План-конспект урока по физике "Дисперсия света. Спектральный анализ" 11 класс
План-конспект урока по физике в 11 классе
на …………
Тема урока: Дисперсия света.Спектральный анализ
Образовательные: познакомить учащихся с дисперсией света. спектральным анализом
Воспитательные: ознакомить учащихся с физическим явлениям дисперсией света. спектральным анализом
Развивающие: способствовать развитию интереса к предмету
Ход урока
1. Организационный момент
Приветствие, выявление отсутствующих, проверка готовности учащихся к уроку.
2. Опрос домашнего задания
Интерференция света
Дифракция света
3.Обьяснение новой темы
Вопрос о цвете разных тел и веществ интересовал людей с давних времен. Почему Солнце, заходя за
горизонт, краснеет? Почему появляется радуга? Почему при прохождении света через некоторые
минералы, они блестят? Ответы на подобные вопросы нашлись только во времена Ньютона. В 1666 году И.
Ньютон написал о своем эксперименте следующее: «Я при обработке различных оптических стекол для
проверки известных явлений по цвету изготовил треугольную стеклянную призму. В этих целях я затемнил
комнату и для поступления солнечного луча на окне сделал маленькую дырку. Я расположил призму
так, чтобы луч попадал на призму и, отражаясь от нее, собирался на стене. Таким образом, наблюдение
полученных разнообразных и усиленных цветов оставили у меня большое удовольствие».
Полученный набор разных цветов, которые появлялись при прохождении света через призму, Ньютон назвал
спектром (от лат. spectrum – увидеть)
При закрывании щели стеклом красного цвета Ньютон наблюдал на стене только красное пятно, при
закрывании щели стеклом зеленого цвета он наблюдал на стене только зеленое пятно. При изучении спектра
он установил, что лучи разного цвета преломляются поразному.
Например, красный цвет преломляется меньше, чем другие, а фиолетовый цвет – больше всех остальных.
Ньютон не знал причину этого. Но этот эксперимент доказал, что белый цвет является сложным цветом.
Он состоит из семи цветов:
красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. Имеются и другие эксперименты
Ньютона, доказывающие, что белый цвет является сложным цветом. Ньютон взял окружность и, разделив ее
на секторы, раскрасил их в семь разных цветов. Эту окружность он закрепил на ось вращения двигателя. При
определенной скорости вращения разноцветная окружность выглядит как белая.
Если на пути света, разделенного на разные цвета, после прохождение через первую призму поставить
призму под углом 180°, она выполняет функцию собирающей линзы. В точке сбора лучей, выходящих из
призмы, получается белый цвет
Открытое Ньютоном явление получило название дисперсия света (от лат. disperge – рассеять). Таким
образом Ньютон доказал, что белый луч Солнца состоит из суммы лучей разных цветов. То, что разные
предметы и вещи имеют разные цвета, объясняется тем, что некоторые цвета поглощаются, а некоторые
отражаются. Абсолютно черные тела поглощают все лучи, а белые – отражают.
Согласно волновой теории света, свет – это волны, распространяющиеся в пространстве с большой
скоростью. Цвет световой волны зависит от частоты.
Длина волны световых волн очень короткая. Например, красный луч
имеет самую большую длину волны, его значение λ = 7,6 · 10
маленькая длина волны принадлежит фиолетовому лучу, его значение 3,8 · 10–7 м. Длина волны других
лучей лежит между ними.
В 1873 году английский ученый Дж. Максвелл теоретически доказал,
что свет состоит из электромагнитных волн, распространяющихся со скоростью c = 3 · 108 м/с. Эту
теорию экспериментально доказал Г. Герц.
Отсюда можно сделать вывод: лучи, имеющие разные цвета, в среде распространяются с различной
скоростью. При переходе света из одной среды в другую меняется его длина волны, но частота не меняется.
Нам известно, что скорость волны υ, длина волны λ и частота ν связаны следующим образом:
υ = λv.
Если учесть связи показателя преломления света n, скорость распространения света в вакууме с и скорость
распространения света в среде υ
/ n=c/ υ
Получается, что показатель преломления луча в среде для разных лучей будет разным
–7
Зависимость показателя преломления света от длины волны называется дисперсией
В 1807 году английский физик Томас Юнг, комбинируя красный, зеленый и голубой цвета, доказал, что
возможно получить белый цвет. Также, комбинируя красный, зеленый и голубой цвета, можно получить
другие цвета
Красный, зеленый и голубой цвета Юнг назвал первичными лучами. Никакой из этих первичных
цветов невозможно получить из комбинации других цветов. Это можно легко проверить, освещая экран
лучом красного, зеленого и голубого цветов. В том месте, где накладываются эти три цвета, образуется
белый цвет.
Если через призму пропустить свет из разных источников, никакой из них (кроме лазера) не является
монохроматическим, т.е. не излучает волны с одинаковой частотой. Нагретые тела тоже излучают волны
разного спектра. Их спектр можно разделить на три вида.
Солнечный спектр или спектр лампы накаливания является непрерывным. Свет, испущенный нагретым
веществом в твердом или жидком состоянии и сильно сжатыми газами, имеет непрерывный спектр.
Линейчатый спектр. В таком спектре имеется одна линия. Такой спектр испускает атомы, не
связанные друг с другом. Отдельные атомы испускают электромагнитные волны с одной длиной волны.
Полосатый спектр. Отдельные слабо связанные или не связанные молекулы излучают спектр в виде
отдельных полос, разделенных темными промежутками. Если поставить красное стекло на пути света,
излучаемого лампой, через него проходит только красный свет, а остальные лучи поглощаются. Если
белый луч пропустить через неизлучающий газ, то на фоне непрерывного спектра источника появятся
черные линии. Причиной этого является поглощение газом лучей некоторых частот. Исследования
показали, что нагретое тело испускает свет тех длин волн, которые оно поглащает.
Каждый химический элемент имеет свойственный только ему спектр. Подобно неповторяемости
отпечатков пальцев, спектр каждого элемента также не похож на другие.
Именно благодаря спектральному анализу стало возможным определить химический состав Солнца и
звезд. Другими методами его определить невозможно. Следует сказать, что элемент гелий сначала
открыли на Солнце, а затем нашли в атмосфере Земли. «Гелий» означает «солнечный». Спектральный
анализ проводится не только с помощью спектра испускания, но и спектра поглощения
4.Решение задач
Показатель преломления линзы для красного света равен 1,5, для фиолетового – 1,52. Две
поверхности линзы имеют одинаковый радиус кривизны, равный 1 м. Определите разницу между
фокусными расстояниями линзы для красного и фиолетового лучей.
5.Подведение итогов
6.Дом.задание : §26
Баязитов Р.И.
