Открытого занятия «Наблюдение интерференции и дифракции волн»

Конспект урока по физике в группе 424
.
Лабораторная работа по теме
 «Наблюдение интерференции и дифракции волн».
Цель урока:         Наблюдение интерференции и дифракции волн.
Развивающие: развивать мышление, навыки учебного труда, формировать умение применять знания на практике, совершенствовать умение учащихся по проведению самостоятельных наблюдений, продолжить работу по формированию умений частично поисковой познавательной деятельности, осознать проблему, делать выводы , обобщать.Воспитательные: вызвать интерес к содержанию учебного материала и познавательным действиям.Образовательные: добиться сознательного усвоения знаний, приучить пользоваться полученными знаниями.Задачи урока:      Развитие у обучающихся навыков самостоятельных исследований,
Ход урока:
Начало урока.   20 мин
Учитель  - В течение нескольких уроков вы изучали явления интерференции и дифракции света. Сегодня вам придется наблюдать и исследовать эти явления самостоятельно. Любая лабораторная работа предполагает развитие навыков с физическими приборами..                                  У каждого из вас есть инструкция по выполнению лабораторной работы. Ознакомьтесь с планом исследований и вопросами, на которые вы должны будете ответить в конце работы. Ну, а в начале нужно вспомнить, что такое интерференция и дифракция света?
                             ( Ребята дают ответ, делают сообщения ) Учащиеся делают сообщения по интерференции и дифракции света с презентациями: интерференция света, дифракция света, дифракция света и немного об истории открытия явления.
Основная часть урока: 110 мин
Выполнение лабораторной работы
Учитель - Ну а теперь вам предстоит изучить явления интерференции и дифракции
с помощью приборов и для этого нужно ознакомиться с инструкцией.
. 
    Учащиеся - изучают инструкцию, проводят самостоятельные исследования согласно инструкциям.  Учитель оказывает помощь обучающимся.
Инструкция к выполнению лабороторной работы

Учитель по ходу выполнения работы разъясняет наблюдаемые явления
Экспериментальная работа №1
“Наблюдение явления интерференции света на мыльной пленке”.
Оборудование: стаканы с раствором мыла, кольца проволочные с ручкой диаметром 30 мм. (см. рисунок )

Учащиеся наблюдают интерференцию в затемненном классе на плоской мыльной пленке при монохроматическом освещении.
Интрференция на тонких пленках.
Чтобы пронаблюдать данный опыт, возьмем мыльную воду и проволочную рамку, затем посмотрим, как образуется тонкая пленка. Если рамку опустить в мыльную воду, то после поднятия в ней видна образовавшаяся мыльная пленка. Наблюдая в отраженном свете за этой пленкой, можно увидеть полосы интерференции.
На проволочном кольце получаем мыльную плёнку и располагаем её вертикально.
Наблюдаем светлые и тёмные горизонтальные полосы, изменяющиеся по ширине по мере изменения толщины плёнки (см. рисунок ).

Объяснение. Появление светлых и темных полос объясняется интерференцией световых волн, отраженных от поверхности пленки. треугольник d = 2h
Разность хода световых волн равна удвоенной толщине плёнки.
При вертикальном расположении пленка имеет клинообразную форму. Разность хода световых волн в верхней её части будет меньше, чем в нижней. В тех местах пленки, где разность хода равна четному числу полуволн, наблюдаются светлые полосы. А при нечетном числе полуволн – светлые полосы. Горизонтальное расположение полос объясняется горизонтальным расположением линий равной толщины пленки .4. Освещаем мыльную пленку белым светом (от лампы).
5. Наблюдаем окрашенность светлых полос в спектральные цвета: вверху – синий, внизу – красный.
Объяснение. Такое окрашивание объясняется зависимостью положения светлых полос о длины волн падающего цвета.
6.Наблюдаем также, что полосы, расширяясь и сохраняя свою форму, перемещаются вниз.
Объяснение. Это объясняется уменьшением толщины пленки, так как мыльный раствор стекает
под действиемсилы тяжести.
Экспериментальная работа №1 часть вторая
“Наблюдение интерференции света на мыльном пузыре”.
1. Учащиеся выдувают мыльные пузыри (См. рисунок )..
Для наблюдения воспользуемся мыльным раствором. Выдуваем мыльные пузыри. То, как пузыри переливаются, это и есть интерференция света (см. Рис. ).

2. Наблюдаем на верхней и нижней его части образование интерференционных колец, окрашенных в спектральные цвета. Верхний край каждого светлого кольца имеет синий цвет, нижний – красный. По мере уменьшения толщины пленки кольца, также расширяясь, медленно перемещаются вниз. Их кольцеобразную форму объясняют кольцеобразной формой линий равной толщины .Затем учащиеся отвечают на вопросы к разделу.
Экспериментальная работа №2
Наблюдение интерференции с помощью стеклянных пластин.
Берем две стеклянные пластины, перед этим тщательно их протираем, затем плотно складываем и сжимаем. Ту интерференционную картину, которую увидим в пластинах, нужно зарисовать.
Интерференции света на воздушной пленке.Чистые стеклянные пластинки учащиеся складывают вместе и сжимают пальцами (см. рисунок ).

Пластинки рассматривают в отраженном свете на темном фоне.
Наблюдаем в некоторых местах яркие радужные кольцеобразные или замкнутые неправильной формы полосы.
Измените нажим и пронаблюдайте изменение расположения и формы полос.
Учитель: Наблюдения в этой работе носят индивидуальный характер. Зарисуйте наблюдаемую вами интерференционную картину.
Объяснение: Поверхности пластинок не могут быть совершенно ровными, поэтому соприкасаются они только в нескольких местах. Вокруг этих мест образуются тончайшие воздушные клинья различной формы, дающие картину интерференции. (рисунок№ 7).

В проходящем свете условие максимума 2h=kl

Учитель: Явление интерференции и поляризации в строительной и машиностроительной технике используют для изучения напряжений, возникающих в отдельных узлах сооружений и машин. Метод исследования называют фотоупругим. Например, при деформации модели детали однородность органического стекла нарушается] .Характер ционной картины отражает внутренние напряжения в детали.
Эксперементальная часть 4
Наблюдение дифракции через капронувую ткань.


Нити капрона расположены друг от друга на расстоянии порядка размеров длины световой волны. Следовательно, данная капроновая ткань дает достаточно четкую дифракционную картину. Причем, поскольку нити в пространстве пересекаются под прямым углом, то получается двухмерная решетка.


Смотрим через капроновую ткань на нить горящей лампы.
Наблюдаем “дифракционный крест” (картина в виде двух скрещенных под прямым углом дифракционных полос) .
Ученики зарисовывают в тетрадь увиденную картину (дифракционный крест ).
Объяснение: В центре креста виден дифракционный максимум белого цвета. При k=0 разность хода волн равна нулю, поэтому центральный максимум получается белого цвета.
Крест получается потому, что нити ткани представляют собой две сложенные вместе дифракционные решетки со взаимно перпендикулярными щелями. Появление спектральных цветов объясняется тем, что белый свет состоит из волн различной длины. Дифракционный максимум света для различных волн получается в различных местах. [9]
. Эксперементальная часть 3Интерференция света в результате дифракции на лазерном диске (CD-ROM'е).

-546735356235Поверхность компакт-диска представляет собой спиральную дорожку с шагом соизмеримым с длиной волны видимого света.На мелкоструктурной поверхности проявляются дифракционные и интерференционные явления. Блики компакт- дисков имеют радужную окраску.
Эксперементальная часть 5
Наблюдение дифракции света на узкой щели
Сдвигаем ползунок штангенциркуля до образования между губками щели шириной 0,5 мм.


Сдвигаем ползунок штангенциркуля до образования между губками щели шириной 0,5 мм.
Приставляем скошенную часть губок вплотную к глазу (располагая шель вертикально).
Сквозь эту щель смотрим на вертикально расположенную нить горящей лампы.
Наблюдаютем по обе стороны от нити параллельные ей радужные полоски.
Изменяем ширину щели в пределах 0,05 – 0,8 мм. При переходе к более узким щелям полосы раздвигаются , становятся шире и образуют различимые спектры. При наблюдении через самую широкую щель полосы очень узки и располагаются близко одна к другой
Ученики зарисовывают в тетрадь увиденную картину.
Заключительный этап урока 30 мин
Если учащиеся выполняют работу раньше срока дается
Задание на карточках  (по группам, с учетом индивидуальных особенностей учащихся).
Затем выполняется самопроверка.(далее по плану)
Заключительныйэтап урока 15 мин
Итак, вы закончили наблюдение и исследование. Теперь я предлагаю вам ответить на несколько вопросов, чтобы окончательно разобраться в данной лабораторной работе.
Что общего между явлениями интерференции и дифракции при их наблюдении?
Что такое интерференционная картина?
Недавно вечером я увидела на небе вокруг Луны большие радужные кольца сквозь       легкую пелену облаков. Что за явление я наблюдала?
Домашнее задание  (по группам, с учетом индивидуальных особенностей учащихся).
– Подготовить сообщение по теме “Парадокс Вавилова”.
– Составить кроссворды с ключевыми словами “интерференция”, “дифракция
Технологическая карта урока.
Этап урока Методы обучения Деятельность учителя Деятельность ученика Средства обучения Методы
контроля
Начало урока Беседа Вступительное слово Ответы на вопросы Устный опрос
Ход урока Сообщение учащихся Оказание помощи в работе с мультимедийнымпроектором сообщения Компьютерные презентации Усный опрос
Выполнение
Исследований,
оформление письменной работы Оказывает помощь в выполнении работы Выполняют исследования,письменнуюработу,отвечают письменно на вопросы
Лабораторное оборудование ,мультимедийный проектор Письменный опрос
Возможный этап рефлексии Выполнение заданий по карточкам по теме
« Механические колебания» Контролирует самостоятельную работу Решают задачи,взаимопроверкаКарточки
Мультимедийный проектор Письменный опрос
Итог урока Беседа Постановка вопросов, подведение итогов. Ответы на вопросы Интерактивная доска Устный опрос
УРОК ЗАКРЕПЛЕНИЯ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ЗНАНИЙ, УМЕНИЙ И НАВЫКОВ
Поволжский колледж технологий и менеджмента
План занятия
Дисциплина: физика
Специальность: ОЭРТ
Курс: ______2___
Группа: _424_______
Дата проведения:____23.10.2015___
Тема: Лабораторная работа «Изучение интерференции и дифракции волн
Цели занятия :Дидактическая (обучающая):
- применение знаний на практике с целью углубления и расширения усвоенных знаний;
- формирование, совершенствование знаний, умений и навыков
Воспитательная:
-формирование общечеловеческих ценностей;
Развивающая:
- развитие познавательной активности;
-развитие внимания, памяти, воображения, воли;
-развитие логического мышления;
Вид занятия: лабораторная работа
Тип урока: урок закрепления и совершенствования знаний, умений и навыков.
Методы занятия :- развивающие (разъяснение, беседа, эвристическая), инструктаж
- наглядные (показ, демонстрация);
- практические (упражнения (воспроизводящие, тренировочные, творческие)Внутрипредметные связи:
учащиеся должны понимать, что изучаемый материал необходим для усвоения материала электродинамика,электромагнитные волны.
Межпредметные связи:
обеспечивающие: использовать математический метод анализа и синтеза
обеспечиваемые: развитие целостной,научной картины мира.
Оборудование и методическое обеспечение урока: (с использованием электронных ресурсов, интернет ресурсов, оборудование для выполнения лабораторной работы, методические указания к выполнению лабораторной работы)
Студент должен:
Знать: понятие интерференции , дифракции волн, сущность происходящих явлений
Уметь: анализировать эксперементальные данные
Литература:
Дмитриева В.Ф. Физика для профессий и специальностей технического профиля. Лабора- торный практикум: учеб. пособия для учреждений сред. проф. образования / В.Ф.Дмитриева, А. В. Коржуев, О. В. Муртазина. — М., 2015.
Дмитриева В.Ф. Физика для профессий и специальностей технического профиля: электрон- ный учеб.-метод. комплекс для образовательных учреждений сред. проф. образования. — М., 2014.
Фирсов А.В. Физика для профессий и специальностей технического и естественно-научного профилей: учебник для образовательных учреждений сред. проф. образования / под ред. Т. И. Трофимовой. — М., 2014.
Цифровые образовательные ресурсы (библиотека электронных наглядных пособий):
−Лабораторный практикум нового поколения. Предмет «Физика». Соответствует Государственному стандарту образования РФ;
− «История изобретений» (Большая детская энциклопедия);
Интернет-ресурсы.
www. fcior. edu. ru (Федеральный центр информационно-образовательных ресурсов). wwww. dic. academic. ru (Академик. Словари и энциклопедии). www.booksgid.com (Воокs Gid. Электронная библиотека). www.globalteka.ru (Глобалтека. Глобальная библиотека научных ресурсов). www.window.edu.ru (Единое окно доступа к образовательным ресурсам). www. st-books.ru (Лучшая учебная литература).
www. school.edu.ru (Российский образовательный портал. Доступность, качество, эффек- тивность). www.ru/book (Электронная библиотечная система).
www.alleng.ru/edu/phys.htm (Образовательные ресурсы Интернета — Физика). www. school-collection.edu.ru (Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов). https//fiz.1september.ru (учебно-методическая газета «Физика»).
www.n-t.ru/nl/fz (Нобелевские лауреаты по физике).
Ход занятия
№
элемента
занятия Элементы занятия Время,
минут Методы
1 Организационная часть
Сообщение темы, цели задач занятия 5 Беседа эвристическая
2 Актуализация опорных знаний студентов 15 Сообщения,презентации3 Самостоятельное выполнение практической части работы 110 Демонстрации,опыты,
письменнаяработа4 Обобщение и систематизация знаний 15 Ответына вопросы,беседа5 Задание на дом 5 Инструкционно – технологическая карта
Лабораторная работа
Дисциплины: физика
Специальность: ОЭРТ
Курс 2
Группа: 424
Тема:. Интерференция и дифракция волн
Наименование работы: Наблюдение интерференции и дифракции волн
Цель работы (для студентов): применение знаний на практике с целью углубления и расширения усвоенных знаний
Приобретаемые умение и навыки: развитие логического мышления,умения анализировать практическую работу, делать выводы.
Техника безопасности: при работе со стеклом следить затем, чтобы не порезаться.
Время работы: 110 мин
Средства обучения:
Оборудование и материалы: лампа накаливания,мыльный раствор, стеклянные трубочки,рамка для создания мыльной пленки,сиди-диск,штангенциркуль, стеклянные пластинки, капроновая ткань .
Вербальные средства обучения: лекционный материал,презентацииТехнические средства обучения (ТСО): проектор демонстрационный
Вопросы для самопроверки:
№ п/пСодержание работы и последовательность операций Оборудование Инструктивные указания и технические требования
1 Наблюдение явления интерференции света на мыльной пленке”.
Сосуд с мыльным раствором, рамка Освещаем мыльную пленку белым светом (от лампы).
5. Наблюдаем окрашенность светлых полос в спектральные цвета: вверху – синий, внизу – красный.
2 “Наблюдение интерференции света на мыльном пузыре”.
Сосуд с мыльным раствором,стеклянная трубка Наблюдаем на верхней и нижней его части образование интерференционных колец, окрашенных в спектральные цвета
3 Наблюдение интерференции с помощью стеклянных пластин Стеклянные пластинки,лампы накаливания Наблюдаем в некоторых местах яркие радужные кольцеобразные или замкнутые неправильной формы полосы
4 Интерференция света в результате дифракции на лазерном диске (CD-ROM'е).
Лазерный диск Поверхность компакт-диска представляет собой спиральную дорожку с шагом соизмеримым с длиной волны видимого света.
Наблюдаем блики радужной окраски
5 Наблюдение дифракции через капронувую ткань Капроновая ткань Наблюдаем “дифракционный крест” (картина в виде двух скрещенных под прямым углом дифракционных полос) .
6 Наблюдение дифракции света на узкой щели
Штангенциркуль Наблюдаем дифракцию на узкой щели.
Методические рекомендации по выполнению практической работы (см конспект урока)
Задание для отчета: (см конспект урока)
Задание на дом:
– Подготовить сообщение по теме “Парадокс Вавилова”.
– Составить кроссворды с ключевыми словами “интерференция”, “дифракция