Источники света. Прямолинейное распространение света

«Солнце уходит в дальние страны
В сумрак ночной, за леса и моря»

Цель: формирование у учащихся знаний об основных понятиях геометрической оптики (источник света, световой луч), о законе прямолинейного распространения света.

Задачи:

образовательные:

1. Формирование первоначальных понятий о распространении света.
2. Выработка навыков по построению чертежей с учётом прямолинейности распространения света.

Воспитательные:

1. Формирование научно-материалистического мировоззрения на примере возникновения солнечного и лунного затмения.
2. Формирование представлений о причинно-следственной связи явлений.
3. Формирование представлений о практической значимости изучаемого материала.

Развивающие:

1. Развитие логического мышления.
2. Развитие самостоятельности суждений.

Организационные формы и методы обучения.

• Традиционные – вводная беседа, беседа при формировании понятий, беседа при подведении итогов урока.
• Инновационные – исследовательский метод, экспериментальная работа учащихся в малых группах.
• Исследовательские – индуктивный, наглядно-дедуктивный.

Оборудование: картон, 4-5 булавок с цветной головкой на каждую парту,свеча, экран, точёный предмет на подставке. Организационные формы и методы обучения.

Формируемые умения: сравнивать, анализировать.

Ход урока

1. Организация начала урока, проверка готовности класса, сообщение темы урока, плана работы.

2. Этап актуализации знаний.

Что такое свет?....( В форме беседы прослушиваются варианты ответов учащихся, формируется идея о необходимости изучения данного материала для объяснения некоторых явлений природы.)

Ни один свой секрет природа не охраняла так тщательно долгое время. Всё живое зарождается и развивается под влиянием света и тепла.

Опытным путем было установлено, что свет нагревает тела, на которые он падает, следовательно он передает этим телам энергию.

Давайте вспомним, какие три вида теплопередачи которые были изучены в этом году.

• конвекция;
• теплопроводность,
• излучение.

К какому виду излучения можно отнести свет? Почему?

Свет – это излучение, но лишь та часть, которая воспринимается глазом, поэтому свет называют видимым излучением.

Мы с вами знаем, что все тела состоят из молекул и атомов. Состояние атома, когда его энергия минимальна, называют нормальным (невозбужденным).

В таком состоянии атом не излучает энергию. Всякое другое состояние атома с энергией, отличной от минимальной, называют возбужденным.

В возбужденном состоянии атом может находиться очень короткое время (10-8с). Переход атома из возбужденного состояния в нормальное сопровождается излучением электромагнитных волн.

Таким образом, свет – это электромагнитное излучение, воспринимаемое глазом по зрительному ощущению.

Чем отличается излучение электрической плитки от излучения лампы дневного света?

Поскольку свет – это излучение, то ему присуще все особенности этого вида теплопередачи.

Это значит, что перенос энергии может происходить и в вакууме, а энергия излучения частично поглощается телами, на которые она падает, вследствие этого тела нагреваются.

3. Мотивационный этап.

У Ханса Кристиана Андерсена есть сказка «Старый уличный фонарь». Старый фонарь много лет честно служил людям, и вот теперь его решено отправить на покой. Сегодня у него последний вечер, поэтому он вспоминает всю свою жизнь. А рядом, на мостике через водосточную канаву, стоят три кандидата на освобождающееся место. Вот как описывает их Андерсен: «Одним из кандидатов была селёдочная головка, светящаяся в темноте; она полагала, что её появление на фонарном столбе значительно сократит расход ворвани (ворвань- устаревший термин, которым называли жир, добываемый из морских млекопитающих и рыб). Вторым была гнилушка, которая тоже светилась и, по её словам, даже ярче, чем «вяленая треска»; к тому же она считала себя последним остатком дерева, которое некогда было красой всего леса. Третьим кандидатом был святлечок, откуда он взялся- фонарь никак не мог догадаться, но святлечок был тут и тоже святился, хотя гнилушка и селёдочная головка клялись в один голос, что он светит только временами, а потому его не следует принимать во внимание».

Итак селёдочная головка, гнилушка, святлечок в известном смысле «родственники». Почему?

Какие ещё тела способны излучать?

Демонстрируем учащимся различные источники света (горящую спичку, свечку, светящуюся лампочку и т.д) сообщаем, что существуют естественные и искусственные (разделяют на тепловые и люминесцирующие) источники света.

Источники света – тела, способные излучать свет.

4. Этап «создания» нового знания.

Нарисуйте в тетрадях Солнце. (можно пригласить к доске ученика)

Как называются линии, расходящиеся от круга?

Основными понятиями геометрической оптики являются пучок и луч. Пучок света можно наблюдать, а луч только чертить на бумаге.

Цилиндрические или конические каналы, внутри которых распространяется свет, называются световыми пучками.

Световой луч – это линия, вдоль которой распространяется энергия от источника света. В однородной среде свет распространяется прямолинейно – так формулируется закон прямолинейного распространения света.

Оптически однородной считается такая среда, в которой свет распространяется с постоянной скоростью. Если имеются две среды, в которых свет распространяется с различными скоростями, то среду, где свет распространяется с меньшей скоростью называют оптически более плотной, а среду , где свет распространяется с большей скоростью – оптически менее плотной.

Таблица скорости распространения света в средах.

Опыт. Через наполненную водой стеклянную ванну (или аквариум ) пропускаем лазерный луч. Мы увидим, что он будет распространяться вдоль прямой линии.

Если мы хотим, чтобы свет от лампы не попадал в глаза, то поместите между лампой и глазами лист бумаги, руку или наденьте на лампу колпак (абажур).

Практическое задание классу: (на столах приготовлен картон, 4-5 булавок с наконечниками, линейка, карандаш)

Порядок выполнения эксперимента:

1. Положите на стол картон и воткните в него 2 булавки в нескольких сантиметрах друг от друга так чтобы, если смотреть, на первую булавку видна была вторая.
2. Между этими булавками воткните ещё 2-3 булавки так, чтобы, глядя на одну из крайних, вы увидели только её, а остальные булавки были бы закрыты от вашего взгляда ею.
3. Выньте булавки, приложите линейку к следам в картоне от двух крайних булавок и проведите прямую.
4. Сделайте вывод: Как расположены следы от других булавок по отношению к этой прямой?

Следствием прямолинейного распространения света являются резкие тени, отбрасываемые непрозрачными телами, освещаемыми точечными источниками света (т. е. такими источниками, размеры которых малы по сравнению с размерами освещаемого тела и расстоянием до него).

Тень – это та область пространства, в которую не попадает свет от источника.

Опыт. Демонстрация учителей опыта по рис.120 (учебник 8 кл. А.В. Перышкин)

Почему образование тени служит доказательством прямолинейности распространения света?

Полутень – область пространства, в которую световая энергия от источника света попадает частично.

Опыт. Демонстрация учителем опыта по рис.121 (учебник 8 кл. А.В. Перышкин)

Итак, оба физических явления – образование тени и образование полутени – являются экспериментальным подтверждением закона прямолинейного распространения света.

Практическое задание классу:

Исследовать изменения в образовании тени.

Цель: исследовать изменения размеров и положение тени при изменении положения экрана, предмета и свечи.

Расположите шарик между экраном и пламенем свечи.

Этапы работы:

Изменяя положения предметов , согласно таблицы, запишите что происходит с тенью на экране.

По результатам эксперимента сделайте вывод.

Практическое использование закона прямолинейного распространения света (строительство,прокладка дорог, определение высоты предметов и т.п)

Закрепление.

1. Чайник с кипящей водой излучает энергию?свет?
2. Какие превращения энергии происходят при свечении лампы карманного фонаря?
3. Как проверить прямолинейность отструганной рейки?
4. В солнечный день длина тени на земле от берёзы больше, чем от ёлки. Какое дерево выше?

Подведение итогов. Рефлексия.

Домашнее задание. §62 упр.29(2,3)

Литература:

1. Орлов В.А., Татур А.О. Сборник тестовых заданий для тематического и итогового контроля. Физика. Основная школа. – М.: Интеллект-Центр, 2003.
2. Мартынова Н.К.Книга для учителя. — М.: Просвещение, 2002.
3. Библиотека электронных наглядных пособий «ФИЗИКА.7-11». – ГУ РЦ ЭМТО, Кирилл и Мефодий, 2003.
4. Интерактивный курс физики-7—11. — ООО «Физикон»,2004-MSCSoftwareCo, 2002 (русская версия «Живая физика»ИНТ, 2003). — www.physicon.ru.