litceymos.ru 1

Урок фізики в 11 класі

Тема уроку: Дисперсія світла. Поляризація світла.

Мета. Пояснити явище дисперсії світла. Показати причину залежності швидкості поширення світла в речовині від його кольору. На практичних дослідах довести, що світло являє собою поперечну електромагнітну хвилю. Показати єдність матеріального світу, роль спостережень і експерименту в пізнанні.

Тип урок: Комбінований.


Наочність та обладнання: різнокольорове скло, призма для заломлення світла, поляроїди, прилад для демонстрації поляризації світла при падінні на воду, спектроскоп; електронна презентація «Дисперсія та поляризація світла»

Хід уроку


І. Організаційний момент.


ІІ. Актуалізація опорних знань учнів.


  1. Як поширюється світло в однорідному прозорому середовищі?

  2. Чи завжди світло поширюється прямолінійно? В яких випадках ні?

  3. Сформулювати закон заломлення світла.

  4. Пояснити значення виразу «Оптично густе середовище».

  5. Який фізичний зміст показника заломлення середовища?

  6. Який зв'язок частоти світла з швидкістю його поширення?

  7. Який зв'язок показника заломлення середовища з швидкістю світла?


ІІІ. Оголошення теми. Формування мети й завдання уроку.


IV. Вивчення нового матеріалу.

1. Світ крізь кольорове скло

Біле світло є складним. Світло здатне частково відбиватися, поглинатися і заломлюватися залежно від оптичних властивостей матеріалу. Забарвлення предметів дістають з двох причин:

Вилучення якого - небудь кольору (або кольорів) зі складу білого світла під час поглинання речовиною світлових хвиль із певною довжиною хвилі. У результаті відбите від речовини або заломлене нею світло дістає забарвлення. Наприклад, зелений колір листків рослин зумовлений тим, що хлорофіл, який входить до їхнього складу, поглинає в основному червоні промені.Усі інші кольори спектра листок відбиває, але біле світло після вилучення з його складу червоного кольору сприймається оком, як зелене.


Розділення кольорів у пучку білого світла через те, що хвилі з різною довжиною хвилі заломлюються або розсіюються речовиною по-різному ,а також у результаті інтерференції або дифракції . Наприклад, унаслідок того, що хвилі з різною довжиною хвилі заломлюються по-різному, пучок білого світла після заломлення в призмі розкладається у кольоровий спектр; під час інтерференції променів, відбитих двома поверхнями тонкої плівки, виникає райдужне забарвлення ( мильні бульбашки, крила комах ); через те, що хвилі з різною довжиною хвилі по-різному розсіюються скупченнями молекул у повітрі, виникає блакитний колір неба. Райдуга також зумовлюється розділенням кольорів під час заломлення світла крапельками води .


2. Досліди Ньютона з дисперсії світла.

В 1666 році Ньютон провів ряд дослідів і зробив велике припущення. В своїй праці "Оптика" він описав свої дослідження так : "Я поместил в очень темной комнате у круглого отверстия около трети дюйма шириной в ставне окна стеклянную призму, благодаря чему пучок солнечного света, входящего в это отверстие, мог преломляться вверх к противоположной стене комнаты и образовывал там цветное изображение солнца... зрелище живых и ярких красок, получившееся при этом, доставляло мне очень приятное удовольствие."


3. Дисперсія світла.

Ньютон різнокольорову смужку, яка утворилася після проходження світла через призму назвав спектром (від лат. - spectrum, що означає "світло"), а явище розкладання світла призмою - дисперсією (від лат. - dispersion, що означає "розсіяння"). (Визначення записують в зошити.) Спектр видимого світла - це розкладання білого світла на 7 променів різного кольору (Ч,О,Ж,З,Г,С,Ф). Щоб запам’ятати кольори існують приказки:


  • Каждый Охотник Желает Знать Где Сидит Фазан.

  • Чекав обіду журналіст, з’їв бутерброд – став футболіст.
      • Как Однажды Жак – Звонарь Городской Сломал Фонарь.


Явище залежності показника заломлення від довжини хвилі називається дисперсією, або явище розкладання білого світла у спектр.

При вивченні дисперсії було виявлено, що всі складові білого світла мають у повітрі (вакуумі) однакову швидкість, у той час як в інших середовищах їхні швидкості різні. Внаслідок того, що під час проходження світлом межі двох середовищ змінюється його швидкість, воно відхиляється від свого початкового напрямку.

Отже, явище дисперсії світла виникає внаслідок того, що швидкість поширення світла різних кольорів у даному середовищі є різною.


4. Історична довідка про відкриття веселки.

Уранці після сходу сонця, коли східні вітри підганяють дощові хмари на захід, або у вечері, коли західні вітри женуть на схід, після або під час дощу на небі з боку, протилежного сонцю, можна спостерігати різнокольорову дугу – веселку. Вона забарвлена так, що концентричними смугами кольори переходять від іншого до іншого: червоний, помаранчевий, жовтий, зелений, блакитний, синій, фіолетовий. Суміжні кольори утворюють багату палітру. У давнину вважали, що веселка – це вияв волі божої. Колись на Україні говорили, що «веселка – труба, якою порок Ілля бере воду з річок і озер». У стародавній Греції веселку вважали посмішкою богині Іриди, яка провіщала мир між небом і землею. За уявленнями давніх людей, веселка єднала небо і землю. Виконувала це посередниця між людьми і богами Ірида, дочка Тавманта (чоловіка океаніди Електри); Іриду зображали звичайно поряд з Герою (дружиною Зевса, царицею богів) у вигляді крилатої дівчини, яка тримає в руках кухоль. Ним Ірида нібито лила воду на хмари.

Був час, коли тих, хто намагався тлумачити веселку, переслідували. Так, у ХVІІ ст. Антоніо Домініка засудили до страти за пошуки природичо - наукового пояснення цього явища.


5. Чому світ різнокольоровий?

Знаючи, що біле світло має складну структуру, можна пояснити дивовижне різномаїття барв у природі . Вкриваючи папір шаром , наприклад червоної фарби, ми не створюємо при цьому світла нового кольору, але затримуємо на аркуші деяку частину наявного. Відбиватися тепер будуть тільки червоні промені, інші ж поглинатимуть шаром фарби. Трава й листки дерев здаються нам зеленими тому, що з усіх сонячних променів, які падають на них, вони відбивають лише зелене, поглинаючи інші. Якщо подивитися на траву крізь червоне скло, що пропускає лише червоні промені, то вона здаватиметься майже чорною.



6. Застосування явища дисперсії.


7. Спектроскоп.

Демонстрація явища дисперсії світла за допомогою спектроскопа.

Чим відрізняється спектрограф від спектроскопа? Спектрограф розкладає біле світло в спектр і залишає зображення на фотоплівці. Спектроскоп дає спектр, який ми бачимо за допомогою ока.


8. Поляризація світла.


9. Світло - поперечна електромагнітна хвиля.


10.Застосування поляризації світла у техніці.

Явище поляризації має широке практичне застосування:


  1. Обговорюється питання про встановлення поляْْроїдів на фари і вітрові скла автомобілів з тим, щоб усунути засліплюючу дію фар зустрічних автомобілів. для цього поляроїд на фарах і вітровому склі має пропускати коливання під кутом 45ْ до горизонту. Але встановлювати поляроїди доцільно, коли це зробити на всіх автомобілях.

  2. Метод дослідження в поляризованому світлі напруг в деталях машин і будівель. Механічні деформації прозорих ізотропних тіл створюють оптичну анізотропію, внаслідок чого тіла набувають властивостей подвійного променезаломлення і на екрані утворюється інтерференційна картина.

  3. Для визначення оптичних характеристик кристалів і проведення мінералогічного аналізу використовується поляризаційний мікроскоп.

  4. Для визначення концентрації цукру використовують цукрометр. Розчин цукру має здатність повертати площину поляризації, кут повороту залежить від концентрації.


V. Закріплення вивченого на уроці:

  1. Хто першим пояснив райдугу?

  2. Що називається дисперсією світла?

  3. Що таке спектр?

  4. В якій науці часто використовуються різні кольори?

  5. Чим відрізняється поляризоване світло від природного?
  6. У чому полягає принцип дії поляризаційних приладів?


  7. З якою особливістю електромагнітної хвилі пов’язане явище поляризації?

  8. Де на практиці застосовують явище поляризації електромагнітних хвиль?


VI. Узагальнення знань.

    • Спектр – різнокольорова смуга, в якій спостерігається поступовий перехід від червоного до фіолетового кольору.

    • Дисперсія світла – явище розкладання білого світла на кольори.

    • Явище дисперсії світла виникає внаслідок того, що швидкість поширення світла різних кольорів у даному середовищі є різною.

    • Світло - поперечна хвиля.

    • Кристал турмаліну має властивість пропускати світлові хвилі з коливаннями, що лежать в одній площині. Таке світло називається поляризованим.


VII. Домашнє завдання.