Конкурс "Я иду на урок"

Световые явления

Цель урока: • обеспечить повторение основных понятий геометрической оптики, законов распространения, отражения и преломления света построений изображений в плоском зеркале и изображений, даваемых линзами • развивать мышление учащихся в ходе решения задач и обсуждения опытов • воспитывать у учащихся чувство коллективизма • развивать самостоятельность учащихся, трудолюбие, навыки групповой работы.

Оборудование: аквариум, прибор для изучения законов геометрической оптики, колба круглодонная, сосуд с водой, подкрашенной хвойным экстрактом, источник питания демонстрационный, лист чёрной бумаги; закопчённый металлический шарик, стакан с водой; экран, линза двояковыпуклая на подставке (F = 130 мм), 6 комплектов полосок чёрной бумаги; графопроектор, кодограммы, сигнальный круг и маршрутный листок у каждого; репродукции картин (И. Шишкин, «Утро в сосновом лесу»; В. Поленов, «Заросший пруд»), фотография заката солнца у водоёма.

• Сигнальный круг разбит на четыре сектора (красный, жёлтый, зелёный, синий). На него накладывают круг с вырезом четверти, через который показывают цвет правильного ответа.

• Маршрутный листок

Фамилия, имя _________________________

Диктант	Линзы	Задачи	Групповая работа				Всего баллов
			Дерево	Зеркала	Луч	Эксп.

Ход урока

I. Вступительный этап

Учитель. Сегодня на уроке я хочу пригласить вас в поход. Но продвижение по маршруту будет несколько необычным – с выполнением различных заданий по оптике. Выполняя их, мы повторим законы распространения, отражения и преломления света, построение изображений в плоском зеркале и изображений, даваемых линзами, поупражняемся в решении задач и поразмышляем над интересными опытами. Каждый набранный балл будет свидетельствовать о «пройденном километре», а в конце урока мы посмотрим, кто же из нас окажется самым «выносливым», т. е. хорошо разбирается в оптических явлениях. Результаты мы будем фиксировать в маршрутном листке, он есть у каждого из вас. Запишите в него свою фамилию. Все готовы? Итак, в путь!

II. Физический диктант

(Учащиеся пишут на листочках под копирку. По окончании работы первые экземпляры сдают учителю, по вторым проводят самопроверку. Правильные ответы проецируются через графопроектор. За каждый правильный ответ – 1 балл.)

1. Свет в прозрачной однородной среде распространяется...

2. Угол отражения равен...

3. Изменение направления распространения света при его прохождении через границу раздела двух сред называется...

4. Угол преломления в зависимости от того, из какой среды в какую переходит луч, может быть...

5. Величину, обратную фокусному расстоянию линзы, называют ... и выражают в...

6. Угол между падающим и отражённым лучами составляет 50°. Под каким углом к зеркалу падает свет?

7. Девочка приближается к плоскому зеркалу со скоростью 0,25 м/с. С какой скоростью она движется к своему изображению?

8. На рисунке показано, как изменилось направление светового луча на границе раздела двух сред. Какая среда – 1 или 2 – оптически более плотная?

9. Какие линзы непригодны для получения действительных изображений предметов?

10. На рисунке представлен ход лучей света через линзу. MN – оптическая ось линзы. Какая из точек, отмеченных на рисунке, является фокусом линзы?

(Дополнительно при проверке ответов можно обсудить вопросы: • Что называется углом падения? углом отражения? Что вы можете сказать о расположении падающего, отражённого лучей и перпендикуляра к отражающей поверхности, восставленного в точке падения луча? • Каковы особенности изображения в плоском зеркале? • Почему среда 1 оптически более плотная? • Как вы определили, где рассеивающие линзы, а где собирающие? • Какую точку называют фокусом линзы? Дети оценивают свои ответы и общее количество баллов заносят в свои маршрутные листки.)

III. Первый привал

Учитель. Посмотрите, в каком красивом месте мы с вами оказались. Кто вспомнит название этой картины и её автора?

Правильно, это «Утро в сосновом лесу» Ивана Ивановича Шишкина. Глухой сосновый бор пробуждается. Солнце только-только взошло и залило всё вокруг своими щедрыми лучами. Взгляните на солнечные лучи. А что мы в оптике называем лучом света? Можно ли на самом деле выделить в солнечном свете луч?

В опытах для изучения световых явлений мы используем узкие пучки света, получаемые с помощью различных отверстий. Можно ли путём уменьшения диаметра отверстия получить световой луч? Какие природные явления помогают нам разглядеть солнечные лучи на картине? Как это происходит? (В ходе фронтального обсуждения учитель подводит детей к выводу: в тумане происходит рассеяние (отражение) света мелкими капельками воды.) Вот и у М.Ю. Лермонтова в стихотворении «Солнце осени» говорится об этом:

Люблю я солнце осени, когда,
Меж тучек и туманов пробираясь,
Оно кидает бледный, мёртвый луч
На дерево, колеблемое ветром,
И на сырую степь. Люблю я солнце...

IV. Линзы, линзы, линзы...

Учитель. Ребята, многие из вас, наверное, читали «Таинственный остров» Ж. Верна. Помните?

«– Но кто же зажёг огонь? – спросил моряк.

– Солнце, – ответил Спилетт...

Действительно, Солнце доставило огонь, которым так восторгался моряк. Он не верил своим глазам и был до того изумлён, что даже не мог расспрашивать инженера.

– Значит, у вас было зажигательное стекло? – спросил инженера Герберт.

– Нет, я его изготовил.

И он показал. Это были просто два стекла, снятые инженером со своих часов и часов Спилетта. Он соединил их края глиной, предварительно наполнив водой, и таким образом получилась настоящая зажигательная чечевица, с помощью которой, сосредоточив лучи на сухом мхе, инженер добыл огонь».

Какой физический прибор сделал инженер? Наше следующее задание посвящено линзам. Оно так и называется: «Линзы, линзы, линзы...»

1. При помощи линзы было получено увеличенное перевёрнутое изображение пламени свечи. Где находилась свеча относительно линзы?

2. Где была расположена горящая свеча относительно собирающей линзы, если её изображение получилось уменьшенным?

3. При каком условии собирающая линза может дать изображение предмета, равное по размеру самому предмету?

4. Даны две собирающие линзы. Как их надо расположить, чтобы параллельные лучи, пройдя сквозь обе линзы, остались параллельными?

5. Какими будут изображения букв в книге, если рассматривать их с помощью рассеивающей линзы: прямыми или перевёрнутыми? увеличенными или уменьшенными? мнимыми или действительными?

6. При каком условии изображение предмета в собирающей линзе получается мнимым?

(По окончании работы проводится взаимопроверка. Правильные ответы сообщает учитель. Вопросы, в которых допущены ошибки, разбираются по чертежам, проецируемым через графопроектор. Работы оцениваются – за каждый правильный ответ 1 балл; заполняется маршрутный листок.)

Ответы. 1. Между фокусом и двойным фокусом. 2. За двойным фокусом. 3. В двойном фокусе. 4. На расстоянии, равном сумме фокусных расстояний. 5.  Прямые, уменьшенные, мнимые. 6. Между линзой и фокусом.

Дополнительный вопрос. Можно ли сфотографировать мнимое изображение?

V. Второй привал

Учитель. Мы оказались, ребята, у живописного пруда. Вам знакома эта картина? Как она называется?

Это «Заросший пруд» Василия Дмитриевича Поленова. Мне кажется, ребята, что в этом пруду водится много рыбы. Давайте попробуем поймать её острогой (копьём). Почему, находясь в лодке, трудно попасть острогой в рыбу, плавающую невдалеке? (В ходе фронтального обсуждения учитель подводит детей к выводу: изображение рыбы в воде мнимое, приподнятое к поверхности, потому что вода – среда оптически более плотная, чем воздух. Поэтому целиться острогой следует так, чтобы между рыбой и остриём был просвет.)

Ребята, а на поверхности вот этого озера (показывает фотографию) против солнца видна сверкающая дорожка. Как она образуется? Почему дорожка всегда ориентирована на наблюдателя? (В ходе фронтального обсуждения учитель подводит детей к выводу: дорожка на поверхности воды возникает вследствие отражения света от мелких волн, которые ориентированы в различных направлениях. Поэтому при самых различных положениях наблюдателя отражённые лучи попадают к нему в глаз. Каждый наблюдатель видит «свою» дорожку.)

VI. Решение задач по рисункам

Учитель. А сейчас поработаем с задачами-рисунками [1, 2]. Вы должны выбрать правильный ответ и по моей команде показать сигнальный круг – красный, синий, жёлтый или зелёный. (Мы выделили правильные ответы жирным шрифтом. – Ред.)

1. В какую точку попадёт луч света?

1 – К; 2 – С; 3 – Ж.

2. Укажите, в каком ящике скрыта рассеивающая линза.

1 – К; 2 – С; 3 – Ж; 2 и 3 – З.

3. Два зеркала расположены под прямым углом, и в этот угол положены два яблока. Сколько яблок ты увидишь?

4 – К; 6 – С; 8 – Ж; 10 – З.

4. Как надо расположить плоское зеркало, чтобы осветить дно колодца? Найдите угол между плоскостью зеркала и вертикалью. Угловая высота солнца над горизонтом 60°.

15° – К; 75°– С; 30° –Ж.

5. В закрытой коробке, через которую могут проходить лучи, находятся одна или две треугольные призмы. На рисунке показан ход лучей через коробку. Как расположены в ней призмы?

Дополнительный вопрос. Куда отклоняется луч после прохождения треугольной призмы?

(Заполняется маршрутный листок: за каждый правильный ответ – 1 балл.)

VII. Третий привал

Учитель. А сейчас, уважаемые путешественники, давайте поразмышляем над интересным вопросом: всегда ли выпуклая линза является собирающей?

Демонстрация. В прямоугольный сосуд с водой направляем параллельный пучок. Погрузив в воду круглодонную колбу, видим, что лучи после прохождения через колбу расходятся. (В ходе фронтального обсуждения учитель подводит детей к выводу: колба с воздухом представляет собой линзу, оптическая плотность которой меньше оптической плотности воды. Лучи света при переходе из воды в воздух удаляются от перпендикуляра, восставленного к границе раздела двух сред.)

Демонстрация. Шарик, густо покрытый сажей, опускаем в стакан с водой. Шарик кажется блестящим. Вынимаем из воды – шарик не блестит. Почему? (В ходе фронтального обсуждения учитель подводит детей к выводу: частички сажи не смачиваются. Вокруг закопчённого шарика образуется воздушная плёнка, от которой свет полностью отражается.)

VIII. Один за всех, все за одного

Учитель. В походе у каждого человека есть свои обязанности, которые он стремится выполнить добросовестно, чтобы не подвести товарищей. Но в случае затруднения каждый может рассчитывать на помощь друзей. Сейчас каждой команде (класс разбивается на группы по четыре человека) будет предложено несколько заданий. Ваша задача – выполнить их качественно и быстро. Каждый член команды выполняет одно задание. Можно советоваться с товарищами.

1. Глаз наблюдателя находится перед щелью в точке А. Сделав схематический рисунок, покажите на нём: какую часть дерева видит наблюдатель; в какой точке А₁ перед щелью наблюдатель мог бы видеть всё дерево целиком?

 

2. Напротив двух зеркал находится непрозрачный экран с вырезанным в нем отверстием аб в виде стрелки, на которое падает пучок параллельных лучей. Постройте дальнейший ход этих лучей и определите положение изображения стрелки на экране.

 

3. Световой луч SA проходит сквозь пластинку с параллельными гранями, укреплённую на поверхности воды в сосуде. Начертите примерный ход луча в пластинке и в воде.

 

4. Экспериментальное задание. Получите на экране изображение прорези лампы.

1-я команда: как изменится изображение, если закрыть нижнюю половину линзы?

2-я команда: как изменится изображение, если закрыть верхнюю половину линзы?

3-я команда: как изменится изображение, если закрыть центральную часть линзы?

4-я команда: как изменится изображение, если перед линзой поставить непрозрачный экран с отверстием в центре?

(Обсуждение итогов групповой работы: изображение не изменяется, уменьшается лишь его яркость; проверка через графопроектор, оценивание – за каждое правильно выполненное задание 5 баллов, так что и группа в целом и каждый её член может заработать до 20 баллов; заполнение маршрутного листка.)

IX. Подведение итогов

(Подсчёт баллов, награждение победителей: 37–41 балл – «золотая» медаль; 31–36 баллов – «серебряная»; 21–30 баллов – «бронзовая».)

Задание на дом. Зеркало всё переворачивает, т. е. даёт перевёрнутое, зеркальное изображение. А можно ли увидеть себя в зеркале таким, каким видят тебя окружающие? Подсказка: попробуйте воспользоваться вторым плоским зеркалом [2].

Литература

1. Архипова А.И. Обучающие игры по физике и математике / Ассоциация учителей Кубани. Краснодар: Кубанский центр педагогич. инноватики, 1990.
2. Гальперштейн Л. Забавная физика: науч.-попул. кн. М.: Детская лит., 1993.
3. Лукашик В.И., Иванова Е.И. Сборник задач по физике: для 7–9 кл. общеобразоват. учреждений. М.: Просвещение, 2000.

 

Юрий  Анатольевич Каверин – учитель физики высшей квалификационной  категории, заслуженный учитель РФ, отличник народного просвещения, окончил с отличием физико-математический факультет Воронежского государственного педагогического института в 1984 г., педагогический стаж 25 лет. Все годы работает в МОУ Тамбовская СОШ Терновского района Воронежской области. Победитель конкурса лучших учителей в рамках ПНПО (2006 г.), призёр областного конкурса «Учитель года-98», конкурса методических разработок проекта НФПК «Интернет-поддержка профессионального развития педагогов» на Российском образовательном портале (2007 г.), I и II Российских фестивалей IT-активных педагогов «PRO-движение» (2008 г., 2009 г.). Руководитель РМО учителей физики. Педагогическое кредо: учитель – это не профессия, а образ жизни. Методическая проблема: использование опорных конспектов и тестовых заданий в обучении физике. Автор более 40 научно-методических публикаций. Награждён грамотами районного отдела по образованию, главного управления образования и Администрации Воронежской области. Выпускники успешно сдают ЕГЭ, поступают в вузы, работают на производстве. Женат, имеет двух дочерей. Жена работает учителем математики в той же школе. Хобби: цветоводство.