http://youtu.be/Yo1qvFJEpJo

Дисперсія

Тема: Дисперсія світла, спектральний склад світла. Кольори.

Мета: сформувати знання про явище дисперсії світла;

навчити спостерігати явище дисперсії;  звернути увагу учнів на практичне застосування набутих знань; розвивати пізнавальний інтерес учнів.

Тип уроку: комбінований урок.

План уроку:

1. Організація класу.

2.   Актуалізація знань учнів

3.   Вивчення нового матеріалу:

ü Чи є біле світло простим ?

ü Спектральний склад світла.

ü Дисперсія.

ü Кольори та барви в природі.

ü Явище дисперсії в природі

4.   Закріплення вивченого матеріалу.

5. Підведення підсумків уроку.

6.   Домашнє завдання.

ЗМІСТ УРОКУ

2. Актуалізація знань учнів

(Бесіда за питаннями)

1       Який кут називають кутом падіння променя на поверхню?

2       Який кут називають кутом заломлення променя?

3       Що таке заломлення світла?

4       Сформулюйте закони заломлення.

5                   Визначте    за    рисунком,    на    якому    показано    заломлення    світла, по який бік від межі міститься скло, а по який — повітря.

2. Вивчення нового матеріалу

 1. Вивчаємо розкладання білого світла в спектр

Ми не завжди звертаємо увагу на красу навколо нас. Проте спробуйте подумки замінити зелену траву, синє небо, розмаїття квітів на їх чорно-білі зображення! Ви відразу відчуєте, як змінився навколишній світ, наскільки біднішим він став. Що ж таке колір? Чому різні тіла відрізняються забарвленням? Можна показати красиві слайди або картини на екрані.

Багато сторіч люди робили спроби пояснити природу кольорів (червоного, зеленого,  жовтого тощо).  А от особливих питань щодо природи   білого   світла   не   було:   біле   світло   здавалося найпростішим. Але тільки здавалося...

■ Сонячний літній день. І раптом на небі з'явилася хмаринка, пішов дощик, який начебто «не помічає», що сонце продовжує світити. Та кий дощ у народі називають сліпим. Дощик іще не встиг закінчитись, а на небі вже засяяла різнобарвна веселка. Чому вона з'явилася?

Явище, подібне до веселки, можна спостерігати в бризках фонтана або водоспаду.

Виявляється, що й у лабораторних умовах можна спостерігати дивовижне явище, подібне до веселки. Для цього спрямуємо вузький пучок білого світла на скляну призму.

Проходячи крізь призму, пучок білого світла заломлюється, і на екрані утворюється веселкова смужка — спектр.

Поява спектра пояснюється тим, що пучок білого світла являє собою сукупність світлових пучків різних кольорів, а світлові пучки різних кольорів поширюються в одному середовищі з різною швидкістю.

Залежність швидкості поширення пучка світла в певному середовищі від кольору пучка називають дисперсією світла.

Зазвичай пучки світла, що мають меншу швидкість поширення, заломлюються більше.

Розкладання білого світла в спектр під час проходження крізь скляну призму. Найбільше заломлюються фіолетові промені, найменше — червоні.

Деякі доповняльні кольори.

Наприклад, у середовищах, з якими ви знайомитеся в школі, фіолетові пучки мають меншу швидкість, ніж червоні, й, отже, заломлюються більше. До речі, саме тому смужка фіолетового кольору в спектрі розташована нижче від червоної.

Кольори веселки — то і є кольори спектра, що не дивно, бо насправді веселка — це величезний спектр сонячного світла. Міліарди маленьких краплинок води (пам'ятаєте, що веселка завжди утворюється під час або після дощу), діючи разом подібно до безлічі «призм», заломлюють біле сонячне світло і створюють різноколірну дугу.

2. Характеризуємо кольори

У спектрі зазвичай виділяють сім кольорів: червоний, оранжевий, жовтий, зелений, блакитний, синій, фіолетовий.

Світлові пучки двох різних спектральних кольорів у разі накладання один на одного утворюють інші кольори. Це явище називають накладанням спектральних кольорів. Так, спрямувавши на екран пучки оранжевого й зеленого кольорів таким чином, щоб    вони    перекривали    один    одного,    дістанемо    на    екрані    жовтий    колір.

Деякі спектральні кольори у разі накладання один на одного утворюють білий колір. Такі пари спектральних кольорів називають доповняльними..

Особливе ж значення для нашого зору мають три основні спектральні кольори: червоний, зелений і синій. Накладаючи ці три кольори один на одний у різних пропорціях, можна діставати різні кольори та відтінки. При цьому зелений, червоний і синій кольори не можна одержати комбінацією інших кольорів спектра.

На накладанні трьох основних спектральних кольорів у різних пропорціях ґрунтується, наприклад, кольорове телебачення. Якщо ви подивитеся на екран кольорового телевізора через лупу, то побачите, що зображення складається з дрібних об'єктів червоного, зеленого й синього кольорів.

      Основні кольори спектра —         Листя рослини, освітленої синім

зелений, червоний, синій                                  кольором, здається нам практично чорним

Сучасні погляди на природу кольорів базуються на відкриттях великого англійського вченого Ісаака Ньютона. Він знав, що коли пропустити через призму широкий пучок білого світла, то цей пучок не тільки відхилиться: краї пучка набудуть забарвлення. Міркуючи над цим, юний Ньютон здогадався: треба пропускати не широкий, а вузький пучок світла! Такий пучок він отримав, пропускаючи сонячне світло через невеликий отвір у віконниці. Пропустивши потім цей пучок через призму, він отримав на екрані (білій стіні) смугу з райдужним забарвленням - спектр сонячного світла. Насправді в цьому спектрі безліч кольорів, але умовно виділяють сім ділянок спектра (за аналогією з сімома нотами!): червоне світло, жовтогаряче, жовте, зелене, голубе, синє, фіолетове.

Отримання спектра за допомогою призми.

Біле світло не є простим, воно є сумішшю всіх кольорів спектра.

Чому ж ці кольори розділяються після проходження через призму? Пояснення просте: ми знаємо, що світло двічі заломлюється і в результаті відхиляється від початкового напряму. Очевидно, різні «складові» білого світла заломлюються по-різному (показник заломлення скла різний для них) і тому відхиляються на різні кути: фіолетове світло — на найбільший кут, червоне — на найменший. Таким чином, промені різного кольору потрапляють на різні ділянки екрана.

Показник заломлення світла залежить від його кольору. Це явище називають дисперсією світла.

Оскільки ми знаємо, що швидкість світла обернено пропорційна показнику заломлення середовища , то червоне світло має найбільшу швидкість зі всіх веселкових кольорів, а фіолетове - відповідно найменшу для даного конкретного середовища.

Розкладання світла в спектр за допомогою великих монокристалів, шестикутних

призм, виготовлених самою природою було відомо вже в І ст.н.е. Досліди з трикутною

призмою проводились і до Ньютона. Але він перший правильно пояснив ці досліди. Він

говорив, що біле світло має складну природу і його можна отримати додаванням семи

веселкових кольорів. Знаючи складну природу білого світла, можна пояснити різномаїття

барв, що оточують нас. Якщо тіло при освітленні рівномірно відбиває світло всіх

кольорів, то воно здається нам білим, а якщо погано відбиває всі кольори, поглинаючи

практично все - чорним. Колір непрозорого тіла визначається тим кольором, яке воно

добре відбиває, поглинаючи решту кольорів; наприклад, зелене тіло відбиває зелену

складову білого світла, а решту поглинає; колір прозорих тіл визначається світлом, що це

тіло пропускає, а все решту поглинає (наприклад, кольорове скло у вітринах). Цікавим

виявляється змішування світлових пучків і фарб. Результат цього змішування виявляється

різним

Червоний, синій і зелений називаються основними кольорами в спектрі. Змішуванням їх в різних пропорціях можна отримати все різномаїття відтінків.

3. З'ясовуємо, чому світ є різноколірним

Знаючи, що біле світло є складним, можна пояснити, чому навколишній світ, освітлений лише одним джерелом білого світла — Сонцем, ми бачимо різноколірним.

Як ви вже знаєте, світло частково відбивається від фізичних тіл, частково заломлюється і частково поглинається ними, причому ці процеси залежать від оптичних властивостей матеріалу, з якого складаються тіла, і від кольору світлового пучка.

Біла поверхня відбиває однаково промені всіх кольорів. Тому альбомний аркуш, освітлений джерелом білого світла, здається нам білим. Зелена трава, освітлена тим самим джерелом, відбиває переважно промені зеленого кольору, а решту поглинає.

Червоні пелюстки тюльпанів відбивають в основному промені червоного кольору, жовті пелюстки соняшників — жовтого.

Синє світло, спрямоване на зелене листя рослин, майже цілком поглинеться листям, бо таке листя відбиває переважно зелені промені, а інші — поглинає. Отже, листя, яке освітлене синім кольором, здаватиметься нам практично чорним. Якщо ж, наприклад, освітити синім світлом білий папір, то він здасться нам синім, тому що білий папір відбиває промені всіх кольорів, у тому числі й сині. А от чорна шерсть кота поглинає промені всіх кольорів, тому, хоч яким світлом ми його освітимо, кіт однаково здаватиметься чорним.

4.Узагальнення та закріплення вивченого матеріалу  

Бесіда за питаннями

Задача 1.

Чи відбиватиметься червоне світло від зеленої поверхні? Від білої?

Задача 2.

Чи відбиватиметься синє світло від зеленої поверхні? Від чорної?      

Задача 3.

Якого кольору може бути поверхня, якщо від неї добре відбивається червоне світло?

Контрольні запитання

1.    Що називають дисперсією світла?

2.    У чому причина дисперсії світла?

3.    Які природні явища можна пояснити дисперсією світла?

4. Поясніть, що означає вираз «біле світло — складне світло»?

5.    Які кольори називають доповняльними?

6.    Назвіть властивості основних кольорів спектра.

7.    Світло якого кольору відбиває зелений виноград?

 Вправи

1.  Світло якого кольору проходить крізь синє скло? поглинається ним?

2.    Якими здаватимуться червоні літери на білому папері, якщо дивитися на них зсрїзь зелене скло? Яким при цьому здаватиметься колір паперу?

3.    Через скло якого кольору не можна побачити текст, написаний фіолетовим чорнилом на білому папері?

4.    У воді поширюються пучки світла червоного, оранжевого та блакитного кольорів. Швидкість поширення якого з пучків буде більшою?

5.    ПІДБИВАЄМО ПІДСУМКИ      

Конспект учня

Біте світло не є простим, воно є сумішшю всіх кольорів спектра.

Показник заломлення світла залежить від його кольору - це явище називають дисперсією світла.

Додаванням різних кольорів спектра можна отримати біле світло.

У результаті дисперсії біле світло, що пройшло, наприклад, крізь призму, утворює спектр, тобто виявляється розкладеним на сім спектральних кольорів (червоний, оранжевий, жовтий, зелений, блакитний, синій, фіолетовий).

У разі накладання двох різних спектральних кольорів утворюються інші кольори. Завдяки тому що різні тіла по-різному відбивають, заломлюють і поглинають світло, ми бачимо навколишній світ різноколірним.

6.    Д/з§23
Задачі (І рівень-9.1, 9.2)                                       (II рівень-9.12, 9.14)         (III рівень-9.17,9.22)

Конспект Оптичні явища в природі

Тема. Оптичні явища в природі. Джерела та приймачі світла. Світловий промінь. Прямолінійне поширення світла. Сонячне й місячне затемнення

Мета уроку: формування основних понять геометричної оптики; пояс­нення причин утворення тіні, сонячних і місячних затемнень.

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

Обладнання: електрична лампа, свічка, ліхтарик, лазерна указка, на­бір з геометричної оптики, саморобна камера-обскура.

План уроку:   1. Оптичні явища в природі. Джерела та приймачі світла.

2.Світловий промінь, прямолінійне поширення світла,

3. Тінь, напівтінь. Сонячне й місячне затемнення.

4. Розв'язування задач.

ЗМІСТ УРОКУ

Вивчення нового матеріалу

1.           Ми отримуємо інформацію про світ через свої органи почуттів. Близько 90 % цієї інформації - через зір. Спробуйте хоч на годину зав'язати собі очі, навіть перебуваючи у власній кімнаті! Ви відразу відчуєте незручність, зокрема те, якими обмеженими стали ваші мож­ливості. Отже, ми маємо дбати про збереження свого зору та співчувати людям, які бачать погано або не бачать зовсім.

З давніх часів люди намагалися зрозуміти природу та властивості світла, механізм зору. Саме цими питаннями ми й займатимемося під час вивчення теми «Світлові явища». На нас чекає багато цікавого!

 Що ж ми сьогодні знаємо про світло?

Світло не є речо­виною (з нього не можна «побудувати» фізичне тіло). Світло несе пев­ну енергію: воно нагріває землю та повітря, енергію світла викорис­товують сонячні батареї, від яких може працювати і калькулятор, і апаратура космічної станції. Енергія сонячного світла забезпечує і кругообіг води на Землі, і підтримання життя на нашій планеті.

 Світло є одним з видів проміння, воно переносить енергію.

Сонячні сходи, веселка, гра світла у струмені води або в коштов­ному камінні, мінливість океану та неба — все це обумовлене тими чи іншими світловими явищами.

Джерелами світла називають тіла, що випромінюють світло.

Які приклади джерел світла ви можете навести?

Демонстрація кількох джерел світла.

У будь-якому джерелі світла відбувається перетворення якогось виду енергії на енергію світла. Головним природним джерелом світла є Сонце. Причиною виникнення сонячного світла є висока темпера­тура поверхні Сонця (близько 6000 °С). Штучні джерела світла, які людство використовувало протягом століть, теж були тепловими: вони світилися через високу температуру (це вогнище, факел, гасова або газова лампа).

 Теплові джерела світла світять через високу температуру.

Проте джерела світла можуть мати й кімнатну температуру: це світлячки, планктон, гнила деревина (природні джерела світла), газосвітні трубки, екрани телевізорів (штучні джерела світла).

Приймачі світла — це тіла, в яких під дією світла відбувають­ся якісь зміни.

Приймачами світла є фотоплівка, листя дерев, органи зору будь-якої живої істоти.

2. Кожному з нас знайоме поняття «світловий промінь».

 Хто з вас може сказати, що бачив окремий світловий промінь?

Учні наводять досить численні «приклади» (наприклад, «про­мінь» світла в темній кімнаті із запиленим повітрям).

Демонстрація вузького пучка світла.

Проте всі наведені приклади свідчать про спостереження пучків світла, а не променів.

Світловий промінь — це лінія, вздовж якої розповсюджується світло.

Але ж лінія не має товщини, тобто будь-який видимий пучок світла містить безліч світлових променів. Те, що ми часто звемо про­менем, є насправді досить вузьким пучком світла.

В однорідному прозорому середовищі світлові промені прямолі­нійні.

Власне, в нашій уяві поняття про світловий промінь і пряму лінію тісно пов'язані. Ми зазвичай перевіряємо правильність виготовлен­ня поверхні лінійки «за світловим променем».

3. Важливим прикладом прямолінійного поширення світла є ут­ворення тіні. Уявіть, що є тільки одне точкове джерело світла (тобто таке джерело, що його розміри значно менші, ніж відстань до най­ближчих предметів).

Чи може світло від такого джерела потрапити у будь-яку точ­ку? Як визначити, куди саме може потрапити світло? Учні досить легко визначають область тіні для випадку точково­го джерела світла.

 А що зміниться за наявності двох точкових джерел світла (див. рисунок)?

Учні в ході обговорення доходять висновку, що до області з го­ризонтальною штриховкою не можуть потрапити промені від дже­рела 1, до області з вертикальною штриховкою — промені від дже­рела 2, а до області з подвійною штриховкою взагалі не потрапляє світло. Це область тіні, а інші дві області — області півтіні.

Тінь— область, куди не потрапляє світло.

      Півтінь — область, куди потрапляє світло лише від частини джерела (або джерел) світла.

   Демонстрація тіні та півтіні за допомогою набору з геометричної

оптики.

Розглядається також випадок великого джерела світла (напри­клад, матової світної кулі, розташованої на невеликій відстані). Таке джерело можна подумки замінити великою кількістю точкових дже­рел світла. Треба пояснити, чому в цьому випадку перехід тінь — пів­тінь не є різким.

Важливим випадком утворення тіні є сонячні та місячні затем­нення. Ці явища можна пояснювати на основі наведених у підручни­ку ілюстрацій.

Конспектучня

Тема. Оптичні явища. Світловий промінь. Затемнення Світло є одним з видів проміння, воно переносить енергію. Лжерелами світла'називають тіла, що випромінюють світло. Теплові джерела світла світять через високу температуру. Приймачі світла — це тіла, в яких під дією світла відбуваються якісь зміни. Світловий промінь — це лінія, вздовж якої розповсюджується світло. В однорідному прозорому середовищі світлові промені прямолінійні. Тінь—область, куди не потрапляє світло.

Півтінь — область, куди потрапляє світло лише від частини джерела (або джерел) світла.

Розв'язування задач

Задача 6.7. Єдина в приміщенні лампа А розташована поряд з квадратною колоною (див. рисунок). Покажіть тінь, яку відкидає колона.

Задача 6.13. Чому в сонячний день вранці тіні довші, ніж опів­дні? Зробіть рисунки до свого пояснення.

Задача 6.14. Чому предмети не відкидають тіні в похмурий день? Що можна вважати джерелом світла в такий день?

Задача 6.10. Під час проведення хірургічних операцій вмикають спеціальні великі світильники на стелі операційної. Чому звичайно­го освітлення в цих випадках замало?

Задача 6.18. Чи бувають на Місяці сонячні затемнення? Якщо так, то що в цей час спостерігається на Землі?

Домашнє завдання

Прочитати теоретичний матеріал за підручником; вивчити ма­теріал за конспектом; задачі 6.17,6.19.