МПК Магнитопорошковый метод. Удк 372. 8 53 16 ббк 74. 262. 22 С серия Классический курс основана в 2007 году
 Скачать 6.65 Mb.
|
|
III. Вопросы для обобщения изученного материала какие световые явления наблюдаются на границе раздела двух сред Что при этом происходит с энергией световой волны Какое явление называется дисперсией света Каково значение опытов Ньютона? Логика познания явления раскрывается с помощью таблицы Домашнее задание § 53; Хрестоматия (с. 154—155); П, № Урок 2. Интерференция света Задачи урока продолжить формирование понятия об интерференции выделить свойства и средства описания явления интерференции света продолжить формирование представлений о единстве природы электромагнитных волн и света ознакомить с биографией и научной работой Томаса Юнга раскрыть соотношение теории и опыта при становлении волновой теории света. План урока Этапы урока Время, мин Приёмы и методы Повторение изученного материала Изучение нового материала явление интерференции света, его теоретическое обоснование, интерференция в тонких плёнках, объяснение картины колец Ньютона Решение задач Домашнее задание 25—30 10—12 Беседа по вопросам Рассказ. Демонстрация опыта. Беседа. Записи в тетрадях. Выполнение рисунков. Работа с учебником Самостоятельная работа Сообщение учителя Учитель называет тему урока. Ставит проблему изучалось ли ранее явление интерференции Организует краткую беседу по вопросам что называют интерференцией волн При каких условиях она наблюдается Каковы основные особенности интерференционной картины Что происходит с энергией волн при их интерференции Какие выводы можно сделать о природе света, если бы наблюдалась интерференция света Можно ли свет погасить светом Почему не наблюдается интерференция света от двух электрических лампочек? Так вначале урока обеспечивается актуализация знаний и мотивация учебной деятельности Вначале вводят представление о проявлении интерференции света, о способе получения когерентных источников, об условиях образования максимумов и минимумов При таком подходе формирование понятий продолжается при постановке и объяснении эксперимента, выполнении рисунков, работе с учебником, решении задач. Именно эта работа оценивается на уроке. Учитель демонстрирует опыт с бипризмой Френеля (ДЭ-2, опыт 83). Опыт требует значительной предварительной тренировки. На доске выполнен рисунок. Приводим вопросы для организации беседы как по рисункам на доске (рис. 102, см. рис. 82) объяснить наблюдаемую на экране картину Меняется лис течением времени интерференционная картина О чём это говорит Почему интерференционная картина оказывается окрашенной В какой области происходит интерференция Ответ. В области АОВ.) На последний вопрос ответ даёт учитель. Если же ранее изучалась дисперсия света, то отвечает ученик. Формулируют вывод так как белый свет представляет собой волны разной длины волны, то условия максимумов выполняются для разных составляющих по-разному, поэтому максимумы красной и зелё- ной компонент света не совпадают. Вопрос: можно ли на основе явления интерференции света объяснить радужную окраску мыльных пузырей, тонких плёнок нефти или керосина на поверхности воды Для ответа демонстрируют опыт (ДЭ-2, опыт 85). В тетрадях выполняют рисунок 103. Вопросы для обсуждения как в данном случае получаются два когерентных источника света Каким образом обеспечивается постоянная разность фаз световых лучей 1 и 2 (см. рис. 103)? Наблюдается ли в данном случае интерференция в проходящем свете (лучи 1 и 2 на рисунке 103)? Почему для появления цветной картины необходима неодинаковая толщина плёнки? Раздел Кольца Ньютона школьники самостоятельно изучают по учебнику. Задание для учащихся изобразите, как получаются когерентные волны (рис. 7.51 учебника. Вопросы для обсуждения может ли наблюдаться на данном приборе интерференция в проходящем свете Для каких точек в приборе выполняется условие постоянной и одинаковой разности фаз Отчего зависят радиусы колец Ньютона Как используют кольца Ньютона для вычисления длины волны Для отработки изучаемых понятий коллективно и самостоятельно решают задач и. Рис. Рис. 102 146 1. С помощью бипризмы Френеля получены два мнимых когерентных источника света с длиной волны 560 нм (рис. 104). Определите, на каком наименьшем расстоянии от точки Она экране будет максимум освещённости, если ОС =3,2 м, S 1 S 2 =160 мкм. В некоторую точку на экране приходят два пучка когерентного излучения с оптической разностью хода 2,0 мкм. Что произойдёт: усиление или ослабление света Длина световой волны 600 нм. Почему меняется окраска крыльев насекомого при рассмотрении их под разными углами? О т в е т. При отражении лучей от прозрачной плёнки, покрывающей крылья насекомого, образуется интерференционная картина (см. рис. 103). Положение полос равного наклона меняется, если смотреть на крылья под разными углами. Можно решить задачи П, № 760, 763, 764. IV. Домашнее задание § 54; упр. нас (ЕГЭ); индивидуально П, № Урок 3*. Применение интерференции в технике Задачи урока познакомить с широким распространением интерференции света в природе и использованием её в технике на примере применения интерференции света раскрыть значение практики в познании природы продолжить формирование умения качественно и количественно описывать интерференцию света. Ход урока Рассказ учителя о методе просветление оптики может быть заменён докладом одного из школьников. При этом поясняется рисунок 7.52 учебника, демонстрируется объектив фотоаппарата, задаются и обсуждаются вопросы. Затем учащиеся решают задачу. Определите толщину плёнки с показателем преломления 1,4, если для монохроматического света длиной волны 6 · 10 –7 м получается просветление оптики линзы. В ходе изучения нового материала обсуждают вопросы как используется интерференция света для проверки качества обработки поверхностей (Для ответа выполняется рисунок, на котором отмечаются положения детали и образца) Что происходит с энергией световых волн 1 ирис учебника) при их гашении Коллективно решают задачу. Между стеклянными пластинками с одной стороны вложили лист фольги, вследствие чего образовался воздушный клин. В проходя- Рис. 104 147 щем свете натриевого пламени на поверхности верхней пластинки видны интерференционные полосы. Расстояние между светлыми полосами 3 мм, толщина листа фольги 0,02 мм, длина пластинки 20 см. Определите длину волны света натриевого пламени. Как изменится интерференционная картина, если вложить ещё один лист фольги? Р е ш е ни е) При падении света перпендикулярно пластинке разность хода интерферирующих волн равна удвоенной толщине воздушного клина. Для образования максимумов разность хода должна быть равна целому числу длин волн, те) Запишем условие образования максимума интерференционной картины для двух соседних максимумов учтём необходимые геометрические соотношения (выполняется рисунок) Для двух максимумов имеем выражения, h 2 = 2 С учётом геометрических соотношений l 1 sin a, h 2 = l 2 sin Входе преобразований получаем общее решение – l 1 = l Отсюда длина волны равна 600 нм) Если вложить ещё один лист фольги, то увеличится угол воздушного клина и соответственно sin a. Согласно формуле l = l a 2sin расстояние между полосами интерференционной картины уменьшится. Очевидно, что при некотором угле уже невозможно различить интерференционную картину. В конце урока выполняют экспериментальное задание по наблюдению интерференции света на мыльной плёнке. При проведении опыта коллективно обсуждают вопросы, которые учитель готовит заранее. Домашнее задание § 55*; П, № Урок 4. Дифракция света Задачи урока продолжить формирование представлений о дифракции волн представить историю развития взглядов на природу света рассмотреть проблему границ применимости геометрической оптики. Ход урока Повторяют дифракцию электромагнитных волн. При необходимости показывают или описывают известную демонстрацию. Фронтально обсуждают вопросы какие волновые свойства электромагнитных волн изучались ранее В чём заключается явление дифракции волн Каковы условия наблюдения дифракции Мысленный опыт Юнга изучают по учебнику. Вопросы для организации беседы в чём выражается дифракция света в опыте (рис. 7.53 учебника Зачем в опыте используют непрозрачную ширму с отверстиями B и СО чём можно судить по интерференционной картине на экране Можно ли сделать вывод, что интерференционная картина служит своеобразным индикатором наличия дифракции? Далее учитель рассказывает теорию Френеля. Затем демонстрирует опыт по дифракции света на тонкой нити или узкой щели (ДЭ-2, опыты 86, 87). По учебнику рассматривают вид дифракционных картин. На рисунке 105 показано образование волнового фронта согласно принципу Гюйгенса—Френеля для объяснения прохождения света через отверстие (риса, б) и препятствие (рис. 105, в). На рисунке 106 приведена схема (риса) и картина дифракции (рис. 106, б) на круглом отверстии MN. Вопросы для организации беседы что наблюдается на экране в точках О, В, СВ одинаковой ли фазе приходят в точку В вторичные волны от точек Аи А Можно ли наблюдаемую картину дифракции использовать для доказательства существования границ применимости геометрической оптики Закрепление изученных понятий. Вопросы каковы границы применимости геометрической оптики согласно волновой теории света Как объяснить на основе волновой теории, что Рис. 105 частицы размером 0,3 мкм неразличимы при рассмотрении их в микроскоп Почему нить лампочки накаливания кажется окаймлённой светлыми бликами, если смотреть на не, прищурив глаза? В качестве вывода в конце урока учитель зачитывает слова Френеля Только что указанные нами успехи волнового принципа показывают, что выбор между той или другой теорией не может быть безразличен. Полезность теории не ограничивается только тем, что облегчает изучение фактов. цель всякой хорошей теории должна состоять в том, чтобы содействовать прогрессу науки открытием связующих фактов (Хрестоматия, с. 159—160). IV. Домашнее задание § 56, 57*; П, № 769, Урок 5. Дифракционная решётка. Решение задач Задачи урока продолжить изучение явления дифракции света рассмотреть практическое применение дифракции света сформировать умение качественно и количественно описывать дифракционные картины. Ход урока Один из школьников отвечает у доски на вопросы учителя и учащихся. Разрешается использовать рабочую тетрадь. Примерные вопросы для обсуждения как получаются когерентные источники света в случае интерференции света в тонких плёнках? Почему не наблюдается интерференционной картины при отражении света от поверхности оконного стекла Почему существует предел в наблюдении деталей предметов Как доказать существование границы применимости законов геометрической оптики Рассказ учитель сопровождает демонстрацией опыта (ДЭ-2, опыт 88), показом дифракционных решёток, работой с учебником при выводе формулы для максимумов дифракционной картины. Рис. 106 150 III. Для отработки знаний организуется решение задач. Желательно подобрать задачи для индивидуального решения. Какой наибольший порядок спектра можно видеть в дифракционной решётке, имеющей 500 штрихов на 1 мм, при освещении её светом длиной волны 720 нм Как изменится спектр, если использовать свет длиной волны 600 нм. Предложите всевозможные виды задач на использование формулы для максимумов дифракционной картины. Можно ли по дифракционной картине определить, какая из двух дифракционных решёток имеет больше штрихов на 1 мм. Сравните дифракционный и призматический спектры объясните их различие. Какие изменения будут происходить в дифракционном спектре, если увеличивать число щелей. В каком из указанных случаев проявляется дифракция света ореол вокруг лампы уличного освещения при большой влажности воздуха, радужная окраска перламутровых пуговиц, неразличимость частиц размером 0,2 мкм при наблюдении их в микроскоп, радужные полосы при наблюдении слоя керосина на поверхности воды. Изобразите на графике изменение интенсивности света в интерференционной картине опыта Юнга (рис. 7.53 учебника Домашнее задание § 58; П, № 771, Урок 6*. Лабораторная работа. Решение задач Задачи урока продолжить формирование практических и теоретических умений по наблюдению и описанию явлений интерференции и дифракции света. Ход урока Построение урока оправдано целью при минимальных возможностях исследовать реальные физические явления Учитель сообщает план работы. Далее следует краткое фронтальное повторение по вопросам что называют интерференцией света При каких условиях явление наблюдается Что называют дифракцией света Почему трудно наблюдать дифракцию световых волн. Лабораторная работа Наблюдение интерференции иди- фракции света. Оборудование две чистые стеклянные пластинки небольшого размера, соломинка для выдувания мыльных пузырей, проволочное кольцо, раствор мыла, два специально закреплённых лезвия, отверстия разного диаметра в картоне или плёнке, мощная лампас прямой нитью накала. Изучение явления интерференции Чистые стеклянные пластинки положите одну на другую, прижмите ив отражённом свете на тёмном фоне поищите (особенно по краям) цветные интерференционные полосы Выделите особенности наблюдаемого явления постоянная картина или нет, есть ли максимумы, окрашены ли полосы. Вид картины зарисуйте, выполните рисунок с объяснением метода образования когерентных источников света. Изучите, при каких условиях интерференционная картина изменяется. Можно ли провести опыт в проходящем свете Получите мыльную плёнку на проволочном кольце и мыльные пузыри. Как доказать, что ив этом случае наблюдается интерференционная картина Отличается ли она от картины в опыте с пластинками В каком свете наблюдается интерференционная картина О чём свидетельствует изменение вида полос на мыльной плёнке? Сколько максимумов можно зафиксировать? Изучение явления дифракции Сквозь вертикальную щель, образованную двумя пластинками, наблюдайте источник света. Можно ли заметить разделение светового потока на линии Много ли этих линий Какого они цвета Чем являются окрашенные световые линии максимумами или минимумами интерференционной картины Почему происходит разделение белого света в спектр при прохождении им щели Выполните рисунок картины дифракции от щели. Изменится ли наблюдаемая картина, если размер щели увеличить. Пронаблюдайте дифракцию на круглом отверстии. Чем отличается вид полученной картины от картины дифракции на щели Докажите, максимум или минимум наблюдается в центре картины. Выполните примерный рисунок наблюдаемой картины на рисунке чётко обозначьте, как расположены цвета в спектре относительно центрального максимума Сравните дифракционные картины, получаемые с помощью полоски капрона, части грампластинки или диска. В каком случае спектр ярче и почему Для пояснения ответа сделайте схематический рисунок. Решение задач носит творческий характер и выполняется по вариантам. Вариант I 1. Используя рисунок III (2 и 3 на цветной вклейке учебника, определите длину волны зелёного света. Длина волны красного света 7,8 · 10 –4 мм. Указание связь радиуса кольца r, его порядкового номера п, радиуса линзы R и длины волны устанавливается формулой r n = n Ответ. Данную формулу следует применить дважды для одного итого же кольца радиус кольца измеряется по рисунку. Составьте по рисунку III несколько качественных заданий. Вариант II 1. По рисунку IV (2 и 3 на цветной вклейке учебника) ответьте на вопросы почему у красного света дифракционная картина шире Как изменится дифракционная картина, если дифракционную ре- шётку заменить на другую с большим периодом. Составьте по рисунку IV несколько качественных заданий. По итогам работы за решение задач учитель может поставить отдельную оценку Домашнее задание составьте (или подберите) две-три расчётные или экспериментальные задачи на волновые свойства света упр. нас, Урок 7. Лабораторная работа Определение длины световой волны с помощью дифракционной решётки» Лабораторная работа выполняется по инструкции учебника. Контрольные вопросы (лучше по вариантам как и почему изменяется вид спектра, если использовать другую дифракционную решётку? (Возможно проведение измерений) Почему красная часть спектра любого порядка расположена дальше от центра шкалы Сколько порядков спектра можно наблюдать с помощью данного прибора Какие физические величины или характеристики можно определить с помощью данного прибора? Домашнее задание упр. нас (ЕГЭ); П, № 773, Урок 8*. Решение задач (резерв учителя) Урок 9. Поляризация света Задачи урока сформировать понятия естественный свети поляризованный свет познакомить с экспериментальным доказательством поперечности световых волн изучить свойства поляризованного света, показать аналогию между поляризацией механических, электромагнитных и световых волн сообщить о примерах использования поляроидов в технике. Ход урока На первом этапе урока конкретизируют знания школьников по волновым свойствам электромагнитных волн и света. Фронтальное повторение проводится по вопросам какие свойства электромагнитных волн нам известны Какие из этих свойств характерны для света Какие явления подтверждают волновую природу света Что называют интерференцией света Как можно наблюдать это явление Что называют дифракцией света Какой опыт по дифракции света можно поставить Изучение явлений интерференции и дифракции убедительно доказывает, что свет — это волна. Учебная проблема данного урока какая это волна Решение поставленной проблемы проводится методом эвристической беседы с использованием элементов рассказа, постановки и обсуждения опытов. В начале изучения нового материала необходимо подробно повторить и развить понятие о поперечной волне, восстановить представления о поляризации электромагнитных волн. Следует беседа по вопросам на какие два типа делят все волны Какие волны называют продольными Какие волны называют поперечными Что колеблется в поперечной механической волне Ответ. Частицы среды) К какому типу волн относится звуковая волна К какому типу волн относится электромагнитная волна Что колеблется в электромагнитной волне (Рассматривают известный рисунок электромагнитной волны) Какое название получила электромагнитная волна, в которой векторы ВиE расположены в строго определённых плоскостях (Следует учесть, что понятие поляризации электромагнитных волн уже введено.) Далее учитель переходит к рассмотрению важного свойства поперечной поляризованной волны она проходит через решётку, щели которой параллельны плоскости колебаний. Один из учеников повторяет опыт с резиновым шнуром и щелью из двух линеек. Вопросы для обсуждения какую наблюдаем волну Пройд тли волна через щель, если щель расположить перпендикулярно колебаниям шнура Как влияет щель на распространение звуковых волн Ответ. Не влияет) Может ли опыт с щелью служить доказательством поперечности волны? Проверяют вывод на примере электромагнитных волн. Повторяют опыт (см. рис. 86). Организуется беседа по вопросам как должна быть расположена металлическая решётка, чтобы электромагнитная волна не проходила Можно ли утверждать, что генератор излучает поляризованную электромагнитную волну Возможен ли приём электромагнитной волны, если генератор и приёмник расположить под углом 90 °? Что может выполнять роль металлической решётки для световых волн (При ответе на этот вопрос вводится понятие о поляроиде. Учитель показывает два поляроида пластинки герапатита из набора по поляризации.) Существуют вещества (кристаллы, свойства которых по разным направлениям разные. Например, пластинки кристалла ге- рапатита могут пропускать световые колебания только водной плоскости. Вопрос для коллективного обсуждения почему при любом положении поляроида мы всё равно наблюдаем свет от лампы накаливания Какую гипотезу можно высказать о плоскости и направлении колебаний векторов ВиE у обыкновенного света Ответ. Излучения состоят из волн, в которых векторы iВiиiEi ориентированы по-разному.) Может быть, световые волны — не поперечные волны? Излучение, в котором векторы ВиE колеблются в разных направлениях, называют неполяризованным или естественным светом. Если свет естественный, то один поляроид всегда пропускает какую-то часть световых волн. Два перпендикулярно расположенных поляроида не должны пропускать свет. Демонстрируется известный опыт ДЭ-2, опыт 91. Вопросы для организации беседы почему через два поляроида, у которых оси ОО перпендикулярны друг другу, свет не проходит (Выполняют рисунок 107.) Будет ли проходить свет, если оси OO поляроидов расположены одинаково (Для обоснования ответа учитель предлагает самостоятельно выполнить рисунок 108.) Почему при повороте одного из поляроидов освещённость экрана изменяется Ответ. При расположении второго поляроида под углом, меньшим 90 °, световая волна через него проходит частично рис. 109); поляризованную волну с вектором можно представить как волну, состоящую из двух поляризованных волн с векторами и. Первая из них пройдёт через второй поляроид, но амплитуда колебаний вектора будет меньше первоначальной с вектором E.) Учитель сообщает школьникам, что световые волны могут быть разной степени поляризованности неполяризованные риса, частично поляризованные (рис. 110, б, плоско- поляризованные (рис. 110, в. Рисунки заносят в тетради. Учитель задаёт вопросы можно ли на основе опытов утверждать, что световые волны связаны с поперечными колебаниями Что в результатах опытов изменилось бы, если бы свет был связан с продольными колебаниями Как доказать, что в естественном свете равномерно представлены волны с колебаниями вектора E в разных направлениях? Рис. Рис. 108 При постановке опытов желательно продемонстрировать явление фронтально передать по рядам две пластинки герапати- та, привлечь школьников к демонстрационному варианту опыта. В частности, один из учащихся может заранее подготовить демонстрацию поляризации света при его отражении или преломлении. В конце изучения нового материала учитель описывает примеры применения поляризации метод изучения механических и других свойств тел, система поляроидов в качестве диафрагмы и др Метод подведения итогов изучения нового материала — беседа, повторение наиболее важных понятий. Учитель задаёт вопросы в чём заключается явление поляризации Можно ли экспериментально доказать, что световые волны поперечны? Что называют поляроидом Чем отличается поляризатор от анализатора Чем отличается естественный свет от поляризованного. Домашнее задание § 60; упр. нас (ЕГЭ). |