asyan.org
добавить свой файл
1


Тема програми: Світлові кванти.

Тема уроку: Дуалізм світла.

Мета: а) навчальна – ознайомити учнів із двоїстістю властивостей світла.

б) розвиваюча – розвивати просторову уяву учнів, осмислення об’єктивних взаємозв’язків у навчальному матеріалі.

в) виховна – розвивати інтерес до знань, показати безмежні можливості пізнання.

Тип уроку: урок поглиблення знань.

Вид уроку: подорож у країну хвиль і частинок (проблемно-пошукова бесіда, елементи уроку – гри).

Дидактичне забезпечення: карти з завданням, таблиця «Вчені, що вивчали оптику», портрети вчених, підручники.

Обладнання: CD-диски, мильний розчин.

Міжпредметні зв’язки: зв’язок з професією, з літературою, математикою, історією.

Література: Гончаренко С.У. Фізика. 11кл: Навч. пос.

Кирик Л.А. Уроки фізики. 11 кл. Харків, 2004.

Бугайов О.І. та ін. Квантова фізика (дидактичний матеріал) Київ «Радянська школа» 1988.

План



1. Організаційний момент.

2. Мотивація навчально- пізнавальної діяльності .

3. Актуалізація опорних знань.

(Розв’язування задач, фронтальне опитування, фізичний диктант.)

4. Сприйняття та усвідомлення нового матеріалу (зустріч із світловою хвилею та фотоном)

5. Закріплення матеріалу.

6. Домашнє завдання та підбиття підсумків уроку.

Хід уроку.

1. Оргмомент. Перевірка готовності учнів до уроку та присутність учнів.

2. Мотивація навчально-пізнавальної діяльності.

Вчитель. Шановні учні, у нас сьогодні не просто урок фізики, а урок - подорож у країну хвиль та частинок. Під час цієї подорожі ми повторимо, що ви знаєте про світлові хвилі та фотони. А також ознайомимось з новим поняттям, яким саме, дізнаєтесь після фізичного диктанту.


3. Актуалізація опорних знань.

Пригадаємо, що ми вивчали на останніх уроках, яку тему.

До дошки піде розв’язувати домашню задачу. «Визначити червону межу фотоефекти для платини, якщо

Дано:








Фронтальне опитування учнів.

  1. Що таке фотоефект?

  2. Перший закон фотоефекту.

  3. Другий закон фотоефекту.

  4. Третій закон фотоефекту.

Після перевірки розв’язування задачі учні відповідають на питання фізичного диктанту, підкреслюючи в відповідях певні букви.

  1. Огинання хвилями перешкод. (1) (Дифракція)

  2. Струм, що виникає при фотоефекті. (8) (фотострум)

  3. Окрема порція енергії. (3) (квант)

  4. Засновник квантової теорії. (2) (Планк)

  5. Видиме випромінювання. (3) (світло)

  6. Яке явище використовують в поляроїдах. (7) (поляризація)

  7. Світло-це особливий вид хвилі. Якої? (8) (електромагнітної)

Тепер з підкреслених букв складіть слово. У вас вийшло слово ДУАЛІЗМ.


4. Сприйняття та усвідомлення нового матеріалу.

Вчитель записує на дошці слово дуалізм.

Дійсно це нове слово і є темою нашого уроку.

В переводі частинка «ду» означає два. Дуалізм – це двоїста природа світла. Ми вже, під час повторення відправились у подорож до країни хвиль і частинок. Для того, щоб краще зрозуміли це складне поняття – дуалізм, нам допоможуть жителі цієї країни, два гостя – чарівна хвиля та частинка.

Прошу хвилю вийди до нас.

^ Хвиля.

  1. Що таке світло? Світло – це електромагнітна хвиля, що сприймає наше око.

  2. У мене є певні характеристики. Я їх записала, але букви помінялися місцями, прошу назвіть ці характеристики.

  1. Доріпе - період.

  2. Сточато - частота.

  3. Азаф - фаза.

  4. Плітамуда - амплітуда.

  5. Скідшвить - швидкість.

  6. Надожив лівих - довжина хвилі.

Вчитель. Прошу на дошці записати позначення цих характеристик.




Хвиля. З якою швидкістю я розповсюджуюсь? Учень. Зі швидкістю світла

Хвиля. А зараз я вам дещо продемонструю, а ви скажете яка це з моїх властивостей.

  1. Чому мариновані овочі, що знаходяться в закритій банці виглядають більшими ніж насправді? (заломлення світла).

  2. Демонструє мильні бульбашки. (інтерференція)

  3. Чому на CD-диску бачимо кольорові полоси? (дифракція світла)

  4. Чого в скриню не заховаєш? (промінь світла)

  5. Чому в повітрі чи вакуумі біле світло не розкладається на кольори? (Тому що швидкість променів усіх кольорів в повітрі однакова)

Учениця. Про спектри я хочу прочитати вірш Віталія Савченка «Спектри».

Вчитель. Дякуємо хвилі, ми повторили хвильові властивості світла. Тепер давайте заповнимо таблицю.

Засновник хвильової теорії світла – Гюйгенс.

Світло – хвиля

Світло – частинка

XVII ст. Гюйгенс – хвильова теорія

початок

XIX ст. інтерференція, дифракція


середина

XIX ст. Герц – експериментально виявив електромагнітні хвилі

XVII ст. Ньютон – корпускулярна теорія


початок

XX ст. фотоефект тиск світла хімічна дія світла


А зараз ми запрошуємо фотона.

^ Фотон. Я частинка світлова, невеличка. А чи знаєте ви мої властивості?

Учень. Фотон частка електромагнітного поля.

Учень 2. Рухається зі швидкістю світла.

Учень 3. Існує тільки в русі.

Учень 4. Маса спокою дорівнює нулю.

Фотон. Дуже добре. А щоб перевірити чи знаєте ви мої характеристики я підготував невеличке завдання. У вас на столах листочки. Установіть відповідність між назвами фізичних величин і формулами, що їх описують.

Учні виконують завдання, а фотон пише на дошці правильні відповіді.

,

Вчитель. Дякуємо фотону. А тепер заповнимо другу частину таблицю.

А тепер проаналізуємо цю таблицю.

Корпускулярна і хвильова теорії виникли одночасно в XVII ст. Першою науковою теорією, яка намагалася пояснити фізичну природу світла, стала теорія, що розробив І. Ньютон, теорія світлових частинок. Виходячи з корпускулярних уявлень Ньютон пояснив більшість відомих тоді оптичних явищ: прямолінійне поширення світла, відбивання і заломлення.

Гюйгенс вважав, що світло це хвилі, що поширюються в особливому гіпотетичному середовищі – етері. В 1801 році Юнг роз’яснив інтерференцію світла, 1818 році Френель – дифракцію.

Понад 100 років ці теорії існували паралельно. Жодна з них не змогла здобути вирішальної перемоги. Лише авторитет Ньютона змушував більшість учених ввідати перевагу корпускулярній теорії.

Але у другій половині XIX ст. Максвелл довів, що світло – електромагнітна хвиля і корпускулярна теорія світла була відсунута. На початку ХХ століття уявлення про природу світла почали докорінно змінюватися. Виявилося, що корпускулярна теорія має відношення до реальності.

Планк висунув гіпотезу. Яку?

Учень. Світло випромінюється й поглинається окремими порціями – квантами.

Подивимось на формули. ,

В лівій частині цих формул величини, що характеризують корпускулярні (властивості частинок), а в правій хвильові властивості.

Виникла ситуація – інтерференцію і дифракцію можна пояснити вважаючи світло хвилею, а випромінювання та поглинання – вважаючи світло потоком частинок.

В результаті обговорень, пошуків і досліджень виникла сучасна теорія світла – дуалізм.

Дуалізм – двоїста природа світла: світло одночасно має і хвильові і корпускулярні властивості.

Відкрийте підручник стр. 194. З розділу зверху від слів «У прояві двоїстичних властивостей …».

При яких частотах проявляються хвильові властивості?.

При яких частотах – корпускулярні?

Коли проявляються хвильові та квантові властивості?

Зверніть увагу на ці прізвища. Ньютон І. (1643-1727), Гюйгенс Х. (1629-1695), Юнг Т. (19773-1829), Максвелл Дж. (1831-1879), Ейнштейн А. (1879-1955), Столєтов А.Г. (1839-1896), Лебедєв П.Н. (1866-19112).

Що об’єднує цих вчених? Всі вони вивчали та пояснювали світлові явища, створили корпускулярно-хвильовий дуалізм.

Але крім того, що вони займалися фізикою, вони мали багатогранні інтереси. Виявляється, що багато вчених – фізиків були надзвичайно ліричними людьми. Багато написано про музичні вечори, у яких брали участь Планк, Ейнштейн, Лебедєв, Столєтов.

Ейнштейн прекрасно грав на фортепіано, скрипці, а Планк навіть спочатку коливався, що вибрати: музику чи природознавство.

На пам’ятнику Ньютону бачимо напис «Тут спочиває сер Ісак Ньютон …, що досліджував розходження світлових променів і різні властивості кольорів, що виникають при цьому і чого раніше ніхто не підозрював. Старанний, мудрий і вірний тлумач природи, стародавності і Священного письма, він стверджував своєю філософією велич всемогутнього Бога, а вдачею виражав євангельську простоту. Нехай смертні радуються, що існувала така прикраса роду людського».

Гюйгенс – людина різнобічних обдаровувань (він досліджував кільця Сатурна, займався теорією удару, теорією світла).

А Юнг жив по заповіді «Учитися мало і абияк – жахлива річ». Він володів дев’ятьма мовами, був музикантом, канатохідцем, вивчав медицину.

Сім основних кольорів з веселки,

Дружно шикують веселий наряд:

Зверху червоний, оранжевий нижче,

Жовтий, зелений, і знов світлопад …


Плавно спливає зелений в блакитний,

Синій в підмогу приходить йому.

А фіолетовий колір спокійний,

Тихо ладнає найнижчу дугу.


Світло – це хвилі електромагнітні,

У кожного кольору хвиля своя.

Світло від Сонця – то хвилі сукупні,

Їх розділяє краплиста роса.