проект урока физики в 11 классе по теме "Дифракция света"
учебно-методический материал по физике (11 класс) по теме

МБОУ Лицей №1

Проект урока физики в 11 кл.

Дифракция света

Смирновой Н.А.

г. Семенов  

Проект урока по физике в 11 «А» классе.

1 этап  Организационный  ( 1 мин)

Цель: эмоциональный настрой на совместную деятельность. Обеспечение готовности  учащихся.

2 этап.   Выявление имеющихся знаний, умений и навыков (5 мин)

Цель: выявить знания, полученные на предыдущих уроках. ( Беседа)

Вопросы  учителя.

1 Какие явления подтверждают волновую природу света?

                (интерференция, дифракция)

2. Что такое интерференция?

                 ( выслушать определение)

3. Что собой представляет интерференционная картина?

                (чередование тёмных и светлых полос)

4. Почему же при включении двух ламп, на столе нет интерференционных полос?    (источники не когерентны)

5. Что это означает?

               (у волн одинаковая частота и постоянная разность фаз)

6. Что такое области maх и min ?

             (max-сложение и усиление волн, min-ослабление или гашение волн)

       Ученик записывает условия на доске.

7. С помощью этих условий, используя опыт Юнга, можно рассчитать λ видимого света. Волны какого цвета самые длинные? Самые короткие?

           (длинные-красные-780 нм, короткие-фиолетовые-380 нм)

8. Приведите примеры интерференции света в повседневных явлениях.

           (мыльный пузырь, крылья стрекозы переливаются всеми цветами

              радуги)

9. Почему интерференция является доказательством волновой природы света?

              (при пересечении световых лучей они не мешают распространяться

                дальше друг другу, так же как и волны на воде)

3 этап. Целеполагание.

Задача: подвести к постановке цели урока.

Вопросы учителя.                                      Ответы учеников

Что ещё является подтверждением                 дифракция.

волнового процесса?

Вспомните определение дифракции             ( выслушать ответ)

механических волн.  

Так как световые волны интерфе-               Могут ли световые волны

рируют, то какой возникает вопрос?           дифрагировать?

Это и будет целью нашего урока.

4 этап. Знакомство с новым материалом.

Цель: получение новых знаний, расширение и углубление имеющихся.

Учитель:

        - Вспомните опыт Юнга, в котором получалась интерференционная картина от двух отверстий. (выслушать описание опыта)

        - Подумайте, почему этот опыт является подтверждением дифракции света?     (свет отклоняется от прямолинейного распространения)

На экране появляется слайд № 1

       -Откройте тетради по теории и запишите тему урока

ДИФРАКЦИЯ СВЕТА.

Учащиеся записывают определение в тетрадь.

Огибание волнами препятствий или краёв отверстий, проникновение

света в область геометрической тени называют дифракцией света.

Учитель:

        -Как это объяснить  с точки зрения волновой теории? Вспомните принцип Гюйгенса. (выслушать объяснения)

На экране появляется слайд № 2,3

      -Видим отклонение света, загибание световых волн. Здесь наблюдается нарушение геометрической оптики. Такого рода огибание можно наблюдать при отбрасывании тени от любого препятствия.

             -Первое научное описание явления, в котором наблюдалось отклонение света от прямолинейного направления, было дано итальянским учёным Франческо Гримальди (1665 г). Он обнаружил, что тень от предмета, находящегося на пути света оказалась шире, чем при строго прямолинейном распространении света. Объяснил явление О. Френель.

Смотрим опыт по дифракции света на экране телевизора.

Использую видиокасету  «Дифракция света».

Фрагмент идёт 5 минут, где объясняется дифракция света на основе выводов, сделанных О. Френелем.

Учитель:

        -Ог. Френель разбил сферу (волновую поверхность) на зоны равной площади.    

На экране слайд № 4.

Каждая точка на сфере является источником вторичных когерентных волн. В некоторых точках на экране эти волны складываются и усиливают друг друга, в некоторых- ослабляют друг друга. В зависимости от того сколько зон умещается в отверстии будет результат в центре на экране.

    Если на пути света небольшой плоский диск, то как только свет дойдёт до краёв диска, каждая точка, прилегающая к краю диска по принципу Гюйгенса-Френеля станет самостоятельным центром колебаний и будет излучать вторичные волны, они будут иметь одинаковые фазы. Симметричные волны от краёв диска усилят друг друга в центре экрана, в области тени возникнет светлое пятно. К этому выводу пришёл французский учёный Пуассон, который рецензировал работу  Френеля (Ф представил свою работу по диф света на соискание премии Парижской академии наук). Пуассон проделал опыт, но не тщательно и не получил светлое пятно. Проверить результаты решил другой член комитета по премиям Доменик Араго. Светлое пятно было обнаружено.

        Из работы Френеля следует, что в однородной среде свет распространяется прямолинейно. Но если эта однородность нарушается, то имеет место дифракция света.

          Учитель:  

                 -запишите в тетрадь:

Опыт показывает, что любое отверстие, ограничивающее проходящую световую волну, даёт дифракционную картину, где происходит сложное чередование светлых и тёмных полос. Чем больше диаметр отверстия, тем мельче и чаще полосы,  теснее располагаются. Обычно мы не замечаем этого сложения и видим просто светящуюся точку. Однако это сложение есть всегда, от него нельзя избавиться, т к оно обусловлено самой волновой природой света.

Дифракционную картину от одной щели увидеть сложно. Поэтому используется спектральный прибор- дифракционная решетка.

               -запишите в тетрадь:

Дифракционная решетка-совокупность большого числа узких щелей шириной а , разделённых непрозрачными промежутками шириной  b . d=a + b –называют периодом дифракционной решетки.

Дифракционная решетка служит для измерения длины световой волны.

На один  мм  стеклянной пластины  наносится до 100000 штрихов. Это выполняет машина.   d=1/100000.

5 этап. Первичное закрепление нового материала.

Цель этапа: усвоение умений пользоваться знаниями, осознание практической значимости  изучаемого материала. Практическое оперирование полученной информацией.

Учащиеся получают на каждую парту прибор для определения длины световой волны и дифракционные решетки с разными периодами.

Поясняю, что свет через щель попадает на дифракционную решетку, проходит через линзу(хрусталик глаза) и получается изображение на экране(сетчатке глаза).

Ставлю задачу учащимся: рассмотреть дифракционный спектр и ответить на вопросы (вопросы напечатаны, их раздаю ученикам):

          1) Как изменится вид спектра, если увеличить число щелей?

          2) Как изменится картина, если уменьшить расстояние от щели до решетки? Если увеличить расстояние?

          3) Волна какой длины отклоняется решеткой больше? Меньше?

Ученики выполняют задание 5-7 мин. Потом обсуждение.

На экране слайд № 5.

Учащиеся рассматривают картину. Вопросы к ним:

        -что получится в точке О? ( отв: белое пятно)

       -что получится в точке Рm? (отв: если в  В1С1 уложится целое число длин волн, то  maх, если уложится половина длины волны, то min.)

        -что увидите в точке О, если решетка освещена белым светом?

        -как выглядят  области максимумов, если решетка освещена белым светом ?

Рассмотреть цветную вклейку в учебнике.  Сравнить дифракционный и дисперсионный спектры.

6 этап. Рефлексия.

  Цель этапа: выяснить удалось ли сформировать понятие «дифракция света».

Раздать вопросы каждому ученику и чистые листы для ответов.

На экране слайд № 6.

Учащиеся отвечают на пять вопросов,  и сдают листы с ответами.

Правильные ответы появляются на слайде. Ученики сами могут оценить себя.

7 этап. Завершение урока.

Проанализировать работу учащихся. Похвалить. Активным поставить оценки.

8 этап. Домашнее задание.

  ξ 34,35 (Пинский), рис 3.21 зарисовать в тетрадь, подумать над вопросами:

       -Как с помощью  дифракционной решетки можно определить длину световой волны?

       -Можно ли увидеть в микроскоп атом? Почему?

Всем спасибо за работу. До свидания.

Приложение.