны и никаким образом не должна возникать за препятствием тень. В чем же дело? Может свет – это все-таки поток частиц?”
IV. Корпускулярно-волновой дуализм:
Какова же природа света? Первым, кто попытался серьезно заняться изучением света, был Исаак Ньютон. Он считал, что свет состоит из корпускул, которые наподобие пуль выстреливаются источником света. Но некоторые характеристики света не могли быть объяснимы этой теорией.
Другой ученый, Гюйгенс, предложил другое объяснение природы света. Он разработал “волновую” теорию света. Он считал, что свет образует импульсы, или волны, наподобие того, как камень, брошенный в пруд, создает волны.
Почти 150 лет ученые спорили, является ли свет волнами или корпускулами. Большинство ученых приняло волновую теорию. Но затем последовал новые открытия, которые поставили под сомнение эту теорию.
Каких взглядов сегодня придерживаются ученые на происхождение света? В настоящее время считается, что световые волны имеют характерные особенности и частиц и волн одновременно. В этом состоит суть понятия корпускулярно-волнового дуализма.
V. Вывод.
Посмотрите на рисунок. Что вы видите на этом рисунке? Можно предсказать два различных ответа на этот вопрос. Первый ответ: “Я вижу белую фигурную вазу на темном фоне”. Второй ответ: “Я вижу темные силуэты двух лиц, сближающихся в поцелуе”.
Значит, может один рисунок содержать два различных изображения, проявляя либо одно из них, либо другое. Так этот пример наглядно, образно демонстрирует возможность дуальных свойств у одного объекта.