Ученики на Учителя.com


Конспект урока "Закон преломления света. Показатель преломления. Полное отражение" 11 класс

Никитко Ирина Дмитриевна
учитель физики,
высшей квалификационной категории
ГУО «Брожская средняя школа Бобруйского района»
Бобруйского района Могилёвской области
Республики Беларусь
Класс: 11
Предмет: физика
Тема: Закон преломления света. Показатель преломления. Полное отражение
Тип урока: Урок изучения нового материала
Место урока: девятый урок в разделе «Оптика». Он предшествует
выполнению лабораторной работы «Измерение показателя преломления
света» и направлен на подготовку учащихся к решению задач по данной
теме.
Пояснительная записка: на уроке используются проблемные и
исследовательские методы, в ходе которых учащиеся осуществляют
наблюдения, проводят эксперименты, анализируют, обобщают, делают
выводы, возможность обсуждения в паре, работа с текстом учебного
пособия. На уроке каждый учащийся имеет право высказать своё мнение.
Противоречие между знанием и незнанием подталкивает учащихся к поиску
ответов на определённые вопросы , решения предложенной задачи.
Таким образом, данный урок предполагает развитие таких компетенций, как:
- исследовательских (организация самостоятельной поисковой
деятельности во время проведения фронтального эксперимента);
- коммуникативных (работа в паре, группе, умение формулировать и
обосновывать свою мысль, представлять результаты своей работы и
работы группы);
- личностных (социальных) (умение формулировать цели и задачи на
урок, оценивать результат своей деятельности, критически мыслить).
Дидактическая цель урока:
Предполагается , что учащиеся :
будут знать определение закона преломления света;
будут понимать физический смысл относительного показателя преломления,
сущность явления преломления света;
будут уметь записвать формулу закона преломления света, применять закон
преломления света для построения дальнейшего хода луча при его падении
на границу раздела двух сред;
успешно выполнят задания выходного контроля.
Задачи личностного развития:
создать условия для:
- развития навыков практической работы, умения анализировать,
сравнивать, делать выводы;
- формирование познавательного интереса к оптическим явлениям в
окружающим мире и практической деятельности человека;
- навыков индивидуальной и групповой культуры учебной деятельности
через выполнение заданий разных видов;
- умение проводить самооценку своей деятельности.
Учебно-методическое обеспечение: учебное пособие “Физика. 11 класс”( §
15); демонстрационный комплект «Геометрическая оптика», оборудование
для проведения экспериментов в группах, лазерная указка, дидактический
материал, компьютер, проектор, слайды презентации.
Ход урока
1 этап . Организационный
Педагогическая задача: создание позитивного эмоционального настроя
учащихся на урок.
Учитель приветствует учащихся, создает положительный эмоциональный
настрой с помощью литературного стихотворения. Подводит учащихся к
тому, что свет делает нашу жизнь прекрасной и удивительной!
Чудный дар природы вечной,
Дар бесценный и святой,
В нем источник бесконечный
Наслажденье красотой:
Небо, солнце, звезд сиянье,
Море в блеске голубом –
Всю картину мирозданья
Мы лишь в свете познаем.
И.А.Бунин (Слайд 1)
2 этап. Ориентировочно-мотивационный
Педагогические задачи: актуализация знаний, формирование мотивации,
создание условий для целеполагания.
Учитель: Какую тему мы изучаем? Что уже изучили? Предлагает учащимся
дополнить предложения : (Слайд 2)
-геометрическая оптика – это раздел оптики ... ( в котором изучаются
законы распространения оптического излучения на основании
представления о световых лучах);
-световой луч - это...(линия, вдоль которой переносится энергия
электромагнитной волны);
-в однородной прозрачной среде свет распространяется ... (прямолинейно);
-доказательством прямолинейного распространения света
являются...(образование тени и полутени, солнечные и лунные затмения);
- скорость света в вакууме обозначается буквой ... (с) и равна... (3 10
8
);
-падающий луч, отраженный луч и ....(перпендикуляр, восстановленный в
точке падения к границе раздела двух сред лежат в одной плоскости);
- угол отражения равен ...(углу падения);
- свойство световых лучей ...(обратимость).
Чтение педагогом стихотворения (Слайд 3)
На берегу сидим вдвоем,
Глядим в прозрачный водоем.
Песчинка дна - и та видна.
Скажи: какая глубина?
«Здесь мне по шею», - ты сказал.
Прыг вниз, а дна-то не достал.
Вот вынырнул из-под воды...
Но почему ошибся ты ?
Отвечают на вопросы учителя:
-в чем ошибся герой стихотворения? (ему казалось, что глубина водоема
небольшая, а на самом деле это не так);
-какую пословицу можно для нашего героя вспомнить? (Не зная броду , не
суйся в воду);
-приходилось ли вам наблюдать такую картину, при которой дно водоема и
предметы , которые находятся на дне под водой кажутся нам ближе, чем на
самом деле?(приводят примеры);
- что происходит со светом на границе раздела двух сред? (отражается и
преломляется).
Опираясь на предыдущие знания, учащиеся приходят к выводу: часть
света отражается, это значит, возвращается в первую среду. Если вторая
среда прозрачная, то часть света переходит через границу во вторую среду,
при этом изменяя направление распространения. В нашем случае, как
следует из стихотворения, свет переходит из воздуха в воду. Предложить
учащимися ответить на вопрос:
-какое явление при этом наблюдается? (преломление света)
Заостряет внимание учащихся на то, что с данным явлением учащиеся
впервые познакомились в 8 классе. А на данном уроке ребятам предстоит
познакомиться с законом преломления света, который позволит объяснить
очень интересное и практически важное явление - полное отражение света.
Учащиеся записывают тему урока: Закон преломления света. Показатель
преломления. Полное отражение.(Слайд 4)
Совместно с учащимися сформулировать цели и задачи урока:
- выяснить причину преломления света;
-получить формулу закона преломления света с помощью принципа
Гюйгенса;
- ввести понятие относительного и абсолютного показателя преломления;
- объяснять явление полного отражения;
-научиться применять преломление при построении дальнейшего хода лучей.
Акцентирует внимание на том, что в конце урока ученики выполнят тест.
(Слайд 5)
3 этап. Операционно-познавательный
Педагогические задачи: создание условий для активной познавательной
деятельности учащихся, успешного выполнения всех заданий урока.
Предложить учащимся в парах провести простые эксперименты и
понаблюдать, что происходит с предметами, которые находятся под водой.
Эксперимент 1 ( карандаш )
Разместите карандаш наклонно в стакане с водой и посмотрите на него
сверху, а затем сбоку. Сравните расположение частей карандаша в воде и в
воздухе. (Учащиеся озвучивают результаты: если смотреть сверху на
карандаш, можно заметить, что на границе он кажется надломленным в
месте перехода в воду. Если смотреть сбоку, часть карандаша,
находящаяся в воде, кажется смещенной в сторону, и по размерам –толще,
изменяются форма и размеры).
Эксперимент 2 (монета)
На дно сосуда с непрозрачными стенками разместить монету таким
образом , чтобы ее не было видно из-за передней боковой стенки. Не меняя
положения угла зрения, медленно вливайте воду в сосуд. Что вы наблюдаете?
(Монета, которая ранее была невидима, теперь стала хорошо видна). Этот
эксперимент проводил в 3 веке н.э. древнегреческий ученый Евклид.
Эксперимент 3(аквариум)
В аквариум, заполненный водой, погрузить вертикально металлический
стержень. Визуально определите длину стержня, который находится под
водой. Извлеките стержень из воды и измерьте длину этой части линейкой.
Сравните длины стержня и сделайте вывод. (Визуально определённая длина
стержня отличается от длины, определенной линейкой.)
После озвучивания результатов трёх экспериментов, учащиеся
приходят к выводу: преломление света приводит к ошибкам в визуальном
определении глубины водоема, которая всегда кажется меньшей, чем на
самом деле (почти на третью часть истинной глубины), изменение формы и
размеров, расположение. (Слайд 6)
Предложить учащимся сформулировать определение преломления
света, обсудив его в паре. Каждая пара озвучивает свое определение,
сравнивают с определением на слайде , а также в учебном пособии.
Преломление – это изменение направления распространения света на
границе раздела двух сред. (Слайд 7)
Предлагает учащимся ответить на следующие вопросы:
- а какова причина этого явления?
- что может быть разного в этих средах?
Предлагает провести мысленный эксперимент: представим себя частичками
света, которым очень быстро нужно добежать до цели. На нашем пути
препятствие (более плотная среда). Что изменится в нашем движении?
(изменится скорость)
Ученики делают вывод: преломление света происходит из-за разности
скорости света на границе раздела двух сред.(Слайд 8)
Работа с учебным пособием
Предложить учащимся в парах по учебному пособию познакомиться с
выводом закона преломления света. Математически подготовленному
учащемуся даётся задание получить на доске формулу закона преломления
света. Демонстрация интерактивной модели падающей волны.( Слайд 9)


=
=
=n
21
– закон преломления света.
Предложить учащимся сформулировать закон преломления света и
сравнить с определением в учебном пособии и на слайде. (Слайд 10)
Опыт с оптическим диском
Предлагает учащимся при помощи демонстрации с оптическим диском
заполнить таблицу и рассчитать отношение синуса угла паления к синусу
угла преломления для двух данных сред: воздух-стекло.Сравнив результаты
таблицы, учащиеся экспериментально подтверждают выполнение закона
преломления света: отношение синуса угла падения к синусу угла
преломления для двух данных сред есть величина постоянная и равна
относительному показателю преломления второй среды относительно
первой. В данном случае для воздух-стекло - 1,5. (Слайд 11)
№
α
γ
sinα
sinγ
sinα/sinγ
1
30
2
45
3
60
Знакомятся с таблицей показателей преломления некоторых веществ
относительно воздуха. Приходят к выводу: чем меньше показатель
преломления света , тем оптически менее потная среда и тем большая
скорость распространения света в этой среде.(Слайд 12)
Физкультминутка (тематическая) Ученики двигают глазами по
направлению распространения светового луча , который проходит среды с
различными показателями преломления.(Слайд13)
Задание учащимся: предлагает провести фронтальный эксперимент
(проблема?)
1. На ваших столах стаканчики с водой и пробирки. Опустите в пробирку
карандаш и поставьте в сосуд с водой. Что вы наблюдаете?
(Та часть пробирки, которая находится в воде, будто посеребрена и
карандаша в ней невидно.) Предлагает учащимся изменить положение
наблюдения , всегда ли вы видите пробирку посеребренной ? (Нет)
2. Со стакана налейте воды высотой 2 см в пробирку и снова опустите ее в
стаканчик. Что вы наблюдаете?
(Там , где вода в пробирке - карандаш виден, посеребрения нет, где воздух в
пробирке – карандаш невидим, наблюдается посеребрение пробирки).
3.Обхватите стакан пальцами и посмотрите сквозь поверхность воды на
стенку стакана, пытаясь увидеть свои пальцы. Вы видите их? Почему? Что
здесь происходит?
Чтобы ответить на поставленные вопросы, познакомимся с явлением
полного отражения. Чтобы объяснить увиденное , снова давайте обратимся к
демонстрации с оптическим диском: ученики наблюдают, что при
увеличении угла падения , интенсивность преломлённого луча уменьшается.
И при некотором угле α
0
угол преломления будет равен 90
0
. Это значит
преломленный луч будет скользить по поверхности границы раздела двух
сред, то есть не будет попадать во вторую среду.
Куда же делась энергия падающего луча ? По закону сохранения
энергии, энергия падающего луча перешла в энергию отбитого луча, а
энергия преломлённого луча будет равна 0. (Слайд14 )
Полное отражение света – это явление, при котором вся световая
энергия отражается от границы раздела двух сред.
Угол α
0
, при котором возникает полное отражение , называется
предельным углом полного отражения
sin α
0
=
sin α
0
=
для границы вода - воздух – α
0
=49
0
для границы алмаз -воздух – α
0
=24
0
(
Слайд 15)
Организует обсуждение фронтальных опытов. Учащиеся с помощью
учителя отвечают на вопросы и формулируют выводы.
1)При некотором угле наклона пробирка кажется посеребренной , так как
световые лучи падают на границу раздела сред вода-воздух(стекло не
учитывается) под углом большим предельного угла полного отражения.
Возникает явление полного внутреннего отражения. Если в пробирку
наливаем воду, оптическая плотность сред одинакова - свет будет проходить
в воду, отбиваясь от поверхности карандаша.
2)Потому что свет , который проходит сквозь воду и падая на стекло ,
полностью отражается от него в воду. Стенка стакана будет казаться
зеркальной.(слайд 16)
На явлении полного внутреннего отражения основано появление раздела
волоконной оптики. Вначале полное отражение представлялось как
интересное и любопытное явление. Сейчас оно постепенно приводит к
технической революции. За “новаторские достижения в области передачи
света по волокнам для оптической связи” в 2009 году китайский ученый
Чарльз Пао получил Нобелевскую премию. Сегодня оптические волокна
используются в области телевидения и интернет-связи. Световые сигналы
можно передавать без искажений на расстояния до 100 км. (Слайд 17)
Демонстрация опыта. Ход лучей в световоде при помощи лазерной указки.
В мензурку налита вода. Лазерный луч падающий перпендикулярно
поверхности выглядит как прямая линия. Но если мы будем светить на
внутреннюю поверхность мензурки лазерным лучом, то заметим, что луч
отражается от внутренней поверхности и не выходит наружу.
Тот же эффект наблюдается и при использовании световода или
стекловолокна. (Слайд 18 )
Полное внутреннее отражение встречается в природе.(Слайд 19)
4 этап. Рефлексивно-оценочный
Педагогические задачи: создать условия для развития рефлексивной
деятельности; организации взаимоконтроля и контроля результатов
деятельности.
Учащиеся фронтально дополняют предложения:
1.Явление , при котором свет меняет своё направление при переходе из
одной среды в другую называется …
2.Преломление света происходит из-за … на границе раздела двух сред
3.В воде скорость света в n раз … чем в воздухе
4.Чем меньшая скорость света в данной среде , тем среда считается
оптически…
5.Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть …и равна
…
6.Полное отражение – это явление , при котором преломлённая волна …
при углах падения больших за ….. (Слайд 20)
Выходной тест на карточках:
Даны три прозрачные среды: стекло , воздух и вода.Сравните скорости
распространения света в этих средах.
А) Во всех средах скорость одинаковая
Б) В стекле скорость самая большая
В) В воздухе скорость самая большая
Г) В воде скорость самая большая
2. Луч света, направленный перпендикулярно к границе раздела двух сред,
преломляется под углом:
А) преломляется под углом 90
0
Б) преломляется под углом 45
0
В) проходит, не преломляясь
Г) преломляется под углом 0
0
3. Луч света падает на границу между водой и стеклом .Какой из рисунков
правильно отражает ход лучей.
А) Б) В) Г)
4. Нарисуйте примерно дальнейший ход светового луча, который падает на
стеклянную треугольную призму так, как показано на рис.
5.Найдите угол падения α луча света , падающего из воздуха на
поверхность стекла с показателем преломления n=1,6, если угол
преломления светового луча β=20
0
.
А) 33
0
Б) 60
0
В) 45
0
Г) 35
0
Организовать взаимопроверку. (Слайд 21)
Обсудить результаты, выделить, на что надо обратить внимание при
подготовке к следующему уроку.
Предложить вернуться к целям урока и обсудить результаты урока.
5 этап. Информация о домашнем задании
Педагогические задачи: создать условия для осознанного выбора и успешного
выполнения домашнего задания.
- § 15;
- при необходимости - провести коррекцию своих знаний согласно
результатам теста.
Критерии успешного выполнения домашнего задания:
- ответить на вопросы после параграфа;
- выполнить упражнения 14 (№ 3,4)
Дополнительно:
Подготовить сообщения(на выбор):
-Явление преломления света в природе;
-Миражи;
-Волоконная оптика. (Слайд 22)
Список использованной литературы:
1.Физика:учебн.пособие для 11 класса учреждений общего среднего
образования с белорусским и русским языком обучения/ В. В. Жилко, Л. Г.
Маркович. — 2-е изд.— Минск : Народная асвета, 2014-287 с.
2. Физика:учебное пособие для 8 класса учреждений общего среднего
образования с белорусским и русским языком обучения / Л. А. Исаченкова,
Ю. Д. Лещинский ; под редакцией Л. А. Исаченковой. — 2-е изд. — Минск :
Народная асвета, 2015. — 183 с.
3. Сборник задач по физике 10-11 классы: пособие для учащихся учреждений
общегго среднего образования / В.В.Жилко, Л.Г.Маркович –5-е изд.–
Минск:Аверсэв,2016-253 с.
Скачать материал

Физика - еще материалы к урокам: