Презентация "Дисперсия света"

Окружающий нас мир играет красками: нас радует и волнует голубизна неба, зелень травы и деревьев, красное зарево заката, семицветная дуга радуги.

Как можно объяснить удивительное

многообразие красок в природе?

Актуализация опорных знаний

• Что изучает оптика?
• Какие существовали взгляды на природу света?
• Что такое свет в теории Ньютона?
• Что такое свет в волновой теории?
• Что такое свет по современным представлениям?

Волновая оптика – это раздел оптики, изучающий световые волны как частный случай электромагнитных волн. Основными вопросами волновой оптики являются волновые свойства: интерференция, дифракция, дисперсия, поляризация.

Презентация подготовлена учителем физики ГОУ №43 г. Санкт-Петербурга Лебедевой И.Г. ©

Презентация предназначена для учащихся 11класса общеобразовательной школы.

Презентация призвана облегчить работу учителя при малом количестве времени, выделяемом учебной программой для изучения этой темы и уменьшить трудности по постановке демонстраций при отсутствии средств затемнения в классе.

Использованные ресурсы:

1. Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев, Физика-11, «Просвещение», М., 2006.

2. Презентация к уроку «Дисперсия света» ШепелевойЛ.И., МОУ Гимназия № 22, г. Белгород.

3. Презентация « prezentaciyakuroku.ppt » Девниной Т. А., МОУ СОШ № 11, г. Новочебоксарск.

4. Рисунки с сайтов:

Fast Stone Image Viewer, images ipg, urok ipg.

http://fotki.yandex.ru

http://club.foto.ru

http://www.licrymorg

Дисперсия – звучит прекрасно слово,

Прекрасно и явление само

Оно нам с детства близко и знакомо,

Мы наблюдали сотни раз его!

Гром отгремел, стих летний ливень быстрый,

И над умытой свежею землей

Мостом бесплотным радуга повисла

Пленяя нас своею красотой.

Дисперсия здесь «руку приложила»

Обычный белый лучик световой

Она как будто в призме разложила

Во встреченной им капле дождевой.

Как?

Почему?

Откуда?

Вводная: тема урока, цели урока, пробуждение первичного интереса у учеников.

1666 год

Рассказ о деятельности И. Ньютона, его опыты по исследованию света

Исаак Ньютон

1643 - 1727

Над его могилой высится памятник с бюстом и эпитафией «Здесь покоится сэр Исаак Ньютон, дворянин… Он исследовал различие световых лучей и проявляющиеся при этом различные свойства цветов, чего ранее никто не подозревал ... Пусть смертные радуются, что существует такое украшение рода человеческого».

Опыты Ньютона

Ньютон направил белый луч на стеклянную призму. Как только видимый свет попадает в призму, он преломляется и разлагается в радужную полоску, которая называется спектр , Белый цвет условно делится на семь цветов.

Как показал опыт каждый цвет имеет свой показатель преломления: наибольший - фиолетовый, наименьший - красный. Как мы уже знаем из опытов по дифракции света, цвета имеют различные длины волн.

Свет, проходя через трехгранную призму, преломляется и при выходе из призмы отклоняется от своего первоначального направления к основанию призмы. Величина отклонения луча зависит от показателя преломления вещества призмы, и, как показывают опыты, показатель преломления зависит от частоты света.

Опыт Ньютона по разложению света – что изменилось в установке? Для чего поставлены линзы? Какие линзы потребовались?

Падая на стеклянную призму, луч преломлялся и давал на противоположной стене удлиненное изображение с радужным чередованием цветов.

Каждой цветности соответствует своя длина волны, такой одноцветный свет называется монохроматическим.

Закрыв отверстие красным стеклом, Ньютон наблюдал на стене только красное пятно.

Закрыв отверстие синим стеклом, Ньютон наблюдал на стене только синее пятно.

Синтез белого света с помощью призм осуществленный И.Ньютоном

ВЫВОДЫ ИЗ ОПЫТОВ НЬЮТОНА

• Белый свет не является монохроматическим.
• Вторая призма только преломляет лучи, но не изменяет их цвет. Эти лучи были названы простыми или монохроматическими.
• Белый свет состоит из монохроматических – простых цветов.
• Показатель преломления среды зависит от цвета света: лучи красного света в любой среде преломляются слабее, чем все остальные .
• При выходе из призмы белый свет разлагается на семь цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. Меньше всех отклоняется красный свет, больше - фиолетовый.
• Свет с разными длинами волн распространяется в среде с разными скоростями: фиолетовый с наименьшей, красный - наибольшей, так как n = c/v .

spectrum (лат.) - видение.

фиолетовый

синий

голубой

Вводим определение спектра, рассматриваем основные цвета и порядок их расположения в спектре

зеленый

желтый

о ранжевый

красный

Наблюдаем явление, задаю вопросы ученикам, дети делают первые предположения о причине явления.

Почему белый свет, проходя сквозь призму, разлагается в цветной спектр?

Какие цвета и в какой последовательности наблюдаются в спектре?

А

• Преломление – явление …

• Преломление объясняется …

• Коэффициент преломления …

О

Повторение пройденного, ответы на вопросы.

В

18

Световые пучки различных цветов различаются по степени

преломляемости.

Красный свет имеет наибольшую скорость в среде,

а фиолетовый – наименьшую, поэтому призма и разлагает белый свет .

dispersion (лат.) – рассеяние, развеивание

Зависимость показателя преломления света от частоты колебаний (или длины волны)

Что такое дисперсия?

Попытайтесь сформулировать.

Вводим термин «дисперсия», ученики пытаются самостоятельно дать определение.

18

Монохроматический свет –

световые колебания одной частоты

Каждому цвету соответствует своя длина и частота волны.

760 –

620

нм

620 –

590

нм

590 –

560

нм

560 –

500

нм

500 –

480

нм

480 –

450

нм

450 –

380

нм

Записываем новый материал, повторяем приставки «СИ», стандартный вид чисел.

• Разная степень преломляемости связана с разной скоростью распространения света разных частот в данной среде.
• Зависимость показателя преломления света от частоты колебаний (или длины волны) называется дисперсией .
• Вследствие различной степени преломляемости разных монохроматических цветов пучок белого света разлагается призмой в спектр.

Все лучи лесов зеленых,

Все болотные кувшинки,

На земле когда увянут,

Расцветают снова в небе.

Условия возникновения радуги:

1. Наблюдать радугу можно только в стороне, противоположной солнцу. 2. Солнце должно освещать завесу дождя. 3. Угловая высота солнца над горизонтом не превышает 42 градуса.

Это интересно

• Слово «радуга» имеет старославянский корень «рад», что означает «весёлый». Многие расшифровывают название этого явления природы как «райская радуга».

В водяной капле происходят следующие оптические явления :

• Преломление света
• Дисперсия света, т.е. разложение белого света в спектр
• Отражение света
• Внутреннее

отражение.

Спектральный круг

Ответьте на вопрос. Предложение сделать дома наглядное пособие.

Объясни явление !

Томас Юнг

Красный

+

Зеленый

+

Голубой

=

Белый свет

1807 год

Краткая справка об ученом. Можно заранее дать задание одному из учащихся.

Как объяснить цвет  любого предмета?

- белая бумага отражает все падающие на нее лучи различных цветов - красный предмет отражает только лучи красного цвета, а лучи остальных цветов поглощает Глаз воспринимает отраженные от предмета лучи определенной длины волны и таким образом воспринимает цвет предмета.

Объяснение многообразия красок в природе:

Трава –зеленая;

листья- желтые;

цветы- синие, красные,

т.к. из всех падающих

на них солнечных лучей

они отражают лишь

зеленые, желтые,

красные, синие.

Остальные цвета

составляющие белый

солнечный свет

поглощаются

поверхностью.

И это все благодаря

тому, что белый свет

имеет сложную

структуру.

ЦВЕТА НЕПРОЗРАЧНЫХ ТЕЛ

• Многообразие цветов и оттенков в окружающем нас мире объясняет явление дисперсии.
• При взаимодействии с различными телами лучи света разного цвета по-разному отражаются и поглощаются этими телами.
• Тела, окрашенные в белый цвет, отражают лучи света разных частот одинаково хорошо.
• Тела, окрашенные в черный цвет, поглощают лучи света разных частот одинаково хорошо.
• Непрозрачные тела окрашиваются в тот цвет, лучи света которого они хорошо отражают.
• С помощью дисперсии света можно объяснить такое явление, как радуга

Цвет прозрачных тел

• Цвет прозрачного тела определяется составом того света, который проходит через него.
• Если прозрачное тело равномерно поглощает лучи всех цветов, то в проходящем белом свете оно бесцветно, а при цветном освещении имеет цвет тех лучей, которыми освещено.
• При пропускании белого света через окрашенное стекло оно пропускает тот цвет, в который окрашено.
• Это свойство используется в различных светофильтрах .

30

Игра драгоценных камней

• Явлением дисперсии при многократном преломлении света объясняется игра драгоценных камней
• Драгоценные камни нам кажутся цветными, так как содержащиеся в них примеси поглощают некоторые составляющие белого света

Вероятно, многие из вас задавали в детстве такой вопрос: "Почему у кошки светятся глаза в темноте?" Теперь вы, наверное, уже догадались - так "колбочки" глаза кошки отражают в сумерках падающий на них свет.

ОБОБЩЕНИЕ МАТЕРИАЛА

• Дисперсия света – явление разложения белого света в спектр при помощи призмы. Порядок следования цветов в спектре не меняется.

• Дисперсия света происходит из-за того, что показатель преломления среды зависит от цвета света.

• Дисперсия света доказывает, что белый свет – сложный ,состоит из простых – монохроматических цветов.

• Дисперсия позволяет объяснить цвета непрозрачных тел, тем что тела по- разному отражают и поглощают свет различных частот.

1. Какие из этих явлений объясняются дисперсией?

Контрольные вопросы с выбором ответа.

2. Почему при запрещающем сигнале светофора включается именно красный свет?

3. На листе бумаги написано слово «свет» зеленым карандашом. Через какое цветное стекло нельзя будет прочесть надпись?

4. Не все световые волны являются монохроматическими. Выберите из списка цвета, не являющиеся таковыми.

5. Почему Солнце в зените – ослепительно-белое, а на закате – оранжевое или красное?

свет

черный

красный

синий

серый

зеленый

Почему в светофоре используются красный, желтый и зеленый цвет?

Свет определенных длин

волн по разному влияет на

гипофиз человека .

Синий и зеленый

успокаивают.

Желто-оранжевый действует

возбуждающе.

Вернутся в содержание

Закрепление изученного:

Из чукотской сказки "Морская радуга"

"В море у самого берега, там, где малая волна начинается, увидел радугу. Посмотрел и домой пошел. Остановился у дома и снова увидел радугу. Любопытно ему стало, пошел туда. Ступил на то место, где радуга начинается, и увидел женщину, которая огонь в воде разжигает. Очень красивая женщина, все пальцы в перстнях".

Вопрос: Можно ли увидеть радугу, находясь у одного ее конца?

(Ответ)

Из сказки Г.-Х. Андерсена "Снежная королева"

"... В одной руке у него — маленькая чашечка с мыльной водой, в другой — глиняная трубочка. Он пускает пузыри, доска (качелей) качается, пузыри разлетаются по воздуху, переливаясь на солнце всеми цветами радуги".

Вопрос: Почему на поверхностях мыльных пузырей видны радужные полосы?

(Ответ)

«Как неожиданно и ярко,

На влажной неба синеве,

Воздушная воздвиглась арка

В своем минутном торжестве!

Один конец в леса вонзила,

Другим за облака ушла-

Она полнеба обхватила

И в высоте изнемогла»

(Тютчев)

Вопрос: Какое явление описано в

этих поэтических строках?

(Ответ)

Верные ответы:

Из чукотской сказки "Морская радуга":

Нет: чтобы видеть радугу, ее ось, солнце и глаз наблюдателя должны находиться на одной прямой. 

Назад

Из сказки

Г.-Х. Андерсена "Снежная королева".

Радужные полосы

возникают в результате

интерференции световых

волн, отраженных от

наружной и внутренней

поверхностей мыльного

пузыря.

Назад

Тютчев в своих стихах описывает радугу, явление объясняемое дисперсией.

Назад

Желтые хризантемы потеряли свой цвет, т.к. отражающийся от них желтый цвет становится не видным в желтом свете идущем от лампы.

• Призма не изменяет свет, а лишь раскладывает его на составные части. Белый свет – совокупность монохроматических волн различных частот. Красный свет меньше преломляется, т. к. имеет наибольшую скорость в среде, а фиолетовый – наименьшую, поэтому призма и раскладывает свет.
• Призма не изменяет свет, а лишь раскладывает его на составные части.
• Белый свет – совокупность монохроматических волн различных частот.
• Красный свет меньше преломляется, т. к. имеет наибольшую скорость в среде, а фиолетовый – наименьшую, поэтому призма и раскладывает свет.

Домашнее задание

• §66
• № 1154-1156(Рым)