Актуализация мыслительной деятельности

Ход урока

Организационный момент

Актуализация мыслительной деятельности

Как прекрасен этот мир, наполненный светом! Что же такое свет?

Варианты ответов учеников:. Свет это видимое тепловое излучение.

Учитель.

В жилище наше свет проник.
Как он родился и возник?
В его природе есть секрет,
И велся спор немало лет.

4 ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА

Идеи древних философов

Вопрос «Что такое свет?» чрезвычайно интересовал еще древних философов. Большинство их придерживались той точки зрения, что свет создается внутри самого человека и излучается из ее глаза. Одни философы рассматривали свет как определенные материальные лучи, соединяющие светящееся тело и человеческий глаз. Они считали, что открытый глаз излучает «флюиды» и ощупывает ими наблюдаемые предметы будто тончайшими щупальцами. Другие считали, что с каждого предмета срываются оболочки, подобные самих предметов. Эти «образы» предметов, попадая в глаз, давали ощущение формы и цвета предметов.

Корпускулярная теория света Ньютона

Первой научной теорией, что пыталась объяснить физическую теорию природу света, была теория световых частиц, разработанная Ньютоном и изложена в его книге «Оптика». Согласно этой теории свет представляет собой поток частиц, выпущенных светящимся телом во всех направлениях (перенос вещества). На основании корпускулярных

представлений Ньютон объяснил большинство известных тогда оптических явлений: прямолинейное распространение света в однородной среде, отражение и преломление света.

Электромагнитная теория света

Во второй половине XIX века Максвелл доказал, что свет является частным случаем электромагнитных волн. Работами Максвелла были заложены основы электромагнитной теории света. После того как Герц экспериментально обнаружил электромагнитные волны, никаких сомнений относительно того, что при распространении свет ведет себя как волна, не осталось. 1899 г. П. М. Лебедев дал новое доказательство тождества световых и электромагнитных волн. Он обнаружил опытным путем, что свет оказывает давление на тела, на которые оно падает, и измерил это давление. Но по теории Максвелла, электромагнитные волны также оказывают подобное давление.

Таким образом, во второй половине XIX века была разработана электромагнитная теория света.

Квантовая теория света

В начале ХХ века представления о природе света начали коренным образом меняться. Неожиданно выяснилась, что отвергнута корпускулярная теория все-таки имеет право на существование. в 1900 г. немецкий физик Макс Планк предположил, что атомы тел поглощают и излучают энергию конечными порциями - квантами. А 1905 г. Эйнштейн высказал мысль, что свет распространяется в пространстве в виде дискретных объектов - квантов света.

Таким образом, были обнаружены прерывистые, или, как говорят, квантовые свойства света.

Скорость света

Одним из самых мощных инструментов исследования природы света были попытки человечества измерить скорость света. То, что свет распространяется очень быстро, было ясно уже давно, но на сколько быстро?

Опыт Галилея

Первые научные попытки измерения скорости света предпринял Галилео Галилей. На озере Комо, в Италии, он вместе со своим ассистентом расположился в лодках, удаленных одна от другой на расстоянии 4 км. В темное время суток ассистент зажигал фонарь, Галилей фиксировал приход луча света, зажигал свой фонарь и ассистент фиксировал момент прихода луча света от Галилея

Таким образом, зная промежуток времени, в течение которого распространялся свет, а также расстояние между лодками, можно было измерить скорость света.

Конечно же, измерение было довольно грубым, в нем плохо учитывалось время реакции человека, но тем не менее это было одно из первых зафиксированных измерений скорости света в науке.

Метод Рёмера

Раз свет распространяется очень быстро, значит, должны быть и очень большие расстояния для того, чтобы фиксировать нормальные промежутки времени, в течение которых можно было бы измерять эту скорость. Именно с расстояниями таких масштабов мы сталкиваемся в астрономии. Так и есть, первый относительно точный результат получил датский ученый Рёмер, который исследовал затмения спутника Юпитера и при этом получил значение скорости света. Наблюдая за спутником Земли, ученый заметил, что спутник входит в тень Юпитера через каждые 42 часа 28 минут. Но в течение полугода, когда Земля, вращаясь вокруг Солнца, отдалялась от Юпитера, затмение спутника происходило с большим опозданием. Рёмер догадался, что такое опоздание объясняется увеличением расстояния, которое преодолевает свет, распространяясь от спутника к Земле. Зная диаметр орбиты Земли и время опоздания, ученый определил скорость света .

Другие методы

С развитием уровня науки и техники ученые научились измерять скорость света не только в астрономических масштабах, но и в лабораториях.

Один из таких методов провел ученый Физо, а также известны опыты Майкельсона.

2.2 Отражение волн

Закон отражения волн. Изменение направления распространения волны может происходить при отражении ее от границы раздела двух сред. Обратимся к демонстрации.

Падающий на зеркало луч, отражённый луч и перпендикуляр к поверхности зеркала, проведённые в точке падения, расположены в одной плоскости.

Закон отражения волн

Диффузное отражение.

В случае неровной поверхности возникает диффузное отражение, при котором параллельный пучок падающих лучей не преобразуется в параллельный пучок отраженных лучей. При этом в каждой точке поверхности справедлив закон отражения волн.

При взаимодействии с неровной поверхностью свет отражается под различными углами.

Решение задач

Качественные задачи.

1. Почему мы видим не только яркий серп Луны, но и частично ту её область, на которую не падают прямые лучи Солнца? (Мы видим часть темной области Луны, потому что она освещена солнечными лучами, отражёнными от земной поверхности).

2. Почему летом в средней полосе России ночи более тёмные, чем зимой? (Летом нет отражения лунного света от белого покрова Земли).

3. Почему в свете фар автомобиля лужа на асфальте ночью кажется водителю тёмным пятном? (Потому что свет автомобильных фар, отражаясь от гладкой поверхности лужи, не попадает в глаза водителю).

4. Почему многие хорошие хозяйки любят, чтобы у них в доме «всё блестело»? (Если поверхность блестит, значит, она гладкая и отражает лучи. Следовательно на ней нет пыли, которая рассеивает свет и в которой могут находится вредные микроорганизмы).

1. Из древнегреческой легенды о Персее:

“Не далее полета стрелы было чудовище, когда Персей взлетел высоко в воздух. Тень его упала в море, и с яростью ринулось чудовище на тень героя. Персей смело бросился с высоты на чудовище и глубоко вонзил ему в спину изогнутый меч…”

Вопрос: что такое тень и благодаря какому физическому явлению она образуется?

2. Из африканской сказки “Выборы вождя”:

“Собратья, – молвил Аист, степенно выйдя в середину круга. – Мы спорим с самого утра. Смотрите, наши тени уже укоротились и скоро совсем исчезнут, ибо близится полдень. Так давайте еще до того, как солнце минует зенит, придем к какому-то решению…”

Вопрос: почему длины теней, которые отбрасывали люди стали укорачиваться? Ответ поясните рисунком. Есть ли на Земле такое место, где изменение длины тени минимально?

3. Из итальянской сказки “Человек, который искал бессмертие”:

“И тут Грантэста увидел что-то, что показалось ему страшнее бури. К долине приближалось чудовище, летевшее быстрее, чем луч света. У него были кожистые крылья, бородавчатый мягкий живот и огромная пасть с торчащими зубами…”

Вопрос: что неверно с точки зрения физики в этом отрывке?

4. Из древнегреческой легенды о Персее:

“Скорей отвернулся Персей от горгон. Боится увидеть он их грозные лица: ведь один взгляд и в камень обратится он. Взял Персей щит Афины-Паллады – как в зеркале отразились в нем горгоны. Которая же из них Медуза?

Как падает с неба орел на намеченную жертву, так ринулся Персей к спящей Медузе. Он глядит в ясный щит, чтоб верней нанести удар…”

Вопрос: какое физическое явление использовал Персей, чтобы обезглавить Медузу?

 

 

Домашнее задание. Параграф 59 (Г.Я. Мякишев, Б.Б.Буховцев “Физика. 11”)

 

Принцип Гюйгенса

Согласно волновой теории Гюйгенса, свет – это волны, которые распространяются в световом эфире (гипотетической упругой среде, которая заполняет все мировое пространство, а также промежутки между мелкими частями тел).

Совокупность всех точек пространства, которых достигает световая волна в какой-то момент времени, называют волновой поверхностью, или волновым фронтом.

Лучи, которые задают направление распространения волны, перпендикулярны волновой поверхности            

Зная положение волновой поверхности в момент времени , можно, пользуясь принципом Гюйгенса, найти положение в следующий момент времени

Каждая точка среды, до которой дошло волновое возмущение, сама становится источником второй волны. Волновая теория света была поддержана такими маститыми учеными, как Леонард Эйлер и Михаил Ломоносов. Тем не менее до начала XIX века свет все равно считался потоком корпускул.

Все изменилось, когда появились научные работы Томаса Юнга и Огюстена Жана Френеля. Они изучали явления дифракции и интерференции, а эти свойства света можно было объяснить только с точки зрения волновой теории. И таким образом волновая теория света стала основной.

Скорость света

Одним из самых мощных инструментов исследования природы света были попытки человечества измерить скорость света. То, что свет распространяется очень быстро, было ясно уже давно, но на сколько быстро?

Опыт Галилея

Первые научные попытки измерения скорости света предпринял Галилео Галилей. На озере Комо, в Италии, он вместе со своим ассистентом расположился в лодках, удаленных одна от другой на расстоянии 4 км.

В темное время суток ассистент зажигал фонарь, Галилей фиксировал приход луча света, зажигал свой фонарь и ассистент фиксировал момент прихода луча света от Галилея. Таким образом, зная промежуток времени, в течение которого распространялся свет, а также расстояние между лодками, можно было измерить скорость света.

Конечно же, измерение было довольно грубым, в нем плохо учитывалось время реакции человека, но тем не менее это было одно из первых зафиксированных измерений скорости света в науке.

Метод Рёмера

Раз свет распространяется очень быстро, значит, должны быть и очень большие расстояния для того, чтобы фиксировать нормальные промежутки времени, в течение которых можно было бы измерять эту скорость. Именно с расстояниями таких масштабов мы сталкиваемся в астрономии. Так и есть, первый относительно точный результат получил датский ученый Рёмер, который исследовал затмения спутника Юпитера и при этом получил значение скорости света.

Наблюдая за спутником Земли, ученый заметил, что спутник входит в тень Юпитера через каждые 42 часа 28 минут

Но в течение полугода, когда Земля, вращаясь вокруг Солнца, отдалялась от Юпитера, затмение спутника происходило с большим опозданием.

Рёмер догадался, что такое опоздание объясняется увеличением расстояния, которое преодолевает свет, распространяясь от спутника к Земле. Зная диаметр орбиты Земли и время опоздания, ученый определил скорость света .

Ход урока

Организационный момент

Актуализация мыслительной деятельности

Как прекрасен этот мир, наполненный светом! Что же такое свет?

Варианты ответов учеников:. Свет это видимое тепловое излучение.

Учитель.

В жилище наше свет проник.
Как он родился и возник?
В его природе есть секрет,
И велся спор немало лет.

4 ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА

Идеи древних философов

Вопрос «Что такое свет?» чрезвычайно интересовал еще древних философов. Большинство их придерживались той точки зрения, что свет создается внутри самого человека и излучается из ее глаза. Одни философы рассматривали свет как определенные материальные лучи, соединяющие светящееся тело и человеческий глаз. Они считали, что открытый глаз излучает «флюиды» и ощупывает ими наблюдаемые предметы будто тончайшими щупальцами. Другие считали, что с каждого предмета срываются оболочки, подобные самих предметов. Эти «образы» предметов, попадая в глаз, давали ощущение формы и цвета предметов.