Урок + Презентація " Дисперсія світла"

Тема: Дисперсія світла.  Спектральний склад світла. Кольори."

Мета:

 навчальна: сформувати в учнів єдине, цілісне уявлення про фізичну природу явища дисперсії світла; пояснити природу дисперсії світла,  сформувати уявлення про залежність показника заломлення світла від кольору; спектральний склад білого світла;

розвивальна: формувати інтерес до фізичного експерименту; розширити знання учнів про гаму кольорів та їх практичне застосування; сприяти активізації творчого мислення учнів; створювати ситуацію успіху;

виховна: виховувати почуття прекрасного в пізнанні природи; виховувати національну культуру особистості учня, їхні індивідуальні здібності, забезпечувати умови для реалізації цих здібностей.

Обладнання: мультимедійна установка, ноутбук, спектроскоп, світлофільтри, плакат з фотографією веселки, портрет І. Ньютона, квітка, призми, екрани зі щелинами, лазерна указка, папка з дидактичним матеріалом для кожного учня.

Хід уроку:    Єдиний шлях, який веде до знань, - це діяльність

                                                                                    Бернард Шоу

І. Актуалізація опорних знань.

Погляньте навколо, яка захоплива, чудова природа, що нас оточує! Яке розмаїття кольорів, яке має кожна пора року: зелена трава,жовте сонце, блакитне небо, різнобарвні  квіти, осіннє листя… Важко уявити, що було б , якби колір зник. Яким був би наш світ?Отже, світ зробився б дуже бідним, непривабливим, чорно-білим, сірим.

За яких умов ми бачимо світ кольоровим? (коли є світло).

Повторимо матеріал про світло й світлові явища.

 Гра «Квітка–семицвітка».

На зворотному боці пелюсток квітки написані запитання які розкриєють тему уроку. Учні обирають пелюстки й відповідають на запитання:

ІІ. Повідомлення теми і мети уроку.

Світло завжди  зачаровувало людину і в той же час здавалося їй нерозгаданою загадкою. Ніщо в природі не було таким загадковим, жодний свій секрет природа не зберігала так старанно, як секрет про те, що ж являє собою світло насправді. Ось чому у фізиці його часто називають «найтемнішою плямою». На нашому уроці ми продовжимо розкривати таємниці світла. Тема нашого уроку (учні записують тему уроку в робочі зошити) :

Тема: Дисперсія світла. Спектральний склад світла. Кольори.

Записуємо в зошитах число і тему уроку.

Мета: на уроці вивчимо поняття дисперсії світла, розглянемо залежність показника заломлення світла від кольору, спектральний склад білого світла; з’ясуємо, що таке веселка; умови її появи; розширимо знання про гаму кольорів та практичне їх застосування.

ІІІ. Вивчення нового матеріалу.

 Біле світло, чи просте ж?

В нім можливостей без меж.

Сховані всі кольори:

Не один, не два, й не три.

Є оранжевий, червоний,

Жовтий, біля них в полоні,

Голубий, зелений, синій,

- їх знайдеш у літній днині.

Всіх повинно бути сім,

Тож виходить, що не всі.

Залишився про запас

Фіолетовий у нас.

Що за явище, за диво,

Неповторне і звабливе.

І у чому того суть,

Що дисперсією звуть?

1.(Учитель) Упродовж багатьох сторіч люди робили спроби пояснити природу кольорів (червоного, зеленого, жовтого, тощо). Деякі вчені такі, як Аристотель вважали, що всі кольори утворюються від поєднання білого (колір світла) і чорного (колір темряви). Інші вважали, що це особливості нашого ока, у яке потрапляють образи, що зриваються з предметів і спричиняють в оці відчуття форми й кольору. Ця теорія панувала в науці довгий час. Ніхто й не сподівався, що причина в білому світлі, яке вважали простим.

Сьогодні до нас завітав незвичайний гість. Ми перенесемся у 17 сторіччя  та зустрінемося  з великим вченим Ісаком  Ньютоном.

Ісак Ньютон: Добрий день , шановні учні! Я розповім як я проводив дослід ще у 1666 році .

Спрямував  вузький пучок білого світла на призму. Ми можемо бачити утворення різнокольорової гами – це спектр (spectrum (лат.) – образ).  В затемненій кімнаті тонкий пучок світла, що проходив крізь маленький отвір у віконниці потрапляв на скляну призму. На екрані, що був розташований поблизу призми можна було бачити смугу з райдужним забарвленням, в якому я виділив 7 кольорів: червоний, оранжевий, жовтий, зелений, блакитний, синій, фіолетовий. Я  припустив, що біле світло має складну природу, а призма розкладає його на складові. Явище розкладання білого світла на кольори я назвав дисперсією (dispersion (лат.) – розсіяння).

Закривши отвір червоним склом, ми побачимо тільки червону пляму, закривши синім – синю, зеленим – зелену тощо.  (досліди демонструються).

В результаті вивчення явища дисперсії було встановлено, що всі складові білого світла мають у повітрі (у вакуумі) однакову швидкість, у той час як в інших середовищах їхні швидкості різні. Під час проходження світлом межі поділу середовищ змінюється його швидкість і пучок світла відхиляється від свого початкового напрямку. Отже, явище дисперсії світла виникає внаслідок того, що швидкість поширення світла різних кольорів у даному середовищі є різною.  Найбільше у скляній призмі заломлюються фіолетові промені, а найменше – червоні. Оскільки промінь червоного кольору заломлюється найменше, швидкість його поширення у склі більше, ніж у фіолетового променя.

Залежність показника заломлення світла від його кольору називається дисперсією світла.

Ви всі на партах маєте призми та можете провести такий же експеримент, спрямувавши  пучок світла від ліхтарика на призму, на екрані отримаєте спектр.

Якщо спектр, отриманий від першої призми спрямувати на другу, перевернуту відносно першої на 180º, то після проходження у ній, отримаємо знову біле світло.

Пояснення явища дисперсії  я (Ньютон) виклав у своїх роботах "Лекції з оптики" та "Нова теорія світла і кольорів".

( Учениця демонструє)Для запам’ятовування кольорів спектру існують так звані мнемонічні правила, наприклад: Чекав Обіду Журналіст, З’їв Бутерброд – Став  Футболіст. А які правила ви ще знаєте?

(Чарівна Осінь - Життя Знову Б'є Сивий Фарфор

З кольорами:

Червоний Олень, Жовті Зуби, Борода Синьо-Фіолетова,

Зі звірятами:

Чи Обжене Жвавенького Зайчиська Байдикуватий Ситий Фокстер'єр

Чапля Оптимально Живе З Голубами, Совами, Фазанами

Чемна Жабка Жалібно Зирка, Бажає Смачного Французові

Часом хтось згадує, що у українській є не лише оранжевий колір, але і помаранчевий:

Чому Пінгвіни Живуть Зимою Без Своїх Фантазій.

Чимало Охочих Жадібно Знати Бажають Де Сидить Фазан,

Чабан отару жене за блакить синю файну.

Кожен оформлювач бажає знати де скачати фотошоп.)

Давайте проведемо ще один дослід. Пропустимо світло одного кольору  через призму. Такий  пучок світла називається монохроматичним.

 Обладнання: Лазерна указка, призма.

Світло відхиляється, але нового спектра не утворює;

Саме таке світло можна вважати простим.

Остаточний висновок Ньютон сформулював наступним чином: «Вид кольору і ступінь заломлення, властиві кожному окремому сорту променів, не змінюються ні заломленням, ні відбиванням, ні будь-якою іншою причиною, яку я міг спостерігати. Якщо який-небудь сорт променів був добре відокремлений від променів іншого роду, то після цього він уперто утримував своє забарвлення, незважаючи на мої крайні старання змінити його ».

( Учитель)Дякуємо І. Ньютону за такі змістовні досліди. Всі висновки ми запам’ятаємо

Чому ж при однаковому сонячному світлі ми бачимо стіну білою, автомобіль—чорним, а листя дерев—зеленим? На перші два питання можна відповісти відразу. Стіна відбиває майже все сонячне світло, а пофарбована

поверхня автомобіля майже не відбиває світло. І ви знаєте, що чорні поверхні сильно нагріваються, бо вони світло поглинають.

Що ж стосується зеленого листя, то воно відбиває світло вибірково: добре відбиває зелену складову білого сонячного світла та досить слабо всі інші частини спектра. Тому відбите світло вже не є білим, воно набуває зеленого відтінку. Саме таким чином ми можемо пояснити дію червоної чи якоїсь іншої фарби.

 А зараз до нас на урок завітав ще один гість- Художник, він розповість нам як можна із семи основних кольорів спектру отримати допоміжні.

Шляхом додавання різних кольорів спектра можна отримати біле світло.

Круг розділити на три сегмента. Кожен сегмент пофарбувати у кольори: червоний, зелений, синій. . Надіти цей круг на вісь і швидко обертати. Ми побачимо, що круг має білий колір.

Є основні кольори – це кольори, які не можуть бути утворені сполученням інших кольорів, а можуть лише самі сполучатися: червоний, зелений, синій. Всі кольори можуть бути утворені накладанням цих кольорів у відповідних співвідношеннях й інтенсивностях. Застосування: в телевізорах, в комп’ютерах, смартфонах. В принтері для одержання різних кольорів використовуються три кольорових картриджі.

Є вторинні кольори – це кольори, утворені сполученнями різних пар:

Жовтий =червоний+зелений, блакитний=зелений+синій, пурпуровий=червоний+синій

Використання: при малюванні, фарбуванні.

Є додаткові кольори – це кольори, при додаванні один до одного дають білий колір (вторинний колір змішаний з відсутніми основними кольорами):

Жовтий+синій=білий, блакитний+червоний=білий,пурпуровий+зелений=білий.

Використання: використовують рекламні фірми, вона застосовується при обладнанні робочих приміщень, а також психологами і керуючими на тренінгах.

( Учитель)Отже ви до нас і психолога запросили. ( Художник) Ні – психотерапевта, який розповість про використання  кольорів, а також про хворобу  - Дальтонізм.

( Учитель)У нас сьогодні багато гостей на уроці, ще до нас завітали дизайнери – модельєри, які  дадуть  рекомендації  поєднання кольорів в одязі.

Для творців модного одягу існують два способи комбінувати кольори в одному вбранні – контраст і гризайль. Контраст – це поєднання протилежних відтінків колірного кола (наприклад, чорний з білим), гризайль – поєднання відтінків, розташованих по сусідству (наприклад, білий і світло-блакитний). Ми хочемо запропонувати вам шість золотих правил поєднання кольорів в одязі, які допоможуть вам стати бездоганною.

За основу завжди береться один колір. Він буде переважати, інші – його доповнювати.

У вашому образі повинно бути не більше трьох кольорів.

Яскравий колір можна вдало відтінити менш яскравим спорідненим відтінком (гризайль).

Чорний, білий і сірий колір вважаються нейтральними і поєднуються з будь-якими кольорами.

Світлі відтінки візуально розширюють, тому нижня частина костюма повинна бути темніше верхньої.

Яскраві і світлі кольори більше підходять для верхньої частини костюма: вони освіжають колір обличчя і відтіняють наряд в цілому.

У модельєрів є таке поняття, як компліментарне поєднання кольорів в одязі, що дозволяє гармонійно поєднувати контрастні тони. Найвдалішими поєднаннями з точки зору класики жанру виглядають: червоний + зелений, фіолетвий + жовтий, помаранчевий + синій.

Хвилинка релаксації «Вгору по веселці» Надамо слово психологу.

Заплющити очі, глибоко вдихнути, уявляючи як ви збираєтесь по сходинках вгору по веселці. Видихнувши, посидіть на веселці, порахуйте до 5, з’їдьте з неї, як з гірки. Продовжуємо працювати.

Ми не могли сьогодні не згадати про таке гарне оптичне явище як веселка.

Хто бачив , що після літнього дощу з’являється веселка. Як це можна пояснити?          З давніх часів існує повір'я: хто пройде під веселкою, той на все життя залишиться щасливим. Казка це або минуле? Чи можна пройти під райдугою стати ЩАСЛИВИМ? Розібратися в цьому допоможе одне дивовижне фізичне явище - дисперсія.( відповіді учнів)Можливо ви підготували  загадки про це дивовижне явище?

Загадки

1  Хтось у лузі біля річки  загубив барвисті стрічки.  Дощик вгледів, підібрав,  Небеса підперезав.                 (Веселка)

2    Тільки дощик прошумів  За лужком, за лісом,  Хтось у небі рушничок  Вишитий повісив.  Хто вгадає з діточок, Що воно за рушничок? (Веселка)

3    Хтось на річкою Оріль        Із дощем розбив таріль.          Дощик вилився у річку,   По собі залишив стрічку.  Стрічка  грає-виграє.   Хто вгадає, що то є? (Веселка)

Експеримент « Творці райдуги»

 ІІІ. Узагальнення, закріплення вивченого матеріалу.

Висновки:

1. Білий колір - це суміш спектральних кольорів.

2. призма не «фарбує» біле світло ,а розкладає  його на спектр через різне заломлення світла різного кольору.

3. Показник заломлення залежить від кольору спектральної складової білого світла. Промені, які відповідають різним кольорам, при попаданні в одну і ту ж середу заломлюються під різними кутами, оскільки їх швидкості в даному середовищі різні.

4. Колір, який не можна розділити на складові частини, називається монохроматичним.

Усні питання:

1. Чому дисперсійний спектр білого світла, отриманий при його пропусканні через скляну призму, стиснутий в червоній частині і розтягнуть у фіолетовій?

2. Зелений пучок кольору переходить з повітря у воду. Чи змінюються при цьому його частота, довжина хвилі, колір?

3. Чому в кімнаті з темними шпалерами темно, а зі світлими світло?

4. На шляху білого пучка поставили червоний і зелений світлофільтри, один за іншим. Що вийде на виході?

5. На білому аркуші написано червоним олівцем «відмінно», а зеленим - «добре». Є два скла - зелене і червоне. Через якийсь скло треба дивитися, щоб побачити оцінку

ІV Домашнє завдання: Розкладіть сонячний промінь.  Поставте  дзеркало у воду під невеликим кутом. Зловіть дзеркалом сонячний промінь і направте його стіну. Повертайте дзеркало до тих пір, поки не побачите спектр. Вода виконує роль призми, що розкладає світло на складові його кольору. Пргф.№13Впр. 13