Випромінювання й поширення світла.

Вченому світло, а невченому тьма.

Мета.

Навчальна. Ввести поняття: джерела світла, приймачі світла. Ознайомити з правилами: поширення світла у різних середовищах, утворення тіні та півтіні. Пояснити природу сонячних і місячних затемнень.

Розвиваюча. Розвивати логічне мислення, просторову уяву.

Виховна. Виховувати ціннісне ставлення до людини та природи.

Тип уроку. Урок засвоєння нових знань.

Дидактичні матеріали:

• Фізика: підруч. для 9 класу  Бар’яхтар В. Г., Довгий С. О., Божинова Ф. Я., <<Читати онлайн>>
• Демонстрація. Прямолінійне поширення світла в однорідному середовищі (акваріум з водою, лазерна указка)
• Відео. Демонстрація утворення тіні та півтіні (Час показу: 0:29 хв)
• Відео. Сонячне затемнення  (Час показу: 0:06 хв)
• Відео. Місячне затемнення та місячні фази  (Час показу: 0:11 хв)

План

1. Організаційний момент.
2. Випромінювання й поширення світла.
3. Запитання до уроку.
4. Домашнє завдання.
5. Перевір себе.
6. Для допитливих.

Хід уроку

1. Організаційний момент.

Введення в тему: “Світлові явища. Поширення світла”

2. Випромінювання й поширення світла.

Світлові явища. Зі світловими явищами ми зустрічаємося протягом життя, адже вони є частиною природних умов, у яких ми живемо. До оптичних явищ належать утворення веселки, гало, міражів, поширення світла, відбивання та заломлення світла, заломлення світла у лінзі, утворення тіні...

Розділ фізики у якому вивчають світлові явища називають оптикою.

За допомогою оптичних приладів люди змогли роздивитись мікроскопічні тіла та відкрили для себе космічні об’єкти.

Розгадавши таємниці кольорів, люди навчились формувати кольорові зображення на екранах телевізорів, комп’ютерів, у кіно.

Джерела та приймачі світла. Із п’яти органів чуття найбільше інформації про довкілля дає нам зір. Однак бачити навколишній світ ми можемо тільки тому, що існує світло. Погляньте навколо, зверніться до свого досвіду - і ви, без сумніву, назвете багато джерел світла: Сонце, спалах блискавки, вогонь багаття тощо.

Джерела світла - фізичні тіла, атоми і молекули яких випромінюють світло.

Залежно від походження джерел світла розрізняють:

• природні джерела світла;

• штучні джерела світла;

• джерела відбитого світла.

Залежно від температури розрізняють:

• теплові джерела світла;

Сонце й зорі, розпечена лава та лампа розжарювання, полум’я вогнища, свічки, газові пальники тощо - вони випромінюють світло завдяки тому, що мають високу власну температуру.

Мал. 6. Температура деяких теплових джерел світла.

• люмінесцентні джерела світла.

        Люмінесцентні джерела світла відрізняються від теплових тим, що для їхнього світіння не потрібна висока температура: світлове випромінювання може бути доволі інтенсивним, а джерело при цьому залишається відносно холодним.

        Прикладами люмінесцентних джерел є екран телевізора, монітор комп’ютера, лампи денного світла, дороговкази та дорожні знаки, вкриті люмінесцентною фарбою, світлові індикатори, деякі організми, а також полярні сяйва.

Приймачі світла - це природні і штучні пристрої, за допомогою яких можна виявити світлове випромінювання та перетворити його енергію. 

Розрізняють такі приймачі світла: 

• природні приймачі світла; 

Одержуючи світлову інформацію, живі організми певним чином реагують на зміни в довкіллі.  Наприклад, побачивши червоне світло світлофора, людина зупиниться край дороги.

• штучні приймачі світла.

Фотоелектричними приймачами світла - фотодіодами - обладнано, наприклад, турнікети для проходження пасажирів у метро, на вокзалах тощо.

Закони поширення світла. Якщо світло від ліхтарика спрямувати на стіну, то на ній утворюється світна пляма. У темному запиленому приміщенні можна побачити, як від ліхтарика поширюється світловий пучок - це відбивають світло завислі в повітрі порошинки. Дуже вузькі світлові пучки можна отримати за допомогою вузьких отворів.

Світловий промінь - це уявна лінія, що вказує напрям поширення світла.

Світловий промінь - це абстрактна модель, що спрощує розгляд світлових явищ.

Закон прямолінійного поширення світла: в однорідному прозорому середовищі світло поширюється прямолінійно.

Цей закон пояснює, як утворюється тінь і півтінь на екрані. Тінь утворюється в місцях, куди світло не потрапляє від жодної точки джерела світла.

Якщо розміри джерела світла малі порівняно з розмірами тіла, від якого утворюється тінь, то тоді на екрані утворюється чітка тінь. За порушення вказаних вище умов на екрані спостерігається тінь і півтінь, межі між якими розмиті.

Півтінь утворюється там, куди падає світло хоча б від однієї точки джерела світла.

Відео. Демонстрація утворення тіні та півтіні (Час показу: 0:29 хв)

Швидкість поширення світла - найбільша у природі, у вакуумі вона становить 300 000 км/с.

Сонячне та місячне затемнення. На основі закону прямолінійного поширення світла пояснюють природу сонячних та місячних затемнень.

Затемнення Сонця відбувається, коли Місяць знаходиться між Сонцем і Землею і тим самим затьмарює сонячне світло.

При повному сонячному затемненні навколо Сонця спостерігається сонячна корона.

Відео. Сонячне затемнення

Місячне затемнення — астрономічне явище, яке відбувається, коли Земля перебуває між Сонцем і Місяцем і Місяць потрапляє в тінь чи напівтінь Землі.

Відео. Місячне затемнення та місячні фази

3. Вчимося розв’язувати задачі.

Задача 14.1. Чи завжди куля, освітлена точковим джерелом світла, відкидає на горизонтальну площадку круглу тінь? Обгрунтуйте свою відповідь за допомогою рисунка.

Запитання до уроку.

Запитання 14.1. Що вивчає оптика? Назвіть приклади оптичних явищ.

Запитання 14.2. Що таке світло? Яка швидкість світла у вакуумі?

Запитання 14.3. Що називають джерелом світла? Наведіть приклади різних джерел  світла.

Запитання 14.4. Що таке приймачі світла? Назвіть приклади різних приймачів світла.

Запитання 14.5. Що таке світловий промінь? Як поширюється світло в однорідному середовищі?

Запитання 14.6.  Чи може вертикально поставлений стовп не відкидати тіні в сонячний день? Відповідь обґрунтуйте.

Запитання 14.7. Що таке тінь та півтінь? За яких умов вони утворюються?

Запитання 14.8. Поясніть появу тіні та півтіні під час сонячного та місячного затемнення.

Запитання 14.9. Чому не можна дивитися на Сонце, але можна дивитись на зоряне небо?

Запитання 14.10. Чому ми бачимо предмети, які не є джерелами світла?

Запитання 14.11. Завдяки якому органу людина і більшість тварин отримують більше 90 відсотків інформації про світ?

Запитання 14.12. Чому наприкінці літа, після теплого дощу, в лісі іноді починають світитися старі пеньки, коріння дерев, стовбури, що гниють на землі.

6. Домашнє завдання.

Підручник: §9.

Задача 14.2. У скільки разів швидкість світла в повітрі більша за швидкість звуку в цьому самому середовищі? Швидкість звуку в повітрі - 332 м/с.

Задача 14.3. Чому місячні затемнення ми спостерігаємо частіше, ніж сонячні, адже за рік їх кількість майже однакова? Обгрунтуйте свою відповідь за допомогою схематичного рисунка.

Тести. Випромінювання й поширення світла. (Відповіді учнів)

Усне опитування по запитаннях до уроку.

7. Перевір себе.

8. Для допитливих.

Розширюємо кругозір. Чому світяться “гнилючки”? Наприкінці літа, після теплого дощу, в лісі іноді починають світитися старі пеньки, коріння дерев, стовбури, що гниють на землі. Ступите кілька кроків — і «перебіжать», неначе граючи в хованки, мерехтливі вогники: одні погаснуть, сховавшись за деревами, а з-за темних купин і пеньків виткнуться нові. Ви заклякли — нерухомо застигли й вогники. Ще крок — і нова заміна фосфоресціюючі декорації. Ви наразилися на гнилий пеньок, від удару ноги він розсипався на багато світних скалок. Земля під ногами засяяла сотнями великих і малих іскринок.

Піднімемо один вогник — і миттю щезає казкова чарівність лісової таємниці. У нас в руках шматок гнилого дерева. Звичайний гниляк, але ж як чудово світиться! Принесемо його додому. Першої ночі він буде світитись і в кімнаті. Потім світло меркне. А за добу зовсім згасне. Коли в приміщенні задуха, то гнилючок не світитиметься і першої ночі. Виходить, що для світіння потрібен кисень.

Таємниче мерехтіння відьомських вогнів — всього-на-всього наслідок повільного окислення (холодного горіння) речовин, які містяться в організмах, що живуть у гнилому дереві. Які ж це організми? Світло виділяють не самі “гнилючки”, а гриби, які поселяються на гнилих пеньках.

   Усім добре знайомий і, здавалось би, нічим не знаменитий гриб опеньок належить до родини світних грибів. Ви ніколи не бачили світних опеньків? І не дивно — адже в опенька світяться не шапка і не ніжка, а підземні «корені» — міцелії. Тонким мереживом обплітають вони весь трухлявий пеньок, розгалужуються між його корою і деревиною. Тоненькими ниточками міцелії проникаються навіть між клітинами деревини і невидимою павутиною огортають усе дерево. Коли в темряві за сприятливої погоди міцелії опенька починають світитися, здається, ніби світиться саме трухле дерево. Найбільш інтенсивне світіння грибів відзначається при температурі 27°С і є оптичним явищем.