Интегрированный урок "Симметрия и закон отражения света". 8-й класс

Предмет: физика и математика (интегрированный урок).

Класс: 8.

Учебники:

• «Физика 8» Перышкин А.В.
• «Геометрия 7-9» Погорелов А.В.

Тип урока: комбинированный.

Цель урока: изучить закон отражения света, основываясь на понятии симметрии, рассмотреть его применение в природе и в быту человека.

Задачи:

• сформировать представление о взаимосвязи между симметрией и явлением отражения света;
• формировать исследовательские навыки через умение объяснять физические законы, основываясь на математические знания учащихся;
• формировать представления о естественнонаучной картине мира через межпредметные связи физики и математики;
• научить учащихся строить ход лучей от зеркала, изображение предмета в плоском зеркале геометрическим способом, основываясь на построении симметричных фигур.

Знания, умения, навыки: закрепление понятия симметрии, изучение закона отражения света, формирование умения построения хода отраженных лучей, формирование умения построения изображения в плоском зеркале, формирование умения экспериментально проверять решение теоретических задач, закрепление навыков использования геометрических инструментов.

План урока:

1. Организационный момент.
2. Мотивация.
3. Повторение понятия симметрии.
4. Демонстрационный эксперимент.
5. Изучение нового материала.
6. Применение полученных знаний при решении задач.
7. Кратковременная практическая работа.
8. Итог урока, рефлексия.
9. Домашнее задание.

Ход урока

Учитель	Ученик
Здравствуйте, ребята! Вы не раз слышали отрывок из стихотворения Елены Благининой. Мама спит, она устала, Ну и я играть не стала, Я волчок не завожу, А уселась и сижу. Не шумят мои игрушки Тихо в комнате пустой А по маминой подушке Луч крадется золотой. – Вы все в детстве, наверное, играли солнечными зайчиками. – А как получить солнечный зайчик на поверхности предмета? И почему мы можем управлять ими? (слайд 1) – На эти вопросы вы сможете найти ответы на нашем уроке. Для этого мы должны вспомнить понятие симметрии. (слайд 2) О симметрия! Гимн тебе пою! Тебя повсюду в мире узнаю, Ты в Эйфелевой башне, в малой мошке, Ты в елочке, что у лесной дорожки. С тобою в дружбе и тюльпан, и роза, И снежный рай – творение мороза.
– Что такое симметрия? (слайд 3)	Преобразование фигуры F в фигуру F', при котором каждая точка X фигуры F переходит в симметричную ей точку X' фигуры F'
– Какие виды симметрии вы знаете? (слайд 4-6)	– Относительно точки (центральная симметрия); – Относительно прямой (осевая симметрия); – Относительно плоскости (зеркальная симметрия)
– А что происходит с прямой, отрезком и лучом при этом преобразовании?	– При преобразовании симметрии прямая переходит в прямую, отрезок в отрезок, луч в луч.
– Одним из проявлений симметрии в физике является отражение света. Это явление возникает, когда свет падает на отражающую поверхность (стекло, полированные поверхности, поверхность воды). (демонстрационный эксперимент) Итак, рассмотрим отражение света от плоского зеркала. – Луч света падает на поверхность зеркала и отражается от нее. (слайд 7) Восстановим перпендикуляр к поверхности зеркала в точку падения. Луч, идущий от источника к зеркалу – падающий луч, полученный при отражении от зеркала - отраженный. – Возьмем произвольную точку А на падающем луче. Построим точку А' симметричную точке А относительно l. АА' перпендикулярен прямой l. АO1=А'O1 по построению симметричной точки относительно прямой. Рассмотрим треугольники АОO1 и А'ОO1.	Рисунок должен быть выполнен учащимися в тетради.
– Что мы можем сказать об этих треугольниках?	Треугольники АОO1 и А'ОO1 прямоугольные. Они равны по двум катетам. У них ОO1 общий и АO1=А'O1 по построению симметричной точки.
Сделаем вывод об этих треугольниках. Назовем угол между падающим лучом и перпендикуляром к поверхности зеркала – угол падения α, угол между отраженным лучом и перпендикуляром к поверхности зеркала – угол отражения γ.	– Все элементы одного треугольника, соответственно равны элементам другого.
– Что можно сказать об этих углах?	– Они равны. α=γ.
– Сформулируем закон отражения света. (слайд 8)	– Луч падающий, отраженный и перпендикуляр к поверхности в точке падения лежат в одной плоскости. Угол падения равен углу отражения.
Запишем формулировку этого закона в тетради.	Записывают формулировку в тетрадях
– Так почему дети же могут создавать солнечные зайчики с помощью зеркал?	– Солнечный свет отражается от поверхности зеркала и попадает на другие поверхности.
– Что получится при изменении угла падения?	– Изменится угол отражения.
– За счет чего дети управляют солнечным зайчиком?	– За счет изменения угла падения.
– Уникальным проявлением закона отражения света является его применение в природе. На берегах рек и озер, в безветренную погоду можно наблюдать лес, берег и небо, взглянув на поверхность воды. (слайд 9-15) – Подобное явление мы можем смоделировать сами, используя плоское зеркало. (Работа с символами по составлению слов). – Что получится при симметричном преобразовании символов?	Смотрят слайды
Проверим с помощью плоского зеркала.	– Читают слова ЗОВ, КАЗАК, КОЗА, ЗАНАВЕС, ОКО
– А как человеческий глаз будет видеть изображение в зеркале? (слайд 16) Итак, перед зеркалом находится предмет. Лучи света отражаются от него и распространяются по всем направлениям, часть из них попадает на плоское зеркало и отражается от него. Выберем два световых луча. Опустим перпендикуляры к зеркалу в точки их падения. По закону отражения света угол падения равен углу отражения, пользуясь этим, построим ход отраженных от зеркала лучей Проведем продолжение отраженных лучей в видимую полуплоскость до их пересечения. Получим мнимое изображение предмета, которое явно не существует, но мы его наблюдаем в видимой симметричной полуплоскости.	Рисунок должен быть выполнен учащимися в тетради.
– Что можно сказать о предмете и изображении?	– Они симметричны относительно плоскости зеркала, т. е. находятся на одинаковых расстояниях от этой плоскости.
– Мы изучили явление отражения света, а теперь возьмите на столах карточки с заданиями и при помощи подручных средств постройте ход отраженных от зеркала лучей. (слайд 17). Проверка построения отраженных лучей.	Решают задачи, строят изображения
– При решении задания №2 мы построили изображение предмета в плоских зеркалах графически, а теперь экспериментально проверим это с помощью двух зеркал, расположенных под прямым углом. (Проверка изображения предмета в двух зеркалах. слайд 18 с видеофрагментом эксперимента)	– Проводится эксперимент по получению изображения ручки в двух зеркалах. Используются два зеркала на магнитных подставках, располагающиеся под тупым углом друг к другу.
– Итак, в заключение нашего урока мы хотим услышать ответ на вопрос: как образуются солнечные зайчики и за счет чего они прыгают по комнатам?	– Получить солнечный зайчик можно с помощью зеркала, применяя закон отражения света. Луч падающий, отраженный и перпендикуляр к поверхности в точке падения лежат в одной плоскости. Угол падения равен углу отражения. Применяется данный закон в природе на поверхностях водоемов, в зеркалах и других гладких поверхностях, в том числе и при образовании солнечных зайчиков. Меняя угол падения лучей, изменяем угол отражения и ход отраженных лучей.
Домашнее задание §63, 64 упр30 (3), упр31 (2).