принципы радиосвяз. 9 эл.маг поле и волны. Конспект урока в 9 классе по теме Электромагнитная природа света
 Скачать 252.95 Kb.
|
|
Конспект урока в 9 классе по теме: «Электромагнитная природа света» Цель урока – получить представление о свете как электромагнитной волне. Задачи урока – Доказать волновую природу света. Развивать устную речь обучающихся через организацию диалогического общения на уроке, формировать умение выражать свои мысли в грамматически правильной форме. Формировать положительную мотивацию к учебе и повышение интереса к знаниям. Планируемые результаты - Называть различные диапазоны электромагнитных волн. Техническое обеспечение урока - компьютер, мультимедийный проектор. Содержание урока 1. Организационный этап Взаимное приветствие учителя и обучающихся; проверка отсутствующих по журналу. 2. Актуализация субъектного опыта обучающихся   3. Изучение новых знаний и способов деятельности (работа со слайдами презентации) Изучая в 8 классе распространение, отражение и преломление света, мы не задавались вопросом о его природе. Теперь уместно было бы обратиться к этому вопросу в связи с изучением электромагнитных волн. В качестве эпиграфа к сегодняшнему уроку возьмем отрывок из стихотворения Михаила Юрьевича Лермонтова: Я видел сон: прохладный гаснул день, От дома длинная ложилась тень, Луна, взойдя на небе голубом, Играла в стеклах радужным огнем. С давних пор существовало два взгляда на природу света. Одни ученые считали, что свет представляет собой волну, другие рассматривали свет как поток частиц (корпускул). Но до начала XIX в. не было достаточно веских доказательств ни в пользу волновых, ни в пользу корпускулярных представлений. Оказалось, что свету разных цветов соответствуют разные интервалы длин волн. Самые большие значения длин волн у красного света: от 760 нанометров до 620 нанометров. Поскольку частота колебаний в волне обратно пропорциональна длине волны, то красному цвету соответствуют наименьшие по сравнению с другими цветами частоты. Длины волн убывают (а частоты возрастают) в следующей последовательности цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый. Существует мнемоническая фраза, используемая для запоминания основных цветов видимого спектра светового излучения. В этой фразе начальная буква каждого слова соответствует начальной букве названия определённого цвета: Каждый Охотник Желает Знать Где Сидит Фазан. Существуют аналогичные по цели конструкции, в которых цвета перечисляются в такой же последовательности. Например: Крот овце, жирафу, зайке голубые сшил фуфайки. В англоязычных странах используют следующее высказывание: Как однажды Жак-звонарь головой сломал фонарь. Или, на современный лад, Каждый оформитель желает знать, где скачать фотошоп. Таким образом, в начале XIX в. опытным путем была подтверждена справедливость волновых взглядов на природу света. В то время ни о каких волнах, кроме механических, ученые еще не знали. Поэтому считали, что свет, подобно звуку, представляет собой механическую упругую волну. Мы знаем, что упругие волны могут возникать только в веществе, поскольку именно частицы вещества совершают упругие колебания, распространяющиеся в пространстве. Значит, если свет — это упругая волна, то для его распространения нужна среда. Однако свет от звезд доходит до нас через такие области космического пространства, где нет вещества. Учитывая этот факт, сторонники волновых воззрений на природу света выдвинули гипотезу о том, что все мировое пространство заполнено некой невидимой упругой средой, которую они назвали светоносным эфиром. Считалось, что именно в этом эфире и распространяется свет. В то же время предположение о существовании светоносного эфира порождало много противоречий и спорных вопросов. Так, например, в конце второго десятилетия XIX века было выяснено, что свет является поперечной волной. Известно, что упругие поперечные волны могут возникать только в твердых телах. Получалось, что светоносный эфир представляет собой твердое тело. В связи с этим возникал вопрос о том, как планеты и другие небесные тела могут двигаться сквозь твердый эфир, не испытывая при этом никакого сопротивления? Только к концу 19 века физика накопила достаточно много экспериментальных данных, свидетельствующих о взаимосвязи световых, электрических и магнитных явлений. Это позволило в 70-х годах 19 века Джеймсу Максвеллу создать электромагнитную теорию поля. Он доказал, что в природе должны существовать электромагнитные волны. Максвелл рассчитал скорость распространения электромагнитных волн в вакууме и среде. Совпадение значения скорости распространения электромагнитных волн со скоростью света привело Максвелла к мысли о том, что свет — это электромагнитные волны. Окончательно электромагнитная теория утвердилась после обнаружения Петром Николаевичем Лебедевым давления света на тела, расположенные на пути его распространения. Таким образом, волновая теория о природе света эволюционировала в электромагнитную теорию света. Согласно этой теории свет — это электромагнитная волна определенного оптического диапазона, с частотой от трёх на десять в девятой до трёх на десять в девятнадцатой степени Герц. В то же время по мере развития физики к концу XIX в. был открыт целый ряд экспериментальных фактов, которые можно было объяснить только на основе корпускулярных представлений о свете, т. е. рассматривая его как поток частиц. В 1900 году немецкий физик Макс Планк выдвинул гипотезу, что атомы испускают электромагнитную энергию отдельными порциями — квантами. Причем энергия каждой порции прямо пропорциональна частоте излучения  .Коэффициент пропорциональности h получил название постоянной Планка. В 1905 году Альберт Эйнштейн выдвинул идею о том, что электромагнитные волны можно рассматривать как поток квантов излучения. В настоящее время квант электромагнитного излучения называют также фотоном. Фотон (от греческого photos — свет) — это элементарная частица, являющаяся квантом электромагнитного излучения. Фотон не обладает ни массой, ни зарядом и всегда распространяется со скоростью света. Таким образом, при распространении света проявляются его волновые свойства, а при взаимодействии с веществом — корпускулярные. В 1927 году немецкий физик Нильс Бор сформулировал принцип дополнительности: для полного понимания природы света необходимо учитывать как волновые, так и корпускулярные свойства света: они взаимно дополняют друг друга. Однако для объяснения какого-либо эксперимента следует использовать либо волновые, либо корпускулярные представления о природе света, но не те и другие одновременно. Поэтому в настоящее время признана справедливой как волновая, так и корпускулярная теория. Обе эти теории, дополняют друг друга. 4. Закрепление материала 1. Каковы были представления учёных о природе света в начале XIX в.? 2. Чем была вызвана необходимость выдвижения гипотезы о существовании светоносного эфира? 3. Какое предположение о природе света было сделано Максвеллом? Какие общие свойства света и электромагнитных волн явились основанием для такого предположения? 4. Как называется частица электромагнитного излучения? 5.Обобщение и систематизация Давайте подведем итоги урока. Свет — это электромагнитная волна определенного оптического диапазона, с частотой от 3 · 109 до 3 · 1019 Герц. Фотон — это элементарная частица, являющаяся квантом электромагнитного излучения. Принцип дополнительности Нильса Бора гласит, что для полного понимания природы света необходимо учитывать как волновые, так и корпускулярные свойства света: они взаимно дополняют друг друга. Однако следует помнить, что для объяснения какого-либо эксперимента следует использовать либо волновые, либо корпускулярные представления о природе света, но не те и другие одновременно. 6. Домашнее задание |