Урок физики "Дисперсия света. Цвета тел"
план-конспект урока по физике (9 класс)

Урок «Дисперсия света. Цвета тел.»

Цель урока: сформировать у учащихся единое, целое представление о физической природе явления дисперсии света.

Задачи:

• используя методы научного познания, объяснить природу дисперсионного спектра, применять полученные знания к объяснению атмосферных оптических явлений;
• формировать исследовательские умения: получать явление дисперсии, устанавливать причинно-следственные связи между фактами, выдвигать гипотезы, их обосновывать и проверять достоверность;
• повысить роль учебного предмета в формировании у учащихся научного мировоззрения.
• продолжить формирование образных и логических умений учащихся: анализировать, рассуждать, объяснять понятия.

Ход урока

1. Мотивация познавательной деятельности

Эпиграф на доске:

Чудный дар природы вечной,

Дар бесценный и святой,

В нём источник бесконечный

Наслажденья красотой.

Домашнее задание: принести фотографии (картинки), доказывающие красоту природы. Сделанные вами.

(прикрепляют картинки на доску)

– Как вы думаете, почему было такое необычное домашнее задание для урока физики? С чем это связано?

Сегодня на уроке мы рассмотрим очень интересное и необычное явление, благодаря которому можно видеть наш окружающий мир цветным. Почему мы можем видеть красивыми цветы, удивительные краски картин художников? Что же это за явление?

 Попробуйте предположить тему нашего урока.

Тема урока: «Дисперсия света. Цвета тел.»

Поставьте цель и задачи нашего урока.

(Ребята предлагают свои варианты, ответы в корзину идей)

Цель: изучить дисперсию и выяснить причины появления цветности у тел.

(начальные слова на доске)

Задачи:

• выяснить, что такое дисперсия;
• узнать историю открытия дисперсии;
• объяснить причины появления дисперсии;
• провести эксперимент по получению дисперсии;

2. Изучение нового материала

Я хочу предложить послушать вам стихотворение Ф.И.Тютчева:   (отрывок читает ученик)

Как неожиданно и ярко,

На влажной неба синеве,

Воздушная воздвиглась арка

В своем минутном торжестве!

Один конец в леса вонзила,

Она полнеба обхватила

И в высоте изнемогла.

– Какое явление описано в этих поэтических строках? (Радуга)

-А начнем мы изучение темы с такого явления как радуга.

На  доске: картина П. Рубенса «Пейзаж с радугой».

-Кто знает, что такое радуга?

-А кто может ответить на вопрос, как образуется радуга?

(выслушать все ответы, без вывода).

С давних времен наблюдалось разделение цвета радуги, и было известно, что образование радуги связано с освещенностью дождевых капель.

Научное объяснение радуги впервые дал Рене Декарт в 1637г. Декарт объяснил радугу на основании законов преломления и отражения солнечного света в каплях падающего дождя. Вот как он описывал свои наблюдения: “ Во-первых, когда я принял во внимание, что радуга может появляться не только на небе, но также и в воздухе вблизи нас каждый раз, когда в нем находятся капли воды, освещенные солнцем, как это иногда можно видеть на опыте в фонтанах, мне было легко заключить, что он зависит от того, каким образом лучи света действуют на эти капли, а от них достигают нашего глаза. Зная, что эти капли шарообразные, и видя, что при больших, и при малых каплях радуга появляется всегда одинаковым образом, я поставил себе целью создать очень большую каплю, чтобы иметь возможность, лучше ее рассмотреть” и Декарт создал большую каплю и объяснил радугу. Но … в то время еще не была открыта дисперсия. Поэтому радуга Декарта была белой.

Интерактивная доска: портрет И. Ньютона.

Спустя 30 лет Исаак Ньютон дополнил теорию Декарта, объяснив, как преломляются цветные лучи в капле дождя.

Итак, что же сделал Ньютон?  (сообщение )

Ньютон направил пучок солнечного света на треугольную призму. Свет проходил в затемненную комнату через маленькое отверстие в ставне. Падая на стеклянную призму, он преломлялся и на противоположной стене Ньютон увидел яркую цветную полосу, состоящую из множества разноцветных полос, цвета которых, изменяясь, плавно переходили от красного к оранжевому, к желтому и до фиолетового.

У вас на столах находятся плоско-параллельные стеклянные пластинки со скошенными гранями. Посмотрите сквозь скошенные грани на свет. Что вы видите?  (Дети говорят, что видят разноцветную полосу)

- Попробуйте рассмотреть какие цвета вы видите? Сколько их?

Ньютон выделил семь цветов  – красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый. Эту цветную полоску чередующихся цветов он назвал спектром.  (от лат. spectrum, что означает видение).

В конспектах: начертим схему опыта (на столе цветные вклейки)

Обратите внимание, что они находятся в определенной последовательности, чтобы запомнить чередование цветов, надо знать присказку из начальных классов

–каждый охотник желает знать, где сидит фазан.

- Ребята посмотрите внимательно на рисунок и скажите, какие по цвету лучи преломляются больше, а какие меньше? (Из опыта видно, что красный цвет преломляется слабо, а фиолетовый преломляется – сильнее, чем остальные. 

- Значит, что цветовые лучи отличаются между собой по степени преломляемости.

- От чего зависит показатель преломления света? (от природы вещества, длины волны падающего света, а также от внешних условий)

А это значит, что каждой цветности соответствует своя длина волны.

Обратите внимание, что каждому цвету соответствует определенная длина волны.

 красный цвет – 657 Нм

желтый цвет – 590 Нм

зеленый цвет – 546 Нм

синий цвет – 480 Нм

фиолетовый цвет – 400 Нм)

- какой вывод можете сделать глядя на эту таблицу?

- А вспомните формулу как найти длину волны?  λ =     

- получается, что каждому цвету соответствует своя длина и частота волны.

- Сам собой напрашивается вывод, говорящий о том, что показатель преломления зависит от длины волны, точнее, от частоты волны. Зависимость показателя преломления от частоты волны называется дисперсией. ( от лат. dispersio , что означает рассеяние)

(Ребята записывают определение дисперсии света в тетрадь)

Дисперсией света – называется зависимость показателя преломления света от частоты световой волны (или длины волны)

- В природе дисперсия света наблюдается в радуге.

- На основании вышеизложенного можно объяснить происхождение радуги. Кто хочет попробовать?

Когда лучи света проходят сквозь воздух – мы видим белый цвет. Если на пути лучей встречаются капли дождя, то они разлагают белый свет на световые пучки разного цвета, которые образуют радугу. Солнечный свет испытывает преломление в капельках воды. Эти капельки по-разному отклоняют свет разных цветов, поэтому наблюдателю кажется, что радуга имеет дугообразную форму. На самом деле, радуга имеет форму окружности.

Но мы видим дугу, потому что центр этой окружности находится ниже линии горизонта, и в итоге различаем свет только от капель, которые выше нас.

Бывают радуги круглые (в небе вокруг самолета)

Подведем итог:

-  свет имеет сложную структуру, т.е. белый свет содержит электромагнитные волны разных частот.
- свет различного цвета отличается степенью преломляемости, т.е. характеризуется разными показателями преломления в данной среде.  

  - А будет ли разлагаться на цвета свет, имеющий окраску? (Дети высказывают своё мнение) Конечно, нет, потому что свет одного цвета – это простой свет, который в дальнейшем не раскладывается на составляющие.

- Зная, что белый свет имеет сложную структуру можно объяснить многообразие красок в природе.

- Давайте вспомним, почему мы видим окружающие тела? ( Свет, падая на предметы, отражается и попадает в глаз человека).

- Мы видим цвета, так как предметы поглощают часть спектра, а часть отражают.

Например: зеленое яблоко отражает только зеленый цвет и поглощает все другие. Оранжевый апельсин отражает оранжевый цвет и поглощает все другие. Красная роза отражает красный цвет, остальные поглощает. А как вы думаете, какие цвета будут отражать белый и черный предметы?

Белый мел отражает одновременно все цвета, а черный уголь все цвета поглощает, поэтому через все светофильтры он кажется черным.

Итак, вы познакомились с новым свойством света. Давайте выясним, где и когда в жизни мы встречаемся с этим свойством. Во многих отраслях естествознания цвет служит важным диагностическим признаком. Имея точную его характеристику, легче определять виды растений, животных, минералов. Огромное значение свет и цвет имеют в изобразительном искусстве.

Обратите внимание на картины известных художников (картины Левитана “Золотая осень”,  Джогина «Закат Солнца». Айвазовского «Радуга», Шишкина «Утро в сосновом бору»)

Беседа с учащимися:

• Какие цвета вы видите? Только ли те, которые входят в состав белого? (Нет. На картинах использовались пурпурные, малиновые цвета.)
• Как можно получить такие цвета? (Путём смешивания различных цветов получают различные оттенки.)
• А посмотрите на свои фотографии, там есть другие цвета. Кроме основных ?
• Как они образуются? (путем отражения и сочетания нескольких цветовых волн)  

- Законы физики способны не только обнаружить цвета, но и изменить их. Цвета могут накладываться друг на друга.

3.Практическая работа в группах

Объяснить обычные явления из жизни сточки зрения физики.

Инструкция для задания

1. Рассмотрите красное яблоко через синее стекло.

Какого цвета вы увидите красное яблоко?

Ответ: яблоко будет казаться (черным, красным, фиолетовым). Яблоко отражает только (черный, красный, зеленый) цвет, поглощая все остальные цвета, а синее стекло (пропускает, поглощает) красный цвет, так как (пропускает, поглощает) 

 все цвета, кроме синего. Поэтому мы будем видеть (черное, красное, фиолетовое) яблоко на (черном, синем, фиолетовом) фоне.

2. На картинке нарисована жёлтая груша. Что мы увидим, рассматривая её сквозь жёлтое стекло?

Ответ: груша будет (желтой, яркой, неразличима) . Она отражает только (белый, желтый, любой) цвет, поглощая все остальные цвета, белая бумага (отражает, поглощает) все цвета спектра, а жёлтое стекло (пропускает, поглощает) жёлтый цвет, при этом все остальные  (пропускает, поглощает) . В итоге получится (белая, желтая, яркая) груша на (белом, желтом, бледном) фоне.

3. Какого цвета ты увидишь красное яблоко, рассматривая его сквозь зелёное стекло?

Ответ: яблоко будет казаться (черным, красным, фиолетовым). Яблоко отражает только (черный, красный, зеленый)  цвет, поглощая все остальные цвета, а зелёное стекло (пропускает, поглощает)  красный цвет, так как (пропускает, поглощает)  все цвета, кроме зелёного. Поэтому мы будем видеть (черное, красное, фиолетовое)  яблоко на (черном, зеленом, фиолетовом) фоне.

5.Итог урока

Составить предложения:

6. Рефлексия.

Цветок настроения

Каждый ученик берет лепесток, который соответствует его настроению.

7. Домашнее задание

П. 54

Подготовить сообщение «Влияние цвета на настроение человека»

Творческое задание: «Вертушка Ньютона»

1. Рассмотрите красное яблоко через синее стекло.

Какого цвета вы увидите красное яблоко?

Ответ: яблоко будет казаться (черным, красным, синим). Яблоко отражает только (черный, красный, синий) цвет, поглощая все остальные цвета, а синее стекло (пропускает, поглощает) красный цвет, так как (пропускает, поглощает) 

 все цвета, кроме синего. Поэтому мы будем видеть (черное, красное, синее) яблоко на (черном, синем, синем) фоне.

2. Рассмотрите желтую грушу через желтое стекло.  Какого цвета вы увидите желтую грушу?

Ответ: груша будет (желтой, яркой, неразличима) . Она отражает только (белый, желтый, любой) цвет, поглощая все остальные цвета, а жёлтое стекло (пропускает, поглощает) жёлтый цвет, при этом все остальные  (пропускает, поглощает) . В итоге получится (белая, желтая, яркая) груша на (белом, желтом, бледном) фоне.

3.Рассмотрите красное яблоко через зеленое стекло.

Какого цвета вы увидите красное яблоко?

Ответ: яблоко будет казаться (черным, красным, фиолетовым). Яблоко отражает только (черный, красный, зеленый)  цвет, поглощая все остальные цвета, а зелёное стекло (пропускает, поглощает)  красный цвет, так как (пропускает, поглощает)  все цвета, кроме зелёного. Поэтому мы будем видеть (черное, красное, фиолетовое)  яблоко на (черном, зеленом, фиолетовом) фоне.