Урок + презентація " Хвильові властивості світла. Око як оптична система"

                                   Урок     фізики     у      11    класі.

Тема: Хвильові властивості світла. Око як оптична система.

Мета: узагальнення і систематизація й розширення знань учнів із теми,формування світоглядних уявлень учнів,розвиток вміння розмірковувати й аналізувати. Виробляти навички колективної роботи. Виховувати почуття прекрасного. Показати роль експерименту в досліджені оптичних явищ, поглибити знання про будову ока,вади зору та показати їх практичну значущість у формуванні світоглядних уявлень.

Тип уроку: узагальнення та систематизація знань, умінь і навичок учнів.

Обладнання: картки  та кольорові конверти із завдання, опорні конспекти, мультимедійна презентація, листи самоконтролю.                               

                                           Хід уроку.

I.Організаційний  етап.  Під час вивчення теми Хвильова оптика кафедри займалися дослідженням, збором інформації, проводили дослідження і сьогодні настав час узагальнити і систематизувати наші знання.  Поділ учнів на три групи:кафедра експериментальної фізики і математики, кафедра біології та кафедра астрономії.

 Слайд 2,3.

II. Мотивація навчання, повідомлення теми, мети і задач уроку.  Слайд 4.

Епіграф до уроку: ,, Світло -  це сама загадковість… Дивовижний і найблагородніший вид матерії, вияв її найдосконаліший. Границя її можливого руху. Неперевершене в швидкості. Воно і хвиля, і частинка. І можливо, ще щось. ’’     О. Гончар

Вчитель: Наше завдання на сьогоднішньому уроці повторити явища , які доводять хвильову теорію світла, адже найдивовижніші явища природи -  світлові,поглибити знання учнів про будову ока, вади зору, показати практичну значущість набутих знань. Наші дослідники складуть кандидатський мінімум.

III. Основна частина уроку.

         1.,,Здача кандидатського мінімуму’’. Слайд 5,6.

Учні працюють у 3 групах. Гра ,, Прибери зайве’’по одному учню від групи підходять учні до вчителя обирають конверт. У конверті міститься по 5 аркушів з певною інформацією різному вигляді: малюнок, формула,фраза. 4 із 5 на одну тему, 5 зайва. Учень має прибрати зайву інформацію, а з тими картинками, які залишились іде до своєї групи. Група розмірковує і коментує отримане завдання. Червоний конверт - явище інтерференції, зелений – дифракції та синій – дисперсія світла.

    Отже кандидатський мінімум здано, доведеться  розпочати  роботу над дисертацією. 2. ,,Робота над дисертацією’’. Слайд 7

  А)Перевірка домашнього завдання.

Керівник групи експериментальної фізики презентує свою роботу. Відео Лещинської  Вікторії.

А)Експериментальне завдання. Густо покрита сажею ложка. Швидко опускається у воду. Описати спостережуване явище та пояснити його.

Пояснення : Відбувається явище повного відбивання від шару повітря між сажею та водою.

Б)Підберіть скляну циліндричну посудину з водою. Опустіть в неї стержень кулькової ручки. Переміщайте його від центру посудини до країв. Опишіть і поясніть спостережуване явище.

Пояснення: При наближенні стержня до краю циліндричної посудини, зростає кут заломлення і зображення зникає.

В)Проведіть експеримент:скільки зображень свічки утворюється між двома паралельними дзеркалами, якщо свічка розташована між дзеркалами? Сфотографуйте свій експеримент.

Пояснення: Якщо ж помістити предмет між двома паралельно розташованими  дзеркалами , повернутими дзеркальними поверхнями один до одного. То в цих дзеркалах виникає нескінченно багато зображень предмета. А якщо ледь повернути одне із дзеркал,низка зображень стане описувати красиву дугу...

          Б).А як із використанням знань при розв’язування тестових завдань?Тестова перевірка знань. Слайд 9

Тест 1.

1.Хто з вчених першим пояснив явище інтерференції?

А . Гюйгенс;    Б.Ньютон;    В.   Юнг;     Г. Френель.

2. Який промінь поширюється у воді з більшою швидкістю?

А. Зелений;  Б. Червоний;  В. Блакитний; Г. Оранжевий.

3. Яке слово не бере участі в описі явища поляризації?

А.  Природний;  Б. Когерентний; В. Поперечна;  Г. Поляризований.

4. Для перевірки якості обробки поверхні використовують явище:

А. Інтерференції;   Б. Дисперсії;    В. Дифракції;     Г. Поляризації.

5.Який параметр не змінюється за переходу променя  з повітря у воду?

А. Частота;   Б. Швидкість;  В.Довжина хвилі;  Г. Напрямок поширення

6. Яке явище використано для ,,просвітлення’’оптики в пристрої на малюнку?

А.Інтерференція;   Б. Дифракція;     В.Дисперсія;       Г.Поляризація.

7.Завдяки якому явищу ми бачимо об’єкти?

А.Відбивання світла;  Б.Дифракції ;  В.Інтерференції;  Г. Поляризації.

8.З якою швидкістю поширюється світло у вакуумі?

А.300 000 км/с;      Б.30 м/с;     В. 300 000м/с;  Г. 3000 000м/с

9.Яким має бути кут падіння світлового променя,щоб відбитий промінь утворював із падаючим кут 50°?

А.20°;      Б.25°;        В.50°;          Г.100°.

10.Оптична сила лінзи дорівнює 2 дптр. Чому дорівнює фокусна відстань цієї лінзи?

А.0,5см;       Б.2см;        В.0,5м;       Г.2м.

Тест  2.

1.Хто з учених першим  відкрив явище дисперсії?

А.Гюйгенс;     Б. Ньютон;      В. Юнг;      Г. Френель.

2.Які явища безумовно доводять хвильову природу світла?

А.Поляризація і дисперсія;           Б.Тільки інтерференція;

В.Тільки поляризація;                  Г.Інтерференція і дифракція.

3.Як зміниться швидкість світлового променя за переходу з повітря у скло?

А.Зменшиться у 1,6 разів;                      Б. Не зміниться;

 В. Збільшиться у 1,6 разів;                    Г. Зменшиться у 2 рази.

4.У якому монохроматичному світлі радіус кілець Ньютона буде меншим?

А. Оранжевому;  Б.Зеленому;  В.Фіолетовому;  Г. Блакитному.

5.Обєкт якого розміру неможливо роздивитись під мікроскопом?

А. 1мкм; Б. 800нм   В.400нм;  Г. 5мм.

6.За допомогою збиральної лінзи одержали зображення світної точки. Чому дорівнює фокусна відстань лінзи, якщо d=0,5м,f=2м?

А.2,5м;     Б.1,5м;        В.0,5м;       Г.0.4м.

7.За допомогою якого явища можна пояснити утворення веселки?

А.Поляризації;      Б.Інтерференції;       В.Дисперсії;     Г.Дифракції.

8.З  якою швидкістю поширюється світло у вакуумі?

А.300 000 000м/с;    Б.3000км/с;    В.3000 000м/с;   Г. 300м/с.

9.Яким має бути кут падіння світлового променя, щоб відбитий промінь утворював із падаючим 70°?

А. 50°;     Б. 35°;      В. 85°;        Г. 90°.

10.Яке явище використовують для ,,просвітлення’’ оптики в пристрої на малюнку?

А. Поляризація;  Б.Інтерференція;   В. Дисперсія;    Г.Дифракція.

(Учні обмінюються листами самоконтролю та перевіряють правильність виконання тестів товаришем за готовими відповідями на слайді , виставляють бали.)Слайд 9.

   Вчитель: Світ постає перед нами як суцільне володіння хвиль:великих та малих, довгих та коротких. Бачите, як ллються на вас із неба хвилі у вигляді сонячного проміння. Ми бачимо далекі Галактики й туман на вранішній траві,зелене листя, що тягнеться до Сонця. Людина і природа єдині. На сьогодні ви накопичили чимало знань про хвилі, але ці знання необхідно систематизувати,бо знання тільки тоді приносять користь,коли ними можна скористатися у будь-який момент для того, щоб пояснити якісь явища природи, краще зрозуміти, як працюють складні механізми та прилади. Взагалі освічена людина краще виконує будь-яку роботу. Краще один раз побачити, чим 100 разів почути. Навколишній світ ми сприймаємо за допомогою зору. Як називається орган зору людини?Чи задумувались ви над сумною статистикою 2/3 населення України носить очки,тому що має проблеми із зором. Які лінзи потрібні для виправлення зору?Які вади зору є? Ми бачимо завдяки не тільки очам, а всьому зоровому аналізатору.  Зір - це дивовижна спільна робота ока і мозку. Зоровий аналізатор складається з трьох частин:рецепторного органу, нервового шляху і мозкового центру. Рецепторний орган – це око. Щоб зрозуміти, яким чином він бере участь у сприйняті зорових образів,необхідно знати будову ока. Група біологів презентує свою роботу з домашнього завдання.… Слайд 10-13. Для того щоб зрозуміти,як працює око,нам необхідні знання про лінзи. Око-оптична система.

Виступи учнів. Тільки у 20ст.завдяки розвитку біології та створенню потужних мікроскопів удалося з’ясувати механізм кольорового сприйняття світу. Клітини сітківки ока – колбочки поділяються на три типи, кожен із яких сприймає тільки певний колір: червоний, зелений і синій. За складання кольорів різної інтенсивності в зорових нервах кори головного мозку формується повно колірний образ.1794 року англійський фізик Джон Дальтон описав порушення кольорового зору. Воно полягає в нездатності розрізняти деякі кольори, найчастіше червоний та зелений, і називається дальтонізмом. Сліпота на синій колір є здебільшого набутою. Чому людей, що страждають на дальтонізм, не допускають до керування транспортними засобами?Розлад колірного зору пояснюються відсутністю певних видів колбочок у сітківці ока. Дальтонізм спостерігається в 0,5% жінок й у 8%чоловіків. Патологія Х- хромосоми. Успадковують від матері хлопчики. Люди, які страждають на дальтонізм, не можуть працювати на транспорті, в авіації тощо. Дальтонізм не лікується.

Задача №147.

Людина користується окулярами з оптичною силою +2 дптр для читання газети на відстані 25 см. Відстань від оптичного центру ока  до сітчатки 18,3 мм.  На якій відстані від очей  людина  змушена тримати газету для читання без окулярів? Оптична сила нормального ока 58,5 дптр.

Аналіз фізичної проблеми.

Відстань найкращого зору 25см. Зображення предмета, розташованого на відстані найкращого зору, виникає на сітківці. Людина використовує окуляри з оптичною силою +2дптр. Це окуляри зі збиральними лінзами,отже вона далекозора, зображення предмета ,розташованого на відстані найкращого зору, виникає за сітківкою. Оптична сила ока з очками рівна оптичній силі нормального ока і рівна сумі оптичної сили ока без окулярів і оптичній силі лінзи окулярів.

Слайд 15.Гра ,,Лови помилку.’’Вчитель демонструє прилади спеціально допускаючи помилок,учні повинні виправити помилку,хто швидше.

Вчитель: Ось це тригранна призма. Вона допомогла  Ньютону одержати спектр і довести,що червоне світло заломлюється сильніше, ніж фіолетове.(Червоне світло заломлюється менше, ніж фіолетове,червоне світло має більшу швидкість,більшу довжину хвилі,але меншу частоту,тому і менше заломлюється.)

Вчитель:У цих ґратках світло заломлюється.(У дифракційних ґратках відбувається дифракція світла.)

Вчитель:Ось поляроїди,повернувши їх один відносно іншого,ви не бачите світла. Якщо знову повернути,світло з’явиться. І головне: поляризація доводить. Що світло – поздовжні хвилі.(Поляризація доводить,що електромагнітні хвилі поперечні, а не поздовжні.)

Хвилинка біології. Задачі- цікавинки. Слайд 16

1.Чому представники тваринного світу відрізняються розмаїттям барв?

Відповідь: Забарвлення  пташиного пір’я обумовлене не тільки наявністю в ньому багатьох пігментів,але й структурою пера. Кожен пігмент поглинає хвилі певної довжини, а решту відбиває, що й зумовлює характерний колір. У деяких пташок і комах пір’я і крильця мають пластичну структуру, яка створює інтерференційну картину. В очах бабки й інших комах видно райдужну смужку, яка створюється внаслідок дифракції світла.

2.Наприкінці весни на листі рослин з’являються шпанські мушки -  витончені видовжені комахи з поздовжніми зеленими й червоно-коричневими смужками на крилах. Серед зелені в променях Сонця надкрила,сегменти ніжок,вусиків і голови міняться синіми й смарагдово-зеленими кольорами. Поясніть це явище  . Слайд17-18 

Робота групи астрономів, які презентують свою роботу. Закон прямолінійного поширення світла пояснює Місячні та Сонячні затемнення. Слайд 19-20

 Розв’язування задач. Тести ЗНО. Слайд 21-22

Установіть відповідність ,,природне явище - фізичне явище.’’

1. Райдуга                                                     А.Дисперсія світла

2.Райдужне забарвлення капронової          Б. Дифракція   

тканини.

3. Райдужні плями бензину на мокрому       В. Інтерференція

асфальті.

4.Червоний колір Сонця під час заходу.        Г.Поляризація

                                                                          Д. Розсіяння світла .

Слайд 23.Визначте оптичні пристрої,що дозволяють отримати зображення розмір якого збігається з розміром предмета:

1)плоске дзеркало;

2) збиральна лінза;

3)розсіювальна лінза

Підсумок уроку. Слайд 24.Кафедри працювали, досягли певного успіху. Я впевнена ,що знання отримані на сьогоднішньому уроці будуть використані у житті.

 Слайд 25.Рефлексія. Ми розпочинали свій урок із трьох кольорових конвертів:червоний, зелений і синій. Тими ж кольорами сигналізуйте своє ставлення до уроку:

1. Червоний - сподобався, дізнався багато нового, але не все зрозумів.
2. Зелений – сподобався, дізнався багато нового, усе зрозумів.
3. Синій – не сподобався, нічого не зрозумів.

Слайд 26.Домашнє завдання.

Опрацювати §61,скласти опорний конспект. Знайти цікаву інформацію про М.Планка, де Бройля та Ейнштейна.

Література.

1.Шарко В.Д. Сучасний урок фізики:технологічний аспект / В.Д. Шарко. –К.,2006 .

2.Коршак Є.В.,Ляшенко О.І., Савченко В.Ф. Фізика 11 клас (рівень стандарту) /Є.В. Коршак, О.І.Ляшенко,В.Ф.Савченко. -  К.: Генеза, 2012.

3.Гуліа Н.В. Дивовижна фізика / Н.В. Гуліа. – Х.: Ранок, 2011.