Слет специалистов по оптике
план-конспект урока по физике (8 класс) по теме

Обобщающий урок

по

оптике в 8 классе

«Слет специалистов по оптике»

Урок – деловая игра

Учитель физики: Рыц А. Д.

Цель: слайд №4

1. Повысить уровень знаний учащихся по оптике.
2. Совершенствовать интеллектуальные способности, мыслительные навыки, самостоятельную деятельность учащихся при применении знаний.
3. Показать практическое значение и применение этого материала в жизни человека.
4. Развивать нравственные коммуникативные качества личности и познавательный интерес к физике.

Оборудование: слайд №5

Стакан с водой, стакан с глицерином, стеклянная палочка – 2, стеклянная пластинка – 2, закопченная ложка, светофильтры, цветная бумага, центробежная машина, круг с цветными секторами, линзы – рассеивающая и собирающая.

Формы организации деятельности учащихся: слайд №6

1. Индивидуальная самостоятельная работа учащихся.
2. Фронтальная беседа.
3. Работа в группах.

Сегодня у нас проходит слет специалистов по оптике. К нам прибыли представители НИИ кафедры «Загадки природы», кафедры «Загадки человеческого глаза», биологи, корреспонденты, экспериментаторы из лаборатории НИИ, врач – окулист, работники ГАИ, следователь и психолог. Все группы изучали разные вопросы по оптике, свои темы. И так как каждая группа недостаточно знакома с выводами и методами исследования соседнего коллектива, то их задача – кратко ознакомить присутствующих с теми вопросами, которые в данном коллективе разработаны наиболее подробно.

Слет работает под девизом: (И.В. Гёте).

Мирозданье постигая,

 Все познай, не отбирая;

Что – внутри, во внешнем сыщешь;

Что – вовне, внутри отыщешь.

Так примите ж без оглядки

Мира внятные загадки.

И по плану: слайд №7

I. Сообщения специалистов кафедры «Загадки природы».

1. Радуга.
2. Миражи.
3. Голубое небо и красное солнце.

II. Сообщения специалистов кафедры «Загадки человеческого глаза». слайд №8

1. Зрение двумя глазами
2. Инерция и острота зрения.
3. Зрительные иллюзии.

III. Выступление экспериментатора

1. Палочка – «невидимка».
2. Блестящая ложка.
3. Роль светофильтров
4. Смешивание цветов

IV. Экспертиза знаний участников слета.

работа в группах по 5 человек – каждой группе –   вопрос от:

1. Инспектора ГАИ.
2. Следователя.
3. Биолога.
4. Врача – окулиста.

V. Советы специалистов:

1. Врач – окулист.
2. Инспектор ГАИ.

Сообщения специалистов кафедры «Загадки природы»

слайд № 8-10

1. Радуга – это непрерывный спектр солнечного света, образованный разложением света в каплях дождя как в призмах. Из дождевых капель под разными углами преломления выходят разноцветные световые пучки. Наблюдатель, находясь вне дождевой зоны, видит над горизонтом примерно на расстоянии 1-2 км радугу в виде разноцветных дугообразных полос на фоне дождевых облаков, освещаемых солнцем. Верхняя полоса – красная, нижняя – фиолетовая, а между ними все остальные цвета – всего их семь. Солнце в это время находится не высоко за спиной наблюдателя. Чем выше солнце над горизонтом, тем меньшую часть радуги мы видим. Иногда радугу мы наблюдаем в брызгах водопада, фонтана, на росе.

В  1611 году итальянец Антонио Доминико попытался объяснить это явление. Но его объяснения противоречило библейскому, поэтому он был приговорен к смертной казни и умер в тюрьме, а его рукописи и тело сожгли. В 1637 г. более полное объяснение дал Рене Декарт, он опирался на идей Доминико, законы отражения и преломления света в каплях дождя, но раскрыть почему радуга цветная, а не черно-белая он не смог. Это сделал через 30 лет английский физик И.Ньютон.

2.Мираж. слайд №11-13

                Что такое мираж? Реальность он или плод воображения измученных зноем и жаждой людей? Можно ли мираж сфотографировать или заснять на видео? Слово «мираж» французского происхождения и имеет 2 значения: «отражение» и «обманчивое видение». Оба значения хорошо отражают сущность этого явления. Мираж представляет собой мнимое отражение реально существующих на Земле отдаленных предметов, часто увеличенное и сильно искаженное. Мираж можно заснять и сфотографировать. Наиболее часто наблюдаем верхние и нижние миражи, которые возникают при необычном распределении плотности атмосферы по высоте; когда на высоте или у самой Земли образуется тонкий слой очень теплого воздуха с малым показателем преломления, от которого лучи полностью отражаются. То есть этот теплый слой играет роль зеркала.

                Верхние миражи возникают над сильно охлажденной поверхностью, например над холодной водой. Они отличаются четкостью изображения предметов находящихся на больших расстояниях от наблюдателей. Например, мираж сражения при Ватерлоо в, июне 1815 году наблюдали утром жители бельгийского города, отстоящего от места сражения на  800 км. Удивительный мираж корабля в Тихом океане за 1700 км.

                Нижние миражи возникают на сильно нагретыми поверхностями. В жарких странах, в пустынях, в степях, на широких равнинах, лугах, на асфальтовых дорогах наблюдают перевернутые изображения предметов: деревьев, оазисов, целых городов. 11 марта 1917 года в Месопотамии было прекращено сражение между турецкими и английскими частями, так  как противники стреляли не по друг другу, а по мнимым целям, то есть миражам.

3.Синее небо и красное солнце. слайд №14-15

Синий цвет неба объясняется рассеянием света на молекулах воздуха. Сине-фиолетовые лучи рассеиваются в 16 раз сильнее, чем красные. Поэтому при равном количестве всех падающих лучей сине-фиолетовых в рассеянном свете в 16 раз больше. Если теперь все «цветные» рассеянные лучи смешать, то цвет смеси рассеянных лучей будет голубым. Поэтому небо голубое.

Прямой солнечный свет теряет за счет рассеяния в основном синие и фиолетовые лучи, а приобретает слабый желтоватый оттенок, который усиливается при спускании к горизонту. На длинном пути прямого света от солнца до поверхности земли доходят преимущественно оранжевые, красные и желтые лучи. Поэтому солнце кажется красно-оранжевым.

Сообщения специалистов кафедры «Загадки человеческого глаза»

слайд № 16

1.Зрение двумя глазами слайд № 17

У человека два глаза. Какое это имеет значение? Проделаем опыт: закроем один глаз и попытаемся попасть острием одного карандаша в острие другого – это едва ли удастся. Попробуем продеть нитку в ушко иголки, если будем смотреть одним глазом – не получится. Зрение одним глазом не позволяет точно различить, какой предмет ближе, а какой – дальше от нас. Поэтому предметы кажутся нам расположенными в одной плоскости. Два наших глаза – это два одинаковых органа зрения, но расположенных на некотором расстоянии друг от друга. Расстояние между зрачками обеих глаз от 54 до 72 мм. Когда мы смотрим на предмет обоими глазами, из-за этого расстояние на сетчатке получаем разное изображение предметов. То есть мы видим любой предмет правым глазом не так, как левым. Возьмите линейку или тетрадь и расположите напротив переносицы на расстоянии ясного видения. Будем смотреть обоими глазами – одновременно видим левым глазом левую сторону с делениями, а правыми глазом правую сторону без деления. Если будем поочередно закрывать глаза, то увидим только одну грань. Наша способность видеть все предметы объемно и воспринимать зрительно разность расстояний в глубине пространства – называется стереоскопическим зрением – этим зрением мы обладаем потому что у нас 2 глаза. Тот же эффект получается от фотоаппарата с двумя одинаковыми объективами. А фотоснимки эти рассматривают с помощью стереоскопа. А это применяют, в атомной физике, в медицине, кино

2.Инерция и острота зрения. слайд №18

Зрительное впечатление вызывается световым раздражением сетчатки глаза. С прекращением раздражения зрительное впечатление исчезает не сразу, оно продолжается еще 0,1 с. Поэтому световые раздражения с перерывами не свыше 0,1 с дают сливающееся единое впечатление.

Опыт с рамкой: птичка в клетке. Опыт подтверждает инерцию зрения. На этом свойстве глаза основано кино. При нормальной съемке пленка движется со скоростью 24 снимка в секунду. Можно производить замедленную киносъемку: распускающегося цветка или рост кристалла. Или наоборот ускоренную съемку быстро протекающих процессов. Медленная и быстрая киносъемки позволяют видеть на экране то, что в обычных условиях увидеть невозможно.

Наш глаз обладает очень важным свойством – остротой зрения, то есть способностью различать две мелкие детали, находящиеся друг от друга очень близко. У ювелиров ,например, настолько большая острота зрения, что нанесенные ими на металл детали рисунка можно различить лишь при помощи лупы с увеличением в 5-6 раз. Такую остроту зрения имеют жители степей и пустынь. Всем хорошо известно созвездие большой медведицы из семи звезд расположенных в виде ковша. Если у кого-либо острое зрение, то он может увидеть рядом со второй звездой от конца ручки ковша еще одну звездочку. Среди птиц удивительной остротой зрения обладают голуби и орлы: с высоты 1-2 км они видят мелкую добычу на Земле. Или, если бы атмосфера была спокойной и абсолютно прозрачной, то огонек от свечи можно увидеть в темноте на расстоянии 200 км.

3.Зрительные иллюзии слайд №19-21

Когда мы что-либо видим, то обычно уверены в том, что наше зрительное восприятие правильное.
Иначе говоря, мы доверяем опытной проверке, что наше суждение о веденном оказывается обманчивым, ложным.

                Опыт учит, что во многих случаях нельзя для точной оценки виденного ограничиваться только зрительным восприятием. Например, мы часто допускаем ошибки, когда пытаемся определить на глаз размеры предмета, расположение его частей, расположение предметов относительно друг друга. Только после измерений, опытных исследований мы оказываемся на правильном пути.

                Обратимся к некоторым зрительным наблюдениям. Посмотрим на рисунки. Вероятно, все увидят, что вертикальная линия длиннее горизонтальной, а длины линий одинаковы.

                Проверим наше зрительное восприятие длин этих линий при помощи линейки, а следовательно, проверим и правильность наших суждений о длине линий. Результаты измерений, безусловно, вызовут у нас удивление.

                Мы воочию убеждаемся, насколько может быть сильна зрительная иллюзия. Она сохраняется и после того, когда произведены измерения. Зрительные иллюзии представляют опасность для научных работников, которым в процессе исследования приходится делать различные измерения.

                Зрительные иллюзии, подобные тем, которые возникали при рассматривании рисунков, обусловлены тем, что нам легче делать поворот глаз в горизонтальном направлении, чем в вертикальном. Поэтому если перед глазами находятся горизонтальная и вертикальная линии одинаковой длины, то мы точнее судим о длине вертикальной, и невольно ошибаемся – вертикальная линия кажется длиннее горизонтальной.

                Посмотрим теперь на рисунок. Трудно поверить, что точка В делит отрезок АС пополам. На рисунке отрезки АВ и ВС кажутся одинаковой длины, на самом же деле отрезок АВ значительно длиннее отрезка ВС.

                Иллюзии подобного рода вызываются следующей причиной. Когда мы смотрим, например, на рисунок, нам кажется, что мы видим оба отрезка прямой неодинаковой длины одновременно. Однако на самом деле мы их видим не сразу, а незаметно для себя переводим взгляд, например, от точки В к точки С вдоль отрезка ВС. Если бы на конце С не было развилки, то наш взгляд чуточку задержался бы на конце отрезка. Но так как отрезок ВС разветвляется в точке С, то мы невольно переводим взгляд на развилку, направленную по ходу поворота глаз, и на это затрачивается время.

                Что касается отрезка АВ, то мы переводим взгляд из точки В в точку А вдоль ВА и задерживаем взгляд в точке А, потому что здесь развилка своими концами обращена навстречу повороту глаз и мы не переводим свой взгляд за точку А. Следовательно, время обозрения отрезка ВА меньше времени обозрения отрезка ВС. Поэтому нам кажется, что ВС больше АВ, тогда как в действительности ВС рано АВ, а на рисунке ВС меньше АВ. Но можно подумать, что на сетчатках обоих глаз возникают изображения отрезков в том виде, в каком они кажутся нам. Однако следующий опыт опровергает это.

                Если смотреть рисунки при кратковременной вспышке света, например при искровом электрическом разряде с длительностью меньше чем 0,1 с, то иллюзия исчезает, потому что глаза за малое время вспышки не успевают сделать поворот и обозреть отрезки от одного конца до другого, и на сетчатках обоих глаз получаются правильные изображения отрезков, поэтому в течение очень малого промежутка времени в нашем сознании остается правильный образ отрезков и иллюзия не успевает возникнуть.

Сообщение экспериментатора слайд №22-25

Проведя ряд экспериментов по оптике мы особенно заинтересовались некоторыми из них и хотим поделиться с вами нашими наблюдениями.

1. Палочка-«невидимка»: в воду и глицерин опустили стеклянные палочки. В глицерине палочку не видно. Почему?
2. Блестящая закопченная ложка – ложку, покрытую сажей, опустили в воду и она стала блестящей. Почему?
3. Роль светофильтров – почему мы по-разному видим через светофильтры цветную бумагу?
4. Сложение спектральных цветов – при сложении трех основных цветов – красного, синего, зеленого получается белый цвет, а красного, желтого, синего – черный цвет. Почему?

Полностью, глубоко мы пока эти опыты объяснить не можем, так как продолжаем вести исследовательскую работу, а вот на следующем слете, думаю, мы уже все объясним подробно.

А сейчас эксперт проведет диагностику основных знаний по оптике, так как поступило очень много вопросов от гостей слета, время у нас регламентировано, но на некоторые вопросы, думаю, мы ответим. Итак, прошу экспертов, начинайте работать.

Вопросы группам

1. Инспектор ГАИ- «Для чего боковые зеркала автомобилей делают слегка выпуклыми?»
2. Следователь – «Как, глядя в глаза человека, носящего очки, легко понять дефект его зрения?»

«Почему, осмотрев обгоревшую сторожку и выяснив у свидетелей, что в день пожара было жарко и солнечно, я указал на графин с водой, стоявший на подоконнике, как на возможную причину пожара?»

3. Биолог – «Глаза змей постоянно открыты, вместо век их защищает прозрачная пленка, являющаяся частью змеиной кожи, которую она периодически меняет. Почему европейская крысиная змея, часто ползающая по норам, меняет кожу чаще других?»
4. Врач-окулист – «Почему если мы сильно ударились головой, то нам кажется, что «из глаз посыпались искры»?

Спасибо за ответы и разъяснения

Тест

1. Какое преимущество дает нам зрение двумя глазами?

а) увеличивается поле зрения

б) позволяет видеть предмет объемным

в) позволяет судить о расстоянии между предметами

г) а,б,в

2. Какой цвет имеет верхняя полоса радуги?

а) красный

б) синий

в) фиолетовый

г) зеленый

3. Почему небо голубое?

а) длинные волны (фиолетовые) рассеиваются сильнее красных

б) короткие (фиолетовые) световые волны рассеиваются сильнее длинных (красных)

4. Мираж – какое это изображение?

а) действительное

б) мнимое

в) действительное и мнимое

5. При сложении каких трех спектральных цветов получаем белый цвет?        

а) красный, желтый, синий

б) красный, зеленый, фиолетовый

в) красный, зеленый, синий

А сейчас наши гости хотят нам дать некоторые советы, давайте послушаем. слайд №27

1. Совет врача по профилактике близорукости и зрительного утомления глаз. Эти упражнения надо выполнять каждый день по 2-3 минуты:

1. Крепко зажмурить глаза на 3 секунды, раскрыть на 3 секунды. Повторять 6-8 раз.
2. Быстро моргать в течение 1-2 минут.
3. Вытянуть руку вперед и смотреть на палец. Затем его приблизить до появления двоения. Повторять 6-8 раз.
4. Поставить палец на расстоянии 25-30 см от глаз и смотреть 3 секунды, затем закрыть правый глаз и смотреть, повторять 6-8 раз.
5. Закрыть веки и слегка помассировать пальцами круговыми движениями.

Найдите на небе созвездие Плеяд. Если ваш глаз едва различает в этом созвездии отдельные звезды, то у вас уже развита близорукость, если вы видите ясно 6 звезд, то у вас зрение нормальное, а если глаз видит 8-9 звезд, то это говорит об остроте вашего зрения.

2. Совет инспектора ГАИ слайд №26

При встрече  ночью на шоссе автомобиля с водителем не переключившем фары на ближний свет, во избежание ослепления обоих глаз достаточно закрыть один глаз (левый) на время сближения со встречной машиной, не подвергая закрытый глаз ослеплению.

Заключение слета слайд №28

Итак, наш слет заканчивает свою работу. Здесь мы увидели и услышали много интересного, познакомились с явлениями происходящими в природе, сколько еще загадок в себе таит природа, человек. Так и хочется напомнить вам слова:

«На свете чудеса рассеяны повсюду, да не всегда их каждый примечал».

Наш слет закончен. Благодарю всех за участие в нем. Хочу вам пожелать:

везде исследовать «всечасно, что есть велико и прекрасно, чего еще не видел свет».

Слово психологу:

1. Каков психологический климат был на нашем слете?
2. Оцените работу участников слета по 5 бальной системе

Мы –

Класс –

Я –

3. Что вам понравилось на нашем слете, а что нет?

Слово корреспонденту – фото на память

Домашнее задание:

                           Составить кроссворд по теме «Оптика».