Тема урока: «Изучение волновых свойств света».

Цели урока:

1.Используя компьютерное моделирование, познакомиться с понятиями интерференции, дифракции и поляризации света.

2. Выявить и проанализировать зависимость интерференции, дифракции и поляризации от различных факторов.

Оборудование урока: компьютерный класс, интерактивная доска, диск ООО «Физикон» открытая физика.

План урока:

1.Организационный момент: класс делится на три группы, каждая из которых в дальнейшем получит свое задание. Внутри группы выбираются: координатор действий, экспериментатор, оформитель результатов  и докладчик.

2.Объяснение нового материала.

Квантово-волновой дуализм понятия света: в одних ситуациях свет ведет себя как поток «частиц»-квантов, а в других проявляет волновые свойства. К последним относятся все свойства электромагнитных волн: интерференция, дифракция и поляризация.

Интерференция- сложение двух и более когерентных волн, вследствие которого наблюдается устойчивая картина усиления или ослабления световых колебаний в разных точках пространства. Когерентные волны это волны с одинаковой частотой и постоянной разность фаз. В природе нет когерентных источников света, так как свет излучается «обрывками» волн длиной порядка 1 метра - цугами. Синхронизировать цуги не представляется возможным. Поэтому   когерентные световые  волны получают путем разделения одного и того же пучка или при помощи лазеров. К способам разделения можно отнести: опыт Юнга, кольца Ньютона, зеркало Ллойда, бипризма Френеля, тонки пленки.

Дифракция-явление огибания волнами препятствий, размеры которых соизмеримы с длиной световой волны(0,1мкм). В результате дифракции накладываются  когерентные световые волны,  приходящие из разных точек, и наблюдается интерференция волн.

Различают дифракцию на препятствии и на отверстиях.

Поляризация света - выделение из естественного света световых колебаний с определенным направлением электрического вектора. Естественный свет является неполяризованным, так как содержит волны со всевозможными направлениями колебаний векторов Е и В, перпендикулярными направлению распространения волны. Поляризаторы обладают способностью пропускать световые волны с колебаниями векторов Е и В только в одной плоскости. Меняя положение второго поляризатора (анализатора) можно делать вывод о плоскости поляризации.

3. Практическая часть. К доске приглашаются координаторы от каждой группы учеников. Они получают задание на группу.

Задание первой группе: исследуйте явление интерференции, результаты исследования представьте в виде таблицы.

Задание второй  группе: исследуйте явление дифракции, результаты исследования представьте в виде таблицы.

 Задание третий  группе: исследуйте явление поляризации света, результаты исследования представьте в виде таблицы.

 По возвращению  в группу, координатор раздает мини задание каждому члену команды. При необходимости можно воспользоваться теоретической помощью. Для этого дети одевают наушники и в индивидуальном режиме прослушивают повторное объяснение материала с диска.

Когда мини задания в группе выполнены, их результаты сводят в таблицу, с которой  докладчик и направляется к интерактивной доске. По очереди докладчики от каждой группы рассказывают всему классу о результатах своих исследований и заносят краткую информацию в сводную таблицу. Ученик делает выводы. 

 Результаты исследования.(Сводная таблица)

Анализ сводной таблицы делается всем классом под руководством учителя.

Вопросы, задаваемые учителем по таблице:

1.      Какие общие  закономерности интерференции на модели опыта Юнга и  на модели колец Ньютона мы можем отметить? Какое различие?

2.      Что общего мы отмечаем в дифракции на шаре и  на круглом отверстии? Какое необычное явление вам встретилось? С чем на ваш взгляд связано отклонение результатов от закономерности?

3.      Какие сходства результатов исследований интерференции и дифракции мы можем отметить?

4.      Можно ли результаты опытов по интерференции и дифракции сравнить с поляризацией света?

5.      Какой волной продольной или поперечной является свет?

6.      Какова роль поляризатора в опытах по поляризации света? А анализатора?

7.      Справедлив ли закон сохранения энергии для опыта по поляризации света? Что это доказывает?

4. Подведение итогов: учитель анализирует работу каждой группы  в целом и каждого ученика внутри группы, выставляет оценки.

Выдается домашнее задание: составить презентацию по изученному явлению.

1 слайд - название явления и его определение;

2 слайд - условия наблюдения явления;

3 слайд - историческая справка (кто и когда наблюдал данное явление, какие получил результаты, с какими трудностями столкнулся);

4 слайд – отличительные особенности явления;

5 слайд – то каких параметров и как зависит наблюдаемая картина ( по  результатам проведенных на уроке  экспериментов);

6 слайд – практическое использование данного явления.

 Желающим предлагается взять данную тему для научно-исследовательской работы с перспективой выступления на научно-практической конференции.