Открытый урок на тему: "Дисперсия света"
план-конспект урока по теме

Тема: «Дисперсия света»

Тип урока: «Изучение нового материала».

Цель урока:

Образовательная: Дать понятие о дисперсии света, о сложном составе белого света, подтвердить опытами, что цвет тела зависит от состава падающего света и окружающих свойств тела;

Развивающая: развивать наблюдательность учащихся и умение самостоятельно применять полученные знания в познании окружающего мира.

Воспитывающая: Воспитывать эстетическое восприятие цветного мира, содержательность цветных картин и т.п.

Средства обучения:

Технические: мультимедийная система, интерактивная доска.

Художественно-изобразительные (цифровые материалы): электронная презентация – «Спектральное разложение цветового луча»; Картина П. Рубенса «Пейзаж с радугой», портрет Рене Декарта и Исаака Ньютона, анимационный фильм «Радуга».

Оборудование:

Полоски цветной бумаги, ткани, яблоко, апельсин, роза, спиртовка, соль, цветная вклейка (ф-11 кл. стр.192).

Метод обучения: объяснительно-иллюстративное изложение нового материала методом устного, фронтального и индивидуального закрепления.

Межпредметные связи:  Биология «Мироощущение цвета», безопасность дорожного движения «Вертикальная разметка», «Проезд перекрёстков и ж/д переездов».

Ход урока

1. Новый материал.

Но что мной зримая вселена?

И что перед тобою я?

Ничто! Но ты во мне сияешь

Величеством твоих доброт,

Во мне себя преображаешь,

Как Солнце в малой капле вод.

                        Г.Р. Державин

Сегодня на уроке мы рассмотрим очень интересное и необычное явление, благодаря которому можно видеть наш окружающий мир цветным. Начнем с изучения такого неповторимого и прекрасного явления как радуга.

На интерактивной доске: картина П. Рубенса «Пейзаж с радугой».

А кто может ответить на вопрос, как образуется радуга?

(выслушать все ответы, без вывода).

На интерактивной доске - анимационный фильм «Радуга».

Научное объяснение радуги впервые дал Рене Декарт в 1637 году. Декарт объяснил радугу на основании законов преломления и отражения солнечного света в каплях падающего дождя.

В.: Может ли радуга появляться не только на небе, но и в воздухе? Когда? При каких условиях?

О.: В воздухе радуга появляется в том случае, когда в нем находятся капельки воды, освещенные солнцем. Например, в фонтанах, в разбрызгивалках.

Интерактивная доска: портрет И. Ньютона.

Спустя 30 лет Исаак Ньютон дополнил теорию Декарта, объяснив, как преломляются цветные лучи в капле дождя.

        В 1666г. И. Ньютон провел ряд опытов и сделал гениальные предположения. В своем труде «Оптика» он описывал свои исследования так:

Интерактивная доска: «Я поместил в очень темной комнате у круглого отверстия около трети дюйма шириной в ставне окна стеклянную призму, благодаря чему пучок солнечного света, входившего в это отверстие, мог преломляться вверх к противоположной стене комнаты и образовывал там цветное изображение солнца….».

        Итак, И.Ньютон получил радужную полоску, которую назвал спектром.

Интерактивная доска: Спектральное разложение цветового луча.

В конспектах: Вычертим схему опыта

На столах цветные вклейки с изображением спектра.

Обратите внимание на чередование цветных пучков.

Сколько основных цветов можно выделить в спектре?

О: Будем выделять семь: К, О, Ж, З, Г, С, Ф. Они находятся в определенной последовательности, чтобы запомнить чередование цветов, надо знать присказку из начальных классов «Каждый охотник желает знать, где сидит фазан», первая буква слов дает последовательность цветов.

        Далее Ньютон делал так: закрывая отверстие в ставне красным стеклом, на стене наблюдал красное пятно, синим – синее и т.д.

Вывод I (запись в конспект): призма не окрашивает свет, а лишь разлагает его на составные части.

        Белый свет имеет сложную структуру. Из него можно выделить пучки различных цветов, и лишь совместное их действие вызывает у нас впечатление белого цвета.

Интерактивная доска: цветная вклейка ф-11 кл. стр. 192.

Если разложить свет, а с помощью второй призмы, повернутой на 1800 относительно первой, собрать все пучки спектра. то опять получится белый свет.

Если выделить какую-либо часть спектра, например, зеленую и заставить свет пройти еще через одну призму, то дальнейшего изменения окраски не получим.

Интерактивная доска: Спектральное разложение цветового луча.

Посмотрите на рисунок и скажите, какие лучи преломляются больше, а какие меньше?

О: Красный преломляется слабо, а фиолетовый сильнее, чем остальные.

Обратите внимание, что каждому цвету соответствует определенная длина волны.

                (на рисунке прочитать: красный цвет – 657 Нм

                                                желтый цвет – 590 Нм

                                                зеленый цвет – 546 Нм

                                                синий цвет – 480 Нм

                                                фиолетовый цвет – 400 Нм)

Вывод II: Световые пучки, отличающиеся по цвету, отличаются и по степени преломляемости.

Зависимость показателя преломления света от его цвета Ньютон назвал дисперсией (лат. слово dispersion – рассеяние).

        Показатель преломления зависит от скорости света υ в веществе. Луч красного цвета преломляется меньше всего (n = c/ υ), так как υ кр.  > υфиол., именно поэтому призма разлагает свет. В пустоте скорости разного цвета одинаковы.

        Впоследствии была выяснена зависимость цвета от физических характеристик световой волны: λ и ν.

Интерактивная доска: формула  ν *λ= с, где с = 3 ∙ 108 м/с

Поскольку длина волны и частота связаны формулой ν *λ= с, то можно сказать, что показатель преломления зависит от частоты (или длины) волны.

В конспект: n зависит от ν (λ).

II. Практическая часть:

На столе у меня предметы для практической части: полоски цветной бумаги, ткани, различные предметы: зеленое яблоко, роза, оранжевый апельсин, уголь, мел.

        Зная, что белый свет имеет сложную структуру можно объяснить многообразие красок в природе.

Например: зеленое яблоко отражает только зеленый цвет и поглощает все другие. Оранжевый апельсин отражает оранжевый цвет и поглощает все другие. Красная роза отражает красный цвет, остальные поглощает. А как вы думаете, какие цвета будут отражать белый и черный предметы?

О: Белый мел отражает одновременно все цвета, а черный уголь все цвета поглощает, поэтому через все светофильтры он кажется черным.

        С точки зрения физики, следует, что никаких цветов в природе нет, а есть лишь разные длины волн.

        Законы физики способны не только обнаружить цвета, но и изменить их. Цвета могут накладываться друг на друга.

Опыт 1: С помощью синего светофильтра осветим красную ткань, она будет казаться черной.

Опыт 2: Можно сделать невидимыми белые буквы на синем фоне.

Опыт 3: Имеем отрезок разноцветной материи фитиль спиртовки «посыплем поваренной солью и зажжем (электрический свет выключим). Пламя – желтого цвета, отрезок материи кажется серым.

Объяснение: Это происходит из-за слабой освещенности.

        При освещении электрическим светом, содержащим в своем излучении все цветные лучи, мы наблюдаем различную окраску материи. Спектр отражает огромную гамму чувств человека.

«Цвет способен на все: он способен успокоить и возбудить, он может создать гармонию или вызвать потрясение: от него можно ждать «чудес», но он может вызвать и «катастрофу» - так говорил французский ученый Жак Вьено.

        Цвета делятся по температурным впечатлениям: теплые - красный, оранжевый, желтый; холодные - голубой, синий. Делятся цвета и по тяжести: легкие – светлые, тяжелые – темные.

        Законы преломления и отражения света всегда учитываются художниками, модельерами, работниками типографий, малярами.

В: Сколько цветов может различить современный человек?

О: При большом уровне освещения мы различаем очень много цветов до 100 000 и более.

III. Закрепление: 

1 Что узнали нового?

2. Кто объяснил это явление?

3. С какой физической характеристикой световых волн связано различие в цвете?

4. Объясните происхождение цвета белого облака, черной земли, синего моря, красной вишни.

5. Перечислите основные цвета спектра.

6. Объясните поговорки: «И белый луч света разлагается на семь цветных лучей», «Ночью все кошки серы».

7. Загадка: «Разноцветный мост встал на сто верст. Объясните образование разноцветного моста».

Ответ: в загадке идет речь о радуге. Образование радуги объясняется явлением дисперсии.

8. Почему красный цвет выбран как цвет опасности?

9. В каких ситуациях водители используют предупреждающие сигналы?

10. А на дорогах?

11. почему видны знаки в темноте?

IV. Итог урока: а) Оценки;

                      б) Похвалить отличившихся на уроке.

V. Домашнее задание: ф-11 кл., § 44.

        Приготовить доклады:

1. Гамма цветов;
2. Восприятие цветовой гаммы глазами людей и животных;
3. Физика и живопись;
4. Составьте задачи по новой теме по литературным произведениям.