Урок 27 "Розв’язування задач на заломлення світла" з фізики для 9 класу

9 клас

Урок 27

Розв’язування задач

 

Мета уроку:

навчальна:

• закріпити знання за темою «Заломлення світла на межі поділу двох середовищ. Закони заломлення світла»;
• продовжити формувати навички та вміння розв’язувати фізичні задачі, застосовуючи отримані знання.

розвивальна:

• розвивати уважність, вміння аналізувати, робити узагальнення;
• розвивати навички само або взаємоперевірки за допомогою мультимедійних та традиційних засобів.

виховна:

• виховувати інформаційну культуру, критичне та об’єктивне відношення до власних навчальних досягнень, зацікавленість предметом фізики.

Тип уроку: урок застосування знань, умінь, навичок.

Очікувані результати: учні повинні вміти розв’язувати задачі різних типів за темою «Заломлення світла на межі поділу двох середовищ. Закон заломлення світла».

 

Хід уроку

І. Організаційний момент

 

ІІ. Актуалізація знань учнів

Бесіда за питаннями

• Яким є відбивання світла від кіноекрана: дзеркаль­ним чи розсіяним? Обґрунтуйте свою відповідь.
• Тіло практично не відбиває світла. Чи можемо ми його побачити?
• Чим відрізняється відбивання сонячного світла від зеленого па­перу, білого паперу та дзеркала?
• Світловий промінь, що перейшов з води у скло, зазнав заломлен­ня. Порівняйте кути падіння та заломлення променя.
• Світло якого кольору відхиляється на найбільший кут?

 

 

 

Загадка «Про яке явище цей вірш?»

Я налив у чашку чаю,

Ложку з цукром опустив —

І зненацька помічаю:

Хтось її переломив.

Хто цей злодій? Де сховався?

Ложку з жалем вийняв я

І безмежно здивувався:

Ціла ложечка моя.

Та лише у чай проникне —

Знов ламається вона.

Що це? Може, чарівник я?

Може, ложка чарівна? (Заломлення світла)

 

Фізичний  диктант

1. (1 бал) Добре чи погано відбивається червоне світло від зеленої поверхні? (погано)
2. (1 бал) Чи відбиватиметься червоне світло від червоної поверхні? (так)
3. (1 бал) Якого кольору може бути поверхня, якщо від неї добре відбивається зелене світло? (зеленого)
4. (1 бал) Якщо на ділянку білої стінки направити промені від трьох кольорових ліхтариків: червоного, зеленого та синього, то в який колір буде забарвлена ця ділянка стіни?
5. (1 бал) Завдяки якому явищу після дощу в небі з’являється веселка? (дисперсії)
6. (1 бал) Сажа чорного кольору тому, що вона промені всіх кольорів … (поглинає)
7. (2 бали) Який напис буде видно на аркуші паперу, якщо направити на нього зелене світло?

(Так)

8. (2 бали) На скляну призму падають два паралельні промені. Чи залишаться ці промені паралельними після виходу з призми?  (Ні)

9. (2 бали) Який з цих променів, після проходження крізь призму, заломиться найбільше? (Фіолетовий)

 

 

 

 

 

IІІ. Розв'язування задач

 

 Задача 1.

Чи може світловий промінь перейти з одного середовища до іншого, не змінивши свого напряму?

Розв'язання:

Так, якщо кут падіння променів на межу розподілу двох середовищ

дорівнює 0°.

Задача 2.

Світловий промінь, який перейшов із повітря у скло, зазнав заломлення. Порівняйте кути падін­ня та заломлення променя.

Розв'язання

Кут падіння більший, аніж кут заломлення, оскільки скло - більш оптично густе середовище (швидкість світла в повітрі більша, аніж у склі.

 

 

 Задача 3.

Світловий промінь, який падає знизу на поверх­ню води, зазнає відбивання та заломлення. У яко­му з випадків а-г на рисунку правильно показа­но відбитий і заломлений промені?

 

Розв'язання

Встановивши перпендикуляр, бачимо, що підходить тільки пункт a)

.

Задача 4.

У якому з випадків а-г на рисунку правильно по­казано хід світлового променя, що зазнав заломлен­ня, падаючи з повітря на поверхню прозорого ма­теріалу?

 

 

Розв'язання

Встановивши перпендикуляр, бачимо, що підходить тільки пункт а)

б) - промінь не пройшов в прозоре середовище;

в) - неправильно зображений заломлений промінь

г) -  неправильне співвідношення між кутом падіння і кутом заломлення

 

 

Задача 5.

Світловий промінь переходить із повітря у прозору рідину. Якщо кут падіння променя становить 45°, то кут заломлення дорівнює 30°. На який кут відхиляється промінь від початкового напряму?

Дано:           Розв’язання

α = 45°         β = α + γ = 45⁰ – 30⁰ = 15⁰

γ = 30°

 β- ?

 

Відповідь: β = 150

 

 

 

 

Задача 6.

Світло падає на плоску межу поділу двох прозорих середовищ. Кут між падаючим і заломленим променями становить 170⁰, а кут падіння - 40⁰. Визначити кут заломлення променя. Відповідь поясніть схематичним рисунком

Дано:             Розв’язання  

α = 40°          β – γ + α = 180⁰

β = 170°        γ = β + α - 180⁰

γ - ?                 γ = 170⁰ + 40⁰ – 180⁰ = 30⁰.

                      Оскільки α > γ, то друге середовище оптично густіше.

Відповідь: γ = 30⁰ , друге середовище оптично густіше.

 

Задача 7.

Світловий промінь переходить із повітря у прозору рідину. Якщо кут падіння променя становить 45°, то кут заломлення дорівнює 30°. На який кут відхи­ляється промінь від початкового напряму? Знайдіть показник заломлення рідини.

Дано: α=45°; γ=30°; n2  - ? β   - ?	(як вертикальні) Кут відхилення:

Задача 8.

Знайдіть за рисунком показник заломлення се­редовища, до якого переходить світло з вакууму. Чи правильно показано відбитий промінь?

Проведемо з точок перетину падаючого променя і кола та заломленого променя і кола перпендикуляри АВ і СD до вертикалі:

 

Отже, рідина - вода.

 

Задача 9.

Промінь світла падає на межу між повітрям та склом. Який рисунок правильний?

 

Відповідь:

Правильний рисунок в. Тому що, якщо промінь світла переходить у середовище з більшою оптичною густиною (тобто швидкість світла зменшується: v₂ < v₁), то кут заломлення є меншим від кута падіння: γ < α;

 

 

Задача 10.

Промінь світла потрапляє на поверхню води від підводного джерела освітлення під кутом 35°. Під яким кутом він вийде у повітря? Чи вийде світловий промінь із води в повітря, якщо кут падіння становитиме 50°? Чому?

Дано: α=35° α1=50° n=1,33 γ   -  ?

Знайдемо насамперед граничний кут повного відбивання: Отже, при куті падіння   промінь в повітря не вийде - повне внутрішнє відбивання. При α = 35°:

 

Задача 11. На плоске дзеркало падає збіжний пучок світла (див. рисунок). Перекресліть рисунок у зошиті та покажіть хід променів після відбивання від дзеркала.

 

             

(Синім кольором відмічені графічні розв’язки задач)

 

Задача 12.

Промінь світла потрапляє на поверхню води під кутом 50°. Під яким кутом повинен впасти промінь на поверхню плексигласу (n=1,5), якщо кут заломлення був таким самим.

Дано: α1=50° γ1 = γ2 = γ 1) nІ =1,33; 2) nІІ =1,5 α2   -   ?

1)

2)

                                             

 

Задача 13. Сашко бачить у невеликій калюжі зображення ліх­таря А (див. рисунок). Де саме розташована ця калюжа? Накресліть хід променів, які після відбивання потрапляють в очі хлопчику.

 

 

    

 

(Синім кольором відмічені графічні розв’язки задач)

 

 

 

 

 

 

Задача 14.

Промінь світла падає на плоску межу поділу двох середовищ. Кут падіння дорівнює 40°, кут між відбитим променем і заломленим 110°. Чому дорівнює кут заломлювання?

 

Дано:	Розв’язання За 2-м законом відбивання світла:     Відповідь:

 

 

 

 

Задача 15.

Світловий промінь переходить із повітря у прозору рідину. Якщо кут падіння променя становить 45°, то кут заломлення дорівнює 30°. На який кут відхиляється промінь від початкового напряму? Знайдіть показник заломлення рідини.

 

Дано:	Розв’язання   Відповідь:

 

 

 

 

 

 

 

Задача 16.

Промінь світла падає під кутом 60° з повітря на поверхню деякого прозорого середовища. Заломлений промінь змістився на 15° щодо свого початкового напрямку. Визначте швидкість поширення світла в другому середовищі, якщо у повітрі швидкість світла 3∙10⁸ м/с.

Дано:	Розв’язання     Відповідь:

Задача 17.

Кут падіння вузького пучка світла на поверхню рідини дорівнює 60°, а кут заломлення — 45°. Знайдіть показник заломлення рідини.

Дано:

α=60⁰

γ=45⁰

n₂₁-?

 

 

 

=

 

 

 

 

Задача 18.

Чи можна створити плащ-невидимку, як у Гаррі Поттера?

 

Відповідь:

Так, можна. Коли ми бачимо об’єкт, ми бачимо видиме світло, яке відбивається від об’єкта. Винайдений плащ-невидимка не відбиває світло, а заломлює його таким чином, що світло огинає плащ і йде далі, не відбиваючись від його поверхні. Виходить, людина не бачить відбитого світла, і об’єкт у плащі стає невидимим.

 

ІV. Домашнє завдання

1. Повторити §12

2. Вправа 12 (2,5)