В 1672 году ученый И. Ньютон проделал простой эксперимент. Ньютон затворил в комнате ставни, оставив в них небольшое отверстие, через которое проходил солнечный луч. На пути его была поставлена призма, за призмой — экран. На экране появилась “радуга”. Белый солнечный луч, проходя через призму, превратился в несколько цветных лучей — от фиолетового до красного. Данное явление было названо дисперсией света.
Стоит сказать, что великий физик был не первым, кто обнаружил это уникальное явление. Еще в начале нашей эры было обнаружено, что большие монокристаллы природного происхождения имеют свойство разлагать свет на цвета. А первые исследования дисперсии света в опытах со стеклянной треугольной призмой до Ньютона проводили англичанин Хариот и чешский естествоиспытатель Марци.
Но Исаак Ньютон был первым, кто результаты проведенного эксперимента подверг серьезному анализу. На основании своих опытов он сделал вывод о том, что “никакого цвета не возникает из белизны и черноты, смешанных вместе, кроме промежуточных темных; количество света не меняет вида цвета”. Он также доказал, что белый свет нужно рассматривать как сложный, составной, в который входят цвета от фиолетового до красного.
Результатом дисперсии в природе можно считать радугу на небе после дождя.
Гало, сфотографированное в декабре 2007 года в Магнитогорске
1. Славяне до сих пор верят, что радуга пьет воду из озер. Расскажите как появляется радуга. Какая связь с призмой Нютона? Почему радуга появляется после дождя?
Справка: Гало — радуга вокруг солнца, которая создается ледяными кристалликами. Наблюдать гало на небе можно в любое время года, ночью и днем, вокруг солнца или луны и даже вокруг фонарей или ламп (последнее возможно только в холодную погоду). Гало относится к атмосферным оптическим явлениям, так же как радуга и северное сияние. Природа этого явления — дисперсия света в кристаллах льда. В отличие от капелек воды ледяные кристаллы бывают разной формы и могут летать в воздухе разными способами: парить, вращаться, медленно падать и т. д. Поэтому радуга всегда располагается в одном месте на небе (нужно стать к солнцу спиной, чтобы ее увидеть), а гало бывают разных видов (около сотни). Первая теория гало была дана французским физиком Э. Мариоттом.
2. Вспомните, где, при каких обстоятельствах вы наблюдали гало вокруг луны, солнца или уличного фонаря. Напишите о своем наблюдении.
3. Эксперимент по наблюдению дисперсии через призму.
Краткий отчет 1. Существует ли в природе свет «белого цвета»?
2. Как возникают пучки разного цвета на границе двух прозрачных сред ( появляется разноцветный сплошной спектр)?
4. Эксперимент по обнаружению эффекта одновременного действия света разных цветов как действия «белого света».
Задание. Выполните эксперимент с вращающимся диском Ньютона и объясните результат. Почему разноцветный диск при быстром вращении мы видим белым?
Приложение 2
Проектное задание №1
Краткосрочный, групповой, учебный
Целевая установка: самообучение в процессе деятельности.
Дидактическая модель: исследовательский
Проблема: измерить коэффициент трения скольжения деревянного бруска по деревянной линейке.
Оборудование: деревянный брусок, набор грузов, деревянная линейка, измерительная линейка, транспортир.
Информационная обеспеченность проекта:
Проектная деятельность строится на основе содержания, освоенного учащимися: знаний о силе трения и законов Ньютона в рамках базового уровня физического образования в средней общеобразовательной школе;
Осваиваемого в процессе работы над проектом: главы ДИНАМИКА §20 учебника по физике авторов , для учащихся школ, гимназий, лицеев с углубленным изучением физико-математических дисциплин и и исследовательской работы учащегося ТО «Квант» Попова Александра
В процессе работы над проектом осваиваются предметное содержание о природе силы трения и практический способ косвенного измерения коэффициента трения.
Задачи
Внимательно прочтите текст.Коэффициент трения между доской и лежащим на ней бруском зависит от материала поверхности и ее шероховатости, наличия лакокрасочного покрытия и др. Если доску наклонять на угол 
к горизонту, то при некотором значении брусок начнет скользить по доске. На рис. показаны действующие на брусок силы. Согласно второму закону Ньютона векторная сумма сил :
ma = mg + N + F
Относительно силы трения заранее известно только то, что она направлена вдоль поверхности наклонной плоскости. Нормальная сила N реакции опоры не зависит от того, движется брусок или нет, и равна mgcos.
Значение силы трения, напротив, зависит от того, движется брусок или нет: это может быть либо трение скольжения, либо трение покоя. Рассмотрим сначала случай, когда брусок покоится относительно доски. Тогда а=0 и уравнение принимает вид:
0 = mgsin - F , откуда mgsin = F. Видно, что значение силы трения покоя возрастает с увеличением наклона доски, т. е. угла . Однако сила трения покоя не может превышать значения 
. Значение N убывает с ростом . Поэтому ясно, что существует некоторый предельный угол 
, при котором неподвижный относительно доски брусок начнет соскальзывать с нее. Этот критический угол наклона доски находится из условия
mgsin=
mgcos, откуда tg=.
Критический угол не зависит от массы бруска. Измерение этого угла позволяет на опыте определить коэффициент трения без использования приборов для измерения сил.
При постепенном увеличении наклона доски брусок остается неподвижным, пока угол не достигнет значения . При ˃ сила трения – это сила трения скольжения, и ее значение равно mgcos. Направлена она в сторону, противоположную скорости бруска. Поэтому:
ma = mgsin - F
служит для определения ускорения бруска.
Отметим, что при ˂ , последнее выражение дает отрицательное значение ускорения, что не имеет физического смысла при условии, когда вначале брусок был неподвижен.
, используя этот эксперимент. Какие законы классической физики легли в основу этого способа определения ? 5. Если выполнены все задачи проекта и цель достигнута оцените работу участников проекта высшим баллом; если выполнена лишь часть задач и результата нет, напишите, чьи и какие ошибки или качества личности помешали группе решить проблему.
Проектное задание №2
Краткосрочный, групповой, учебный
Целевая установка: окружающая жизнь – это лаборатория, в которой происходит процесс познания.
Дидактическая модель: поисковая
Проблема: Известен способ определения ускорения тела при движении его вдоль наклонной плоскости (лабораторная работа №1). При выполнении этого эксперимента большая погрешность возникает при измерении времени движения шарика вдоль наклонной плоскости. Этот способ имеет ограниченную область применения, т. к. не учитывается трение. Предложите другой, более универсальный способ определения ускорения при движении тела вдоль наклонной плоскости.
Оборудование: деревянный брусок, набор грузов, динамометр, деревянная линейка, измерительная линейка.
Информационная обеспеченность проекта: проектная деятельность строится на основе содержания освоенного учащимися: знаний о механическом движении тел, силе трения и законов Ньютона в рамках базового уровня физического образования в средней общеобразовательной школе; осваиваемого учащимися в ходе работы над пректом: главы ДИНАМИКА §20 учебника по физике авторов , для учащихся школ, гимназий, лицеев с углубленным изучением физико-математических дисциплин и исследовательской работы учащегося ТО «Квант» Попова Александра
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 |
