матеріал 18

18. Дисперсія світла. Природні оптичні явища

Матеріал

Для вчителя

Для учня

Завантажити матеріал (PDF)

Урок №18. Дисперсія світла. Природні оптичні явища

Очікувані результати навчання:

формулює самостійно або в співпраці з іншими проблему дослідження [12 ПРО 1.1.1]
створює та 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 й 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 й сталого розвитку [12 ПРО 3.4.1]
застосовує самостійно або в співпраці з іншими наукове знання й 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 явища дисперсії та законів розповсюдження світла.

Очікувані результати для учнів:

розрізняти адитивне та субтрактивне змішування кольорів
розуміти явище дисперсії світла
використовувати здобуті знання з теми про закони розповсюдження світла та опису природних оптичних явищ

Очікувані результати для вчителя:

учні розуміють особливості протікання явища дисперсії
учні пояснюють різницю між адитивним та субтрактивним змішуванням кольорів
учні описують та пояснюють особливості виникнення різних природних оптичних явищ на основі здобутих раніше знань

Цілі сталого розвитку:

Які цілі сталого розвитку (в порядку пріоритетності) опрацьовуємо на уроці:

4. Якісна освіта
9. Інновації та інфраструктура

Ключові слова: дисперсія світла, адитивне змішування кольорів, субтрактивне змішування кольорів, веселка, міраж.

План уроку:

Мотиваційна частина
Теоретичний блок
Практичний блок
Попрактикуймо самостійно
Рефлексія

1. Мотивація (проблемне питання)

Рис. 1
Джерело: https://ukr.media/ukrain/307129/

Яке фізичне явище ви можете спостерігати на рис. 1?
Яка причина його виникнення?
Хто вперше пояснив це явище?

Дружня порада вчителю

Тривалість — до 3 хв.

Утворення веселки можна показати за допомогою плоскопаралельної призми.

Дослід позитивно вплине на пізнавальну активність учнів.

2. Теоретичний блок

1. Дисперсія світла

Джерело: https://corelamps.com/yak-obraty-svitylnyk-chy-lampochku/dyspersiia-svitla/

Дисперсія світла – це явище розкладання світла на спектр, зумовлене залежністю показника заломлення середовища від кольору світла.

Дружня порада вчителю

Тривалість — до 10 хв.

2. Накладання кольорів

Адитивне змішування кольорів — це процес, при якому кольори утворюються шляхом додавання світла. В його основі лежить принцип накладання світлових променів різного кольору. Основні кольори світла: червоний (R), зелений (G) і синій (B) (RGB).

Джерело: https://uk.wikipedia.org/

Субтрактивне змішування кольорів — це процес, у якому кольори утворюються шляхом віднімання (або поглинання) світла. В основі лежить принцип змішування фарб різних кольорів. Основні кольори: блакитний (C), пурпуровий (M) і жовтий (Y) (CMY). Використовують також модель CMYK, де четвертим є чорний колір.

Джерело: https://uk.wikipedia.org/

Дружня порада вчителю

Пояснення теорії можна супроводити дослідами: змішати кольори фарби на папері та показати накладання світлових променів, які пройшли через скло різних кольорів.

Посилання на відеоджерела:

3. Практичний блок

Дружня порада вчителю

Тривалість — до 18 хв.

Із запропонованих завдань можна використати не всі, а лише декілька.

Завдання №1

Рис. 2. Дослід Ньютона
Джерело: https://www.livescience.com/physics-mathematics/refraction-is-then-all-there-is-to-it-how-isaac-newtons-experiments-revealed-the-mystery-of-light

Кольорові смуги, що плавно переходять одна в одну, називаються спектром. До речi, слово «спектр» в термінологію фізики ввів I. Ньютон. Він спочатку виділив усього 5 основних кольорів у спектрі, потім 10, а потім зупинився на семи.

Чим можна пояснити той факт, що Ньютон зупинився на 7 кольорах? З чим пов’язане число 7 в житті людей?

Відповідь: Сім нот, ciм чyдec cвiтy, сiм днiв y тижнi, сiм cмepтниx гpixiв.

Завдання №2

Рис. 3. Веселка
Джерело: https://zn.ua/ukr/UKRAINE/pislya-speki-v-ukrayini-proydut-doschi-i-grozi-173766_.html

Зазвичай ми бачимо веселку як дугу. За яких умов ми можемо побачити веселку як повне коло?

Відповідь: Якщо на неї дивитися з літака.

Рис. 4. Подвійна веселка
Джерело: https://news.telegraf.com.ua/ukr/kiev/2024-06-02/5855542-v-kievi-pislya-zlivi-pomitili-ridkisne-optichne-yavishche-chomu-i-koli-vono-zyavlyaetsya-video

Іноді видно дві веселки: головну (яскравішу) та додаткову (зовнішню, прозорішу). У додатковій веселці порядок кольорів зворотний. Чим можна це пояснити?

Відповідь: Через додаткове відбиття світла всередині крапель води.

3. Чому вранішні та вечірні веселки найяскравіші?

Відповідь: Сонце повинно бути низько на небосхилі (менше ніж 42° над горизонтом), у цьому випадку веселка буде яскравішою.

4. Чи можна побачити веселку на небі вночі? Відповідь поясніть.

Відповідь: Так, замість Сонця роль світила відіграє Місяць, точніше, відбиті від нього сонячні промені.

Рис. 5. «Вогняна веселка»
Джерело: https://aniagabrus.blogspot.com/2012/09/blog-post_3127.html

Існують різні види веселок, одна з таких — «вогняна веселка». Дізнайтеся, за яких умов вона може виникати.

Завдання №3

Дружня порада вчителю

Як і в завданні №2, можна зробити добірку фото й для цього завдання (для пункту 2).

Рис. 6. Сонце
Джерело: https://torange.biz/ua/gallery/sun-sky

Який справжній колір Сонця?

Рис. 7. Небо в різних відтінках
Джерело: https://futurenow.com.ua/chomu-nebo-blakytne-rozkryvayemo-tayemnytsyu/

Переглянувши картинку уважно, ви можете побачити, що колір неба буває різним. Чому вдень зазвичай воно синє, а під час сходу чи заходу сонця — червоне?

Рис. 8. Небо на Марсі
Джерело: https://tsn.ua/nauka_it/nasa-pokazalo-video-zahodu-soncya-na-marsi-411506.html

На наступному фото можна побачити захід сонця на Марсі. Чому під час заходу сонця на Марсі небо блакитне?

Завдання №4

Рис. 9. Дорога
Джерело: https://uk.wikipedia.org/

Уявіть собі, що ви їдете по нагрітому сонцем шосе, щоб попереду спостерігати за калюжею води, яка спокусливо “висить” на мерехтливому асфальті. Але коли ви наближаєтесь, цей водяний міраж невловимо злітає і завжди перебуває поза межами досяжності.

Як називається це оптичне явище?
Які причини його виникнення?
Які бувають види міражів?

Завдання №5

Колір світла, яке нас оточує, може непомітно, але суттєво впливати на наш настрій, енергію та продуктивність. Дослідження показують, що різні кольори світла можуть викликати в людей різні фізіологічні та емоційні реакції.

Наприклад, тепле жовте або оранжеве світло може викликати відчуття тепла та розслаблення.

1. Де доцільно використовувати таке освітлення?

Відповідь: Таке світло може мати стимулюючу дію та покращувати концентрацію уваги. Це особливо корисно на робочих місцях, у школах та інших приміщеннях, де потрібні зосередженість і пильність.

2. Яке освітлення потрібно створити в кімнаті, щоб розслабитися та підготуватися до сну?

Відповідь: Деякі дослідження показують, що вплив світла відповідних кольорів може впливати і на сон. Бурштинове світло допомагає розслабитися та стимулює вироблення мелатоніну.

Завдання №6

Дружня порада вчителю

Під час виконання цього завдання бажано запропонувати подивитися на дисплей свого телефона та кольорові сторінки підручника.

На рис. 10, а ви можете побачити дисплей телефона, а на рис. 10, б надруковане за допомогою принтера фото.

Рис. 10, а
Джерело: https://nazarko-ov.prom.ua/ua/p779926074-vafelnaya-kartinka-ekran.html

Рис. 10, б
Джерело: https://sint.if.ua/wp-content/uploads/OCP_Color_Test_Chart.pdf

Які колірні моделі використовуються в кожному з цих прикладів?
Які області застосування RGB моделі кольорів?
Які області застосування CMYK моделі кольорів?

4. Попрактикуймо самостійно

Існує велика кількість природних оптичних явищ: гало, полярне сяйво, брокенський привид, глорія, кільце Бішопа, фата-моргана, перевернута веселка, верхній міраж, сонячна корона.

Виберіть та опишіть якесь явище: коли виникає, причини виникнення, знайдіть фото цього явища в інтернеті.

Рівень А: одне явище
Рівень В: два явища
Рівень С: три явища

Дружня порада вчителю

Тривалість — до 12 хв.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Рефлексія

Уявіть, що ви науковий журналіст. Сформулюйте пост або статтю (3-5 речень) про одне з оптичних явищ так, щоб це було цікаво прочитати широкій аудиторії.

Дружня порада вчителю

Тривалість — до 5 хв.

У вільний від відпочинку час

Відео

https://www.youtube.com/watch?v=nQFhWfmKjms

Відео

https://www.youtube.com/watch?v=yDOl-74Xuy8

Відео

Завантажити матеріал (PDF)

Урок №18. Дисперсія світла. Природні оптичні явища

Очікувані результати навчання

Очікувані результати:

розрізняти адитивне та субтрактивне змішування кольорів
розуміти явище дисперсії світла
використання здобутих знань з теми про закони розповсюдження світла та опису природних оптичних явищ

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
Попрактикуймо самостійно
Рефлексія

1. Мотивація (проблемне питання)

Рис. 1
Джерело: https://ukr.media/ukrain/307129/

Яке фізичне явище ви можете спостерігати на рис. 1?
Яка причина його виникнення?
Хто вперше пояснив це явище?

2. Теоретичний блок

1. Дисперсія світла

Джерело: https://corelamps.com/yak-obraty-svitylnyk-chy-lampochku/dyspersiia-svitla/

2. Накладання кольорів

Адитивне змішування кольорів — це процес, при якому кольори утворюються шляхом додавання світла. В основі лежить принцип накладання світлових променів різного кольору. Основні кольори світла: червоний (R), зелений (G) і синій (B) (RGB).

Джерело: https://uk.wikipedia.org/

Джерело: https://uk.wikipedia.org/

Посилання на відео джерела:

3. Практичний блок

Завдання №1

Чим можна пояснити той факт, що Ньютон зупинився на 7 кольорах? З чим пов’язане число 7 в житті людей?

Завдання №2

Рис. 3. Веселка
Джерело: https://zn.ua/ukr/UKRAINE/pislya-speki-v-ukrayini-proydut-doschi-i-grozi-173766_.html

Зазвичай ми бачимо веселку як дугу. За яких умов ми можемо побачити веселку як повне коло?
Іноді видно дві веселки: головну (яскравішу) та додаткову (зовнішню, прозорішу). У додатковій веселці порядок кольорів зворотний. Чим можна це пояснити?
Чому вранішні та вечірні веселки найяскравіші?
Чи можна побачити веселку на небі вночі? Відповідь поясніть.
Існують різні види веселок, одна з таких — «вогняна веселка». Дізнайтеся, за яких умов вона може виникати.

Рис. 5 .«Вогняна веселка»
Джерело: https://aniagabrus.blogspot.com/2012/09/blog-post_3127.html

Завдання №3

Рис. 6. Сонце
Джерело: https://torange.biz/ua/gallery/sun-sky

Який справжній колір Сонця?

Рис. 7. Небо в різних відтінках
Джерело: https://futurenow.com.ua/chomu-nebo-blakytne-rozkryvayemo-tayemnytsyu/

Переглянувши картинку уважно, ви можете побачити, що колір неба буває різним. Чому вдень зазвичай воно синє, а під час сходу чи заходу сонця — червоне?