Конспект урока по физике по теме "Законы геометрической оптики"

Цель урока: Сформировать у учащихся знания о принципе Гюйгенса, законе отражения света, законе преломления света.

· Образовательные задачи: сформировать знания о законах геометрической оптики, основанных на принципе Гюйгенса, закрепить знания о развитии взглядов на природу света.

· Развивающие задачи: развитие логического мышления учащихся, расширение их понятийного аппарата, формирование умений самостоятельно проводить опыты, анализировать результаты и делать выводы.

· Воспитательные задачи: формирование умения культуры общения (внимательно слушать друг друга, анализировать услышанное), умения работать коллективно и в парах.

Ход урока.

1. Актуализация знаний. (Слайд 2)

· Что такое оптика?

· В чем состоит корпускулярно – волновой дуализм света?

· На какие разделы делится оптика?

· Что изучает геометрическая оптика?

· Рассказать об астрономическом методе измерения скорости света.

· Рассказать о лабораторном методе измерения скорости света.

· Как читается основной закон геометрической оптики?

· Какие наблюдения доказывают прямолинейное распространение света?

2. Объяснение. (Слайд 3)

Среди базовых правил геометрической оптики особенно выделяются три основных:

· закон прямолинейного распространения света

· закон отражения света

· закон преломления света

Работа учащихся с лабораторным оборудованием. (Экран со щелью, зеркало на подставке, стеклянная призма, транспортир для лабораторных работ по оптике). Предложить учащимся сделать вывод, после проведения опыта с зеркалом и стеклянной призмой. (О законе отражения света и как ведет себя свет на границе раздела двух сред.)(Провести опыт на столах и на демонстрационной установке.)Вывод: (Слайд 4)

 Оптические явления на границе раздела двух сред: Отражение и поглощение падающего на тело излучения зависит от рода вещества, состояния поверхности, состава излучения и угла падения.

Вывод закона отражения света. (Слайд 5, 6) На основе принципа Гюйгенса: Каждая точка среды, до которой дошло возмущение, сама становится источником вторичных волн.

· АС – волновая поверхность плоской падающей волны.

· DB – волновая поверхность вторичных волн α - угол падения; β - угол отражения

· ΔАСВ и ΔАDB – прямоугольные, AD=CB => ∟ DBA= ∟CAB, α=γ

· Угол отражения равен углу падения

· Падающий луч, луч отраженный и перпендикуляр, восстановленный в точке падения, лежат в одной плоскости.

(Слайд 7, 8, 9) Основные правила построения изображения в зеркале:

1. Изображение мнимое (не на лучах, а на их продолжении), прямое.

2. Размер предмета равен размеру изображения.

3. Расстояние от предмета до зеркала, равно расстоянию от зеркала до предмета.

4. «Левое» становится «правым», «правое» - «левым».

Полную информацию смотрите в файле. 

Конспект урока «Основные законы геометрической оптики».

(Уроки спаренные)

Автор: Лунина Людмила Алексеевна, учитель физики

МБОУ «Средняя общеобразовательная школа №14» г. Брянска.

Цель урока: Сформировать у учащихся знания о принципе Гюйгенса, законе отражения света, законе преломления света.

• Образовательные задачи: сформировать знания о законах геометрической оптики, основанных на принципе Гюйгенса, закрепить знания о развитии взглядов на природу света.

• Развивающие задачи: развитие логического мышления учащихся, расширение их понятийного аппарата, формирование умений самостоятельно проводить опыты, анализировать результаты и делать выводы.

• Воспитательные задачи: формирование умения культуры общения (внимательно слушать друг друга, анализировать услышанное), умения работать коллективно и в парах.

Планируемые результаты:

• Усвоение учебного материала по теме «Основные законы геометрической оптики.

Принцип Гюйгенса. Закон отражения света. Закон преломления света».

• Развитие способности учеников работать самостоятельно, обобщая полученную информацию из проведенных опытов на основе своих знаний.

• Использование полученных знаний для решения практической задачи.

Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, мультимедийная презентация, прибор для демонстрации законов оптики, лабораторное оборудование по оптике.

Тип урока: изучение нового учебного материала с использованием ранее полученных знаний.

Ход урока.

1.Актуализация знаний. (Слайд 2)

• Что такое оптика?

• В чем состоит корпускулярно – волновой дуализм света?

• На какие разделы делится оптика?

• Что изучает геометрическая оптика?

• Рассказать об астрономическом методе измерения скорости света.

• Рассказать о лабораторном методе измерения скорости света.

• Как читается основной закон геометрической оптики?

• Какие наблюдения доказывают прямолинейное распространение света?

2.Объяснение. (Слайд 3)

Среди базовых правил геометрической оптики особенно выделяются три основных:

• закон прямолинейного распространения света

• закон отражения света

• закон преломления света

Работа учащихся с лабораторным оборудованием. (Экран со щелью, зеркало на подставке, стеклянная призма, транспортир для лабораторных работ по оптике). Предложить учащимся сделать вывод, после проведения опыта с зеркалом и стеклянной призмой. (О законе отражения света и как ведет себя свет на границе раздела двух сред.) (Провести опыт на столах и на демонстрационной установке.) Вывод: (Слайд 4)

Оптические явления на границе раздела двух сред: Отражение и поглощение падающего на тело излучения зависит от рода вещества, состояния поверхности, состава излучения и угла падения.

Вывод закона отражения света. (Слайд 5, 6) На основе принципа Гюйгенса: Каждая точка среды, до которой дошло возмущение, сама становится источником вторичных волн.

• АС – волновая поверхность плоской падающей волны.

• DB – волновая поверхность вторичных волн α - угол падения; β - угол отражения

• ΔАСВ и ΔАDB – прямоугольные, AD=CB = ∟ DBA= ∟CAB , α=γ

• Угол отражения равен углу падения

• Падающий луч, луч отраженный и перпендикуляр, восстановленный в точке падения, лежат в одной плоскости.

(Слайд 7,8,9) Основные правила построения изображения в зеркале:

1. Изображение мнимое (не на лучах, а на их продолжении), прямое.

2. Размер предмета равен размеру изображения.

3. Расстояние от предмета до зеркала, равно расстоянию от зеркала до предмета.

4. «Левое» становится «правым», «правое» - «левым».

Закон преломления света

Показ опыта – преломление света на границе раздела воздух-вода и на основании, проделанного на столах опыта вывод: на границе раздела двух прозрачных сред часть световой энергии возвращается в первую среду, т.е. происходит отражение света, а часть проходит через границу раздела двух сред, при этом меняя направление распространения, это явление называется преломлением света.

А С АВ - падающий луч, ВД - преломленный луч

α - угол падения, β - угол преломления

Показ опыта по преломлению на компьютерной

В презентации. (Слайд 10)

Вывод закона преломления света с помощью

принципа Гюйгенса.

MN – граница раздела 2-х сред

АС - волновая поверхность

Е Д перпендикулярная лучам А₁ А и В₁ В

А₁ В₁ Δt= СВ/ υ₁, АD = υ₂ Δt

С υ₁

В DB - волновая поверхность

М N вторичных волн

А Угол падения α луча равен САВ

D = СВ= υ₁Δt =АВ sinα (1)

υ₂ Угол преломления β равен углу АВD =

AD = υ₂ Δt= АВ sinβ (2)

А₂ В₂

Разделим (1) на (2) получаем sinα/ sinβ= υ₁/ υ₂ =n

(Слайд 11.) Закон преломления: падающий луч, луч, преломленный и перпендикуляр, восстановленный в точке падения, лежат в одной плоскости. Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для двух сред. (Показ опыта, доказывающего закон преломления).

Показатель преломления. Постоянная величина, входящая в за­кон преломления света, называется относительным показателем преломления или показателем преломления второй среды относи­тельно первой.

Из принципа Гюйгенса не только следует закон преломления, но с помощью этого принципа раскрывается физический смысл по­казателя преломления. Он равен отношению скоростей света в средах, на границе между которыми происходит преломление: n=υ₁ / υ₂

Если угол прело мления β меньше угла падения α, то скорость света во второй среде меньше, чем в первой.

Показатель преломления среды относительно вакуума называют абсолютным показателем преломления этой среды. Он показывает, во сколько раз скорость света в вакууме больше, чем в среде, и равен отношению синуса угла падения к синусу угла преломления при переходе светового луча из вакуума в данную среду: . Можно выразить относительный показатель преломления через абсолютные показатели преломления п₁ и п₂ первой и второй сред. , ,

Среду с меньшим абсолютным показателем преломления принято называть оптически менее плотной средой.

Абсолютный показатель преломления определяется скоростью распространения света в данной среде, которая зависит от физических свойств и состояния среды, т. е. от температуры вещества, его плотности, наличия в нем упругих напряжений. Показатель преломления зависит также и от длины волны λ света. Для красного света он меньше, чем для зеленого, а для зеленого меньше, чем для фиолетового. Поэтому в таблицах значений показателей преломления для разных веществ обычно указывается, для какого света приведено данное значение п и в каком состоянии находится среда. Если таких указаний нет, то это означает, что за­висимостью от приведенных факторов можно пренебречь. В большинстве случаев приходится рассматривать пере­ход света через границу воздух - твердое тело или воз­дух - жидкость, а не через границу вакуум - среда. Одна­ко абсолютный показатель преломления п₂ твердого или жидкого вещества отличается от показателя преломления того же вещества относительно воздуха незначительно. Так, абсолютный показатель преломления воздуха при нормальных условиях для желтого света равен примерно п =1,000292. Следовательно, Значения показателей преломления для некоторых ве­ществ относительно воздуха приведены ниже в таблице (данные относятся к желтому свету).

Ход лучей в треугольной призме. (Слайд 12)

Закрепление.

1. Назовите основные законы геометрической оптики. Как они читаются?

2. В чем состоит принцип обратимости световых лучей?

3. Какое отражение света называют зеркальным?

4. Какие условия необходимы для получения изображения в плоском зеркале?

5. Какое изображение называют действительным, мнимым?

6. Какое отражение света называют диффузным?

7. Справедливы ли законы отражения в случае падения света на лист тетрадной бумаги?

8. Что называют абсолютным показателем преломления?

9. Что называют относительным показателем преломления?

10. Какая среда называется оптически более плотной?

11. Как связан показатель преломления света в среде со скоростью распространения света в этой среде?

12. В какой среде лучи света могут быть криволинейными?

13. В чем особенность преломления света в плоскопараллельной пластинке и призме?

Решение задач.

1. На дне водоема, глубина которого равна 2м 70см, находится предмет. На какой глубине увидит этот предмет наблюдатель, который смотрит на него сверху, перпендикулярно поверхности воды. Показатель преломления воды 1,33.

2. Круглый бассейн радиусом R= 5м залит до краев водой. Над центром бассейна на высоте h=3м висит лампа. На какое расстояние L от края бассейна может отойти человек ростом H=1,8 м, чтобы все ещё видеть отражение лампы в воде.

Задание на дом.

§§60,61 , упр.8 (4,6,7) (Учебник авторов Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, В.М. Чаругин).