Конспект урока «Волновые и квантовые свойства света» по физике

ФИЗИКА.

Открытый урок по теме:

“Волновые и квантовые свойства света”.

(обобщающий урок).

Урок проводился для учителей города Курска.

Цель урока: повторить основные волновые и квантовые свойства света, показать единство теории света, двойственность его свойств.

Оборудование: волновая ванна с вибраторами, осветитель теневой, экран, оптический диск Гартля, набор по геометрической оптике, источник питания, фокальная оптическая скамья (ФОС), набор по дифракции и интерференции, вакуумный стеклянный баллон с крылышками, источник ультрафиолетового излучения, электрометр с цинковой пластиной, эбонитовая палочка, шерсть, оборотная призма, экраны и растворы флюоресцирующие, кодоскоп, цветные таблицы, кодограммы, диапозитивы, рисунки и другое плакатные материалы.

План урока.

1. Вступительное слово учителя --- 1-2 мин.

2. Судебное разбирательство, которое состоит в доказательстве волновых и квантовых свойств света: отражение света, преломление света, интерференция, дифракция, дисперсия, фотоэффект, световое давление, люминесценция --- 30-35 мин.

3. Вынесение решения суда --- 2 мин.

4. Заключительное слово учителя --- 1-2 мин.

Действующие лица:

1. Волновая Теория Светиловна, Квантовая Теория Световна;

2. Сторонники ВТС: господин Гюйгенс, Евклид, Закон Преломлеевич, миссис Дисперсия, Френель Бипризмович, Дифракт Огибаевич или миссис Дифракция;

3. Сторонники КТС: господин Генрих Герц, Порог Фотоэффектович, господин Петр Лебедев, миссис Люминесценция;

4. Судья, прокурор, секретарь суда, адвокаты (2 учащихся), суд присяжных (несколько учащихся), стражники (2 учащихся).

Действующие лица “охватывают” практически всех учащихся класса.

Каждый выступающий “свидетель” должен самостоятельно подготовить выступление и соответствующий физический эксперимент, причем текст выступления должен строиться с учетом правил и характера выступления в суде. По возможности каждый “актер” готовит себе свой костюм.

Ход урока.

1. Вход в кабинет охраняют два стражника со скрещенными копьями, которые задают всем входящим в кабинет вопросы, касающиеся темы урока.

( Это действие происходит во время перемены перед занятием).

2. Вступительное слово учителя содержит цели урока и краткое объяснение

хода урока.

2. Начало судебного действия.

Секретарь суда говорит: Встать! Суд идет! (Входит Высокий суд Физического Царства).

Далее говорит судья, который по очереди вызывает свидетелей-защитников.

По ходу действия вопросы свидетелям задают адвокаты, прокурор и судья. После выступления всех свидетелей секретарь суда зачитывает приговор.

4. Завершается занятие выступлением учителя, который подводит итоги урока, отмечает “игру” каждого участника и выставляет соответствующие оценки.

Сценарий урока.

Вход в кабинет оформляется как вход в физическое царство, а также и кабинет оформляется соответствующим образом. У входа, внутри кабинета, находятся два стражника.

Голос сверху (к входящим).

Пароль? Если ответишь, то пройдешь!

Первый стражник. Формула Планка?

1-ый входящий. Е=hv. Энергия светового кванта равна произведению постоянной Планка на частоту излучения.

Первый стражник. Пропустить!

Второй стражник. Значение постоянной Планка?

2-ой входящий. Называет числовое значение постоянной Планка.

Второй стражник. Проходи! (И т. д.)

Секретарь суда: Встать! Суд идет! (Из лаборантской в кабинет входят в соответствующих костюмах: судья, прокурор, адвокаты и суд присяжных).

Главный судья. Сегодня слушается дело №1, состоящее из двух частей: 1.Госпожа Волновая Теория Светиловна обвиняет госпожу Квантовую Теорию Световну в том, что она ее не признает.

2.Госпожа Квантовая Теория Световна жалуется на то, что Волновая Теория Светиловна не дает согласия на ее место в науке.

Мы призываем Высокий суд Физического Царства разобраться в этом споре, выслушать показания свидетелей и вынести справедливый и беспристрастный приговор. Прошу вызвать госпожу Волновую Теорию Светиловну.

Секретарь вызывает из лаборантской ВТС и просит ее дать клятву на красной Книге Справедливости.

ВТС. Клянусь говорить правду и только правду!

Судья (обращаясь к даме). Установим вашу личность. Ваша фамилия, имя, отчество?

ВТС. Волновая Теория Светиловна.

Судья. Ваше место жительства?

ВТС. Физическое царство, г. Оптика, ул. Природа Света, д. 28, кв. 1.

Судья. Ваши родители?

ВТС. Отец --- голландский ученый Христиан Гюйгенс.

Судья. Ваш год рождения и биография?

ВТС. 1678 год. Именно тогда отец Х. Гюйгенс разработал волновую теорию света, но опубликовал ее в “Трактате о свете” в 1690 году. Меня растили французский физик О. Френель и английский Т. Юнг.

Судья. Прошу садиться. (Обращаясь к секретарю). Прошу вызвать госпожу Квантовую Теорию Световну.

Секретарь вызывает КТС и просит ее дать клятву на красной Книге Справедливости.

КТС. Клянусь говорить правду и только правду!

Судья.(Обращаясь ко второй даме). Ваша фамилия, имя, отчество?

КТС. Квантовая Теория Световна.

Судья. Ваше место жительства?

КТС. Физическое царство, г. Оптика, ул. Природа Света, д. 28, кв. 3.

Судья. Ваши родители?

КТС. Отец--- немецкий физик Макс Планк.

Судья. Ваша биография?

КТС. Я родилась 14 декабря 1900 г., когда М. Планк доложил в Немецком физическом обществе о теоретическом выводе закона излучения, для которого пришлось предположить, что свет излучается не в виде непрерывных волн, а порциями энергии – квантами.

Судья. Прошу садиться. Теперь переходим к заслушиванию свидетелей-защитников, в роли которых выступают почтеннейшие и уважаемые в физическом царстве ученые-знаменитости; они изложат свои доказательства.

Секретарь вызывает каждого свидетеля, перед своим выступлением они дают клятву на красной Книге Справедливости.

Секретарь. Первое слово предоставляется господину Гюйгенсу.

Х. Гюйгенс. Делает сообщение в пользу ВТС, пользуясь выдержками из своего “Трактата о свете”. (Демонстрирует опыт “Волны на поверхности воды”).

Адвокат КТС. Задает вопросы по его теме свидетелю.

Судья. Господа, слово просит Евклид.

Евклид. Делает сообщение в пользу ВТС о законах отражения света.(Демонстрирует опыты, показывающие сущность законов отражения света, с помощью оптической шайбы Гартля).

Адвокат КТС. Задает вопросы свидетелю Евклиду.

Секретарь. Слово имеет свидетель Френель Бипризмович.

Френель Бипризмович. Выступает за ВТС, объясняя явление интерференции. (Демонстрирует опыт по интерференции или опыт с кольцами Ньютона).

Адвокат КТС. Задает вопросы по явлению интерференции выступающему.

Судья. Давайте выслушаем одного из свидетелей-защитников Квантовой Теории Световны.

Секретарь. Вызывается господин Генрих Герц.

Г. Герц. Объясняет свои наблюдения по фотоэффекту при изучении открытого колебательного контура.

Секретарь. Приглашается свидетель КТС – Порог Фотоэффектович.

Порог Фотоэффектович. Позвольте привести убедительные доказательства того, что свет ведет себя как частица. Рассказывает о законах фотоэффекта, открытых А. Г. Столетовым. (Демонстрирует явление фотоэффекта.)

Адвокат ВТС. Задает вопросы по теме “Фотоэффект” выступающему свидетелю.

Дифракт Огибаевич или миссис Дифракция. Прошу дать слово мне, чтобы подтвердить, что свет является волной. Докладывает о явлении дифракции и дифракционной решетке. (Демонстрация опыта по получению дифракционного спектра.)

Адвокат КТС. Задает вопросы по явлению дифракции свидетелю ВТС.

Судья. Прошу вызвать следующего свидетеля.

Секретарь. Слово предоставляется Закону Преломлеевичу.

Закон Преломлеевич. Объясняет законы преломления. (Демонстрация законов преломления с помощью оптической шайбы Гартля.)

Судья. Обратимся к противоположной стороне, выслушаем их доказательства и доводы в пользу КТС. Пожайлуста, господин Лебедев.

Секретарь. Вызывается господин Петр Лебедев.

П. Лебедев. Рассказывает о явлении светового давления, об опытах, проводимых им, чтобы рассчитать световое давление. (Демонстрирует опыт, подтверждающий существование светового давления.)

Адвокат ВТС. Задает вопросы выступающему свидетелю.

Секретарь. У нас, на суде, находится миссис Люминесценция, которая также желает внести свою лепту в рассмотрение этого “сложного” дела.

Миссис Люминесценция. Рассказывает о различных видах светового излучения. (Демонстрирует светящиеся экраны, флюоресцирующие растворы.)

Адвокат ВТС. Задает вопросы свидетельнице.

Судья. Выслушав всех вас, суд должен принять решение. Попросим суд присяжных удалится и вынести свой приговор по данному делу.

Суд присяжных уходит в лаборантскую и взяв, приготовленный ему вердикт, возвращается в кабинет.

Секретарь берет у них приговор и зачитывает его:

Приговор.

Заслушав свидетелей с обеих сторон, высокий суд решил:

1. Считать, что свет обладает дуализмом, т. е. двойственностью свойств,

что означает:

а) свет при распространении ведет себя как волна, т. е. обнаруживает волновые свойства, что и доказали сторонники Волновой Теории Светиловны;

б) при излучении и поглощении свет обнаруживает корпускулярные свойства, т. е. свойства частиц , о чем убедительно поведали нам свидетели Квантовой Теории Световны.

2. Приговор считается окончательным и обжалованию не подлежит.

Дата: число, месяц, год. Высокий Суд Физического Царства.

(За основу приговора берутся итоги главы по теории света.)

Р. S. Прокурор задает вопросы всем выступающим свидетелям. Роль прокурора может взять на себя сам учитель, чтобы направлять и координировать ответы выступающих, если в классе нет ученика, способного справиться с этой ролью.

После зачтения приговора секретарь суда предоставляет слово учителю физики для подведения итогов урока и выставления отметок.