Разработка урока по физике Скорость света. Развитие взглядов на природу света (11 класс)
Порсева Е,И. МБОУ СОШ с.Сосново, Чайковский район, Пермский край13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415Урок по физике в11 классе по теме:
«Развитие взглядов на природу света. Скорость света».
Цели урока: восприятие и осмысление сущности природы света
Задачи урока:
Образовательные:
создание условий для осознания и осмысления нового материала в соответствии с индивидуальными особенностями учащихся средствами технологии критического мышления ; формирование умений объяснять физические явления на основе использования квантовой или волновой теории света, применение идеи корпускулярно-волнового дуализма.
Развивающие:
формирование умений анализировать полученную информацию, проводить обобщение и систематизацию изученного материала, выяснение роли опыта и теории в становлении квантовой физики, объяснение границы применимости теорий, раскрытие корпускулярно-волнового дуализма.
Воспитательные:
содействие в приобретении навыков самоорганизации и взаимодействия при работе в группах , ознакомить с историей развития науки, рассмотреть вклад ученых в развитие теории света.
Тип урока: изучение нового материала
Педагогические технологии: технология критического мышления, проблемное обучение
Формы работы обучающихся: групповая и индивидуальная работа, работа с текстом, заполнение обобщающейся таблицы, диалог, создание презентации.
Необходимое оборудование учителя: компьютер, мультимедийный проектор.
Необходимое оборудование учащихся: ноутбуки (на рабочем столе схемы опытов), раздаточный материал: тексты(приложения), таблицы для заполнения учащимися.
Методическое сопровождение урока: презентация к уроку
Ход урока
1.Организационный момент
Класс делится на группы по 4 человека. Группы получают задание и необходимые для его выполнения источники информации и ноутбук.
2. Актуализация мыслительной деятельности
Стадия «Вызов»
Учитель. Всем добрый день, садитесь! Смотрим на экран.(слайды 1-5)
Итак, как вы поняли, что мы будем изучать сегодня на уроке?
Ответы учащихся: Свет
Как прекрасен этот мир, наполненный светом! Что же такое свет?
Варианты ответов учеников: . Свет это видимое тепловое излучение.
Учитель..
В жилище наше свет проник. Как он родился и возник? В его природе есть секрет, И велся спор немало лет.
3. Цель и задачи урока
Тема: Скорость света. Развитие представлений о природе света.
Цель: восприятие и осмысление сущности природы света
Проблема: выяснить природу света
Задачи:
Узнать о том вкладе, который внесли ученые разных стран в развитие представлений о природе света
Сделать выводы о природе света на основании полученной информации
Создать презентацию "Скорость света. Развитие взглядов на природу света".
А работать сегодня мы будем по плану. Внимание на экран. (Слайд 10)
1.Каждая группа получает один и тот же текст. Причем каждый участник рабочей группы получает по одному отрывку из текста.
2.Индивидуальная работа. Каждый ученик работает со своей частью текста прорабатывает информацию, анализирует, составляет опорный конспект. Важно, чтобы из отрывка было взято все самое нужное. Задача ученика: представить своеобразную "выжимку". Причем сделать это он может по-разному составить кластер, таблицу, схему, и т.д.
3. Следующий этап работы групповой. Теперь учащиеся переходят к своим "коллегам". Составляются экспертные группы. То есть, в одной команде окажутся все те, кто получил отрывок № 1, в другой те, кто получил отрывок № 2. Начинается этап обсуждения. Учащиеся обмениваются своими работами, мнениями, выбирают самый лучший вариант для презентации своей части текста
4.После этого ребята возвращаются в свои рабочие группы, и начинается этап размышления. Каждый по очереди презентует свою часть текста. Будет это краткое изложение, кластер, таблица это решено уже на стадии работы в экспертной группе. Таким образом, каждый из учеников получает сведения по всему тексту.
5. Завершается "Зигзаг" общей работой всего класса. Каждую часть текста презентует один из экспертов по данному вопросу. В итоге происходит вторичное прослушивание материала. Остальные эксперты "дополняют" выступающего.
II. Основная часть урока
Самостоятельная работа учащихся в группах ( подготовка учащихся к выступлениям )
Презентация результатов работы
Учитель. Сейчас мы приступаем к презентации результатов работы своей группы. В начале урока, мы, поставили перед собой проблему - выяснить природу света.
В ходе презентаций не забывайте заполнять таблицы (на столах у учащихся листы с шаблоном таблиц).
III. Заключительная часть урока (На этапе рефлексии учащиеся решают, чья презентация материала была наиболее точной и эффективной. А также намечают круг вопросов, которые требуют уточнений, пояснений. Итогом такой работы может стать совместный проект или презентация.)
Подведение итогов
Какой продукт мы получили? Обратимся к вашим таблицам. Обратите внимание, все ли вы выполнили. Давайте сравним ваши опорные конспекты (ОК) с тем, который представлен на экране . (слайды 11-12)
Ребята, подведем итоги урока. С этой целью я предлагаю вам написать синквейн на тему «Свет». ( заслушиваются ответы учащихся) (слайд 13)
Если у кого-то мысли еще не выстроились в стройную картину, не огорчайтесь, над написанием синквейна вы можете поработать дома.
Домашнее задание: стр. 168 – 173
Я хочу всех поблагодарить за хорошую работу. В заключение прошу вас свое отношение к уроку выразить цветами лучиков солнечного цвета, прикрепив к диску Солнца на доске. Лучики-полоски из самоклеющейся бумаги синего, зеленого и желтого цветов, которые лежат у вас на столе, определитесь.
Литература и ЭОР
1.Мякишев Г.Я. Физика: Учебник. 11 кл./ Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, В.М.Чаругин – М.: Просвещение, 2011.
2. Физика: Учеб. пособие для 11 кл.шк. и классов с углубленным изучением физики/А.Т.Глазунов, О.Ф.Кабардин, А.Н.Малинин и др.; Под ред. А.А.Пинского.- М.: Просвещение , 1994.
3. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
4. https://infourok.ru
Приложение 1
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.
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.
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.
Приложение 3
Физо (1819-1896гг)-французский физик. В 1863 году стал профессором Политехнической школы в Париже. Первым серьезным достижением Физо в оптике были опыты по интерференции света. В 1849 году поставил классический опыт по определению скорости света. Сконструировал ряд приборов: индукционную катушку. Интерференционный спектроскоп; исследовал кристаллы, занимаясь фотографией. В 1875 году был избран членом Лондонского королевского общества, в 1866 году награжден медалью Румфорда .
Впервые скорость света лабораторным методом удалось измерить И.Физо в 1849г.
Опыт: свет от источника, пройдя через линзу, падал на полупрозрачную пластину. После отражения от пластины сфокусированный узкий пучок направлялся к быстровращающемуся зубчатому колесу. Пройдя между зубцами, свет достигал зеркала, находящегося на расстоянии 8,6 км от колеса. Отразившись от зеркала, свет возвращался опять к зубчатому колесу и должен был пройти опять между зубцами. Когда колесо вращалось медленно, свет, отраженный от зеркала был виден. При увеличении скорости он постепенно исчезал. Почему? Пока свет шел до зеркала и обратно, колесо успевало повернуться так, что на месте прорези вставал зубец, и свет переставал быть видимым. При дальнейшем увеличении скорости вращения колеса свет снова становился видимым. За это время распространения света до зеркала и обратно, колесо успевало повернуться так, чтобы на месте прежней прорези вставала уже новая прорезь. Зная это время и расстояние между колесом и зеркалом можно определить скорость света (c=313 км/с). Расчетная формула для определения скорости света данным методом: c=4lN13 EMBED Equation.3 1415, где N – число зубцов, 13 EMBED Equation.3 1415- частота вращения прерывателя.
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
Приложение 2
Рёмер Олаф Кристенсен (1644-1710гг), датский физик и астроном. В 1676 году сделал важное открытие: доказал конечность скорости света и измерил ее величину. Однако сообщение ученого на заседании Парижской Академии наук подверглось резкой критике. Несмотря на критику, выводы его были приняты Х.Гюйгенсом, Лейбницем, И. Ньютоном. Окончательная справедливость теории Рёмера была подтверждена в 1725г. после открытия астрономом Бредли явления абберации света. Вернувшись в Данию в 1681г. возглавил кафедру математики Капенгагенского университета и создал обсерваторию. Также принимал участие в политической и общественной жизни Дании. В конце жизни стал главой Государственного совета. Изобрел новые астрономические приборы. Имя Рёмера занесено на карту Луны.
В 1676г., наблюдая затмение спутника Юпитера Ио, Рёмер обнаружил, что когда земля через полгода переходит на другую сторону от Солнца, более удаленную от Юпитера, то Ио появляется на 22 минуты позже рассчитанного времени. Эта задержка объяснялась увеличением расстояния от Юпитера до Земли. Зная размер земной орбиты и время запаздывания, Рёмер рассчитал скорость распространения света. Из-за плохой точности измерений времени и орбиты Земли Ремер получил для скорости света значение 215000 км/с. Полученный им результат существенно отличается от известного сейчас значения скорости света. Но, несмотря на неточный результат, опыт О.Ремера имел принципиально важное значение, доказав конечность скорости света.
13 EMBED PowerPoint.Slide.8 1415
Приложение 4
Опыт Майкельсона
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]В течение всей своей жизни американский физик Альберт Абрахам Майкельсон (19.12.1852–09.05.1931) совершенствовал методику измерения скорости света. Создавая все более сложные установки, он пытался получить результаты с минимальной погрешностью. В 1924–1927 годах Майкельсон разработал схему опыта, в котором луч света посылался с вершины горы Вильсон на вершину Сан-Антонио (расстояние порядка 35 км). В качестве вращающегося затвора было использовано вращающееся зеркало, изготовленное с чрезвычайной точностью и приводимое в движение специально разработанным высокоскоростным ротором, делающим до 528 оборотов в секунду.
Изменяя частоту вращения ротора, наблюдатель добивался возникновения в окуляре устойчивого изображения источника света. Знание расстояния между установками и частоты вращения зеркала позволяли вычислить скорость света.
Начиная с 1924 года и до начала 1927 года было проведено пять независимых серий наблюдений, повышалась точность измерения расстояния и частоты вращения ротора. Средний результат измерений составил 299 798 км в секунду.
Результаты же всех измерений Майкельсона можно записать как c = (299796 ± 4) км/с.
13 EMBED PowerPoint.Slide.8 1415
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
XVII в
Корпускулярная теория
Волновая теория
Корпускулярно-волновой дуализм –
Метод (опыт)определения скорости света
Ученый, страна
Год
Метод основан
Скорость света
Root Entry