Прямолінійність поширення світла. Сонячне і місячне затемнення

Розділ 3. СВІТЛОВІ ЯВИЩА

УРОК № 18

ТЕМА. Прямолінійність поширення світла. Сонячне і місячне затемнення

Мета: ознайомити учнів із поняттям світлового променя, із законом прямолінійного поширення світла; навчити пояснювати утворення тіні й півтіні, сонячного й місячного затемнень; розвивати інтерес до вивчення фізики.

Тип уроку: урок нового навчального матеріалу.

Обладнання: точкове та протяжне джерело плакат та комп’ютерна анімація “Сонячні та місячні затемнення”.

ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКУ

Радість бачити і розуміти є найбільш прекрасний дарунок природи.

А. Ейнштейн

І. Актуалізація опорних знань

1. Знайди помилку!

Якось зимового вечора учень прогулювався біля школи. Він поглянув на вікно свого класу і побачив, що світло у вікні то засвітилося, то погасло.

Знайди

– Початок –

– життя –

– день –

– світло –

2. Гра “Так – Ні”

Учням пропонують кілька тверджень, з-поміж яких вони повинні визначити правильні, підводячи праву руку; якщо ж твердження хибне, то учні руку не підводять.

– Тіла, що випромінюють світло, називають джерелами світла. (Так)

– Залежно від походження розрізняють точкові та протяжні джерела світла. (Ні)

– Місяць – це природне джерело світла. (Ні)

– Лампа денного світла, екран монітора, полум’я свічки – це приклади штучних джерел світла. (Так)

– Очі живих істот – це приклади природних джерел світла. (Ні)

– Холодні джерела світла – це тіла, що світяться за невеликих температур. (Так)

II. Вивчення нового матеріалу

1. Розповідь учителя

Учитель. Розділ оптики, який вивчає хід променів світла, називають геометричною оптикою. Світловий промінь – це лінія, вздовж якої поширюється світло. Але ж лінія не має товщини. Отже, у реальному житті ми маємо справу переважно з пучками світла, але для схематичного зображення світлових пучків використовують світлові промені (два або більше). Світловими пучками називають напрямлені потоки світла, обмежені у просторі. Розрізняють три типи світлових пучків:

А) збіжні – ті, що збігаються в одній точці;

Б) паралельні – ті, що не перетинаються;

В) розбіжні – ті, що виходять з однієї точки.

Закон прямолінійного поширення світла: світло у порожнечі (вакуумі) або однорідному прозорому середовищі поширюється прямолінійно (вибирає найкоротший шлях).

Для демонстрації прямолінійного поширення світла можна скористатися лазерною указкою та електричним чайником. Окремо звертаємо увагу учнів на те, що промінь від указки під час його проходження крізь чисте повітря є невидимим. Разом із тим світловий промінь є видимим, коли проходить крізь туман, що утворюється над чайником із киплячою водою.

Дослідним доказом справедливості закону прямолінійного поширення світла є утворення тіні та півтіні.

Для демонстрації слід взяти невеличке джерело світла і поставити екран так, щоб поверхня екрана була освітлена. Якщо ж тепер між джерелом світла і екраном розташувати непрозоре тіло, тоді на екрані побачимо темне зображення обрисів непрозорого тіла. Якщо маємо справу з точковим джерелом, тоді спостерігаємо на екрані утворення тіні. Якщо ж взяти порівняно велике джерело, тоді на екрані навколо тіні утвориться ще й півтінь.

Тінь – це частина простору за непрозорим предметом, куди не потрапляє світло.

Півтінь – це частина простору за непрозорим предметом, куди світло від джерела потрапляє частково. (Накреслити схеми утворення тіні та півтіні.)

У значних масштабах тінь і півтінь спостерігають під час сонячного і місячного затемнень. Сонячне затемнення спостерігається тоді, коли Місяць буде між Сонцем і Землею. Коли ж Місяць, обертаючись навколо Землі, потрапляє в тінь, що відкидається Землею, спостерігається місячне затемнення. (Плакат)

2. Хвилина цікавої фізики “Знайка”

Для освітлювання операційних було розроблено спеціальні безтіньові лампи. Це зробили для того, щоб під час проведення хірургічних операцій руки хірурга не давали тіні, оскільки це дуже заважало б проведенню операції. Такі лампи розташовують над операційним столом. Безтіньові лампи є протяжними джерелами світла, тож, освітлюючи поверхню, вони утворюють тільки півтінь.

У неоднорідному середовищі (нерівномірно прогрітому повітрі) світло поширюється вздовж кривої лінії. Цим, зокрема, пояснюється оптичне явище, яке ми можемо спостерігати, коли їдемо в спекотну й тиху погоду прямою асфальтовою дорогою. Унаслідок поширення світла від блакитної ділянки земної атмосфери вздовж кривої лінії пасажирам автівки здається, ніби попереду дорога вкрита водою. Насправді це ілюзія зору, яку іноді називають міражем.

Уж тысячи лет, как старый фрегат

Не может найти себе Гавани.

Тысячи лет, как мачты скрипят,

Когда же окончится плаванье?

“Летучий голландец”, скиталец морей,

Ты радость приносить и горе.

“Летучий голландец”, призрак морей,

Когда же окончиться плаванье?

(Из песни “Летучий голландец”)

Багато людей чули легенду про “Летючого голландця”, в існування якого в минулі століття вірили моряки всієї земної кулі. “Летючий голландець” – це величезний за розміром корабель-примара без видимої команди на борту. Він нізвідки з’являвся, безмовно прямував уперед, не відповідаючи на сигнали, і так само стрімко зникав. Зустріч із кораблем-примарою вважалася фатальною, після цього потрібно було чекати шторму чи іншого лиха. Що ж насправді являв собою “Летючий голландець”? Це був, без сумніву, верхній міраж, тобто відображення якого-небудь звичайного парусного судна, яке спокійно йшло десь далеко за горизонтом, а його збільшене і спотворене зображення у вигляді верхнього міражу піднімалося в повітря, удаючи з себе “Летючого голландця”. Міраж, звісно, не реагував на жодні сигнали з інших кораблів. Зараз “Летючий голландець” у вигляді парусного судна зник з морів і океанів, оскільки парусні судна стали рідкістю. Побачити ж міражі суден, що пливуть за видимим горизонтом, можна доволі часто (див. С. В. Зверева “В мире солнечного света”).

Багатьом людям відома легенда про злу фею Моргану. Вона начебто полюбляє дратувати зморених подорожніх – показує їм в розжареній пустелі примарні квітучі оазиси, багатоводні озера, багаті міста з садами, що висять у повітрі. Ця фея дуже підступна. Малює картини лише для того, щоб порадувати людей, змусити їх збитися з дороги, а потім, коли видіння розійдеться в повітрі, радіє з їхнього відчаю.

Фата-моргана – складний міраж, частіше це поєднання верхнього і нижнього міражів.

III. Узагальнення вивченого матеріалу

1. Фронтальна бесіда за питаннями

1) Що вивчає геометрична оптика?

2) У чому полягає закон прямолінійного поширення світла?

3) Які явища є свідченням прямолінійного поширення світла?

4) У якому випадку тінь від предмета буде чіткою?

5) У якому випадку утворюється півтінь? Наведіть приклади утворення півтіні.

6) За якої умови відбувається місячне затемнення? Чи здогадалися ви, чому воно відбувається тільки під час повні?

7) Чому в сонячний день вранці тіні довші, ніж опівдні? Зробіть рисунки до свого пояснення.

8) Смотри, как запад разгорелся

Вечерним заревом лучей,

Восток померкнувший оделся

Холодной сизой чешуей!

(Ф. И. Тютчев)

Запитання. Поясніть явище, яке описав поет.

Відповідь. Це явище називають зорею.

2. Розв’язування задач

1) На горизонтальній площадці стоять два стовпи. Висота першого стовпа – 2 м, довжина його тіні – їм. Якої висоти другий стовп, якщо довжина його тіні дорівнює 50 см? Джерелом світла є сонце. Накреслити схематичний малюнок.

2) Сонячного дня довжина тіні на землі від будинку складає 30 м, а від прямовисної лопати висотою 1,5 м довжина тіні дорівнює 2 м. Яка висота будинку?

IV. Підбиття підсумків уроку

Вправа “Зворотний квиток”

Кожний учень отримує аркуш паперу. З одного боку аркуша він записує найцікавіший момент уроку, а з іншого – свої очікування щодо наступних уроків фізики. (Учитель збирає аркуші, опрацьовує їх і використовує побажання учнів, готуючись до наступних уроків.)

V. Домашнє завдання

Опрацювати матеріал за підручником.

Побудувати схему виникнення сонячного та місячного затемнення.

Розв’язати задачу.

Стовп, освітлений сонцем, відкидає тінь довжиною 6,9 м, а вертикальна паля висотою їм – довжиною 1,1 м. Визначте висоту стовпа.