Волновая и геометрическаяоптика. Дифракция
Конспект урока по физике
Раздел: «Волновая игеометрическая оптика»
Тема урока:
«Дифракция»
Цели:
v а)раскрыть суть понятия «Дифракция», обучить основным способам наблюдениядифракции, отразить положительные и отрицательные стороны дифракции длячеловека;
v б)развивать умение использовать полученные знания для их дальнейшего применения,умение логически мыслить, переносить умения и навыки на смежные областижизнедеятельности, базовую культуру, компетентностный подход в обучении
v в)воспитывать трудолюбие, интерес к изучаемому предмету, базовую культуру.
Тип урока: комбинированный
Группа №1, курс II, профессия«Монтажник РЭА и П»
Распределениеурока во времени:
1. Организационныймомент – 2 мин.
2. Актуализацияранее полученных знаний – 5 мин.
3. Получениеновых знаний, умений и навыков – 25 мин.
4. Самостоятельнаяработа учащихся (по ходу этапа 3) – 5 мин.
5. Систематизацияполученных знаний – 6 мин.
6. Подведениеитогов урока – 2 мин.
Лабораторноеоборудование: штативы, стеклянная призма, дифракционная решетка, линейка,транспортир, источник света, набор по дифракции света.
Приборы: дифракционные очки,микроскоп.
ТСО: ПК, мультимедиапроектор,CD «Физика 10-11 класс».
Ход урока
1. Вхожув класс, приветствую учащихся, отмечаю отсутствующих.
2. Сегодняшнийнаш урок является логическим продолжением большого физического раздела«Оптика». На доске ни случайно не обозначена тема занятия, но она готовапоявиться сразу же после того, как вы вспомните основные понятия, с которыми мыработали на протяжении последних уроков.
Итак, сейчасна экране появится кроссворд, отгадав основные слова в котором, вы узнаетеключевое слово, а оно-то и будет совпадать с темой сегодняшнего урока.
Я читаюопределения основных слов, а тот, кто из вас догадался, о чем идет речь,поднимает руку и произносит свою версию, а кроссворд скажет нам прав этот учащийсяили нет.
/>
Рис.1Анимационный кроссворд
Слово 1: зависимость показателяпреломления, а также скорости света от его частоты (длины волны) – ДИСПЕРСИЯ.(демонстрируется опыт)
Слово2: какаяхарактеристикасветовой волны помимо частоты определяет цвет – ВОЛНА.
Слово 3:сложениедвух (или нескольких) световых волн, при котором в одних точках пространствапроисходит усиление интенсивности, в других – ослабление – ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ.
Слово 4:световой луч какого цветаменьше всего преломляется – КРАСНЫЙ.
Слово5: исвет, и звук, и электромагнитная, и морская – ВОЛНА./> />
Слово 6: приспособление, котороеиспользовал при создании первого радиоприемника А.Попов, содержащее внутри себяметаллические опилки. Слово является однокоренным со словом, раскрывающимприроду некоторых волн – КОГЕРЕР.
Рис.2Разгаданный кроссворд
Слово 7: Спутник какой планетыисследовал в своих опытах по определению скорости света датский физик Рёмер – ЮПИТЕР.
Итак,кроссворд разгадан, ключевое слово найдено, оно-то и определяет тему нашегосегодняшнего занятия.
Запишем втетрадях тему – «Дифракция».
Для началаопределим новое для нас понятие:
дифракция – это явление огибаниясветовыми волнами препятствий, размеры которых сравнимы с длиной световойволны.
Этоопределение может вызвать как минимум два вопроса:
1. Какже всё-таки распространяется свет: прямолинейно или всё же непрямолинейно? (темболее что на одном из прошедших занятий мы изучали закон прямолинейногораспространения света)
2. Еслисвет всё же способен огибать препятствия, почему же мы не видим того, чтопроисходит за этим препятствием?
Ответы на этивопросы нам даст небольшой эксперимент.
Итак, соберемустановку, состоящую из источника света (с узким пучком), штатива, сзакрепленным на нем диске с малым отверстием, и листа белой бумаги. Расположимисточник света и штатив на расстоянии 1,5 — 2 м друг от друга. При включенииисточника света и направлении луча строго перпендикулярно отверстию на листебумаги можно видеть светлое пятно, внутри которого появляется пятно темное илисовокупность интерференционных полос.
Подтверждаетли этот опыт явление дифракции?
Подтверждает!
Значит лиэто, что он опровергает закон прямолинейного распространения света? Да или нет,и почему?
Нет! Таккак диск можно убрать и на листе окажется лишь светлое пятно строго напротивисточника.
Такимобразом, свет распространяется прямолинейно до встречи на своем путипрепятствия столь малого, что его размеры сравнимы с длиной световой волны. Невидим же мы того, что происходит за препятствием, так как чаще всего размерыпрепятствий слишком велики для дифракции.
Похожий опыти стал основой для открытия нового явления. Его автором в 1665 г. Сталитальянский священник Ф.Гримальди. Однако глубоко раскрыть суть явления ему неудалось, зато в 1815 году французский физик Огюстен Френель (дорожный инженерпо образованию) развил идею дифракции света и получил формулу – условиенаблюдения дифракции:
l />/>,
где l – расстояниеот препятствия до экрана (места наблюдения дифракции), D – размерпрепятствия, l — длина волны.
Своирезультаты Френель представляет на конкурс во Французскую академию наук, гдеего работу сначала не приняли в серьёз и даже высмеяли Комиссии академии:«Месье Френель, из Вашей теории должно следовать, что если перед световым лучомустановить малое препятствие, то за ним будет не его тень, а наоборот светлоепятно».
Френельпродемонстрировал комиссии свои опыты, и каково же было удивление всехприсутствующих, когда за препятствием на самом деле оказалось светлое пятно.
Мы с Вами ужеубедились в этом (вспомним только что проведенный эксперимент).
Со времениоткрытия дифракции и описания её основных положений прошло 342 и 192 годасоответственно. Какое же значение это открытие имеет для физики в частности идля жизни человека в целом, ведь физика призвана служить человечеству верой иправдой.
Учащимсяпредлагается заполнить таблицу «Плюсы и минусы дифракции для человека».Плюсы дифракции Минусы дифракции
Первое – дифракция позволилоизмерить длину световой волны, а это в свою очередь позволило существенноусовершенствовать оптические приборы.
О приборе,который основан на явлении дифракции расскажет
СизеневаЕкатерина.
Сообщениео дифракционной решетке
Во времясообщения собирается установка по измерению длины световой волны, а послесообщения проводятся измерения и расчеты, которые учащиеся фиксируют втетрадях.
dsinf=nl
Второе – дифракция помогаетлучше видеть людям с ослабленным зрением, причем одно и то же устройство безвидоизменений пригодно как для близоруких, так и для дальнозорких (демонстрируютсядифракционные очки). Демонстрируется презентация на м/мп.
Но дифракцияможет сыграть и негативную роль. Например, именно дифракция мешает нам увидетьв оптический микроскоп мельчайшие объекты, а именно то, из чего состоят всематериальные объекты (какие?) – атомы, элементарные частицы.
Именнодифракция мешает нам четко видеть в оптический телескоп далекие планеты извезды.
Именнодифракция не позволяет увидеть невооруженным глазом истинный цвет звезды, ведьна пути ее лучей встают мелкие препятствия – молекулы воздуха, которыенепрерывно движутся.
Завершаемработу над таблицей.
4. Теперь –наши знания, умения и навыки не должны остаться на бумаге. Закрепим все то, надчем мы работали.
Два учащихсявызываются за ПК для работы над тестом