План-конспект урока в 9 классе на тему Загадочный свет

План конспект урока по физике в 9 классе по теме «Загадочный свет».

(Урок разработан учителем физики МБОУ «Янтиковская СОШ» Янтиковского района Чувашской Республики Самсоновой Л.Н.)

Цель урока: формирование осознания единства и целостности окружающего мира, возможности его познаваемости и объяснимости на основе изучения темы «Свет, световые технологии в нашей жизни».

Задачи урока: научить строить логические рассуждения о свете, о распространении света в однороднй среде и при переходе из одной среды в другую, содействовать повышению энергетической, экономической, экологической грамотности обучающихся, показать применение световых технологий в различных областях.

Оборудование: приборы для демонстрации законов оптики из оборудования L-микро.

Образовательные ресурсы: мультимедийный проектор, презентация к уроку, Интернет.

Ход урока.

1. Организационный момент.

2. Краткое сообщение о том, что 2015 год - это год света и световых технологий.

3. Работа учащихся в группах с текстом.

4. Работа учащихся в группах по теме о важности света в нашей жизни.

5. Исследование закона отражения света.

6. Исследование закона преломления света.

7. Исследование полного внутреннего отажения.

8. Знакомство с моделью световода.

9. Работа учащихся с текстом по теме применения световодов в нашей жизни.

10. Просмотр видеофрагмента.

11. Подведение итогов урока.

Организационный момент.

Этот урок мы начнем с отгадывания загадок. Отгадайте загадки и попробуйте назвать тему сегодняшнего урока.

Белая кошка лезет в окошко.(Свет).

Ни стук, ни бряк, к окну подошел. (Свет).

Мету, не вымету: пора придет, см уйдет.(Солнечный свет).

Один костер весь свет согревает.(Солнце).

Чего в коробейку не спрятать. (Свет).

(Ученики называют тему урока).

Я хотела бы назвать этот урок «Загадочный свет»

Краткое сообщение учителя.

2015 год объявлен Генеральной Ассамблеей ООН Международным годом света и световых технологий.

Цель инициативы - повысить осведомлённость мирового сообщества в вопросах света, улучшить понимание новых технологий, которые решают проблемы в области энергетики во всех сферах жизнедеятельности человека.

2015 год выбран годом света ещё и потому, что к нему приурочен ряд важных круглых дат, относящихся к науке о свете.

Работа учащихся в группах с текстом.

Каждой группе учеников предлагается текст. Ученики должны прочитать текст, выделить основную мысль из текста, подготовить сообщение и выступить по своему тексту.

1текст

ИБН АЛЬ ХАЙСАМ (965-1039). Уроженец Басры (Ирак), из-за чего при жизни получил прозвище «аль-Басри». Благодаря своим выдающимся способностям занимал на родине должность визиря, но любовь к науке заставила его оставить эту должность. Ибн аль-Хайсам был выдающимся математиком, физиком и астрономом, врачом и философом, комментатором Аристотеля.

Ибн аль-Хайсам считается одним из основоположников экспериментального метода в науке. Тщательные эксперименты он сочетал со строгим математическим доказательством своих выводов.

Фатимидский халиф Хаким би-амри-лла (996-1021) узнав о том, что Ибн аль-Хайсам составил проект регулирования вод Нила с помощью плотины южнее города Асуан, пригласил его в Египет. Но, прибыв на место, ибн аль-Хайсам убедился в том, что уровень имеющихся в его распоряжении технических средств не позволяет реализовать этот проект. Халиф разгневался и конфисковал имущество Ибн аль-Хайсама, а самого подверг домашнему аресту. В ожидании своей участи и зная о крутом нраве халифа, Ибн аль-Хайсам был вынужден симулировать сумасшествие. Чтобы иметь средства к существованию, аль-Хайсам несколько лет переписывал книги по математике и точным наукам, и только после смерти халифа в 1021 получил возможность вернуться к нормальной жизни. Он оставался в Каире до конца своей жизни, занимаясь наукой.

Особе место среди его трудов занимает Книга оптики (Китаб аль-Маназир) (1015).Ибн аль-Хайсам продолжил исследования Евклида о природе света. До него оптика древних знала только простейшие эмпирические законы световых явлений: закон прямолинейного распространения света в однородной среде; закон отражения света от поверхностей зеркал; явление преломления света на границе двух прозрачных сред.

Вслед за древнеримским ученым-медиком Галеном, Аль-Хайсам исследовал строение глаза, доказав несостоятельность идей Платона и Евклида о человеческом зрении. Аль-Хайсам разработал концепцию бинокулярного зрения (видения двумя глазами). Он первым объяснил феномен зрения как процесс, в котором лучи, поступающие в глаз от объектов, формируют внутри хрусталика изображение.

Ибн аль-Хайсам ввел в научный оборот понятие тяжести воздуха, связал плотность воздуха с высотой. После него ученые стали заниматься проблемами преломления света. Однако до начала 17 в. больших открытий в сфере оптической науки не было. В 14 в. Кемаль ад-дин Абу-ль Хасан аль-Фариси (ум. в 1320) составил к труду Аль-Хайсама комментарий, который попал в Европу. В 1572 Книга оптики была переведена на латинский язык, по этому переводу знакомился с проблемами оптики Иоганн Кеплер.

2 текст.

Огюстен Жан Френель родился 10 мая 1788 г. В семье Жака Френеля и Августины Мериме. Его отец был архитектором.

В детстве учёба давалась мальчику тяжело, и к 8 годам он даже не мог читать. Своё академическое образование он начал в центральной школе Кана, после чего поступил в Политехническую школу, а после и в Национальную школу мостов и дорог, обучаясь ремеслу гражданского инженера.

По окончании обучения, Френель некоторое время работает военным инженером, но, совсем скоро, его уволят из рядов армии за поддержку Бурбонов.

Исследования в области оптики Френель начинает в 1814 г. С помощью приборов собственного изобретения, он проводит ряд опытов и наблюдений за дифракционными и интерференционными полосами, приходя к выводу, что «волновая теория света», выдвинутая английским физиком Томасом Юнгом, является верной.

Основные работы Френеля посвящены физической оптике. Физику изучал самостоятельно после ознакомления с работами Э Малюса. Также самостоятельно начал проводить эксперименты по оптике. В 1815 году переоткрыл принцип интерференции, проделав по сравнению с Томасом Юнгом несколько новых опытов.

Свои открытия он в 1815 г. Представляет Французской академии наук, но, хотя определённый интерес научного мира его работа и вызвала, труд так никогда и не был опубликован.

В том же самом году Френель поступает на службу инженером в городе Париже, где и пройдёт почти вся его дальнейшая жизнь. За работу по дифракции света, написанную в 1818 г., Френель получает награду и признание Парижской академии наук.

Одним из первых, Френель начинает создание особых линз, которые заменяют в маяках зеркала, повышая их функциональность.

В 1817 г. Френель открывает круговую поляризацию света, доказывая, что свет, на самом деле, является поперечной, а не продольной волной.

С 1819 г. Френель назначается ответственным за обеспечение работоспособного состояния маяков, и к 1821 г. Он уже доказывает математически, что поляризацию можно объяснить лишь тем, что световая волна поперечна и совершенно не подвергается продольным вибрациям.

За свои научные инновации в 1823 г. Френель был избран членом Французской академии наук.

Позже, уже в 1825 г. Он станет иностранным членом Королевского общества в Лондоне. За свой неоценимый вклад в развитие науки, в 1827 г. Френель был награждён медалью Румфорда.

3 текст.

Рели́ктовое излуче́ние -космическое микроволновое фоновое излучение

Реликтовое излучение - это электромагнитное излучение, приходящее с одинаковой интенсивностью со всех областей неба и имеющее спектр, соответствующий тепловому излучению при температуре 2.73 К.

Поскольку источник реликтового излучения лежит дальше всех известных объектов, а максимум в спектре приходится на длину волны 1 мм, его называют также микроволновым фоновым излучением.

Существование теплового излучения с температурой в несколько кельвинов было предсказано в 1946 г. Георгием Гамовым при разработке модели горячей Вселенной

Открыли его в 1965 г. радиоастрономы Арно Пензиас и Роберт Вилсон (США) .

Реликтовое излучение родилось более 10 миллиардов лет назад, когда Вселенная в целом была значительно плотнее и горячее, чем в нынешнюю эпоху.

Тогда это было оптическое излучение горячего газа с температурой в несколько тысяч кельвинов, однородно заполнявшего всю Вселенную.

В ходе расширения Вселенной температура реликтового излучения уменьшилась примерно в тысячу раз.

Реликтовое излучение характеризуется одинаковой интенсивностью по различным направлениям.

Термин "реликтовое излучение" ввел советский астрофизик И. С. Шкловский.

4 текст.

Чарльз Као Куэн родился в семье доктора юридических наук. В 1948 году его семья перебирается сначала на Тайвань , далее - вГонконг, где Као поступает в колледж. Дальнейшее образование он получает в Англии.

Као начинает работать в области волоконных технологий в 1960 году, когда он устраивается инженером в лондонскую лабораторию. Здесь совместно с Джорджем Хокхэмом он совершает новаторское открытие, из которого следует, что высокие потери в передаче данных по волокну вызваны не самой технологией, а примесями в стекле.

В 1965 году инженер-физик Чарльз Као Куэн успешно доработал основы волоконно-оптической связи посредством передачи света. Результаты своих исследований он представляет в 1966 году, в июне выходит его отчёт с изложением ключевых особенностей волоконно-оптических телекоммуникационных технологий. Изложенные в этом документе идеи по использованию волокна для потребностей связи являются основой телекоммуникаций сегодняшнего дня.

Као первым предложил использовать волоконно-оптические кабели для передачи информации на большие расстояния (до этого их дальность ограничивалась несколькими метрами). Поначалу в эту идею мало кто верил, но личная роль учёного в процессе инженерной и коммерческой реализации проекта в корне изменила индустрию телекоммуникаций.

Ученики делают вывод, что в 2015 году отмечались важные даты, связанные со световыми технологиями.

Работа учащихся в группах по теме о важности света в нашей жизни.

Каждая группа учащихся получает стихотворение и продолжает мысль из этого стихотворения дальше о важности света в нашей жизни, о важности экономии света.

Исследование закона отражения света.

Ученики получают задание на исследование отражения света по следующему плану.

1.Подключите лампу к источнику электропитания

2. Экран со щелью разместите в 3-4 см от лампы.

3.Установите зеркало в центре листа с разметкой.

4. Определите значения углов отражения для двух значений углов падения.

5.По результатам измерений сделайте вывод о том, как зависит угол отражения света от угла падения.

Исследование закона преломления света.

Ученики получают задание на исследование преломления света по следующему плану.

1.Подключите лампу к источнику электропитания.

2. Экран со щелью разместите в 3-4 см от лампы.

3.Установите прозрачную пластину со скошенными гранями в центре листа с разметкой.

4. Определите значения углов преломления для двух значений углов падения.

5.По результатам измерений сделайте вывод о том, как зависит угол преломления света от угла падения.

Исследование полного внутреннего отажения.

Ученики наблюдают полное внутреннее отражени. Используя треугольную призму, добиваются того, что свет вошедший в призму полностью отразился внутри призмы.

Знакомство с моделью световода.

Демонстрация работы световода учителем. (Используется оборудование L-микро). Объяснение распространения света внутри световода. Свет, пройдя сквозь щель сразу попадает внутрь пластины. Вдоль всей длины пластины экран остается неосвещенным. Вблизи противоположного ее конца наблюдается светлое пятно.Свет проникающий в пластину, распространяется внутри нее благодаря многократному полному отражению от ее поверхности.

Работа учащихся с текстом по теме применения световодов в нашей жизни.

Каждая группа получает текст о применении световода в какой нибудь области, после работы с текстом делает сообщение по своей теме.

1 текст.

Оптоволокно - это стеклянная или пластиковая нить, используемая для

переноса света внутри себя посредством полного внутреннего отражения. Волоконная оптика - раздел прикладной науки и машиностроения, описывающий такие волокна. Оптоволокна используются в оптоволоконной связи, которая позволяет передавать цифровую информацию на большие расстояния и с более высокой скоростью передачи данных, чем в электронных средствах связи.

2 текст.

Оптоволокно может быть использовано как средство для дальней связи и построения компьютерной сети, вследствие своей гибкости ивозможности завязываться в узел как кабель.

3 текст.

Если связать множество оптических волокон в пучок, чередование импульсов света и затемненных промежутков на выходе из такого оптоволоконного кабеля будет строго соответствовать сигналу, поступившему в него на входе. Этот принцип сегодня широко используется в современных медицинских технологиях (в частности, в артроскопии), когда тонкий пучок оптических волокон вводится в организм пациента сквозь крохотный надрез или естественное устье и доставляется буквально к самому органу, на котором производится микрохирургическая операция, позволяя хирургу в буквальном смысле видеть на экране монитора, что и как именно он оперирует.

4 текст.

Оптоволокно может быть использовано как датчик для измерения напряжения, температуры, давления и других параметров. Малый размер и фактическое отсутствие необходимости в электрической энергии, дает оптоволоконным датчикам преимущество перед традиционными электрическими в определенных областях.

5 текст.

Оптоволокно используется в гидрофонах, в сейсмических или гидролокационных приборах. Созданы системы с гидрофонами, в которых на волоконный кабель приходится более 100 датчиков. Системв с гидрофоновым датчиком используются в нефтедобывающей промышленности.

6 текст.

Оптоволокна широко используются для освещения. Оптоволоконное освещение также используется в декоративных целях, включая коммерческую рекламу.

Просмотр видеофрагмента.

Просматривается видеофрагмент о работе робота - хирурга Да Винчи. Робот зашивает виноградину.

Подведение итогов урока.

Подводятся итоги урока. Каждая группа учащихся делится своими выводами по теме урока.