Тема урока: Лабораторная работа №2.
«Измерение показателя преломления стекла».
Цель: целеноправленное обучение поисковой деятельности, актуализация личностного смысла учащихся к изучению темы, создание условий для развития навыков общения и совместной деятельности.
Задачи:
Образовательная: экспериментальная работа по определению показателя преломления стекла, формирование умения устанавливать связь между элементами содержания ранее изученного материала и нового.
Развивающая: развитие навыков мыслительных операций, совершенствование умений формулировать личностно – значимые цели, способствовать развитию исследовательских и творческих навыков.
Воспитательная: совершенствование умений работать в паре, формировать способность к самоанализу.
Тип урока – закрепление и углубление знаний
Форма урока – исследовательская работа.
Оборудование: компьютер, медиапроектор, интерактивная доска (ИД), плоскопараллельные и полуцилиндрические стеклянные пластины, лазерная указка, цветные карандаши, измерительные линейки.
Ход урока.
I. Оргмомент: психологический настрой учителя на активную познавательную деятельность: природа даёт нам много загадочных явлений, пытается таким образом вовлечь нас в исследовательскую деятельность. Вы любопытные, творческие, вам совершать открытия и объяснять эти явления, своё маленькое открытие вы совершите на данном уроке. В путь, в трану знаний! А я вас поддержу. слайд 1)
II. Мотивация: в презентации представлено несколько картинок
атмосферного оптического явления, в далёком прошлом такое явление наводило на человека ужас, а вам не страшно?(слайд 2-4)
- Как называется данное природное явление?
- Каковы причины возникновения данного явления?
(Ответ: преломление солнечных лучей в кристалликах облака).
III. Постановка цели урока: Сегодня нам предстоит интересная исследовательская работа по определению показателя преломления среды, в частности стекла. Я надеюсь, вы хорошо подготовились и справитесь с ней.
-Что мы можем исследовать по данной теме?
Учащиеся совещаются в парах и формулируют цель.
ЦЕЛЬ: исследовать зависимость показателя преломления стекла от цвета луча, угла падения, способа определения, от формы прибора.
IV. Актуализация знаний
- Что такое преломление луча света?
- Сформулируйте законы преломления?
- фото воды в бассейне с подсветкой, выходящие из воды лучи рассеиваются на стенке.(слайд 5) Объясните причину данного явления, ход лучей?
- Объясните явление (слайд 6)
- Пронализируйте видео (видео работает при подключении Интернета)
Вывод: скорость света в среде зависит от плотности среды
- сравните скорости света в различных средах(слайд 7)
-Проанализируйте таблицу значений показателей преломления для некоторых веществ относительно вакуума.(слайд 8)
Вещество | Показатель преломления относительно вакуума |
Вода (при 20°С) | 1,33 |
Кедровое масло (при 20°С) | 1,52 |
Сероуглерод (при 20°С) | 1,63 |
Лед | 1,31 |
Каменная соль | 1,54 |
Кварц | 1,54 |
Рубин | 1,76 |
Алмаз | 2,42 |
Различные сорта стекла | От 1,47 до 2.04 |
Вывод: чем больше плотность вещества, тем больше показатель преломления вещества.
- Постройте ход лучей света в аквариуме на ИД.
- Приведите примеры преломления света из вашей жизни
Работа на Интерактивной доске (ИД)
- Изобразите преломленный луч, если луч переходит из стекла в воду.
- Изобразите преломленный луч, если луч переходит из воздуха в воду.
-. По чертежу охарактеризуйте среды
- Сравните скорости света в данных средах?
- Угол падения из воздуха в стекло равен 0 градусов. Чему равен угол преломления? Построить чертёж на ИД.
- Как расположены призмы внутри черного ящика? (Подтвердить ответ опытом с лазерной указкой)
- Как найти синус угла в прямоугольном треугольнике?
V. Исследовательская работа:
1.По имеющимся на столе приборам и инструкции, поставьте цель вашего эксперимента?
1 группа – исследовать зависимость показателя преломления стекла от угла падения стр 386. Физика Мякишев 11 кл
2 группа - исследовать зависимость показателя преломления стекла от цвета луча стр 386. Физика Мякишев 11 кл
3 группа - исследовать зависимость показателя преломления стекла разными приборами
4 группа - исследовать зависимость показателя преломления стекла различными способами
VI. Отчёт групп: показать выполнение исследования, чертеж, вычисления, вывод.
В таблице на ИД записываем полученные данные и делаем общий
Вывод (слайд 11)
Показатель преломления стекла зависит от цвета луча и не зависит от угла падения, способа определения, от формы прибора.
Качественные задачи:
Задача хозяюшки
• Почему маринованные фрукты и овощи, находящиеся в закрытой банке, выглядят крупнее, чем на самом деле?
Задача туриста
• Почему, сидя у горящего костра, мы видим предметы по другую сторону от него колеблющимися?
Литературная задача
В повести В. Катаева «Белеет парус одинокий» есть такие слова: «Ладони у Гаврика приятно горели. Весло, опущенное в прозрачную зеленую воду, казалось сломанным». Почему весло казалось сломанным?
Задача ЕГЭ, уровень «С»: Бассейн глубиной 3 метра заполнен водой. Относительный показатель преломления на границе воздух – вода 1,33. Найти радиус светового круга на поверхности воды от электрической лампы находящейся на дне бассейна. Сделать чертёж.
Итог урока: большое количество оптических природных явлений основано на законах преломления света.
Домашнее задание: (слайд 12)
- повторить п.61,62.
- Приготовить сообщение об оптических явлениях(фото, презентация, реферат)
Оценки: оценивание проводят учащиеся, комментируя долю участия каждого ученика в исследовании.
Рефлексия: (слайд 13)
- Какой вклад вы внесли в исследование? Пригодился ли вам ранее изученный материал? Что нового вы узнали на уроке? Сможете ли вы использовать полученные знания для объяснения физических явлений?
Инструкции по выполнению работы.
Лабораторная работа №2.
Вариант №1.
Тема: «Измерение показателя преломления стекла».
Цель работы:
Оборудование: плоскопараллельная стеклянная пластинка в форме трапеции, измерительная линейка, красный карандаш, транспортир, циркуль.
Указания к работе:
Положите пластину на лист и обведите простым карандашом её параллельные грани. Под произвольным углом α к верхней грани проведите красным карандашом прямую. Эта прямая будет являться падающим лучом. Поднимите лист с пластиной на уровень глаз. Глядя в нижнюю грань пластины и увидев в ней продолжение «падающего луча», поставьте на выходе его нижней грани точку А и начертите прямую, которая была бы продолжением преломленного луча, из стекла в воздух. Уберите пластину и в точку падения луча В проведите перпендикуляр ЕД к верхней грани пластины. Выполните дополнительные построения: на падающем луче отложите отрезок АВ, равный отрезку ВС (или проведите окружность радиусом АВ учебник стр 387), опустите перпендикуляр АЕ на перпендикуляр ЕД, проведенный к граням пластины. Соедините точки Д и С. Показатель преломления второй среды относительно первой равен отношению синуса угла падения к синусу угла преломления. Отношение синусов углов можно заменить соответственно отношением противолежащих катетов к гипотенузам. Поскольку длина отрезка АВ = ВС (по построению). После сокращения остается отношение длин отрезков АЕ и ДС. n = АЕ/ ДС. Вывод рабочей формулы сделайте самостоятельно. Длину отрезков АЕ и ДС измеряют с помощью линейки.
№ опыта | АЕ мм | ДС мм | п |
1. | |||
2. |
Проведение эксперимента.
1.Измерить показатель преломления стекла относительно воздуха при произвольном угле падения. Результаты измерения записать в таблицу
2. Повторить результат меняя угол падения.
3. Сравнить результаты
4. Сделать вывод о зависимости или независимости показателя преломления стекла от угла падения
Лабораторная работа №2.
Вариант №2.
Тема: «Измерение показателя преломления стекла».
Цель работы:
Оборудование: плоскопараллельная стеклянная пластинка в форме трапеции, измерительная линейка, фломастеры синий и красный, транспортир, циркуль.
Указания к работе:
Положите пластину на лист и обведите простым карандашом её параллельные грани. Под произвольным углом α к верхней грани проведите красным карандашом прямую. Эта прямая будет являться падающим лучом. Поднимите лист с пластиной на уровень глаз. Глядя в нижнюю грань пластины и увидев в ней продолжение «падающего луча», поставьте на выходе его нижней грани точку А и начертите прямую, которая была бы продолжением преломленного луча, из стекла в воздух. Уберите пластину и в точку падения луча В проведите перпендикуляр ЕД к верхней грани пластины. Выполните дополнительные построения: на падающем луче отложите отрезок АВ, равный отрезку ВС (или проведите окружность радиусом АВ учебник стр 387), опустите перпендикуляр АЕ на перпендикуляр ЕД, проведенный к граням пластины. Соедините точки Д и С. Показатель преломления второй среды относительно первой равен отношению синуса угла падения к синусу угла преломления. Отношение синусов углов можно заменить соответственно отношением противолежащих катетов к гипотенузам. Поскольку длина отрезка АВ = ВС (по построению). После сокращения остается отношение длин отрезков АЕ и ДС. n = АЕ/ ДС. Вывод рабочей формулы сделайте самостоятельно. Длину отрезков АЕ и ДС измеряют с помощью линейки.
№ опыта | АЕ мм | ДС мм | п |
1. | |||
2. |
Проведение эксперимента.
1.Измерить показатель преломления стекла относительно воздуха прииспользовании красного луча света. Результаты измерения записать в таблицу
2. Повторить результат изменяя цвет луча на синий.
3. Сравнить результаты
4. Сделать вывод о зависимости или независимости показателя преломления стекла от цвета падающего луча.
Лабораторная работа №2.
Вариант № 3.
Тема: «Измерение показателя преломления стекла».
Цель работы:
Оборудование: стеклянная пластинка в форме полуцилиндра, плоскопараллельная пластина, измерительная линейка, карандаш.
Указания к работе: Положите пластину на лист бумаги. К точке О лежащей на оси вращения пластины, провести падающий луч АО, так чтобы падающий угол был меньше 900.
Расположив глаз на уровне листа и смотря по направлению луча АО, сквозь пластину, отметьте точку В с другой стороны пластины так, чтобы она казалась на продолжении луча АО. Обвести контур полуцилиндра и убрать его. Соединить точки А и В. Через точку О провести перпендикуляр к плоской грани пластины. Отметьте угол падения α и угол преломления β. На произвольном расстоянии от точки О проведите прямую ДС перпендикулярную преломляющей поверхности. Преломленный луч ОВ и падающий продолжить до пересечения с ОС. На пересечении получим точку С и Е. Из прямоугольных треугольников ОДЕ и ОДС ясно, что отношение синуса угла падения, к синусу угла преломления, есть отношение ОС к ОЕ. Таким образом, нахождение показателя преломления стекла, сводится к измерению длин отрезков ОС и ОЕ и вычислению их отношений. Длину отрезков ОС и ОЕ измеряют с помощью линейки.
№ опыта | ОС мм | ОЕ мм | п |
Проведение эксперимента.
1.Измерить показатель преломления стекла относительно воздуха при произвольном угле падения. Результаты измерения записать в таблицу
2. Повторить результат меняя прибор на плоскопараллельную пластину (стр 386 учебник).
3. Сделать вывод о зависимости или независимости показателя преломления стекла от формы прибора.
Лабораторная работа. № 2
Вариант 4
Тема: «Определение показателя преломления стекла»
Цель:
Оборудование: стеклянная пластинка в форме полуцилиндра, измерительная линейка, лазерная указка.
При падении луча на границу сред с разными оптическими свойствами он частично отражается, а частично преломляется. При этом угол падения 
всегда равен углу отражения 
, а угол преломления 
зависит от соотношения показателей преломления сред: 
. Если n1 > n2, то < : лучи 1 – падающий луч, 1" – преломлённый луч; 1' – отражённый. 
При достаточно большом угле падения угол преломления становится равным 90° (лучи 2 и 2"). Это значит, что на границе сред луч 2 будет только отражаться (луч 2'), а интенсивность преломлённого луча станет равной нулю. Это значение угла падения 0 называется предельным углом внутреннего отражения. При дальнейшем увеличении угла падения лучи тоже будут только отражаться (например, лучи 3 и 3'). Если взять полуцилиндр из стекла и смотреть через него из положений глаза 1, 2, 3, 4, то лучи 1 и 2 будут преломляться, так что из положений 1, 2 окажется видна линия оси О. Лучи 3 и 4 будут полностью отражаться от нижней грани, так что из положений 3, 4 будет видна вертикально поставленная у края полуцилиндра линейка. 
Зная предельный угол преломления и радиус полуцилиндра R, можно рассчитать показатель преломления стекла:
n2 = 1 (воздух); n1 = nст;
Для луча 3: sin0 = sin 
KOA; 
По теореме Пифагора, OA = 
.
Окончательно: 
Ход работы
1. На листе бумаги чертим толстую линию ОО. Торцом вдоль перпендикуляра, симметрично относительно оси ОО, кладём полуцилиндр, так, чтобы его центр и линия ОО совпадали, а сбоку приставляем к нему линейку (перпендикулярно столу).
2. Через цилиндр направляем луч лазерной указки так, чтобы он попал в центр линии ОО. Наблюдаем за преломленным лучом вышедшем из стекла на линейку и отмечаем расстояние АВ. Измеряем непосредственно линейкой радиус полуцилиндра и вычисляем показатель преломления стекла.
3. Сделать вывод о зависимости или независимости показателя преломления стекла от способа измерения.
