Урок Геометрическая оптика и оптические приборы
Цель:
Подвести учащихся к пониманию принципов действия и применения оптических приборов.
Планируемые результаты обучения:
1. Учащиеся понимают смысл терминов «геометрическая оптика», «фокусное расстояние линзы», «объектив», «проектор», «аккомодация», «окуляр» и принципы действия этих оптических приборов.
2. Учащиеся осознают, какие физические явления лежат в основе действия оптических приборов и как при помощи оптических приборов исправить те или иные дефекты зрения.
3. Учащиеся умеют объяснять необходимость использования того или иного оптического прибора на основе знаний о принципах их функционирования.
Используемый прием: игра «Как ты думаешь?».
Форма работы: групповая.
Предполагаемый ход урока:
I. Стадия вызова
Учащиеся работают группами (4—6 человек). Каждая группа получает набор карточек следующего содержания:
1. Свет, так же как и радиоволны, является электромагнитной волной.
2. Длина волны видимого излучения составляет несколько десятых долей метра.
3. И. Ньютон предполагал, что свет представляет собой поток частиц.
4. Геометрическая оптика рассматривает свет как частицы, двигающиеся от одного предмета до другого по прямой линии, а потоки этих частиц образуют лучи, которые можно наблюдать, пропустив свет через маленькое отверстие.
5. Волновая оптика рассматривает свет как волну.
6. Геометрическая оптика позволила обосновать законы отражения света и преломления света на границе между различными прозрачными веществами.
7. Именно с изобретения линз началось практическое использование достижений оптики.
8. Если необходимо значительно увеличить изображение, то объект поместить на расстоянии от линзы чуть дальше фокуса, а изображение будет отстоять на большом расстоянии от линзы.
9. Если нужно значительно уменьшить изображение, то объект помещают на большом расстоянии от линзы, а его изображение будет находиться чуть дальше, чем фокус от линзы.
10. Любой качественный объектив состоит из системы линз, однако его действие такое же, как у одной собирающей линзы.
11. Приборы, увеличивающие изображение, называются проекторами.
12. Значительно чаще необходимо уменьшить, а не увеличить изображение.
13. Объективы в фотоаппаратах и видеокамерах служат для увеличения изображения.
14. На пленке или ПЗС-матрице с размерами в несколько сантиметров «умещаются» такие объекты, как галактики, имеющие размеры в миллионы световых лет.
15. Наш глаз содержит в своем составе объектив — хрусталик, уменьшающий видимые нами объекты до размеров сетчатки глаза, т. е. до нескольких миллиметров.
16. Чтобы изображение было резким, специальные мышцы глаза изменяют фокусное расстояние хрусталика, увеличивая его при приближении объекта и уменьшая при удалении.
17. Способность изменять фокусное расстояние называется аккомодацией.
18. Нормальный глаз способен фокусировать изображение для объектов, находящихся далее 12 см от глаза.
19. Если мышцы глаза не способны уменьшить фокусное расстояние хрусталика до требуемой величины, человек не видит близкие предметы, т. е. страдает дальнозоркостью.
20. Исправить дальнозоркость можно, поместив перед глазом рассеивающую линзу, действие которой эквивалентно уменьшению фокусного расстояния хрусталика.
21. Исправление близорукости происходит при помощи собирающей линзы.
22. Рассмотреть мелкий объект с расстояния 5 см можно, поместив перед глазом собирающую линзу — лупу.
23. Расстояние, с которого нормальному глазу удобно рассматривать мелкий объект, называется расстоянием наилучшего зрения. Оно равно 30 см.
24. Объективы приборов позволяют получить как увеличенное, так и уменьшенное изображение объекта.
Учитель выдает всем группам листы бумаги, на которых нарисована приведенная ниже схема.
В НЕКОТОРЫХ СЛУЧАЯХ
В БОЛЬШИНСТВЕ СЛУЧАЕВ
ВСЕГДА
Дальнейший алгоритм работы подробно описан в уроке 13 (с. 81—82).
II. Стадия осмысления
Учащимся предлагается прочитать текст § 28 учебника.
III. Стадия рефлексии
Учащиеся возвращаются к работе с карточками и перекладывают их на соответствующее поле. Учитель фиксирует результаты на игровом поле (на доске).
IV. Домашнее задание
Законспектировать материал § 28 и выполнить задания 2, 3 к § 28.
Урок 33. Искусственный цвет
Цель урока:
Познакомить учащихся с цветовыми особенностями зрения, раскрыть причину этих особенностей на основе трехцветной теории зрения и подвести учащихся к осознанию современных способов создания искусственного цвета.
Планируемые результаты обучения:
1. Учащиеся осознают механизм цветовых явлений в природе как результат взаимодействия светового луча с различными веществами и его способности распространяться в пространстве по определенным законам.
2. Учащиеся умеют объяснить, каким образом глаз воспринимает цвет и на чем основана трехцветная теория зрения.
3. Учащиеся могут объяснить, как современные приборы создают заданный цвет, и использовать их в практической деятельности.
Используемые приемы: «Верю — не верю», «Инсерт» (Воган и Эстес).
Форма работы: индивидуально-групповая.
Предполагаемый ход урока:
I. Стадия вызова
Учитель просит учащихся, подобно правилам игры «Блеф-клуб», ответить на вопросы, начинающиеся словами «Верите ли вы, что...». Учащиеся ставят на приготовленном заранее листе с высказываниями напротив каждого утверждения знак «+», если высказывание считают верным, и знак «–», если высказывание считают неверным (работа индивидуально):
1) Искусственно можно создать цвет, неотличимый от естественного.
2) Спектры желтого излучения атомов натрия и спектры желтого излучения Солнца не различаются.
3) Если снять спектр желтого излучения с монитора компьютера, то в той области спектра, где должен быть желтый цвет, будет слабое свечение, а ярко будут светиться участки красного и зеленого цвета.
4) Сетчатка нашего глаза содержит три типа рецепторов. Каждый из них в основном реагирует на свой цвет — синий, красный и зеленый.
5) Если посмотреть на желтый участок экрана монитора через лупу, то вы увидите красные, зеленые и черные точки, но не желтые участки.
6) Любой воспринимаемый человеком цвет можно создать, искусственно смешивая синий, зеленый и красный цвета в определенных пропорциях. Эти три цвета были названы основными цветами.
7) Смешанные в одинаковых пропорциях два каких-либо основных цвета дают дополнительные цвета.
8) Смешивая красный и зеленый цвета, мы получим голубой.
9) Смешивая зеленый и синий, получим желтый.
10) Смешивая синий и красный, получим цвет, отсутствующий в спектре, — пурпурный или сиреневый.
11) Цвет изображения образуется из-за того, что атомы или молекулы вещества излучают или поглощают свет определенной длины волны, соответствующей энергетическому расстоянию между уровнями атома или молекулы (DE = hn).
12) Красный цвет на экране монитора образуется потому, что молекулы при возбуждении их электронным лучом излучают волну, частота которой соответствует красному цвету.
13) В качестве основных цветов при печати изображений на бумаге используются голубой C, пурпурный или сиреневый M и желтый Y цвета, т. е. при печати на бумагу последовательно наносятся изображения в соответствующем цвете.
14) В цветных принтерах помимо красителей C, M, Y используется также краситель черного цвета.
15) Во всех современных устройствах, создающих цветовое изображение, используется принцип смешивания трех цветов.
Утверждения могут быть оформлены в виде таблицы:
Высказывания
+
–
1. Искусственно можно создать цвет, неотличимый от естественного
+
2. Спектры желтого излучения атомов натрия и спектры желтого излучения Солнца не различаются и т. д.
–
Верные утверждения: 1, 3, 4, 5, 6, 7, 10—15.
II. Стадия осмысления
Учащимся предлагается прочитать текст § 33 учебника и сделать на полях пометки (прием «Инсерт»).
Для пометок предлагаются четыре знака:
V — уже знал;
+ — новое;
– — думал иначе;
? — не понял, есть вопросы.
После чтения текста учащиеся заполняют таблицу, в которой знаки станут заголовками граф. В таблицу кратко заносятся сведения из текста. На этом этапе работы учащимся можно предложить обсудить знаки в группах или в парах и записать совпадающие ответы в таблицу. Таблица, составленная на основе текста, может выглядеть так.
V
+
–
?
С давних времен художники научились создавать цвет искусственным путем, смешивая краски на мольберте.
Спектры желтого излучения атомов натрия и спектры желтого излучения Солнца различаются. И все-таки в обоих случаях на спектрограмме есть участки желтого цвета.
Сетчатка нашего глаза содержит три типа рецепторов. Каждый из них в основном реагирует на свой цвет — синий, красный и зеленый.
Каждый участок холста поглощает падающий на него свет (например, солнечный свет)
Если снять спектр желтого излучения с монитора компьютера, то в той области спектра, где должен быть желтый цвет, будет слабое свечение, а участки красного и зеленого цветов будут ярко светиться. Области чувствительности рецепторов перекрываются. На желтый цвет (» 0,58 мкм) одновременно реагируют красный и зеленый рецепторы. Также рецепторы отреагируют, если на сетчатку попадут красный (» 0,65 мкм) и зеленый (» 0,54 мкм) цвета в правильной пропорции.
Во всех современных устройствах, создающих цветовое изображение, используется принцип смешивания трех цветов
Если посмотреть на желтый участок экрана монитора через лупу, то вы увидите красные, зеленые и черные точки, но не желтые участки.
Воспринимаемый человеком цвет можно создать, искусственно смешивая синий, зеленый и красный цвета.
Цвет изображения возникает в результате того, что атомы или молекулы вещества излучают или поглощают свет определенной длины волны.
Сложение C, M, Y цветов в различной пропорции и дает всевозможные цвета, которые мы видим на изображении на листе бумаги
Смешанные в одинаковых пропорциях два каких-либо основных цвета дают дополнительные цвета. Смешивая красный и зеленый цвета, мы получим желтый (обозначение Y — yellow), смешивая зеленый и синий, получим голубой (обозначение С — cyan) и, наконец, смешивая синий и красный, получим цвет, отсутствующий в спектре, — пурпурный или сиреневый (обозначение M — magenta). В качестве основных цветов при печати изображений на бумаге используются C, M и Y цвета, т. е. при печати на бумагу последовательно наносятся изображения в соответствующем цвете
III. Стадия рефлексии
Записи, сделанные в таблице, обсуждаются, сопоставляются с предположениями, полученными на стадии вызова. Учащиеся возвращаются к утверждениям на стадии вызова и переставляют знаки «+» и «–».
IV. Домашнее задание
Выполнить творческое задание 1 после § 33.
Урок 25. Радиоволны и особенности их распространения
Цель:
Познакомить учащихся с классификацией, образованием и способами регистрации радиоволн, а также особенностями их распространения.
Планируемые результаты обучения:
1. Учащиеся понимают функциональное предназначение таких устройств, как радиопередатчик, радиоприемник, антенна, станции ретрансляции.
2. Учащиеся осознают, как генерируются и регистрируются радиоволны и каковы особенности распространения радиоволн вблизи поверхности Земли.
3. Учащиеся умеют собрать уже имеющуюся по теме информацию, расширить и систематизировать знания, схематизировать материал, используя таблицу «Знаю. Хочу узнать. Узнал».
Используемая стратегия: «Знаю. Хочу узнать. Узнал (З. Х. У.)» (Д. Огл).
Форма работы: групповая.
Предполагаемый ход урока:
I. Стадия вызова
1) Учащимся предлагается:
• вспомнить, что им уже известно по теме урока;
• обменяться своими знаниями в паре, не критикуя друг друга.
Затем необходимо занести имеющиеся знания в левую часть таблицы в графу «Знаю». Это может выглядеть следующим образом:
З — что мы знаем
Х — что мы
хотим узнать
У — что мы узнали и что нам осталось узнать
Что понимают под волнами? Какие бывают волны?
Где в природе наблюдаются волны?
Что такое электромагнитные волны?
Какие свойства обнаруживают волны?
Какие свойства являются общими для волн и частиц?
2) Учащимся предлагается поработать со второй частью таблицы, в которой две графы. Ученики заполняют вторую графу таблицы с целью выяснения источников полученных знаний.
Категории информации, которыми мы намерены пользоваться
Источники информации
Учебная литература:
Физика, 7—9 кл.
Естествознание, 10 кл.
Рассказ учителя
рассказы родителей
Экскурсии
Энциклопедическая литература
3) Учащимся предлагается:
• обратить внимание на сведения, которые записаны в первой графе таблицы;
• до работы с текстом § 25 выделить категории информации (главные слова), которые можно использовать при изучении данной темы; записать их в левый столбик таблицы под названием «Категории информации».
С помощью учащихся преподаватель заполняет вторую часть таблицы. Теперь она может выглядеть так:
Категории информации, которыми мы намерены пользоваться
Источники информации
А. Радиоволны
Б. Образование радиоволн
В. Особенности распространения
Г. Классификация (в зависимости от длины)
Д. Использование
Учебная литература:
Физика, 7—9 кл.
Естествознание, 10 кл.
Рассказ учителя
Рассказы родителей
Экскурсии
Энциклопедическая литература
4) Учащимся предлагается сформулировать интересующие их вопросы, касающиеся изучаемой темы, и записать их во вторую графу таблицы «Х — что мы хотим узнать». Возможно, составляя список вопросов к еще не прочитанному тексту, учащиеся смогут дополнить те графы, с которыми работа уже велась.
После этого учащиеся изучают текст § 25 учебника «Естествознание».
II. Стадия осмысления
После прочтения текста учащимся предлагается записать в третью графу таблицы ответы на вопросы, которые они сами же поставили перед прочтением текста. Это может выглядеть так:
З — что мы знаем
Х — что мы
хотим узнать
У — что мы узнали и что нам осталось узнать
В науке о природе под волной понимают все совокупное движение в какой-либо области пространства.
Что собой представляют радиоволны?
Радиоволны представляют собой частный случай электромагнитных волн. К ним относят волны с длиной волны от долей миллиметра до десятков километров.
Волна — это процесс распространения колебаний различной природы во времени и пространстве. Кто и когда их впервые зарегистрировал? Открытие способа получения и регистрации радиоволн принадлежит немецкому ученому Генриху Герцу (1886 г.).
Волны существуют везде.
В различных уголках нашей огромной Вселенной можно найти места, где практически нет вещества, т. е. атомов и молекул. Однако нет места, куда не доходит свет звезд, который представляет собой электромагнитную волну. Электромагнитные волны являются наиболее распространенными в природе. Среди прочих волн электромагнитные волны замечательны тем, что диапазон, в котором изменяются частоты и, соответственно, длины волн, очень велик
Как образуются радиоволны?
Любые электромагнитные волны возникают при движении заряженных частиц с ускорением. Для того чтобы эти волны обладали определенной длиной волны и определенной частотой, заряженные частицы должны совершать колебания с этой же частотой. Именно такое движение электронов происходит в антенне, к которой подсоединен генератор переменного тока. Электромагнитная волна представляет собой совокупность электрического и магнитного полей, распространяющихся в пространстве. Электрическое поле действует на все заряженные частицы, находящиеся в области, где присутствует волна. Если частицы способны совершать свободное движение (например, электроны в металле), то электрическое поле приводит к периодическим колебаниям частиц, т. е. к возникновению переменного тока. Эти колебания, в частности, возникают в антенне приемника и затем регистрируются приемным устройством
II. Стадия рефлексии
Учитель может предложить учащимся поработать со второй частью таблицы, более детально поговорить о том, как расширились их знания после прочтения текста по каждой категории информации. Для этого можно дорисовать к таблице Д. Огл третью часть и заполнить ее.
Категории информации
А. Радиоволны
Б. Образование радиоволн
В. Особенности распространения
Г. Классификация
Д. Использование
В ней столько граф, сколько категорий информации было выделено. Учащиеся записывают в таблицу новую и интересную информацию, которую получили на занятии.
IV. Домашнее задание
Составить концептуальную таблицу по радиоволнам и сравнить с таблицей, представленной в конце § 25.
