asyan.org
добавить свой файл
1
Довговойнилівська ЗОШ І-ІІІ ступенів

Підготував

вчитель фізики

Куриляк Володимир Іванович



2012 р.

Мета уроку: поглибити знання  про особливості поширення світла на межі двох середовищ; сформувати знання про закони відбивання світла; розвивати логічне мислення при поясненні фізичних явищ; показати практичне застосування вивченої теми. 
Обладнання та наочність: досліди з заломленням світла (склянка з рідиною та олівцем, лазер, скляна призма), досліди із відбиванням світла (дзеркало, лазер, міліметрова лінійка, скло, дві свічки), комп’ютер, звукові колонки, мультимедійна дошка, презентація уроку.
^ Хід уроку.
І. Актуалізація опорних знань та вмінь

(тести на комп'ютері).

ІІ. Мотивація навчальної дільності.
Учням пропонується переглянути дослід. Ложка, ручка розміщується у стакан з водою. Залежно від стінок стакана буде спостерігатись різна картина заломлення променів.

Отже, сьогодні ми з вами дізнаємось:

Чому ложка, опущена в склянку з водою, здається нам зламаною на межі повітря і води? Що таке оптична густина середовища? Як поводиться світло, переходячи з одного середовища в інше?

ІІІ. Оголошення теми, мети і завдання уроку.

ІV. Вивчення нового матеріалу. 
^ 1. Проводимо досліди із заломлення світла.   Проведемо такий експеримент. Спрямуємо на поверхню води в широкій посудині вузький пучок світла під деяким кутом до поверхні. Ми помітимо, що в точках падіння промені не тільки відбиваються від поверхні води, а й частково проходять у воду, змінюючи при цьому свій напрямок (демонстрація досліду). Зміну напрямку поширення світла в разі його проходження через межу поділу двох середовищ називають заломленням світла (показ слайдів з фото та відеоматеріалами).

 Першу згадку про заломлення світла можна знайти в працях давньогрецького філософа Арістотеля, який ставив собі питання: чому палиця у воді здається переламаною? А в одному з давньогрецьких трактатів описано такий дослід: «Потрібно стати так, щоб пласке кільце, покладене на дно посудини, сховалося за її краєм. Потім, не змінюючи положення очей, налити в посудину воду. Промінь світла заломиться на поверхні води, і кільце стане видним». 
 ^ 2. З’ясовуємо причину заломлення світла.

 То чому ж світло, переходячи з одного середовища в інше, змінює свій напрямок?



Ми вже знаємо, що світло у вакуумі поширюється хоч і з величезною, проте скінченною швидкістю — близько 300 000 км/с. У будь-якому іншому середовищі швидкість світла є меншою, ніж у вакуумі. Наприклад, у воді швидкість світла в 1,33 разу менша, ніж у вакуумі; коли світло переходить із води в алмаз, його швидкість зменшується ще в 1,8 разу; у повітрі швидкість поширення світла у 2,4 разу більша, ніж в алмазі, і лише трохи (~1,0003 разу) менша за швидкість світла у вакуумі. Саме зміна швидкості світла в разі переходу з одного прозорого середовища в інше є причиною заломлення світла.
Прийнято говорити про оптичну густину середовища: чим менша швидкість поширення світла в середовищі, тим більшою є оптична густина середовища.

Так, повітря має більшу оптичну густину, ніж вакуум, оскільки в повітрі швидкість світла дещо менша, ніж у вакуумі. Оптична густина води менша, ніж оптична густина алмазу, оскільки швидкість світла у воді більша, ніж в алмазі.

Чим більше відрізняються оптичні густини двох середовищ, тим більше заломлюється світло на межі їх поділу. Іншими словами, чим більше змінюється швидкість світла на межі поділу двох середовищ, тим сильніше воно заломлюється.
^ 3. Установлюємо, що відбувається під час заломлення світла.

Розгляньмо явище заломлення світла докладніше. Для цього знову скористаємося оптичною шайбою. Установивши в центрі диска скляний півциліндр, спрямуємо на нього вузький пучок світла. Частина пучка відіб'ється від поверхні півциліндра, а частина пройде крізь неї, змінивши свій напрямок (заломиться).


 Кут, утворений заломленим променем і перпендикуляром до межі поділу двох середовищ, поставленим у точці падіння променя, називається кутом заломлення.

Якщо збільшити кут падіння, то ми побачимо, що збільшиться й кут заломлення. Зменшуючи кут падіння, ми помітимо зменшення кута заломлення.  

Співвідношення значень кута падіння і кута заломлення у випадку переходу пучка світла з одного середовища в друге залежить від оптичної густини кожного із середовищ. Якщо, наприклад, світло падає з повітря на скло, то кут заломлення завжди буде меншим, ніж кут падіння (у1 < а1, у2 < а2). Якщо ж промінь світла спрямувати зі скла в повітря, то кут заломлення завжди буде більшим, ніж кут падіння (у1 > а1, у2 > а2).

Нагадаємо, що оптична густина скла є більшою від оптичної густини повітря, і сформулюємо закономірності заломлення світла:




1. Промінь падаючий, промінь заломлений і перпендикуляр до межі поділу двох середовищ, поставлений у точці падіння променя, лежать в одній площині

2. Існують такі співвідношення між кутом падіння і кутом заломлення:

 а) у разі збільшення кута падіння збільшується й кут заломлення;

 б) якщо промінь світла переходить із середовища з меншою оптичною густиною в середовище з більшою оптичною густиною, то кут заломлення є меншим, ніж кут падіння;

в) якщо промінь світла переходить із середовища з більшою оптичною густиною в середовище з меншою оптичною густиною, то кут заломлення є більшим, ніж кут падіння.
 (Слід зазначити, що в старших класах, після вивчення курсу тригонометрії, ви глибше познайомитесь із заломленням світла і дізнаєтеся про нього на рівні законів.)

   


  

^ 4. Пояснюємо заломленням світла деякі оптичні явища.

Коли ми, стоячи на березі водойми, намагаємося на око визначити її глибину, вона завжди здається меншою, ніж є насправді. Це явище пояснюється заломленням світла.

Наслідком заломлення світла в атмосфері Землі є той факт, що ми бачимо Сонце й зорі трохи вище від їхнього реального положення. Заломленням світла можна пояснити ще багато природних явищ: виникнення міражів і веселки та ін.

Явище заломлення світла є основою роботи численних оптичних пристроїв. Із деякими з них ми познайомимось у наступних параграфах, із деякими — в ході подальшого вивчення фізики.
^ V. Розв’язування задач.
1. Промінь світла падає з повітря у воду під кутом 60° . Кут між відбитим і заломленим променями становить 80° . Обчисліть кут заломлення променя.

2. Якщо дивитися на предмети крізь тепле повітря, яке піднімається від багаття, то здаватиметься, що предмети коливаються. Чому?

3. У чистому ставку можна бачити риб. Глибина, на якій плаває риба, є меншою, більшою чи дорівнює тій глибині, на якій ви її бачите? Обґрунтуйте свою відповідь за допомогою схематичного рисунка.
^ VI. Рефлексія.

VIІ.  Підсумок уроку. 

    

Світловий пучок, падаючи на межу поділу двох середовищ, які мають різну оптичну густину, поділяється на два пучки. Один із них — відбитий — відбивається від поверхні, підпорядковуючись законам відбивання світла. Другий — заломлений — проходить через межу поділу в друге середовище, змінюючи свій напрямок.

Причина заломлення світла — зміна швидкості світла в разі переходу з одного середовища в інше. Якщо під час переходу світла з одного середовище в інше швидкість світла зменшилася, то говорять, що світло перейшло із середовища з меншою оптичною густиною в середовище з більшою оптичною густиною, і навпаки.

Заломлення світла відбувається за певними законами.


VIII. Домашнє завдання.