Урок №15. Закон прямолінійного розповсюдження світла
Очікувані результати навчання
формулює самостійно або в співпраці з іншими проблему дослідження [12 ПРО 1.1.1];
створює і аналізує самостійно або в співпраці з іншими моделі об’єктів і явищ, які необхідно дослідити [12 ПРО 1.4.1];
здійснює самостійно або в співпраці з іншими дослідження, фіксує результати [12 ПРО 1.4.2];
формулює самостійно або в співпраці з іншими висновки за результатами досліджень та обґрунтовує їх [12 ПРО 1.5.2];
планує, здійснює пошук, опрацьовує, порівнює, аналізує, оцінює самостійно або в співпраці з іншими надійність джерел і достовірність інформації для розв’язання життєвої/навчальної проблеми [12 ПРО 2.1.1];
порівнює, аналізує самостійно або в співпраці з іншими природні й техногенні об’єкти, явища і процеси на основі наукових методів пізнання та законів природи [12 ПРО 3.1.1];
оцінює самостійно або в співпраці з іншими значення природничих наук, техніки й технологій для суспільного прогресу та сталого розвитку [12 ПРО 3.4.1];
застосовує самостійно або в співпраці з іншими наукове знання і власний досвід для розв’язання життєвої/навчальної проблеми [12 ПРО 4.3.2].
Мета уроку: пояснити явища, які спостерігаються в природі та побуті, за допомогою закону прямолінійного поширення світла.
Цілі сталого розвитку:
Які цілі сталого розвитку (у порядку пріоритетності) опрацьовуємо на уроці:
4. Якісна освіта.
9. Інновації та інфраструктура.
План уроку:
Мотиваційна частина.
Теоретичний блок.
Практичний блок.
Попрактикуй самостійно.
Рефлексія.
Очікувані результати для вчителя:
учні розрізняють джерела світла за групами;
учні формулюють закон прямолінійного розповсюдження світла;
учні пояснюють причини та особливості сонячного та місячного затемнення;
учні використовують здобуті знання для опису процесів, пов’язаних із прямолінійним розповсюдженням світла.
Очікувані результати учнівства:
розрізняє джерела світла за групами;
формулює закон прямолінійного розповсюдження світла;
пояснює причини та особливості сонячного та місячного затемнення;
використовує здобуті знання для опису процесів, пов’язаних із прямолінійним розповсюдженням світла.
1. Мотивація (проблемне питання)
Дослід із вимірювання радіусу Землі був проведений грецьким інтелектуалом Ератосфеном ще у 240 році до н. е.
Як, використовуючи світловий промінь, йому вдалося це зробити?
Джерела світла — це фізичні тіла, частинки (атоми, молекули, йони) яких випромінюють світло.
Залежно від походження розрізняють природні і штучні (створені людиною) джерела світла.
Залежно від температури джерела світла поділяють на теплові (випромінюють світло завдяки тому, що мають високу власну температуру: свічка, Сонце) та люмінесцентні (для світіння яких не потрібна висока температура: екран телефону, морський планктон).
Залежно від сприйняття розмірів поділяються на точкові (розмірами якого можна знехтувати: зоря) та протяжні (розмірами яких знехтувати не можна: лампа на кухні).
Приймачі світла — це пристрої, які змінюють свої властивості через дію світла та за допомогою яких можна виявити світлове випромінювання (очі живих істот).
Швидкість поширення світла у вакуумі становить приблизно: c=3∙108м/c
Світловий промінь — це лінія, що вказує напрямок поширення світлового пучка. Закон прямолінійного поширення світла: у прозорому однорідному середовищі світло поширюється прямолінійно.
Повна тінь — це область простору, у яку не потрапляє світло від джерела.
Півтінь — це область простору, освітлена деякими з кількох наявних точкових джерел світла або частиною протяжного джерела.
Світловий потік — кількісна характеристика випромінювання, яке випромінюється джерелом світла. Одиниця вимірювання в системі СI: люмен (лм).
Дружня порада вчителю
Тривалість — до 10 хв.
Під час розповіді теоретичного матеріалу бажано, щоб приклади джерел світла наводили учні, а не вчитель. Під час пояснення прямолінійного закону розповсюдження світла можна провести дослід, який засвідчує цей закон. Узяти джерело світла (ліхтарик) та перешкоду в якій є отвір. Під час пояснення утворення тіні та напівтіні можна продемонструвати відео з протіканням сонячного та місячного затемнення.
3. Практичний блок
Дружня порада вчителю
Тривалість — до 20 хв.
Із запропонованих завдань можна використати не всі, а лише декілька.
Під час виконання завдання №1 можна обговорити особливості використання кожного з джерел світла в кожен період часу.
Під час виконання завдання №2 можна обговорити факти, пов’язані з відкриттям різних сонячних систем та екзопланет, які входять у ці системи, та які революційні відкриття потрібні для гіпотетично можливих подорожей до них.
Завдання №1
Розташуйте в хронологічному порядку використання людьми різних джерел світла (від перших до сучасних) і приблизну дату початку їх використання:
Поясніть, які з цих джерел світла є тепловими, а які люмінесцентними.
Чи знаєте ви ще якість сучасні джерела світла?
Завдання №2
Які одиниці вимірювання шляху ви знаєте?
Світловий рік — це одиниця вимірювання часу чи шляху? Дайте визначення.
На якій відстані від нас знаходиться найближча зірка? Порахуйте, чому буде дорівнювати ця відстань в км.
Найшвидший апарат створений людиною — сонячний зонд Parker — розігнався до швидкості 163 км/с. Який час знадобиться цьому апарату, щоб дістатися до найближчої до нас зірки?
Рис. 5. Зонд Parker
Завдання №3
Як, використовуючи закон прямолінійного поширення світла, можна встановити висоту будинку чи дерева? Що нам для цього знадобиться?
Розв’язати задачу.
Учень стоїть поруч із деревом і тримає вертикально палицю завдовжки 1,5 м. У сонячний день довжина тіні палиці дорівнює 2 м, а тінь від дерева становить 8 м. Визначте висоту дерева.
Дружня порада вчителю
Під час виконання завдання №2 саму задачу можна персоналізувати, пов’язавши її з якимось учнем із класу, що вирішив провести подібний дослід.
Як у різних професіях потрібно враховувати закон прямолінійного поширення світла (утворення тіні та напівтіні) та рівень освітлення? Відповідь аргументуйте прикладами.
Рівень А: дві професії із запропонованого списку.
Рівень В: три професії із запропонованого списку.
Рівень С: три професії із запропонованого списку + одну професію запропонуйте самостійно.
Список запропонованих професій: архітектор, дизайнер інтер’єру, інженер з освітлення, сценічний декоратор, художник, фотограф.
Дружня порада вчителю
Тривалість — до 6 хв.
Список професій можна розширити або учні можуть запропонувати свої.
Рефлексія
“Щоденник світлового дня”
Уявіть свій типовий день. Поміркуйте, які джерела світла ви використовуєте протягом доби. Розділіть їх на групи: теплові, люмінесцентні; природні, штучні.
Джерела світла — це фізичні тіла, частинки (атоми, молекули, йони) яких випромінюють світло.
Залежно від походження розрізняють природні і штучні (створені людиною) джерела світла.
Залежно від температури джерела світла поділяють на теплові (випромінюють світло завдяки тому, що мають високу власну температуру: свічка, Сонце) та люмінесцентні (для світіння яких не потрібна висока температура: екран телефону, морський планктон).
Залежно від сприйняття розмірів поділяються на точкові (розмірами якого можна знехтувати: зоря) та протяжні (розмірами яких знехтувати не можна: лампа на кухні).
Приймачі світла —це пристрої, які змінюють свої властивості через дію світла та за допомогою яких можна виявити світлове випромінювання (очі живих істот).
Швидкість поширення світла у вакуумі становить приблизно: c=3∙108м/c
Світловий промінь — це лінія, що вказує напрямок поширення світлового пучка. Закон прямолінійного поширення світла: у прозорому однорідному середовищі світло поширюється прямолінійно.
Повна тінь — це область простору, у яку не потрапляє світло від джерела.
Півтінь — це область простору, освітлена деякими з кількох наявних точкових джерел світла або частиною протяжного джерела.
Світловий потік — кількісна характеристика випромінювання, яке випромінюється джерелом світла. Одиниця вимірювання в системі СI: люмен (лм).
3. Практичний блок
Завдання №1
Розташуйте в хронологічному порядку використання людьми різних джерел світла (від перших до сучасних) і приблизну дату початку їх використання: лампа розжарювання, свічка, люмінесцентна лампа, вогонь, газова лампа, масляні лампи, неонова лампа, світлодіоди.
Поясніть, які з цих джерел світла є тепловими, а які люмінесцентними.
Чи знаєте ви ще якість сучасні джерела світла?
Завдання №2
Які одиниці вимірювання шляху ви знаєте?
Світловий рік — це одиниця вимірювання часу чи шляху? Дайте визначення.
На якій відстані від нас знаходиться найближча зірка? Порахуйте, чому буде дорівнювати ця відстань в км.
Найшвидший апарат створений людиною — сонячний зонд Parker — розігнався до швидкості 163 км/с. Який час знадобиться цьому апарату, щоб дістатися до найближчої до нас зірки?
Рис. 5. Зонд Parker
Завдання №3
Як, використовуючи закон прямолінійного поширення світла, можна встановити висоту будинку чи дерева? Що нам для цього знадобиться?
Розв’язати задачу.
Учень стоїть поруч із деревом і тримає вертикально палицю завдовжки 1,5 м. У сонячний день довжина тіні палиці дорівнює 2 м, а тінь від дерева становить 8 м. Визначте висоту дерева.
Дізнайтеся, коли в цьому місці буде найближче місячне та сонячне затемнення (повне чи неповне).
Подумай, які засоби захисту потрібні для очей під час спостереження сонячного затемнення. Навіщо їх потрібно використовувати?
4. Попрактикуймо самостійно
Як у різних професіях потрібно враховувати закон прямолінійного поширення світла (утворення тіні та напівтіні) та рівень освітлення? Відповідь аргументуйте прикладами.
Рівень А: дві професії із запропонованого списку.
Рівень В: три професії із запропонованого списку.
Рівень С: три професії із запропонованого списку + одну професію запропонуйте самостійно.
Список запропонованих професій: архітектор, дизайнер інтер’єру, інженер з освітлення, сценічний декоратор, художник, фотограф.
Рефлексія:
“Щоденник світлового дня”
Уявіть свій типовий день. Поміркуйте, які джерела світла ви використовуєте протягом доби. Розділіть їх на групи: теплові, люмінесцентні; природні, штучні.
Ділись та обговорюй важливе