Презентация, доклад по физике Два взгляда на природу света

внеклассного мероприятия


Преподаватель Кадзова Ф.М.


2013 г.

«Свет – образец для искреннего слова: Каких бы крепостей ни возвести – Свет обойдёт препятствие, чтоб снова
Стремиться по кратчайшему пути.»

свойства света
Вести научную полемику, приводя в качестве доказательство своих
утверждений логически обоснованные рассуждения и проводимые опыты
Сформировать у учащихся представление о единстве физических явлений в природе.

ученого совета Лондонского Королевского общества собрались ученые, исследовавшие свойства света и ведут научную полемику. Каждый отстаивает свой взгляд на природу света и в доказательство своих слов приводит логические рассуждения или проводит научный эксперимент.
В заключении Эйнштейн обобщает сделанные открытие и делает вывод о двойственности природы света.

заседаний учённого совета Лондонского Королевского общества.

Действующие лица:
Ольденбург – секретарь Лондонского Королевского общества.
Аристотель - древнегреческий ученый философ.
Виллеброд Снелиус -_ голландский ученый.
Рене Декарт -_ французский ученый.
Франческо Мария Гримальди – итальянский священник /иезуит/.
Роберт Гук - английский ученый
Христиан Гюйгенс – голландский ученый.
Исаак Ньютон – английский ученый.
Леонард Эйлер – швейцарский учёный
Томас Юнг - английский ученый
Огюстен Френель – французский физик.
Густав Роберт Кирхгоф -_ немецкий физик.
Макс Планк – немецкий физик.
А. Г. Столетов _ русский физик.
П. Н. Лебедев – русский физик.
Альберт Эйнштейн – гражданин планеты

.

Ольденбург- Открывается очередное заседание Лондонского Королевского
общества /удар молоточком по тарелочке/;
- на повестке дня один вопрос «Какова природа света?»;
- В прениях будут участвовать: /перечисляются
все участники, при этом каждый встает и кланяется/.
- Слово предоставляется господину Аристотелю.

продолжительных размышлений я пришел к выводу, что свет есть нечто исходящее из глаз.
Лучи света как - бы ощупывают предметы, доставляя наблюдателю информацию об их форме и качестве, что цвета являются результатом смешения света с темнотой в различных пропорциях.

господину Снелиусу»

« Господа, изучая прохождение света в
различных средах, я заметил что на
границах двух сред, свет меняет сваё
направление.

света различена в разных средах; - отношение синуса угла падение к синусу угла преломления есть величина постоянная для двух сред; - падающий луч, луч преломлений и перпендикуляр, восставленный в точке падения, лежат в одной плоскости. Благодарю за внимание

 

господину Рене Декарту»

«Господа, мой ученый коллега
опередил меня. Дело в том, что я пришел к аналогичным выводам в своих наблюдениях, причём, если вторая среда оптически более плотная, то преломлённый луч приближается к перпендикуляру, а если менее плотная, то он откланяется опередил меня. Дело в том, что я пришел к аналогичным выводам в своих наблюдениях, причём, если вторая среда оптически более плотная, то преломлённый луч приближается к перпендикуляру, а если менее плотная, то он откланяется к границе раздела двух сред. При некотором предельном угле падения α преломлённый угол становиться равным 90º и преломлённый луч идёт вдоль границе раздела двух сред. Если угол падения больше α, то наблюдается полное отражение света
Наши с господином Снелиусом выводы говорят о том, что свет - это волны.»

господину Франческо Мария Гримальди:

«Я поддерживаю предыдущих ораторов и в
доказательство приведу проделанный опыт.

Опыт: в темную комнату сквозь узкое отверстие был пропущен
солнечный свет. В световой конус я поместил палку,
наблюдая характер тени на экране. Образовалась картина,
которая свидетельствовала о том, что лучи света могут
отклонятся от прямолинейного распространения и назвал это
явление дифракция.

Вывод: подобно тому, как вокруг камня, брошенного в воду
образуется круговые возвышение воды, точно так же вокруг
тени не прозрачного предмета возникают блестящие полосы,
суть не что иное, как свет, распределенный неравномерно
вследствие сильного рассеяния и прорезаний теневыми
промежутками.
Благодарю за внимание.

мой взгляд свет есть колебательное
или дрожательное движение среды,
происходящее вследствие подобного же движения светящегося тела, подобно звуку. Как в звуке пропорциональные колебания производят
различные гармонии, так же и в свете
получаются различные странные и приятные
цвета посредством смещения
пропорциональных и гармонических движений.
Одни ощущаются ухом, другие глазом.»

весьма любопытна, но в 1690 г. в своем «трактате о
свете» я рассмотрел механизм распростра –
нения света, в котором в частности говори-
лось: «Каждая частица вещества, в котором распространяется волна, сообщает свое движение не только ближайшей частице, лежащей на прямой, проведенной от светящейся точки, но и необходимо сообщает его также всем другим частицам, которые касаются её и препятствуют ее движению. Таким образом, вокруг каждой частицы должна образоваться волна, центром которой она являетсялось: «Каждая частица вещества, в котором распространяется волна, сообщает свое движение не только ближайшей частице, лежащей на прямой, проведенной от светящейся точки, но и необходимо сообщает его также всем другим частицам, которые касаются её и препятствуют ее движению. Таким образом, вокруг каждой частицы должна образоваться волна, центром которой она является.»
Выражаясь более сжато каждая точка среды, до которой дошло возмущение, сама становится источникам вторичных волн».

«Господа, я проделал некоторые опыты, которые
позволили сделать мне страннейшее, если не самое
значительное открытие, которое когда- либо
делалось в отношении действий природы.

Теорема 1. Лучи, отличающиеся по цвету, отличаются и по степеням
преломляемости. . .
Теорема 2.Солнечный свет состоит из лучей различной
преломляемости.

Это открытие поставило меня на точку зрения, согласно которой свет является потоком частиц.

Чтобы не быть голословным, приведу доказательства.

Секретарь: «Слово предоставляется господину Исааку Ньютону»

сделано широкое отверстие, для того, чтобы впускать в
мою затемненную комнату широкий пучок солнечного света; я поместил за ставнем
призму, для того, чтобы пучок преломлялся к противоположной стене; непосредственно
за призмой я закрепил одну из досок таким образом, чтобы середина преломленного
света могла проходить через отверстие в доске, остальная же часть задерживалась
доской. Затем на расстоянии около двенадцати футов от первой доски я закрепил
другую доску так, что середина преломленного света, проходящего через отверстие
Впервой доске и подающего на противоположную сторону, могла проходить через
отверстие во второй доске, остальная же часть, задержанная доской , могла отбрасывать
на ней открашенный спектр солнца. Непосредственно за этой доской я поместил другую
призму для преломления света, проходящего через отверстие. Затем я быстро вернулся,
к первой призме и медленно вращая ее в ту и другую сторону вокруг ее оси, заставил изображение,
подающее на вторую доску, двигаться вверх и вниз по доске так, что все его части могли
последовательно проходить через отверстие в этой доске и падать на призму за нею. В то же время
я отмечал на противоположенной стене положения, до которых доходил свет после преломления во
второй призме; по разностям этих положений я нашел, что свет, наиболее преломляющийся в
первой призме, шел к синему концу изображения и во второй призме снова больше преломляется,
чем свет, шедший к красному концу того же изображения, что доказывает
как первую так и вторую теорему.

окраску, отвечающую степени его преломляемости, и такая окраска не может изменится при отражениях и преломлениях . . .

Доказательство.

. . . поскольку цвета неизменны при преломлениях, постольку же они неизмены при отражениях, ибо все белые, серые, красные, зеленые, желтые, синие, фиолетовые тела, как бумага, пеплы, сурик, аурипигмент, индиго, лазурь, золото, серебро, медь, трава, синие цветы, фиалки, мыльные пузыри, окрашенные в различные цвета, павлиньи перья, , , и тому подобные тела, кажутся совершенно красными в красном однородном свете, совершенно синими в синем свете, совершенно зелеными в зеленом и также по отношению к другим цветам.

Из всего этого является, что если бы солнечный свет состоял из одного только сорта лучей, во всем мире было бы только один цвет, нельзя было бы получить какой – нибудь новый цвет посредством отражении или преломлений; следовательно, разнообразие цветов зависит от сложности света Из всего этого является, что если бы солнечный свет состоял из одного только сорта лучей, во всем мире было бы только один цвет, нельзя было бы получить какой – нибудь новый цвет посредством отражении или преломлений; следовательно, разнообразие цветов зависит от сложности света.

Итак, подведем итоги господа:

причина цветов находится не в телах, а в свете; цвета являются прирожденными свойствами света;

показатель преломления находится в строгой зависимости от цвета луча;

принцип неизменности простого цвета. «Вид окраски не может быть изменен ни преломлением, ни отражением от тел, ни какой либо иной причиной». . .

моего плана, я закончу предложением только нескольких вопросов для дальнейшего исследования, которое произведут другие.

Вопрос 1. Не действуют ли тела на свет на расстояние и не избегают ли этим действием его лучей, и не будет ли /при прочих равных условиях / это действие сильнее всего при наименьшем расстоянии?

Вопрос 2. Не изгибаются ли лучи света, проходя около краев тел, несколько раз вперед и назад, совершая движения, подобные движениям угря? И не возникают ли окрашенные каймы вследствие изгибания такого рода?

Вопрос 3. Не ошибочны ли все гипотезы, в которых свет приписывается давлению и движению, распространявшемуся через некоторую жидкую среду (эфир)?
Ибо давление и движение не могут распространяться в жидкости по прямым линиям около препятствия, задерживающего часть движения, они будут загибаться и распространятся внутри покоящейся среды, лежащей за препятствием. Относительно света не известно не одного случая, чтобы он распространялся по извилистым проходам или загибался внутрь тени. Ибо при прохождении одной из планет между Землей и неподвижными звездами последние перестают быть видимыми. То же происходит с частями Солнца при прохождении Луны, Меркурия и Венеры.

Вопрос 4. Не являются ли лучи света очень малыми телами, испускаемыми светящимся веществами? Ибо такие тела будут проходить через однородные среды без загибания в тень, соответственно природе лучей света.

Вот все что я имею вам сегодня сообщить, господа.

Благодарю за внимание.
/аплодисменты из зала/

Эйлеру»

Эйлер: «Господин Ньютон привел убедительные
доказательства в пользу корпускулярной теории
света. Но я сторонник волновой теории.

Подобно звуку, распространяющемуся в воздухе, свет распространяется в эфире продольными волнами.

Цветность светового луча определяется длиной его волны.

Цвета тел являются результатом вибрации частиц тела под действием подающего света.

заседание господа. Некоторые наши коллеги не имеют возможности присутствовать здесь, поэтому попросили меня сообщить о сделанных ими открытиях.

В 1791г. аббат Прево установил общность тепловых и световых лучей;
Вильям Гершель изучая тепловые действия, обнаружил, что любое нагретое тело испускает лучи с длиной волны больше, чем у красных волн, и назвал их инфракрасными лучами;
Иоганн Риттер, изучая химическое действие света, обнаружил лучи с длиной волны меньше, чем у фиолетовых и назвал их ультрафиолетовыми лучами.
Исследуя эти невидимые излучения выяснилось, что по своим свойствам они тождественны свету, что является еще одним доказательством волновой природы света.

«Изучая, связь света и электричества я предложил, что светящееся
тело возбуждает колебательные движения в эфире, ощущение цветов
зависит от частоты колебания, возбужденным светом на сеточке глаза.
При этом частота колебаний, длина волны и скорость
распространения волны
связаны соотношением .

Изучая световые волны на поверхности воды, я убедился в аналогии свойств этих волновых движений со свойствами света. Поясню это на примере.
Предположим, что некоторые число одинаковых волн воды движется на поверхности стоячего озеро с некоторой постоянной скоростью и входит в узкий туннель, идущий от озера, предположим затем другую подобную причину, возбуждающую другую серию одинаковых волн, которая достигает того же туннеля с такой же скоростью, в то же время, что и первая. В результате или одна серия волн будет разрушать другую, или их действие будет комбинироваться; если они вступят в туннель таким способом, что пучность одной серии совпадает с пучностью другой, то они должны вместе произвести серии больших соединений пучностей; но если пучность одной серии окажется соответствующей впадине другой, они должны точно наполнять эти впадины, и поверхность воды будет оставаться гладкой.
В настоящее время я думаю, что подобные эффекты имеют место и в том случае, когда две порции света смешиваются подобным образом, и это я называю общим законом интерференции света»

А теперь слово предоставляется Томасу Юнгу:

Секретарь – слово предоставляется господину Френелю.

Френель – «Только что указанные нами успехи волнового принципа
показывают, что выбор между той или другой теорией не может быть
безразличен. Я считаю нужным привести еще некоторые из опытов,
подтверждающих явление дифракции света, которое заключается в том,
что световые лучи, если в их непосредственной близости находится

экран, могут быть отклонены от их первоначального направления не только у самого края экрана, но и на весьма заметных от него расстояниях. Из-за того что длина волны очень мала, угол отклонения света от направления прямолинейного распространения невелик. Поэтому для отчетливого наблюдения дифракции нужно либо использовать очень маленькие препятствия, либо же располагать экран далеко от препятствий:
а) от тонкой проволочки,
б) от круглого отверстия,
в) от круглого экрана.
Далее, господа, опираясь на открытие господина Малюса о поляризации света и господина Арого о возможности вращения плоскости поляризации, я поставил ряд экспериментов, обнаруживающих, что интерференция поляризованных лучей происходит только при параллельном расположении плоскостей поляризации. Эти факты никак не укладываются в рамки волновой теории, где световые волны предполагались продольными. А из последних наблюдений я пришел к выводу, что они поперечные. А как нам известно такие свойства могут наблюдаться только у волн.


/Аплодисменты/

господину Кирхгофу»

Кирхгоф – «Прежде чем рассказать о своем открытии
хочу отдать должное господам Вильяму Гершелю и
Иоганну Риттеру (о них вы уже слышали в сообщении
нашего уважаемого секретаря), немецкому физику Йозефу Фраунгоферу, который с помощью своего спектроскопа и дифракционных решеток произвел первые точные измерения длин волн спектральных линий и открыл существование темных линий в солнечном спектре; Фоксу Тальботу, который после
многочисленных исследований спектра пламени спирта пришел к заключению, что когда в спектре пламени появляются какие-нибудь
определенные линии, они характеризуют металл,
содержащийся в пламени; а так же Чарльзу Уотсону, Жану
Бернару Фуко, Андерсу Ангстрему пришедшие к аналогичными
выводами в своих исследованиях, и господину Свану, который
установил, что в спектре излучения каждого вещества можно
указать некоторую характеристическую линию с неизменным
положением.

После накопленных фактов и собственных
экспериментов в этой области я провёл анализ,
позволивший объединить эти наблюдения в
единый закон природы, говорящий
о существовании связи между спектром и химическим составом излучающего вещества .
Благодаря этому открытию я намереваюсь сделать химический анализ Солнца, а позднее, может быть и неподвижных звезд»
.

/Аплодисменты/

Секретарь – «слово предоставляется господин Лебедеву».

Лебедев – «Исходя из представлений
об электромагнитной природе
света, на которую указывал господин Максвелл, я решил проверить его утверждение, что световые лучи должны оказывать давление на все тела, на которые они падают. Что мне и удалось доказать с помощью следующего эксперимента:

очень тонкой стеклянной нити маленькое горизонтальное коромысло, на конце которого были прикреплены крылышки в пять миллиметров в диаметре изготовленные из платины, алюминия, никеля или слюды. При помощи линз свет другой лампы мог быть направлен на эти крылышки; возникавшие силы давления света могли быть измерены тем, что свет падая на крылышко, заставлял его двигаться и закручивать стеклянную нить подвеса до тех пор, пока не наступало равновесие. Величина экспериментально измеренного отклонения крутильных весов и величина отклонения крышек вполне совпадали друг с другом в пределах возможных ошибок наблюдений».

Аплодисменты

которое я обнаружил, повторяя опыты Герца по фотоэффекту. Я вздумал
испытать, получится ли подобное действие при электричестве слабых
потенциалов. Моя попытка имела успех выше ожидания. Несмотря на
значительное число исследований по рассматриваемому классу явлений
за последнее время полного объяснения явлений до сих пор не найдено.
Не претендуя со своей стороны дать такое объяснение, я ограничусь несколькими критическими замечаниями.

1. Лучи вольтовой дуги, падая на поверхность отрицательно заряженного тела, уносят
с него заряд. Это удаление заряда может сопровождаться заметным падением
потенциала.

2. Для разряда лучами необходимо, чтобы лучи поглощались поверхностью тела. Чем
больше поглощение активных лучей, тем поверхность чувствительнее к их
разряжающему действию.

3. Разряжающее действие пропорционально энергии активных лучей, падающих на
разряжаемую поверхность.»

Спасибо
за внимание

Секретарь – «слово предоставляется господину Столетову».

Планку»

Планк – «Уважаемые коллеги! Рассуждая над способностью вещества излучать и поглощать энергию, я предположил, что излучению как и веществу свойственна дискретность, то есть что электромагнитное поле излучается и поглощается веществом отдельными порциями (квантами), причём энергия этих порций не может быть сколь угодно малой.
Я рассчитал, что энергия кванта и частота электромагнитного излучения связаны соотношением



Где величина Дж⋅ с

Секретарь – «В завершении нашей научной полемики слово предоставляется господину Эйнштейну»

Эйнштейн – согласно теории Максвелла, во всех
электромагнитных, а значит и световых явлениях энергию следует считать величиной, непрерывно распределенной в пространстве, тогда как энергия весомого тела по современным физическим представлениям, складывается из энергии атомов и электронов. Энергия весомого тела не может быть раздроблена на сколько угодно большое число произвольно малых частей, тогда как энергия света, испущенного точечным источником, по волновой теории света, непрерывно распределяется по всевозрастающему объему.
Волновая теория света прекрасно оправдывается при описаний чисто оптических явлений, и вероятно, едва ли будет заменена какой-либо иной теорией. Но все же не следует забывать, что оптические наблюдения относятся не к мгновенным, а к средним по времени величинам. Поэтому, не смотря на полное подтверждение экспериментов теории дифракции, отражения, преломления, дисперсии и т. д., может оказаться, что теория света приведет к противоречию с опытом, когда его будут применять к явлениям возникновения и превращения света.

в самом деле думаю, что опыты, касающиеся. фотолюминесценции, возникновение катодных лучей при освещении ультрафиолетовыми лучами и других групп явлений, связанных с возникновением и превращением света, лучше объясняется предположением сделанным уважаемым господином Планком, что атомы испускают электромагнитную энергию отдельными порциями-квантами. Согласно этому предположению, энергия пучка света, вышедшего из некоторой точки, не распределяется непрерывно во все возрастающем объеме, а складывается из конечного числа локализованных в пространстве неделимых квантов энергии, поглощаемых или возникающих только целиком. Обратимся к следующей демонстрации. Код: ME01-KHAN-6-F-02
Предполагаемая здесь точка зрения, возможно, принесет пользу и другим исследователям в их изысканиях. . .

/ Бурные аплодисменты/

дискуссиям.
В результате высказанных мнений мы пришли к следующим выводам:
при поглощении и излучении свет ведет себя как частицы
при распространении - как волна.

Заседание было интересным и плодотворным. Вы внесли большой вклад в развитие человеческого общества. Благодаря вашим открытиям люди имеют: …
На этом сегодняшнее заседание Королевского научного общества прошу считать закрытым».

Аплодисменты

М. Дудков «Исторические образы в курсе физики в средней школе ».
Электронные средства :
издательство «Илекса» Москва, Физика - 11
Библиотека наглядных пособий – 1С Образование

Опыт работы показал, что развитии интереса к предмету нельзя полностью полагаться на содержание изучаемого материала, поэтому огромна роль внеклассной работы.
Данное мероприятие является хорошим итогом по изучению большой и сложной темы «Оптика». При подготовке к мероприятию учащиеся вовлечены в активную деятельность, это способствует формированию интереса, углублению знаний и расширению кругозора, учит ребят учиться, а это основная наша задача. В ходе мероприятия, при подготовке к нему ребята не только повторяют весь пройденный материал и углубляют знания по теме, но и знакомятся с теми учеными чьи открытие нашли широкое применение в науке и технике.
Такие мероприятия полезны не только для учащихся, но и для учителя: они помогают ему лучше узнать своих учеников, развивают организационные способности, заставляют бить в курсе последних достижений науки, творчески работать над собой.
На мероприятии учителем использованы интересные опыты, хорошо все спланировано по времени. Удачно организована выставка дополнительной литература на данную тему


Преподаватель высшей категории / А. В. Цогоева /

уносят с него заряд.