Płytka równoległościenna i pryzmat

Cele lekcji:
-Uczeń powinien wiedzieć:
-od czego zależy równoległe przesunięcie promienia
-jakie barwy wchodzą w skład widma światła białego
-jak powstają kolory i dlaczego je widzimy
-jak powstaje tęcza
-Uczeń powinien umieć:
-wyjaśnić jak zachowa się promień po przejściu przez płytkę równoległościenną i pryzmat
-obliczyć współczynnik załamania światła lub prędkość barw
światła białego w różnych ośrodkach
-narysować bieg promieni przechodzących przez pryzmat

Metody nauczania: pokaz doświadczeń, pogadanka, projekcja filmu

Środki dydaktyczne: pryzmat, płytka równoległościenna, źródło światła, film video

Przebieg lekcji:

a) część organizacyjna: sprawdzenie obecności i pracy domowej
b) część nawiązująca: przypomnienie zagadnień dotyczących odbicia i załamania światła
c) część postępująca:

Doświadczenie 1
Przejście wiązki światła białego przez płytkę równoległościenną.

Uczniowie obserwują promień padający pod różnymi kątami na płytkę i formułują wniosek: Przesunięcie równoległe jest większe, gdy kąt padania promienia na płytkę jest większy. Gdy promień pada prostopadle nie obserwujemy przesunięcia ( promień nie ulega załamaniu).

Doświadczenie 2
Przejście wiązki światła przez pryzmat.

Uczniowie zastanawiają się dlaczego na ścianie powstała tęcza ?

Na ścianie powstaje tęcza, ponieważ w pryzmacie następuje podwójne załamanie światła i rozszczepienie białej barwy światła na poszczególne kolory (czerwony, pomarańczowy, żółty, zielony, niebieski, indygo- którego wcale nie widać, ale warto o nim wspomnieć, by uczniowie wiedzieli skąd jest 7 kolorów tęczy i fioletowy).

Obliczają zadanie potwierdzające słowa nauczyciela, że prędkość światła barwy czerwonej w szkle jest inna niż prędkość światła barwy fioletowej.

Zadanie: Oblicz prędkość rozchodzenia się światła o barwie czerwonej i fioletowej względem próżni wiedząc, że współczynnik załamania światła barwy czerwonej w szkle wynosi 1,513, zaś barwy fioletowej 1,532.
Dane:
ncz = 1,513
nf = 1,532
V= 300 000 km/s
Vcz = ?
Vf = ?

ncz = V/Vcz

Vcz = V/ncz= 300 000/ 1,513 = 198 281,56 km/s

Vf = V/nf= 300 000/ 1,532 = 195 822, 45 km/s

Odp. Prędkość światła barwy czerwonej jest większa od prędkości barwy fioletowej we szkle, dlatego barwa czerwona załamuje się pod mniejszym kątem niż barwa fioletowa.

Projekcja filmu pt. „Kolorowy świat”- notatka.

d) część rekapitulacyjna: odczytanie przez dwóch uczniów ich własnej notatki o tworzeniu kolorów.

Notatka z filmu powinna zawierać informacje:
1. Dlaczego niebo ma w dzień kolor niebieski?
2. Jakie barwy należy złożyć by uzyskać kolor zielony, pomarańczowy i fioletowy.
3. Czym są barwy dopełniające?

Odpowiedzi:
1.Niebieską barwę nieba można wytłumaczyć rozproszeniem światła słonecznego na cząsteczkach powietrza. Cząsteczki gazów rozpraszają silnie fale o mniejszych długościach czyli fioletowe i niebieskie. Fale te przechodząc przez atmosferę są wielokrotnie rozpraszane w różnych kierunkach i dochodzą do nas ze wszystkich stron nieba. Rozproszenie sprawia, że powietrze odbieramy jako jasne z wyraźną przewagą fioletu, sporą porcją barwy niebieskiej, mniejszą barwy zielonej i całkiem małą barwy żółtej czy czerwonej. Takie połączenie barw odbierane jest przez ludzkie oko jako błękit.

2. Zielony – mieszanie żółtego z niebieskim
Pomarańczowy – mieszanie czerwonego z żółtym
Fioletowy – mieszanie czerwonego z niebieskim
barwy podstawowe

3. Przykład: ciało wysyłające promieniowanie o długości fali 630 nm jest odbierane jako pomarańczowe. Ciało pochłaniające tylko światło pomarańczowe jest odbierane jako niebieskie (zgodnie ze schematem):
(Schemat umieszczono w tabeli - dop. red.)

Barwa światła - Barwa dopełniająca
Czerwona - Zielononiebieska
Pomarańczowa - Niebieska
Żółta - Indygo
Żółtozielona - Fioletowa
Zielona - Purpurowa
Zielononiebieska - Czerwona
Niebieska - Pomarańczowa
Indygo - Żółta
Fioletowa - Żółtozielona