Урок физики по теме "Световые явления". 9-й класс

“Всю природу и созданья
Мы лишь в свете познаем”

Цель: обобщить знания по теме: “Световые явления”, на примерах оптических явлений в природе.

• образовательные: обобщить, расширить знания учащихся по световым явлениям посредством выявления физической сущности природных оптических явлений(радуга, голубое небо, закат, сумерки);
• развивающие: развитие воображения, памяти, внимания, умения логично выражать свои мысли, выделять главное в объеме информации, развитие интереса к предмету, способствовать развитию самостоятельной познавательной активности, обогащению словарного запаса;
• воспитательные: воспитание умения находить и воспринимать прекрасное в природе, бережно относиться к природе.

Подготовка: С учетом своих интересов учащиеся в течение недели работали над проектами по темам: “Радуга”, “Голубое небо”, “Закат”, “Сумерки”. 

План работы над проектом:

1. Выбор темы.
2. Выбор литературы.
3. Подготовка выступления о физической сущности явления.
4. Подготовка выступления по произведениям художников данного явления.
5. Подготовка выступления по произведениям поэтов о явлении.
6. Подготовка простого опыта по оптическим явлениям.
7. Защита проекта об этом природном явлении, в виде презентации.
8. Подведение итогов.

Оборудование: мультимедиа сопровождение, репродукции картин, оборудование для опытов.

Опорные знания: законы отражения и преломления и прямолинейного распространения света, понятие о дисперсии света, спектре, оптической плотности среды, явлении полного внутреннего отражения.

1. Организационный этап: (Учащиеся рассаживаются по группам. На столе у каждой группы находится оборудование, необходимое для эксперимента.)

2. Вводно-мотивационный этап: Учитель читает стихотворение Гете:

Мирозданье постигая, все познай, не отбирая:
Что – внутри, во внешнем сыщешь;
Что – вовне, внутри отыщешь,
Так примите ж без оглядки
Мира внятные загадки.
И вот человек, с незапамятных времен пытается “вскрыть” таинства природы. На сегодняшнем уроке и мы с помощью физических знаний попытаемся “раскрыть тайны” ряда оптических природных явлений. Но, с начала вспомним, с какими основными законами оптики мы знакомы. Вот на слайдах проявления этих законов. Итак, Слайд 1 (прямолинейное распространение световых волн,); Слайд 2 (законы отражения); Слайд 3 (законы преломления и дисперсия). (Приложение 1.)
Хорошо. 
И вот сегодня, наши знания помогут нам раскрыть тайны ряда оптических явлений.
У нас 4 группы, которые выбрали и подготовили проекты об этих явлениях.
Сейчас я загадаю загадку и вы, отгадав, поймете, о каком явлении расскажут ребята с проектом №1. “Через поля, через луга встала нарядная дуга” (радуга).

Итак, слушаем создателей проекта: “Радуга”. Время на выступление отводится 10 минут. Вы должны успеть все.

Радугу делают водяные капли: в небе – капли дождя, на земле – брызги от водяной струи, водопада, фонтана. Радугу могут сотворить и капли росинки на траве. Именно в водяной капле происходят оптические явления, из-за которых возникает радуга: преломление света на границе воздух-вода по закону “ отношение синуса угла падения к синусу угла отражения равно относительному показателю преломления”; отражение света на границе вода-воздух по закону “угол отражения равен углу падения луча”; дисперсия света, т е разложение белого света в спектр. Условие возникновения радуги: наличие капель воды диаметром 0,08 – 0,20 мм; особое положение наблюдателя: спиной к солнцу, вне дождевой зоны, при высоте солнца над горизонтом не более 42 градусов. Верхняя часть радуги всегда красного цвета, нижняя часть – фиолетовая. Понимание физической сущности появилось не сразу. Первая попытка объяснить радугу как естественное явление природы была сделана в 1611 году архиепископом Антонио Доминисом. Его объяснение радуги противоречило библейскому. Поэтому он был отлучен от церкви и казнен, а рукописи сожжены. Научное объяснение радуги впервые дал Рене Декарт в 1637 году на основании законов преломления и отражения солнечного света в каплях выпадающего дождя. Радуга Декарта была белой. Спустя 30 лет Исаак Ньютон, открывший дисперсию, дополнил теорию Декарта разными цветами. Первоначально он различал только 5 цветов, но впоследствии, стремясь создать соответствие между числом цветов спектра и числом тонов музыкальной гаммы, Ньютон добавил еще 2 цвета. Теперь у радуги 7 цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. Запоминать можно так: Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан. (Слайды. Приложение 2.)

Я хочу сказать, что это красивое природное явление не оставило равнодушными многих художников мира. Расскажу вам, например, об А.К. Саврасове и Куинджи Архип Ивановиче. Саврасов написал картину “ Радуга” в 1875 году.
Архип Ивановича Куинджи называют “Художником света”. Он создал особый тип романтического пейзажа. “…Иллюзия света, – писал Репин, – была его богом, и не было художника, равного ему в достижении этого чуда живописи” Мы можем это увидеть на картине “Радуга”. Куинджи писал ее 5 лет: с 1900-го по 1905 год. (Слайды. Приложение 3.)

Я хочу прочесть вам строки Гете, где хорошо передано ощущение радости, вызываемое радугой:

К тебе я, солнце, обращусь спиною; 
На водопад сверкающий, могучий
Теперь смотрю я с радостью живою,
Стремится он, дробящийся, гремучий,
На тысячи потоков разливаясь,
Бросая к небу брызги светлой тучей.
И между брызг, так дивно изгибаясь,
Блистает пышной радуга дугою,
То вся видна, то вновь во мгле теряясь,
И всюду брызжет свежею росою!

Я подготовил опыт по получению радуги в пластинках, которые сейчас раздам. Посмотрите сквозь пластины на горящую лампочку, и вы увидите радужные кольца. Оборудование: две склеенные пластины, между которыми тонкий слой вазелина, посыпанный тальком.

А теперь, внимание на экран: изображение голубого неба (Слайд).
Что изображено? (Голубое небо.)

Проект № 2. “Голубое небо”. Слушаем вас внимательно. (10 минут.)

Ученик 5.

Синий цвет неба объясняется рассеянием света на мельчайших частицах – молекулах воздуха, размеры которых во много раз меньше длины световой волны. Сине-фиолетовые лучи рассеиваются в 16 раз сильнее, чем красные. Поэтому при равной интенсивности всех падающих лучей сине-фиолетовых в рассеянном свете будет в 16 раз больше. Если все “цветные” рассеянные лучи смешать в определенном соотношении, то цвет смеси рассеянных лучей будет голубым. Прямой солнечный свет теряет за счет рассеяния в основном синие и фиолетовые лучи; приобретает же слабый желтоватый оттенок, который усиливается при спускании к горизонту. (Слайды. Приложение 4.)

Вот фотографии синего неба. (Слайды. Приложение 5.)

Я нашла стихотворение Чернышева “Вода”, которое очень ярко отражает синеву небес:

Равнина вод колышется, сверкает,
Лик солнечный блестит в ее струях, 
Небес улыбку море отражает
Игрою волн, как на живых устах.

Я не нашел описания опыта по созданию синего неба. Но я подготовил опыт по получению одного цвета. Вот эти детские игрушки: юла. На них надето кольцо разноцветное. Если вы сильно раскрутите юлу то увидите, что кольцо кажется одного цвета. Оборудование: Юла с кольцом – 6 штук.

Создатели проекта “голубое небо” рассказали нам, почему небо бывает голубым, а вы видели еще другой цвет неба? (Да, красный, оранжевый на закате.)
Как вы думаете, почему голубое небо перекрашивается в красный? Об этом расскажут создатели проекта “Закат” (10 минут).

Я хочу рассказать о не менее удивительном красивом природном явлении – закате солнца.
Вы заметили, что один закат солнца никогда не бывает похож на другой. Это красивое зрелище возникает из-за искривления хода световых лучей в атмосфере. Когда солнце приближается к горизонту, путь лучей через атмосферу длиннее, чем днем. На этом длинном пути прямого света от Солнца и Луны до поверхности Земли доходят в основном оранжевые, красные и желтые лучи. Поэтому Солнце кажется красно– оранжевым. (Слайды. Приложение 6.)

Ученица 10.

Таинственные, умиротворяющие закаты всегда привлекали внимание художников. Каждый по-разному воспринимал и изображал закат. Вот репродукции картин Архипа Ивановича Куинджи: “Закат над сосновым лесом”, “ Эффект заката”, “Закат в степи на берегу моря”, 
И картина Айвазовского “Итальянский пейзаж. Вечер” (Слайды. Приложение 7.)

Я нашла пословицу про закат: “На восходе солнце красно, красно оно и на закате”. И я считаю, что, с физической точки зрения, эта пословица верная. И вторая пословица: “Где марево встает, там глаз не видит”

Я покажу опыт по расхождению лучей через колбу. Оборудование: прямоугольный стеклянный сосуд с водой, колба с круглым дном, 2 лазера. Через воду в сосуде лучи идут прямо, потом погружаем пустую колбу в воду так, чтобы лучи падали на нее и мы видим как лучи расходятся.

Теперь послушайте еще одну загадку “Что в сундук не спрячешь?” (Луч света.) Ребята, подготовившие проект “Сумерки”, расскажут об этом удивительном природном явлении. (10 минут.)

Я расскажу о сумерках. После захода Солнца земная поверхность еще некоторое время освещается рассеянным светом, исходящим от той части небосвода, которая еще освещена солнечными лучами. По мере погружения Солнца под горизонт освещенная часть Земли сначала уменьшается быстро, потом все медленнее и медленнее, затем наступает полная темнота. Переход ото дня к ночи и от ночи ко дню на Земле происходит не мгновенно, а растягивается на некоторый промежуток времени благодаря наличию атмосферы и ее способности рассеивать свет. Это состояние называют сумерками. (Слайды. Приложение 8.)

Ученица 14.

На этих слайдах настоящие сумерки, запечатленные разными фотографами. (Слайды. Приложение 8.)

Вот перед вами разных цветов лоскутки. Вот спиртовка. Выключаем свет и зажигаем спиртовку. Пламя спиртовки – желтого цвета, а лоскутки – серые. Включаем свет и мы увидим, что лоскутки переливаются всеми цветами радуги.

Итак, мы сегодня выяснили физическую сущность природных явлений, которые видим каждый день. В этом помогли наши знания по законам отражения, преломления, прямолинейного распространения световых лучей, дисперсии света, о спектре.

Целесообразно провести небольшую самостоятельную работу на повторение законов отражения, преломления и прямолинейного распространения света.

 Также наши умения работать с информацией на разных носителях. Спасибо всем, кто готовил проекты.

Вам понравился урок? Какие выводы из этого урока можно сделать? Отвечая на этот вопрос, я еще раз хочу возвратиться к словам Гете:

Мирозданье постигая, все познай, не отбирая:
Что – внутри, во внешнем сыщешь;
Что – вовне, внутри отыщешь.
Так примите ж без оглядки
Мира внятные загадки.

Спасибо за урок, до свидания!