Учебные занятия
О. Р.
Турова,
с. Солнцевка, Исилькульский р-н, Омская обл.
Геометрическая оптика
Цель игры: повторить основные определения, формулы, понятия темы, развивать взаимовыручку, умение работать в группе, воспитывать умение уважать друг друга, прислушиваться к чужому мнению.
Оборудование: 2 комплекта очковых стёкол (3 собирающих + 2 рассеивающих и 2 собирающих + 3 рассеивающих), листы бумаги для ответов, карточки со стихотворными текстами, жетоны, вопросы для болельщиков, карандаши, линейки, транспортиры, журнал «Квант», карточки для конкурса 8.
Ход игры
Сегодня мы проводим игру в завершение темы «Геометрическая оптика». Прошу вас разделиться так, чтобы получилось две команды по шесть человек и группа болельщиков. Прошу команды занять места на первых партах 1-го и 3-го рядов.
1-й конкурс. «Назови свою команду»
Выберите капитана и соберите название команды из букв, лежащих в конвертах (МИКРОСКОП, ТЕЛЕСКОП). Команда, раньше справившаяся с заданием, получает первый балл. Напоминаю, что наши задания требуют знания и смекалки.
2-й конкурc. «Дай определение»
Мы изучали тему и учили определения. Я по очереди называю физическое тело, прибор, свойство или явление, ваша задача – дать определение. В случае незнания вопрос переходит соперникам, а затем к болельщикам, которых прошу быть очень внимательными. Выкрик снимает вопрос. ? Фронт волны ? Световой луч ? Принцип Гюйгенса ? Угол падения ? Угол преломления ? Угол отражения ? Закон отражения ? Закон преломления ? Показатель преломления ? Дисперсия ? Увеличение оптического прибора ? Главная оптическая ось ? Оптическая сила линзы ? Фокусное расстояние линзы ? Линза ? Собирающая линза ? Рассеивающая линза ? Лупа ? Телескоп ? Микроскоп.
3-й конкурс. «Выбери ответ»
Выберите верный ответ и прокомментируйте его*.
Команда 1
1. Угол между падающим лучом и плоскостью зеркала равен 30°. Чему равен угол отражения?
а) 30°; б) 60°; в) 15°; г) 90°.
2. Почему для транспорта световой сигнал опасности – красный?
а) ассоциируется с цветом крови;
б) лучше бросается в глаза;
в) имеет самый малый показатель преломления;
г) меньше всего рассеивается в воздухе.
3. Как изменится угол между падающим на плоское зеркало и отражённым лучами, если угол падения увеличить на 15°?
а) Увеличится на 30°; б) уменьшится на 30°;
в) увеличится на 15°; г) не изменится.
Команда 2
1. Угол отражения равен 60°. Чему равен угол между падающим лучом и плоскостью зеркала?
а) 60°; б) 30°; в) 90°; г) 15°.
2. Почему рабочие на стройке носят каски оранжевого цвета?
а) Оранжевый цвет красивый;
б) мало изменяется во время непогоды;
в) оранжевый свет слабо рассеивается;
г) так требует техника безопасности труда.
3. Происходит ли смещение луча, падающего из воздуха под углом 30° на стеклянную плоскопараллельную пластинку? От чего оно зависит?
а) Смещение есть, зависит от толщины пластинки;
б) смещение есть, зависит от цвета луча;
в) смещение есть, зависит от материала пластинки, её толщины и цвета луча;
г) смещения луча нет.
4-й конкурс. «Определи параметры линзы»
При помощи каких опытов можно отличить собирающую линзу от рассеивающей? Отберите линзы из выданных наборов по видам. Для одной определите примерно фокусное расстояние и оптическую силу. Объясните способ работы (напишите на листе краткие рассуждения и расчёты).
5-й конкурс. «Ответь на вопрос»
(Время для обдумывания и обсуждения 30 с.)
? Коэффициент отражения зеркала 70%, снега 85%. Почему же зеркало даёт изображение предмета, а снег нет? ? Очки имеют оптическую силу 1,5 дптр. Какие линзы в этих очках? Какой дефект зрения они исправляют? ? Почему ложечка в тонкостенном стакане с водой кажется увеличенной? ? Можно ли с помощью льда получить огонь? ? Какие печатные буквы алфавита не изменяются при отражении в плоском зеркале? ? Угол падения равен 30°, угол между падающим лучом и преломлённым 140°. В какой среде луч распространялся вначале: в оптически более плотной или менее плотной?
6-й конкурс. «Найди физику в поэзии»
А.Блок: Шар раскалённый, золотой//Пошлёт в пространство луч огромный,//И длинный конус тени тёмной//В пространство бросит шар другой.
? Какой физический закон нашёл отражение в этом стихотворении? О каком явлении говорится?
А.Барто. Птичьи разговоры: Метко целясь,//Клювом цапли//Рыбу в речке//Сцапали,//С длинных ног//Роняя капли,//Полетели//За поле.
? Можно ли, «метко прицелясь», сцапать рыбу в речке? На одинаковой ли глубине находится сама рыба и её изображение?
7-й конкурс. «Подумай и скажи»
(Один человек у доски записывает, что решат остальные члены команды.)
? Как получить от одной и той же палки тень разной длины? (Необходимо наклонять палку под разными углами к направлению лучей Солнца.) ? Закон отражения: ... ? Закон Снеллиуса: ... ? Фокус: ... ? Оптическая сила: ... ? Абсолютный показатель преломления: ... ? Формула тонкой линзы: ... ? Увеличение: ...
8-й конкурс. «Догадайся, кто и что»
(Начинает отстающая команда. Если ответ готов после первой подсказки, начисляется 5 баллов, после второй – 4, и т.д.)
? Этот учёный рос болезненным мальчиком, поздно заговорил. Учителя в гимназии говорили ему: «Из вас никогда ничего путного не выйдет».
– Он раздражал окружающих вопросами: «Из чего состоит свет?»
– Про себя он говорил: «У меня нет никакого таланта, а только страстное любопытство».
– «Бегство от чуда» – так он сам называл свою жизнь, пытаясь объяснить все чудеса законами природы, объединить геометрию, оптику и механику.
– В 1905 г. он создал теорию относительности, а в 1921 г. за важные физико-математические исследования получил Нобелевскую премию
(Ответ. А.Эйнштейн; Нобелевская премия – за теорию фотоэффекта.)
? Описывая историю своих астрономических открытий, этот замечательный учёный писал так: «Наконец, не щадя ни труда, ни издержек, я дошёл до того, что построил себе прибор, до такой степени превосходный, что при его помощи предметы казались почти в 1000 раз больше и более чем в 30 раз ближе, чем при наблюдении простым глазом». В это же время похожий прибор построил и другой известный учёный.
Назовите прибор и учёных.
(Ответ. Телескоп; Г.Галилей, И.Кеплер.)
– В чём различие в оптических системах их приборов? (Ответ. У Галилея – собирающая линза плюс рассеивающая; у Кеплера – две собирающие линзы.)
– В чём заключались труд и издержки? (Ответ. Труд – в шлифовании стёкол, издержки – в высокой стоимости стекла особо однородной плотности.)
9-й конкурс
? Согласно опросу, проведённому среди учёных журналом «Physics World», шестым физиком по своей значимости был Галилео Галилей, пятым – Герман Гейзенберг, четвёртым – Нильс Бор, третьим – Джеймс Клерк Максвелл. Назовите в любом порядке первого и второго физиков мира по этому опросу. (Ответ. Сэр Исаак Ньютон и Альберт Эйнштейн.)
? У некоторых из вас это есть. В своё время церковь запрещала верующим пользоваться этим, т.к. это искажает действительность. Назовите предметы, в последнее время составляющие ЭТОМУ серьёзную конкуренцию. (Ответ. Очки; контактные линзы.)
? ЭТОТ ПУТЬ открыт любому из вас. Тем не менее оказалось, что в Англии (в отличие от развивающихся стран) 90% старшеклассников не имеют о нём представления. Назовите две причины, из-за которых это происходит. (Ответ. Млечный Путь; смог и большая освещённость городов.)
? Что, по мнению физиков-шутников, является самым тёмным местом в физике? (Ответ. Свет.)
? Он родился в самый первый день творения. А 14 декабря 1900 г. его мельчайшую корпускулу нарёк именем некий Макс, который через несколько десятилетий после этого, защищая немецких физиков, не боялся ходить к Гитлеру (разговор обычно кончался истерикой фюрера). В нашем чёрном ящике находится не сама корпускула, а её тёзка, экземпляр которого наверняка держали в руках некоторые из вас. О чём и о ком речь? (Ответ. В первый день творения бог сказал: «Да будет свет!»; Макс Планк, квант. )
10-й конкурс
? Рассматривая предмет в собирающую линзу и располагая его на расстоянии 4 см от неё, получают его линейное изображение, в 5 раз больше самого предмета. Какова оптическая сила линзы? (Ответ. 20 дптр.)
? В трубку вставлены две собирающие линзы на расстоянии 20 см одна от другой. Фокусное расстояние первой линзы 10 см, второй – 4 см. Предмет находится на расстоянии 30 см от первой линзы. На каком расстоянии от второй линзы получится действительное изображение? (Ответ. f2 = 0,2 м.)
Итоговый тест (4 мин)
1-й вариант
1. В каком случае угол преломления равен углу падения?
А) Только когда показатели преломления двух сред одинаковы;
Б) только когда падающий луч перпендикулярен поверхности раздела;
В) когда показатели преломления двух сред одинаковы или когда падающий луч перпендикулярен поверхности раздела сред.
2. При переходе луча в оптически более плотную среду угол падения:
А) меньше угла преломления;
Б) больше угла преломления;
В) равен углу преломления.
3. Если истинная глубина дна водоёма 2,66 м, то кажущаяся глубина равна:
А) 2 м; Б) 1,33 м; В) 2,66 м.
4. Возможно ли полное отражение, если световой луч падает из воздуха в воду?
А) Нет; Б) да; В) может, если угол падения больше предельного угла отражения.
2-й вариант
1. Как меняются кажущиеся размеры предмета в воде?
А) Увеличиваются;
Б) уменьшаются;
В) не изменяются.
2. При переходе луча в оптически менее плотную среду угол падения:
А) меньше угла преломления;
Б) равен углу преломления;
В) больше угла преломления.
3. Человеку, рассматривающему дно водоёма глубиной 4 м, глубина кажется:
А) больше 4 м; Б) меньше 4 м; В) равна 4 м.
4. Возможно ли полное отражение, если световой луч падает из воды в стекло?
А) Да; Б) нет; В) может, если угол падения больше предельного угла отражения.
Игра с болельщиками
Побеждает первый
? Близорук или дальнозорок человек, нормально видящий в воде? (Ответ. Близорук.)
? Когда хрусталик глаза более выпуклый – при рассматривании более близких предметов или более далёких? (Ответ. Близких.)
? Каким недостатком зрения обладает человек, у которого нижняя часть очков – выпуклое стекло, верхняя – плоское? (Ответ. Дальнозоркостью.)
? И языка нет, а правду скажет. (Ответ. Зеркало.)
? У тебя есть, у меня есть, у дуба – в поле, у рыбы – в море. (Ответ. Тень.)
? Поднялись врата – всему миру красота. (Ответ. Радуга.)
? Ни жара, ни пепла, ни огня не имею, а многое прожигаю. (Ответ. Линза.)
? Придёт в дом – не выгонишь колом, пора придёт – сам уйдёт. (Ответ. Солнечный луч.)
Побеждает последний
– Вспомните пословицы и поговорки об источниках света и световых явлениях. (И на Солнце есть пятна. Глаза – зеркало души. Не всё то золото, что блестит. Ночью все кошки серы...)
– Вспомните песни и стихи об источниках света и световых явлениях. (Свет мой, зеркальце, скажи... Светит месяц, светит ясный...)
* Правильные ответы выделены жирным шрифтом. – Ред.