Тема урока: «Преломление света».
Форма занятия: Урок изучения нового материала с элементами исследовательской деятельности.
Цели урока: Познакомить учащихся с явлением преломления света;
Сформулировать закон преломления;
Найти угол полного внутреннего отражения;
Рассмотреть пример применения полного внутреннего отражения на
практике;
Цели развития:
Совершенствовать умения наблюдать, сравнивать и сопоставлять изучаемые явления, выделять общие признаки и обобщать результаты экспериментов.
Изучение нового:
Знания
|
Умения
|
Факты:
Дно сосуда с водой визуально поднимается, если его заполнить водой.
Предмет, находящийся одновременно в двух средах кажется сломанным на границе раздела этих сред.
При некотором предельном угле падающий луч отражается обратно от оптически менее плотной среды.
Кусок обыкновенного стекла становится невидимым в воде.
Понятия: Преломление, угол преломления, предельный угол полного внутреннего отражения, показатель преломления.
Закон: Закон преломления света.
|
Формировать обобщенные умение решать физические задачи на объяснение и предсказание явлений природы связанные с явлением преломления света.
Формировать обобщенные экспериментальные умения в изучении преломления света.
определение проблемы, вытекающих из нее задач исследования;
выдвижение гипотезы их решения;
обсуждение методов исследования;
оформление конечных результатов;
анализ полученных данных;
подведение итогов;
корректировка;
получение выводов (через использование в ходе совместного исследования метода "мозговой атаки").
Исследовать проблемы и проблемные ситуации. Уметь осуществлять анализ уже совершенной деятельности
Умение строить ход преломленных лучей.
|
Повторение ранее изученного.
Знания
|
Умения
|
Факты: Изображение находиться на таком же расстоянии от зеркала, как и сам предмет перед зеркалом.
Понятия: Зеркальная поверхность, плоское зеркало, отражение, луч.
Законы: Закон отражения, закон прямолинейного распространения света, закон независимости световых лучей.
|
Обобщенные умения решать физические задачи на объяснение и предсказание явлений природы.
Обобщенные экспериментальные умения.
Умение строить ход лучей при отражении от зеркальной поверхности.
|
Дидактическая структура урока:
Этап занятия,
время в мин.
|
Методы обучения
|
Приемы обучения
|
Организационный момент
(1 мин)
|
Обеспечиваю общую готовность учащихся к работе.
|
Вступительная часть
(2 мин)
|
Постановка проблемного вопроса (мотивация).
Можно ли сделать «Плащ невидимку»?
|
Изучение нового материала
(27 мин)
|
Фронтальный эксперимент со стеклянной пластинкой и водой.
|
Выполнение эксперимента, наблюдение и выводы.
|
Фронтальный эксперимент с монетой на дне стакана.
|
Выполнение эксперимента, наблюдение и выводы.
|
Постановка вопросов: «Как ведет себя луч света на границе раздела двух сред?»
«Чем отличается одна среда от другой?»
|
Смотрят видеоклип, делают выводы.
Выдвигают гипотезы.
|
Фронтальный компьютерный эксперимент: «Ход луча воздух-стекло».
|
Работа с готовыми опорными листами. Расчеты в таблице. Вывод закона преломления. Записи в тетрадях. (Рене Декарт информация).
|
Фронтальный компьютерный эксперимент: «Ход луча стекло - воздух».
|
Работа с готовыми опорными листами.
|
Вывод формулы для предельного угла полного внутреннего отражения.
|
Работа сильного ученика у доски. Записи в тетрадях.
|
Рассказ о применении полного внутреннего отражения на практике (Световод).
|
Записи в тетрадях.
|
Разрешение проблемной ситуации.
|
Повторяют основные законы, отвечают на вопрос: «Можно ли сделать «плащ невидимку»?». Предлагают свои варианты.
|
Применение новых знаний
(7 мин)
|
Работа с вопросами и рисунками-задачами
|
Ответы на вопросы, решение задач.
|
Предъявление домашнего задания (2 мин)
|
Пояснение и запись.
|
Записать на доске (вывод на проектор).
|
VII.
Заключительная часть
|
Подведение итогов, повторение основных моментов.
| Монолог учителя.
|
Дидактические средства:
Мультимедийный проектор
Ноутбук
Учебники, опорный лист.
Электронные издания
Презентация урока
Конспект занятия:
Организационный момент (1 мин)
Деятельность учителя
|
Деятельность учащихся
|
1. Приветствует учащихся. Обеспечивает эмоциональный рабочий настрой учащихся.
|
1. Приветствуют учителя, настраиваются на работу.
|
Вступительная часть (4 мин)
Деятельность учителя
|
Деятельность учащихся
|
1. Ставит проблемный вопрос перед учениками «Можно ли сделать плащ невидимку?» Параллельно выявляет и анализирует имеющиеся у учащихся опорные знания (задает вопросы, слушает ответы).
|
1. Демонстрируют свои знания (отвечают на вопросы, исправляют ответы своих товарищей).
|
Основная часть (организация усвоения материала) (30 мин)
Деятельность учителя
|
Деятельность учащихся
|
Выделяет цель деятельности учащихся в соответствии с целью урока и поставленными задачами.
Предлагает ребятам поэкспериментировать со стеклянной пластиной и водой. Задает вопрос: «Видно стекло под водой? Почему?»
Предлагает ребятам поэкспериментировать с монетой на дне стакана. Комментирует, что этот опыт проводил в III век до н.э. древнегреческий ученый Евклид. Демонстрирует видеофрагмент (физический опыт), комментирует важные моменты. Задает вопрос: «Почему монета стала видна после того как налили воду?»
а) Задает вопрос: «Как ведет себя луч на границе раздела двух сред?». Демонстрирует видеофрагмент (физический опыт), комментирует важные моменты.
б) «Почему при переходе из одной среды в другую луч меняет направление? Что может быть разного в этих средах?»
Предлагает провести эксперимент на компьютерной модели. Объясняет и организует работу. Предлагает учащимся получить ответ на поставленные вопросы, в результате самостоятельного анализа данных компьютерного эксперимента. Выдает инструкции, обсуждает план исследования, уточняет количество необходимых измерений. Указывает что, сопоставив результаты опытов, следует сделать выводы.
Дает информацию о Рене Декарте.
Предлагает провести эксперимент на компьютерной модели. Объясняет и организует работу. Предлагает учащимся получить ответ на поставленные вопросы, в результате самостоятельного анализа данных компьютерного эксперимента. Выдает инструкции, обсуждает план исследования, уточняет количество необходимых измерений. Указывает что, сопоставив результаты опытов, следует сделать выводы.
Вызывает к доске ученика для вывода формулы для угла полного внутреннего отражения.
Рассказывает о применении явления полного внутреннего отражения на практике - Световод.
П олное внутреннее отражение используется для передачи света и изображения по пучкам гибких волокон - световодам. Основной элемент световода - стеклянное волокно цилиндрической формы, покрытое оболочкой из прозрачного материала с меньшим, чем у волокна, показателем преломления. За счет многократного полного отражения свет может быть направлен о любому прямому или изогнутому пути.
Свет, проходящий по оптическим световодам выглядит как миниатюрный фейерверк.
С ветоводы используются при создании телеграфно-телефонных кабелей большой емкости. Кабель состоит из сотен и тысяч оптических волокон, тонких, как человеческий волос. По такому кабелю, толщиной в обычный карандаш можно одновременно передавать до восьмидесяти тысяч телефонных разговоров.
Этот телефонный провод содержит 144 оптические нити.
В олоконнооптический зонд (эндоскоп) дает врачам возможность исследовать желудочно-кишечный тракт и другие внутренние области организма. Изображения, получаемые зондом, затем передаются на телевизионный экран
Не секрет, что, сочиняя сказки, наши предки, сами того не подозревая, за десятки и даже сотни лет предсказывали многие великие изобретения человечества. Однако буквально ещё вчера вряд ли кто-то мог себе представить, что один из самых популярных сказочных предметов – шапка-невидимка, через какое-то время может стать вполне осязаемой реальностью.
Тем не менее, на днях исследователи из университета в штате Северная Каролина сообщили о том, что им удалось создать и проверить на практике материал, делающий предметы невидимыми. Правда, пока только в микроволновом спектре, а не для невооружённого человеческого глаза. А помогли им в осуществлении этой мечты каждого уважающего себя шпиона так называемые метаматериалы.
Метаматериалы – это искусственные композитные соединения, особенная структура поверхности которых наделяет их необычными электромагнитными свойствами, не имеющими аналогов в природе. Главной отличительной чертой этих материалов является отрицательный коэффициент преломления микроволн. Иными словами, лучи, попадая на них, не отражаются, как от обычных предметов, а как бы огибают их. При этом, «пройдя» такой объект, они тут же возвращаются в исходное положение, в котором были до встречи с ним. Именно благодаря этому явлению микроволновые датчики воспринимают не сам предмет, а лишь находящееся за ним пространство.
Впрочем, как признают сами исследователи, нынешняя технология ещё далека от совершенства. К примеру, в ходе эксперимента, который проводился с медным цилиндром, обнаружилось, что, будучи накрытым «невидимой» тканью, он всё же отбрасывал небольшую «тень». Тем не менее, значение их изобретения нельзя недооценивать, поскольку в будущем учёные надеются создать материал, который будет невидим не только в микроволновом спектре, но и в обычном свете.
Университет Токио, который занимается разработкой "оптического камуфляжа", сумел сделать мифический плащ-невидимку реальностью.
Как было продемонстрировано на Nextfest, выставке новых технологий в Сан-Франциско, вполне реально смотреть прямо сквозь человека, одетого в специальный плащ, и видеть очертания предметов за ним. Об этом пишет Independent в материале, перевод которого публикует Inopressa.ru.
В технологии "оптический камуфляж" используются бусины в виде мелких камер и экранов мини-прожекторов. Камеры передают данные на другую сторону плаща, и то, что видно со спины, передается на переднюю часть, и наоборот. 
Попытки создать настоящий "плащ-невидимку" предпринимались уже неоднократно. В 2002 году изобретатель Рэй Алден разработал способ "трехмерной маскировки" различных объектов.
Его изобретение было похоже на покрывало-невидимку. Принцип действия устройства аналогичен принципам маскировки хамелеона: оно пытается подстроиться под цвет окружающих объектов.
При этом половина покрывала-невидимки, закрывающая заднюю часть объекта, состоит из множества датчиков освещенности. Они измеряют длину волны, интенсивность и направление падающих на скрываемый объект световых лучей.
На передней части покрывала располагается множество светоизлучающих устройств, которые испускают точно такие же лучи, какие падают на объект сзади. Взглянув на замаскированный объект, можно увидеть, что расположено за ним.
Правда, у такой системы маскировки есть существенный недостаток. Если смотреть на замаскированный предмет не строго спереди, а сбоку или сзади, то обнаружить его не составит большого труда, так как расположенные на задней половине маскировочного устройства световые датчики не являются невидимыми
|
Принимают цель и настраиваются на работу по достижению этой цели.
Слушают, совместно с учителем выполняют фронтальный эксперимент. Выдвигают гипотезы.
Слушают, совместно с учителем выполняют фронтальный эксперимент. Выдвигают гипотезы. ( луч света меняет свое направление).
а) Получают подтверждение выдвинутой гипотезы. ( луч света меняет свое направление). Записывают в тетрадях определение: «Преломление света – это изменение направления луча света при пересечении границы между средами».
б) Выдвигают гипотезы. (плотностью, составом вещества, видом молекул, скоростью прохождения света в каждой среде и т.д.)
Проводят эксперимент совместно с учителем, фиксируют выводы на опорных листах.
Записывают в тетради закон преломления: «Закон преломления света. Падающий и преломленный лучи, а также перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости. Отношение синуса угла падения α к синусу угла преломления β есть величина, постоянная для двух данных сред:
Коэффициент n называется показателем преломления второй среды относительно первой:»
Проводят эксперимент совместно с учителем, фиксируют выводы на опорных листах. Делают вывод: «При переходе света из оптически более плотной среды в оптически менее плотную среду по мере увеличения угла падения направление преломленного луча приближается к границе раздела. Когда угол падения превосходит некоторое предельное значение, преломленный луч не существует -- падающий на границу раздела свет полностью отражается. Это свойство называется полным внутренным отражением.
n1 > n2»
Записывают в тетради все, что на доске и делают свои выводы.
Ученик выводит формулу :
 , sin90°=1,
Слушают, делают краткую запись в тетрадях.
Световод - это пучок гибких стеклянных волокон цилиндрической формы покрытое оболочкой из прозрачного материала с меньшим, чем у волокна, показателем преломления. За счет многократного полного отражения свет может быть направлен о любому прямому или изогнутому пути.
|
Применение новых знаний (7 мин)
Деятельность учителя
|
Деятельность учащихся
|
Организует работу с вопросами и рисунками – задачами. Демонстрирует на экране вопросы задачи (в виде рисунков).
Акцентирует внимание на главном, выделяет основные моменты еще раз.
|
Отвечают на вопросы, решают задачи, используя новые знания, формулируют ответ и отвечают. Если есть время рисунки вопросы и ответы можно зафиксировать в тетради.
Закрепляют главные моменты.
|
Домашнее задание (2 мин)
Деятельность учителя
|
Деятельность учащихся
|
1. Объясняет, что и как выполнять дома.
|
1. Слушают, задают вопросы, записывают.
|
Обоснование использования ИКТ на данном уроке
ИКТ позволяют более наглядно показывать все явления, не надо было собирать и настраивать демонстрационную установку, для демонстрации не надо затемнения. Экономия времени на уроке. Учащиеся наблюдая, и изменяя параметры физических величин, совместно с учителем анализируют и делают выводы. Без персонального компьютера сделать это на уроке было бы не возможно. Учитель может в любой момент остановить демонстрацию, акцентировать внимание учащихся, продолжить или повторить.
Очень важно в преподавании физики сначала показать само явление или поставить физический эксперимент, а только потом проводить его в компьютерном варианте. Персональные компьютеры позволяют проводить уроки физики на более высоком уровне. Применение персонального компьютера на данном уроке позволило использовать теоретический и экспериментальный методы обучения одновременно.
Используемая литература, Интернет-ресурсы и электронные издания для учителя:
Учебная литература
Касьянов В.А. Физика 11. – М.: Дрофа, 2001.
Перышкин А.В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2001.
Сайт optics.ifmo.ru
Электронные издания
Ханнанов Н.К. Физика 7—11 класс. Библиотека наглядных пособий.
Физика 7—11 класс. Библиотека электронных наглядных пособий.,Кирилл и Мефодий ,2003 г.
Козел С.М. Открытая физика 2.5.
Физика 1С: Репетитор
Физика 7—11. Образовательный комплекс.
|
