Учебные занятия
И. Э. Салихова
Преломление света. 8-й класс
И.Э.САЛИХОВА,
СОШ № 1, п. Октябрьский, Пермский кр.
Преломление света
Конспект урока изучения нового материала с элементами исследовательской деятельности. 8-й класс
Цели урока: познакомить учащихся с явлением преломления света; сформулировать закон преломления; найти угол полного внутреннего отражения; рассмотреть пример применения полного внутреннего отражения.
Цели развития: совершенствовать умения наблюдать, сравнивать и сопоставлять изучаемые явления, выделять общие признаки и обобщать результаты экспериментов.
Дидактические средства: мультимедийный проектор; ноутбук; учебники, опорный лист; электронные издания; презентация урока (дана в рубрике «Дополнительные материалы» к № 5/08 на сайте газеты).
Изучение нового
Знания |
Умения |
1. Факты: • Дно сосуда с водой визуально поднимается, если сосуд 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. 2. Понятия: преломление, угол преломления, предельный угол полного внутреннего отражения, показатель преломления. 3. Закон: закон преломления света. |
1. Формировать обобщённые умения решать физические задачи на объяснение и предсказание явлений природы, связанных с явлением преломления света. 2. Формировать обобщённые экспериментальные умения в изучении преломления света. – определение проблемы и вытекающих из неё задач исследования; – выдвижение гипотез, 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»). 3. Исследовать проблемы и проблемные ситуации. Уметь осуществлять анализ уже совершённой деятельности. 4. Умение строить ход преломлённых лучей. |
Повторение ранее изученного
Знания |
Умения |
1. Факты: изображение находится на таком же расстоянии от зеркала, как и сам предмет перед зеркалом. 2. Понятия: зеркальная поверхность, плоское зеркало, отражение, луч. 3. Законы: закон отражения, закон прямолинейного распространения света, закон независимости световых лучей. |
1. Обобщённые умения решать физические задачи на объяснение и предсказание явлений природы. 2. Обобщённые экспериментальные умения. 3. Умение строить ход лучей при отражении от зеркальной поверхности. |
Конспект урока
I. Организационный этап (1 мин)
Учитель приветствует учащихся, обеспечивает их эмоциональный рабочий настрой.
II. Вступительный этап (4 мин)
Учитель ставит проблемный вопрос: «Можно ли сделать плащ-невидимку?» Параллельно выявляет и анализирует имеющиеся у учащихся опорные знания (задаёт вопросы, слушает ответы). Дети демонстрируют свои знания, исправляют ответы своих товарищей.
III. Организация усвоения материала (30 мин)
1. Учитель выделяет цель деятельности учащихся в соответствии с целью урока и поставленными задачами. Дети настраиваются на работу по достижению этой цели.
2. Учитель предлагает поэкспериментировать со стеклянной пластиной и водой. Спрашивает: «Видно стекло под водой? Почему?» Дети слушают, выполняют фронтальный эксперимент под наблюдением учителя, выдвигают гипотезы.
3. Учитель предлагает поэкспериментировать с монетой на дне стакана. Рассказывает, что этот опыт проводил в III в. до н.э. древнегреческий учёный Евклид. Демонстрирует видеофрагмент (физический опыт), комментирует важные моменты. Спрашивает: «Почему монета стала видна после того, как налили воду?» Дети выдвигают гипотезы – луч света изменяет направление.
4. Учитель задаёт вопрос: «Как ведёт себя луч на границе раздела двух сред?» Демонстрирует видеофрагмент (физический опыт), комментируя важные моменты. Выдвинутая гипотеза – луч света изменяет свое направление – подтверждается. Учащиеся записывают в тетрадях определение: «Преломление света – это изменение направления луча света при пересечении границы между средами».
Учитель задаёт вопрос: «Почему при переходе из одной среды в другую луч изменяет направление? Что может быть разного в этих средах?» Дети выдвигают гипотезы: плотность, состав вещества, вид молекул, скорость распространения света в каждой среде и т.д.
5. Учитель предлагает провести компьютерный эксперимент «Ход луча через границу сред воздух–стекло» [4]. Объясняет и организует работу. Предлагает учащимся получить ответ на поставленные вопросы путём самостоятельного анализа компьютерного эксперимента. Выдаёт инструкции, обсуждает план исследования, уточняет количество необходимых измерений. Указывает, что, сопоставив результаты опытов, следует сделать выводы. Сообщает информацию о Рене Декарте.
Дети проводят эксперимент,
фиксируют выводы на опорных листах. Записывают в
тетради закон преломления: «Падающий и
преломлённый лучи, а также перпендикуляр к
границе раздела двух сред, восстановленный в
точке падения луча, лежат в одной плоскости.
Отношение синуса угла падения 
к синусу угла преломления 
есть величина,
постоянная для двух данных сред: 
Коэффициент n называется показателем
преломления второй среды относительно первой:
».
6. Учитель предлагает продолжить компьютерный эксперимент «Ход луча через границу сред стекло–воздух» [4]. Объясняет и организует работу.
Учащиеся продолжают эксперимент, фиксируют выводы на опорных листах. Записывают в тетради: «При переходе света из оптически более плотной среды в оптически менее плотную среду по мере увеличения угла падения направление преломлённого луча приближается к границе раздела. Когда угол падения превосходит некоторое предельное значение, преломлённый луч исчезает – падающий на границу раздела свет полностью отражается. Это свойство называется полным внутренным отражением». Делают рисунок.
7. Учитель вызывает к доске ученика и просит вывести формулу для угла полного внутреннего отражения. Ученик выводит формулу, остальные записывают вывод в тетрадь:
n1sin = n2sin 
n1sinпр= n2sin90°;
sin90° = 1
n1sinпр=
n2 sinпр= n2/n1.
8. Учитель рассказывает о применении явления полного внутреннего отражения на практике: «Полное 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 счёт многократного полного отражения свет может быть направлен по любому, прямому или изогнутому, пути. Пучок световодов, из которых выходит свет, выглядит, как миниатюрный фейерверк.
Световоды используются для создании кабелей связи большой информационной ёмкости. Кабель толщиной в обычный карандаш состоит из сотен и тысяч оптических волокон, тонких, как человеческий волос. По такому кабелю можно одновременно передавать до 80 тысяч телефонных разговоров.
Волоконнооптический зонд (эндоскоп) даёт врачам возможность исследовать внутренние области организма, например, желудочно-кишечный тракт. Изображения, получаемые через зонд, передаются на телевизионный экран».
Учащиеся делают краткую запись в тетрадях: «Световод – это...»
9. Демонстрируется видеофильм о световодах.
10. Учитель задаёт вопрос: «Реально ли создать шапку-невидимку?» И после его фронтального обсуждения рассказывает о новинках науки и техники.
– Учёные из Токийского университета (Япония) сумели сделать мифический плащ-невидимку. Как было продемонстрировано на Nextfest, выставке новых технологий в Сан-Франциско (США), можно прямо сквозь человека, одетого в такой плащ, видеть очертания предметов за ним. В технологии «оптический камуфляж» используются мелкие камеры и экраны мини-проекторов в виде бусин. Камеры передают данные на переднюю сторону плаща, так что то, что за спиной, оказывается видным спереди.
– 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. Исследователи из университета Северной Каролины сообщили о том, что им удалось создать материал, делающий предметы невидимыми. Правда, пока только в микроволновой части спектра. А помогли им в осуществлении 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 показатель преломления микроволн. Иными словами, лучи этого диапазона не отражаются от них, как от обычных предметов, а как бы огибают. Пройдя такой объект, они тут же возвращаются в исходное положение. 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 учёные надеются создать материал, который будет невидим и в обычном свете.
VI. Применение новых знаний (7 мин)
Учитель организует работу с вопросами и рисунками-задачами, демонстрируя их на экране. Акцентирует внимание на главном, выделяет основные моменты ещё раз. Дети отвечают на вопросы, решают задачи, используя новые знания, формулируют ответы и отвечают. Если есть время, рисунки-вопросы и ответы можно перенести в тетради.
VII. Домашнее задание (2 мин)
§ 65, упр. 32 (1,2) – письменно. Подготовить сообщение на тему: «Мираж», «Гало», «Радуга».
Учитель объясняет, что и как выполнять дома.
Обоснование использования ИКТ на уроке
ИКТ позволяют более наглядно показывать все явления – не надо собирать и настраивать демонстрационную установку, не надо затемнения. Экономия времени на уроке очевидно: все видеоматериалы, задачи, определения и законы собираются в подготовленной к уроку презентации. Учащиеся, наблюдая и изменяя параметры физических величин, совместно с учителем анализируют и делают выводы. Без персонального компьютера сделать это на уроке было бы невозможно. Учитель может в любой момент остановить демонстрацию, акцентировать внимание учащихся, продолжить её или повторить кадр.
Очень важно сначала показать явление реально или поставить физический эксперимент, и только потом давать его компьютерный вариант. Применение персонального компьютера на данном уроке позволило использовать теоретический и экспериментальный методы обучения одновременно.
Литература
Пёрышкин А.В. Физика-8. – М.: Дрофа, 2001.
Сайт optics.ifmo.ru и новостные ленты.
Библиотека электронных наглядных пособий «Кирилл и Мефодий». Физика-7–11, Минобрнауки РФ, ГУ РЦ ЭМТО, 2003.
УЭИ ФИЗИКА-7–11 классы. Практикум. – ООО Физикон, 2004 г.
Ханнанов Н.К. и др. Физика-7–11. Образовательный комплекс. Министерство образования РФ, ГУ РЦ ЭМТО, ЗАО «1С», ООО «Дрофа», ЗАО НПКЦ «Формоза-Альтаир», РЦИ Пермского ГТУ, 2004.
Ильзира Эльфатовна Салихова – учитель физики и информатики 1-й квалификационной категории, окончила Пермский ГПУ в 2001 г., педагогический стаж 6,5 лет, совмещает работу учителя физики и методиста МОУ ДПО «Октябрьский ЦИТ». Ведёт в школе факультатив от МФТИ, занимается со школьниками исследовательской деятельностью и сайтостроением. Награды: сертификат участника конкурса «Лучший урок с использованием ИКТ», диплом участника конкурса «Учитель года-2006» в своём районе, а также дипломы и грамоты от школы. Ученики занимают призовые места на олимпиадах по физике. Выпускники поступают в вузы, в том числе в МФТИ. Вместе с любимым мужем и пятилетним сыном достраивает свой дом, на досуге любит читать фантастику, шить.