Полноеотражение света11 классинформационно - технологическийАрсентьева Галина Николаевна, учитель физики МОУ СОШ № 10города Кандалакши Мурманской области
Наука давно перестала чуждаться жизни и написала на своем знамени: "Посев научный взойдет для жатвы народной". Менделеев Д.И.Содержание урока
Цель урока :– развитие познавательного интереса, умения составлять алгоритмы «переноса» применения приобретенных знаний в нестандартной (новой) учебной ситуации; формирование учебно-познавательных и информационных компетенций учащихся.Задачи: Образовательные: сформировать понятие “полное внутреннее отражение света”;выяснить условия возникновения полного отражения света;изучить практическое применение этого физического явления;совершенствовать навыки работы с различными ИКТ программами;создать познавательную мотивацию при постановке экспериментальных задач;Воспитательные: воспитание мировоззренческих понятий: о причинно-следственных связях в окружающем мире,о познаваемости окружающего мира и человечества, воспитание чувства товарищеской взаимовыручки, воспитание этики групповой работы.Развивающие: развитие навыков и умений: умение классифицировать и обобщать; умение формулировать выводы по изученному материалу; развитие самостоятельности мышления и интеллекта; развитие грамотной устной речи; развитие навыков практической работы.
Какие явления наблюдаются на границе раздела двух прозрачных сред?Сформулируйте закон отражения света.Сформулируйте закон преломления света.Каков физический смысл абсолютного показателя преломления среды?Задание 1Задание 2
Два художника, гуляя по берегу озера, обратили внимание на наклонную палку, торчащую из воды, и затем изобразили увиденное так, как показано на рисунках а) и б). Какой из художников ошибся?
В воде идут два параллельных луча 1 и 2, как изображено на рисунке. Луч 1 выходит в воздух непосредственно, а луч 2 проходит сквозь горизонтальную плоскопараллельную пластинку, лежащую на поверхности воды. Будут ли эти лучи параллельны при выходе в воздух?
Луч света падает из воды на границу раздела двух сред «вода - воздух» под углом 60 0. Найдите угол преломления луча в воздухе.Абсолютный показатель преломления воды принять равным 1,33
Объяснение нового материала
Иоганн Кеплер (1571–1630), немецкий астроном впервые описал явлениеполного внутреннего отражения светаЭЙХЕНВАЛЬД АЛЕКСАНДР АЛЕКСАНДРОВИЧ(1864 – 1944),русский физикВ 1908 выяснил вопрос о природе полного внутреннего отражения светаЧарльз Као (родился 4 ноября 1933 года)китайский, британский и американский инженер-физик.Лауреат Нобелевской премии по физике 2009 года за «новаторские достижения в области передачи света по волокнам для оптической связи»
α0 – предельный угол полного отраженияРассмотрим более подробно.Полное внутреннее отражение
α0 – предельный угол полного отражения вычисление α0 таблица значений α0
Предельный угол полного отражения света
Таблица значений предельных углов полного внутреннего отражения
Домашний экспериментОпыт с монетойОпыт с карандашом
Полное внутреннее отражение света в природе
Световоды
В искусствеВ медицинеВ измерительных приборахВ современной архитектуре
Жгуты из волокон используются в медицине для исследования внутренних органов. Два световода можно закинуть в любое малодоступное место организма. С помощью одного световода освещают нужный объект, посредством другого передают его изображение в фотокамеру или глаз. Например, опуская световоды в желудок, медикам удаётся получить прекрасное изображение интересующей их области, несмотря на то, что световоды приходится перекручивать и изгибать самым причудливым образом. Оптическое волокно также используется для формирования изображения. Пучок света, передаваемый оптическим волокном, иногда используется совместно с линзами — например, в эндоскопе, который используется для просмотра объектов через маленькое отверстие.
Оптическое волокно считается одной из самых совершенных физических сред для передачи информации, а также самой перспективной средой для передачи больших объемов информации (в основном потоковой) на большие расстояния. Оптоволокно обладает отличными физическими характеристиками, очень высокой устойчивостью к электромагнитным и радиочастотным помехам.. Оптический Интернет?! Его название происходит от способа транспортировки информации в глобальной сети Интернет. Вместо обычных медных проводников используются нити оптоволоконного кабеля, который состоит из специальных кварцевых волокон, во многом схожих с обычным стеклом. Вместо обычных радиоволн в волокнах распространяется световое излучение, что позволяет достигать колоссальных скоростей передачи информации. Технология получила широкое распространение благодаря высокой масштабируемости. Масштабируемость в контексте - это слабая зависимость скорости передачи информации от самого транспорта - оптического волокна.
Оптическое волокно может быть использовано как датчик для измерения напряжения, температуры, давления и других параметров. Малый размер и фактическое отсутствие необходимости в электрической энергии, даёт волоконно-оптическим датчикам преимущество перед традиционными электрическими в определённых областях.Оптическое волокно используется в гидрофонах в сейсмических или гидролокационных приборах. Созданы системы с гидрофонами, в которых на волоконный кабель приходится более 100 датчиков. Системы с гидрофоновым датчиком используются в нефтедобывающей промышленности, а также флотом некоторых стран.
Диапазон областей применения оптоволоконного освещения настолько широк, что перечислить их все практически невозможно.Оптические волокна широко используются для освещения. В некоторых зданиях оптические волокна используются для обозначения маршрута с крыши в какую-нибудь часть здания. Оптические волокна как подсветка бассейнов.Волоконно-оптическое освещение также используется в декоративных целях, включая коммерческую рекламу, искусство и искусственные ёлки.
Свето-водо-музыкальные шоу. Союз воды, динамического света и музыки формирует совершенно неповторимый образ. При этом создается эффект подсветки водяной струи изнутри, без видимых светильников и прожекторов. На улице Рамбла в Барселоне есть миниатюрный фонтанчик с питьевой водой, который включается при нажатии кнопки. Когда вы включаете фонтан, происходит маленькое чудо - струя воды становится цветной, вы можете пить воду, окрашенную светом. Эта крохотная инсталляция производит сильное впечатление, вполне сравнимое с находящимися неподалеку знаменитыми поющими фонтанами. Вообще, в городской архитектуре мы привыкли к гигантским проектам, к мощным прожекторам заливающего света. Оптоволокно и светодиоды позволяют развивать несколько иной язык, для которого характерна некоторая камерность, приватность и интимность. Подобно питьевому фонтанчику, объектами оптоволоконной подсветки могут стать любые малые архитектурные формы, особенно если они содержат светопрозрачные элементы - скажем, бронзовые скульптуры со вставками из цветного стекла. Важно только задуматься о возможности подсветки заранее, на этапе проектирования изделия.
Перспективная фара фирмы Valeo на основе светодиодов. Уникальный роботизированный комплекс на основе волоконных лазеров мощностью 0,4 кВт, 2 кВт 5кВт, способный производить 3–х мерную резку, сварку и закалку разнообразных деталей сложного профиля. Волоконно-оптический датчик механической деформации продольного растяжения/сжатияМикроскоп на основе волоконной оптики
Это очень существенный аспект применения оптоволокна. Для музеев исключительно важно поддержание постоянных температуры и влажности, и применение галогенных ламп может быть нежелательным из-за большого количества выделяемого тепла. В этом случае оптоволоконная подсветка может быть лучшим решением, позволяющим полностью исключить нежелательное тепловое воздействие. Динамическое освещение панорамы. За определенный интервал, отведенный для рассказа экскурсовода, освещение панорамы меняется от ночного - лунная дорожка, звезды, горящий свет в окнах домов, к утреннему, с разгоранием красных прожекторов, далее к полуденному, с плавным нарастанием яркости прожекторов белого цвета (дневной солнечный свет) и, наконец, к закату. Все происходит в автоматическом режиме.
§ 62, упр. 8(9);Познакомиться с презентацией «Полное отражение света» на сайте http://dnevnik.ru/ Используя интерактивную модель сайта http://www.rusedu.ru/detail_6171.html , определить предельный угол полного отражение для сред:рубин – стекло;алмаз – стекло;спирт – воздух.
Итоги урока
Победитель Всероссийского конкурсаучителей физики и математики Фонда Зимина «Династия» в номинации «Лучший наставник молодых ученых» 2008АрсентьеваГалина НиколаевнаУчитель физики высшей квалификационной категорииПобедитель Всероссийского конкурса«Мой лучший урок» Фонда Менделеева 2010