Научно-методический анализ темы.

Свет… его значение в нашей жизни очень велико. Трудно представить себе жизнь без света. Ведь все живое зарождается и развивается под влиянием света и тепла.

Деятельность человека в начальные периоды его существования – добывание пищи, защита от врагов, охота – была зависима от дневного света. Потом человек научился добывать и поддерживать огонь, стал освещать свое жилище, охотиться с факелами. Но во всех случаях его деятельность не могла протекать без освещения.

Первые представления древних ученых о свете были весьма наивны. Считалось, что из глаз выходят особые тонкие щупальца и зрительные впечатления возникают при ощупывании ими предметов. Тогда под оптикой понимали науку о зрении. Именно такой точный смысл слова «оптика».

В средние века оптика постепенно из науки о зрении превратилась в науку о свете. Этому способствовало изобретение линз. В современное время оптика - это раздел физики, в котором исследуется испускание света, его распространение в различных средах и взаимодействие с веществом.

Наша планета окружена газовой оболочкой, которую мы называем атмосферой. Обладая наибольшей плотностью у земной поверхности и постепенно разрежаясь с поднятием вверх, она достигает толщины более сотни километров.

И это не застывшая газовая среда с однородными физическими данными. Наоборот, атмосфера земли находится в постоянном движении. Под воздействием различных факторов, её слои перемешиваются, меняют плотность, температуру, прозрачность, перемещаются на большие расстояния с различной скоростью.

Для лучей света, идущих от солнца или других небесных светил, земная атмосфера представляет собой своеобразную оптическую систему с постоянно меняющимися параметрами. Оказываясь на их пути, она и отражает часть света, рассеивает его, пропускает его сквозь всю толщу атмосферы, обеспечивая освещённость земной поверхности, в определённых условиях разлагает его на составляющие и искривляет ход лучей, вызывая, тем самим, различные атмосферные явления.

В базовом курсе физики свет изучается как электромагнитное излучение определенного диапазона частот. В старших классах не будет подробно изучаться геометрическая оптика. Поэтому здесь главное внимание уделяется именной ей.

Сначала подчеркнем, что изучение световых явлений имеет большое познавательное, политехническое и воспитательное значение. Окружающий нас мир мы воспринимаем и познаем прежде всего благодаря свету и нашим зрительным ощущениям. На законах оптики основана оптическая и осветительная техника. Знание элементов оптики необходимо учащимся для изучения других общеобразовательных предметов.

В центре рассмотрения световых явлений в базовом курче две основные проблемы : как распространяется свет и как он себя ведет на границе раздела двух сред. При этом в учебном материале можно выделить три главные части: прямолинейность распространения света ,закон отражения и явление преломления света. Весь остальной программный материал относиться к следствиям.

Большое значение при изучении темы имеет графическая наглядность – использование доски, таблиц, графопроектора. Но обязательно до вычерчивания лучей и построения на доске ,в тетради, на транспаранте надо показать учащимся действительный вид пучков и получаемые изображения предметов с помощью приборов, т.е. стремиться создавать у них наглядное представление о световых явлениях.

Из количественных зависимостей школьники изучают только две – закон отражения света и связь между фокусным расстоянием и оптической силой линзы. Поэтому число решаемых расчетных задач ограничено, причем задачи решаются простые.

При изучении темы все время приходиться оперировать понятием «луч света». Строгое определение этому отвлеченному понятию в этом месте школьного курса дать трудно. В то же время довести до сознания ребят, что понятие «световой луч» является идеализацией и что в действительности дело имеют со световыми пучками. На первых же уроках этой темы необходимо продемонстрировать пучки с помощью прибора по геометрической оптике и на доске показать графическое изображение луча и разных пучков света.

Другие примеры идеализации в геометрической оптике – понятие «световая точка», «точечный источник». Точка не имеет размеров ,в то время как любой источник имеет конечные размеры.

При изучении построения изображений предмета в плоском зеркале у учащихся формируется понятие «мнимое изображение точки(предмета)».Здесь надо учитывать, что школьники к этому времени не знают роли глаза в образовании изображений, а данное обстоятельство весьма существенно для неформального усвоения названных понятий. Мнимое изображение – одно из наиболее сложных понятий раздела в оптике даже для учеников старших классов, его трудно усвоить, не прослеживая ход лучей до сетчатки глаза.

Изучение темы начинают с напоминания факта прямолинейного распространения света, который уже известен учащимся из курса естествознания и жизненных наблюдений. Так же на уроке обязательно использовать эксперимент. Продемонстрировать тонкий пучок света на приборе по геометрической оптике, обратить внимание школьников на то, что подобные опыты и наблюдения убеждают в прямолинейном распространении света в однородной среде.

Полезно сообщить, что о прямолинейном распространении света писал еше основатель геометрии Евклид за 300 лет до нашей эры и , вероятно, понятие о прямой линии возникло из представлений о прямолинейном распространении света в однородной среде.

Одно из следствий прямолинейного распространения света в однородной среде – образование тени и полутени и, в частности, солнечное и лунное затмения. Причины затмений уже выяснили в курсах естествознания и географии, поэтому, опираясь на эти знания учащихся, можно разнообразить методы работы. На уроках, рассматривается данный материал, можно заслушаться доклады и сообщения учащихся, сопровождаемые демонстрацией опытов. Полезно предложить учащимся домашние экспериментальные задания по исследованию размера тени.

Приступая к изучению законов отражения света, целесообразно прежде всего показать явления отражения и преломления света на границе раздела двух прозрачных сред именно так, как они происходят в действительности( одновременно).Нужно обратить внимание учащихся на то, что при падении пучка света на границу раздела двух сред, пучок раздваиваеться: одна его часть возвращается в первую среду( это явление нащываеться отрадением света), другая проникает во вторую среду, изменив свое направление(преломление света). Пояснение сопровождают рисунком, на котором указывают названия лучей и углов и их буквенные обозначения, подчеркивают, что на рисунке каждый пучок света представлен его центральным лучом.

Урок по законам отражения можно построить таким образом,что основной вывод( равенство углов падения и отражения) учащиеся получат полностью самостоятельно, в процессе выполнения лабораторного эксперимента.

После установления закона отражения выясняют отличие зеркального и рассеянного отражения света. Сделать это можно в процессе самостоятельной работы с учебником.

При изучении зеркального отражения показывают, что плоское зеркало только изменяет ход лучей света , но не может преобразовывать пучки света. Показывают, что изображение в плоском зеркале находиться за зеркалом и на том же расстоянии.

Изучение явления преломления света начинают с повторения опытов по одномерному отражению и преломлению света на границе раздела двух сред. Напоминают какой луч называется падающим, а какой – преломленным, показывают и обозначают соответствующие углы, повторяют законы отражения. Затем экспериментально с оптической шайбой показывают, что преломленный луч лежит в той же плоскости, что и падающий луч. Обращают внимание на то, что угол преломления света в стекле изменяется при изменении угла падения, связь между ними солее сложная, чем при отражении света.

Наблюдение повторяют для сред воздух-стекло на опыте с оптической шайбой. Сделав соответствующие чертежи и сравнив для различных сре углы преломления при равных углах падения, вводят понятие о средах оптически более(менее) плотных.

При рассмотрении преломления вводят показатель преломления. Большое место должно быть уделено объяснению явлений, известных учащимся из жизненного опыта, например, почему предметы, частично погруженные в воду, кажутся сломанными у поверхности воды, почему дно реки, предметы в воде кажутся выше, чем это есть на самом деле.

Линзы в базовой школе рассматриваются не только эксперементально, как следствие преломления. Учащихся на опыте знакомят со свойствами линз преобразовывать пучки света и давать действительное изображение предметов. Вводят понятие о фокусном расстоянии F и оптической силе линз 1/F.

Фронтальную лабораторную работу «Получение изображения с помощью линзы»

Проводят в сочетании с демонстрационным экспериментом, что позволяет ввести понятия «фокусное расстояние» и «оптическая сила линзы».

В центре внимания должны быть две демонстрации : 1) параллельный пучок лучей собирается в одной точке F и 2) лучи, идущие через фокус, после преломления идут параллельно оптической оси.

Далее рассматриваем устройство глаза и фотоаппарата.

Глаз- сложнейшая оптическая система, по действию напоминает фотоаппарат. Поэтому после сравнения хода лучей полезно предложить учащимся составить таблицу, в которой сопоставляют оптические системы фотоаппарат и глаз.

Ввиду ограниченности времени, отводимого на изучение темы «Световые явления», различные случаи более сложных построений изображений, а так же определение области видения изображения и т.п.

В заключение учащимся следует рассказать о значении оптических приборов в промышленности, в научных исследованиях, в быту. Важно показать роль оптических приборов в познании мира.

По материалу темы можно с учащимися провести экскурсии.

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться: