Ученики на Учителя.com


Конспект урока по физике "Развитие взглядов на природу света" 11 класс

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение
«Средняя школа № 1 имени А.М. Горького»
городского округа город Фролово
Конспект урока по физике
в 11 классе
«Развитие взглядов на природу света»
подготовила
учитель физики
Коренева Светлана Ивановна
г. Фролово
2021
Развитие взглядов на природу света.
Цель урока: познакомить учащихся с историей развития взглядов на природу света;
выяснить практическую ценность изученных явлений с использованием исторического
материала об изобретениях М. В. Ломоносова.
Ход урока.
I. ИНМ.
Сегодня мы переходим к изучению раздела оптика. В этом разделе изучаются закономерности
световых явлений, процессы взаимодействия света и вещества и рассматривается вопрос о
природе света.
Оптика – это раздел физики, в котором изучаются закономерности световых явлений,
процессы взаимодействия света и вещества и рассматривается вопрос о природе света.
Большинство фактических сведений о природе человек получил с помощью зрительных
ощущений. Анализ излучения светящихся тел позволяет определить их температуру, строение и
химический состав. Свет, приходящий на Землю от далёких звёзд и туманностей, даёт
возможность установить расстояние до них, скорость их движения и т.д.
Свет – волшебное, гипнотизирующее явление природы. Представление о нём пронизывает
искусство, литературу, мифологию, наконец, всю науку.
Молюсь оконному лучу –
Он бледен, тонок, прям.
Эти строки написала Анна Ахматова. Фрэнсис Бэкон называл свет «первым творением Бога».
Альберт Эйнштейн заявил однажды: «Я хотел бы размышлять о свете до конца моих дней».
Основы оптики были заложены еще в глубокой древности. Варка прозрачного стекла была
известна древним египтянам и жителям Мессопотамии за 1600 лет до нашей эры, а в древнем Риме
из стекла с высоким совершенством изготовляли посуду и украшения. В XIII веке человечество
получило первые оптические приборы - очки и увеличительные стекла. Значительно позднее, в
начале XVII века, были изобретены зрительная труба и микроскоп.
В 1609 году итальянский ученый Галилей изобрел подзорную трубу с отрицательной линзой в
качестве окуляра и широко использовал ее для наблюдений. В России очки и зрительные трубы
появились в начале XVII веке.
Создание теории оптических приборов началось в конце XVII века благодаря трудам
выдающихся ученых: Р. Декарта, П. Ферма, И. Ньютона, К. Гаусса и других. Большой вклад в
развитие мировой науки и техники в области оптики внесли русские ученые М. В. Ломоносов, Л.
Эйлер, В. Н. Чиколев, механики И. П. Кулибин, О. Н. Малофеев.
В России при Петре I оптика получила свое дальнейшее развитие. В 1725 году при Академии
Наук была организована кафедра оптики и оптическая мастерская. Одним из руководителей
кафедры оптики был Л. Эйлер, который написал книгу “Диоптрика”, где изложил основы
геометрической оптики.
М. В. Ломоносов был первым русским ученым, который применил микроскоп для научных
исследований, он создал целый ряд принципиально новых оптических приборов, разработал
способы изготовления цветного стекла, цветной мозаики. Трудами выдающихся русских М.В.
Ломоносова и Л.Эйлера в XVIII веке были заложены главнейшие основы для развития
оптического производства в России. После революции 1917 года в Петрограде в 1918 году был
организован Государственный Оптический Институт (ГОИ), его возглавил академик Д.С.
Рождественский. ГОИ явился центром, определяющим научную политику в области создания
отечественной оптическо-механической промышленности. В ГОИ работали выдающиеся ученые:
С.И.Вавилов, А.А.Лебедев, И.В.Гребенщиков, Н.Качалов и другие.
В послевоенные годы наша оптическая промышленность с успехом осваивала производство
уникальных высокоточных приборов, электронных микроскопов, интерферометров, приборов для
космических исследований.
На базе явлений фотоэлектрического эффекта, открытого русским ученым А.Г.Столетовым,
успешно развивается фотоэлектрическая область оптики, нашедшая применение в автоматике,
телевидении, управлении космическими кораблями.
К числу крупных достижений отечественной оптики относятся работы профессора М.М.
Русинова. Созданные им широкоугольные аэрофотообъективы выдвинули советскую
аэрофотосъемку на ведущее место в мире.
Создание аппаратуры для фотографирования невидимой с Земли обратной стороны Луны
явилось началом развития нового направления оптического приборостроения – космически
оптических приборов.
Исследования советских физиков Н.Г.Басова и А.М.Прохорова в середине 50-х года XX века
стали тем зерном, из которого выросла новая область науки – квантовая электроника. В 1971 году
Денис Габор получил Нобелевскую премию за открытие голографии.
Еще в 1930 году в Германии Ламм передал по оптическим волокнам не только свет, но и
изображение. Но технология изготовления стеклянных волокон была очень сложной, поэтому
идеи Ламма на долгие годы остались забытыми.
Современная наука подняла на гребень волны волоконную оптику.
История развития взглядов на природу света
Первые представления о природе света были заложены в глубокой древности. Греческий
философ Платон (427–327 гг до н.э.) создал одну из первых теорий света.
Евклид и Аристотель (300–250 гг до н.э.) опытным путем установили такие основные законы
оптических явлений, как прямолинейное распространение света и независимость световых пучков,
отражение и преломление. Аристотель впервые объяснил сущность зрения.
Несмотря на то, что теоретические положения древних философов, а позднее и ученых
средних веков, были недостаточными и противоречивыми, они способствовали формированию
правильных взглядов на сущность световых явлений и положили начало дальнейшему развития
теории света и созданию разнообразных оптических приборов. По мере накопления новых
исследований о свойствах световых явлений изменилась точка зрения на природу света. Ученые
считают, что историю изучения природы света следует начинать с XVII века.
В XVII веке датский астроном Ремер (1644–1710) измерил скорость распространения света,
итальянский физик Гримальди (1618–1663) открыл явление дифракции, гениальный английский
ученый И.Ньютон (1642–1727) развил корпускулярную теорию света, открыл явления дисперсии и
интерференции, Э.Бартолин (1625–1698) обнаружил двойное лучепреломление в исландском
шпате, заложив тем самым основы кристаллооптики. Гюйгенс (1629–1695) положил начало
волновой теории света.
В XVII веке делаются первые попытки теоретического обоснования наблюдаемых световых
явлений. Корпускулярная теория света, развитая Ньютоном, состоит в том, что световое излучение
рассматривается как непрерывный поток мельчайших частиц – корпускул, которые испускаются
источником света и с большой скоростью летят в однородной среде прямолинейно и равномерно.
С точки зрения волновой теории света, основоположником которой является Х.Гюйгенс,
световое излучение представляет собой волновое движение. Световые волны Гюйгенс
рассматривал как упругие волны высокой частоты, распространяющиеся в особой упругой и
плотной среде – эфире, заполняющем все материальные тела, промежутки между ними и
межпланетные пространства.
Пусть три столетья минуло с тех пор,
Ещё не разрешился этот спор.
Один сказал, что свет – это волна,
Подобно механической она.
Другой сказал, что свет – поток частиц
В любой среде не знает он границ.
Корпускулярная теория
Волновая теория
Авторы
И. Ньютон
Р. Гук, Х. Гюйгенс, Т. Юнг, А. Физо,
О. Френель, Дж. Максвелл и др.
Основные
положения
1. Свет – поток частиц, испускаемых
светящимся телом по всем направле-
ниям.
2. Частицы движутся прямолинейно
и равномерно.
Свет распространяется сферически-
ми волнами.
Законы
1. Прямолинейного распространения
света
2. Отражения
3. Преломления
1. Явления дифракции, интерферен-
ции и поляризации
Выходом из этого тупика стала гипотеза Планка о том, что световой поток состоит из отдельных
порций (квантов) электромагнитного излучения.
Свет имеет двойственную природу (корпускулярно-волновой дуализм): с одной стороны, он
обладает волновыми свойствами, с другой – представляет собой поток частиц.
Электромагнитная теория света была создана в середине XIX века Максвеллом (1831–1879).
Согласно этой теории световые волны имеют электромагнитную природу, а световое излучение
можно рассматривать как частный случай электромагнитных явлений. Исследования Герца и в
дальнейшем П.Н.Лебедева также подтвердили, что все основные свойства электромагнитных волн
совпадают со свойствами световых волн.
Лоренц (1896) установил взаимосвязь между излучением и структурой вещества и развил
электронную теорию света, согласно которой входящие в состав атомов электроны могут
совершать колебания с известным периодом и при определенных условиях поглощать или
испускать свет.
Электромагнитная теория Максвелла в сочетании с электронной теорией Лоренса объясняла
все известные тогда оптические явления и, казалась, полностью раскрывала проблему природы
света.
Световые излучения рассматривались как периодические колебания электрической и
магнитной силы, распространяющейся в пространстве со скоростью 300000 километров в секунду.
Лоренс полагал, что носитель этих колебаний – электромагнитный эфир, обладает свойствами
абсолютной неподвижности. Однако созданная электромагнитная теория вскоре оказалась
несостоятельной. Прежде всего, эта теория не учитывала свойства реальной среды, в которой
распространяются электромагнитные колебания. Кроме того, с помощью этой теории нельзя было
объяснить ряд оптических явлений, с которыми столкнулась физика на рубеже XIX и XX веков. К
таким явления относятся процессы излучения и поглощения света, излучение абсолютно черного
тела, фотоэлектрический эффект и другие.
Квантовая теория света возникла в начале XX века. Она была сформулирована в 1900 году, а
обоснована в 1905 году. Основоположниками квантовой теории света являются Планк и
Эйнштейн. Согласно этой теории, световое излучение испускается и поглощается частицами
вещества не непрерывно, а дискретно, то есть отдельными порциями – квантами света.
Квантовая теория как бы в новой форме возродила корпускулярную теорию света, по
существу же она явилась развитием единства волновых и корпускулярных явлений.
В результате исторического развития современная оптика располагает обоснованной теорией
световых явлений, которая может объяснить различные свойства излучений и позволяет ответить
на вопрос о том, в каких условиях те или иные свойства световых излучений могут проявляться.
Современная теория света подтверждает его двойственную природу: волновую и корпускулярную.
Свет имеет большое практическое применение, в том числе и в оптических приборах. Очень
много изобретений оптических приборов принадлежит выдающемуся учёному и писателю,
инженеру и художнику, историку и педагогу, общественному деятелю и пламенному борцу за
национальное достоинство России М. В, Ломоносову.
Пою перед тобой в восторге похвалу
Не камням дорогим, не злату, но Стеклу.
(«Письмо о пользе стекла» 1752 г.)
− О каких оптических приборах идёт речь?
1. По долговременном теченье наших дней
Тупеет зрение ослабленных очей.
Велика сердцу скорбь лишиться чтенья книг;
Скучнее вечной тьмы, тяжелее вериг!
Одно лишь нам стекло в сей бедности отрада.
Оно способствием искусныя руки
Подать нам зрение умеет чрез очки!
Очки были усовершенствованы.
2. Хоть острым взором нас природа одарила,
Но близок онаго конец имеет сила.
Кроме, что в далеке не кажет нам вещей
И собранных трубой он требует лучей.
Коль многих тварей он ещё не досягает,
Которых малой рост пред нами сокрывает!
Но в нынешних веках нам мелкоскоп открыл,
Что бог в невидимых животных сотворил.
Микроскоп (мелкоскоп) усовершенствовал.
3. Телескоп (труба об одном зеркальце) усовершенствовал.
4. Ночезрительный бинокль (машина для сгущения света) изобрёл.
5. Перископ (горизонтоскоп) изобрёл.
6. Различные приборы для мореплавания: секстант, морской хронометр, курсограф и т. д.
7. Приборы для получения любого света путём сложения трёх цветов, открыл дополнительные
цвета. Это нашло применение при создании знаменитой мозаичной картины «Полтавская баталия»,
выполненная из стекла.
II. Домашнее задание.
§ 59.
Список литературы:
1. Г.Я. Микишев, Б.Б. Буховцев, В.М. Чаругин. Физика. 11 кл.: учебник для
общеобразовательных организаций. – 5-е изд., – М.: Просвещение,2018
2. Интернет-ресурсы в свободном доступе
Скачать материал

Физика - еще материалы к урокам: