Программа спецкурса по физике «Узкое окошко в мире электромагнитных волн»

Программа спецкурса по физике «Узкое окошко в мире электромагнитных волн»

Учитель физики Ефанова Татьяна Валентиновна

МКОУ Грибановская СОШ №3

п.г.т.Грибановский

Воронежской области

Пояснительная записка:

Программа предназначена для учащихся 8 классов, выбирающих дальнейшее обучение естественнонаучного профиля.

Цели изучения курса

оказать учащимся помощь в принятии решения о выборе профиля обучения и содействовать выбору индивидуального направления образовательной деятельности

создать условия для повышения готовности к социальному, профессиональному и культурному самоопределению в целом

расширить представления учащихся об окружающем мире и способах его познания

формировать целостное представление о процессе зрения

продолжить обучение учащихся умению осуществлять ориентировочную и продуктивную деятельность.

Задачи курса

Продолжить формирование умений групповой работы.

Развитие творческих наклонностей и технических способностей, умения проводить экспериментальную исследовательскую деятельность.

Развитие интереса к изучению естественных наук в целом и физики в частности.

Тематическое планирование

Ожидаемые результаты:

На основе поставленных задач предполагается, что учащиеся, достигнут следующих результатов:

Овладеют общими универсальными приемами и подходами к решению поставленной задачи.

Усвоят основные приемы мыслительного поиска.

Изучат на практике оптические свойства своих глаз и научатся измерять остроту зрения в различных условиях.

Познакомятся с парадоксами зрения и оптическими иллюзиями.

Научатся способам борьбы с усталостью глаз.

Узнают о влиянии на работоспособность цветового интерьера рабочего помещения.

Увидят эстетическую ценность физики и её связь с другими науками.

Разработают один или несколько заинтересовавших их проектов и выполнят большое количество интересных практических работ.

Формы организации учебных занятий

Формы проведения занятий включают в себя лекции, практические работы, тренинги по использованию методов поиска решений.
Основной тип занятий  комбинированный урок. Каждая тема курса начинается с постановки задачи. Теоретический материал излагается в форме мини- лекции. После изучения теоретического материала выполняются практические задания для его закрепления.
Занятия строятся с учётом индивидуальных особенностей обучающихся, их темпа восприятия и уровня усвоения материала.

Содержание спецкурса

Тема 1: Свет-источник жизни на земле.

Свет-источник энергии. Освещенность. Сила света. Распространение и отражение света.

Жизнь на нашей планете возникла, развивалась и развивается под действием излучения Солнца. Однако одного лишь солнечного излучения недостаточно для существования жизни на Земле. На космических телах, лишенных атмосферы и воды, в дневное время суток нагревается только суша, а в ночное время она быстро остывает до очень низкой температуры.
Такие условия, например, наблюдаются на Луне. Во время лунного дня поверхность Луны нагревается до +120°С, а ночью остывает до -150, -160°С. Ясно, что Солнце не может стать источником жизни на Луне. На Земле есть атмосфера и огромная масса воды. Подсчитано, что воды на Земле содержится 1 млрд. 500 млн. км³. Из этого количества около 25-27 млн. км³ находится в твердом состоянии в виде льда и снега

Вода-основа жизни на нашей планете, потому что она обладает редкими свойствами по сравнению с другими веществами. Во-первых, она - сильный растворитель почти всех веществ, но сама не растворяется веществами. Во-вторых, вода сильно поглощает инфракрасное излучение Солнца, у воды - самая большая теплоемкость по сравнению с другими жидкостями и огромная теплота парообразования Плотность льда, образовавшегося при замерзании воды, меньше плотности воды. В результате этого замечательного свойства зимой на поверхности рек, озер, морей, океанов образуется не тонущий ледяной покров, сохраняющий жизнь подо льдом. Под действием излучения Солнца и силы тяжести вода на Земле находится в непрерывном движении. Ежегодно с поверхности океанов, морей и суши испаряется 550 000 км³ воды и столько же ее выпадает в виде дождя и снега Нагретая Солнцем поверхность воды океанов и морей остывает в ночное время медленно благодаря большой ее теплоемкости.
Поэтому воды Мирового океана становятся накопителями (аккумуляторами) энергии, и в то же время они являются и днем и ночью источником теплового, инфракрасного излучения. Такую же роль играет и суша.

Но это излучение могло бы свободно выйти за пределы атмосферы в космос и унести безвозвратно огромную часть энергии, необходимой для полноценного развития жизни на Земле. Однако углекислый газ и водяные пары в атмосфере и главным образом слой озона на высоте от 15 до 35 км почти не пропускают теплового излучения нашей планеты в космос. Именно слой озона вокруг земного шара является тем защитным тепловым газовым поясом, под которым возникает грандиозное явление на нашей планете - круговорот воды - один из важнейших источников жизни на Земле. Таким образом, весь животный и растительный мир на Земле согревается не только прямым действием солнечного излучения, но и инфракрасным излучением воды, суши и атмосферы. Подобный процесс происходит и в парниках, где защитным слоем служит стекло или полиэтиленовая пленка. Но в парниках устанавливается один и тот же температурный режим, тогда как на земном шаре устанавливаются различные температурные ре жимы на суше, в водах Мирового океана и в нижних слоях атмосферы в зависимости от географических широт. Во всех живых организмах и растениях жизненные процессы протекают в результате химических реакций под действием солнечного излучения.
Главным источником химических превращений на Земле является синий и фиолетовый свет, входящий в состав солнечного света, а также небольшая часть ультрафиолетового излучения. Именно при совместном действии этих излучений и тепла зеленая листва растений на Земле поглощает из атмосферы ежегодно около 300 млн. т углекислого газа. Из углекислого газа и воды образуются в растениях при помощи хлорофилла различные органические вещества: крахмал, сахар, белки и др. и выделяется в атмосферу кислород. В этом процессе растительный мир на суше, в океанах и морях получает и превращает в химическую энергию столько энергии солнечного излучения, сколько энергии смогли бы дать 200 тыс. таких электростанций, как Куйбышевская ГЭС В далекие времена, около 4 млрд. лет назад. Земля представляла безжизненное тело. В ее первичной атмосфере было очень мало кислорода, зато углекислый газ был в изобилии. Только с появлением растений в водах морей и океанов, а потом и на суше началось поглощение растениями из атмосферы в огромном количестве углекислого газа Наступила эра расцвета растительного мира. Гигантские леса покрывали сушу - это была колоссальная природная фабрика на Земле, которая под действием солнечного излучения очищала атмосферу от избытка углекислоты, перерабатывала ее в органические вещества и выделяла кислород, обогащая им земную атмосферу. Энергия солнечного излучения непрерывно превращалась в растениях в энергию разнообразных органических веществ, необходимых для питания зародившихся живых организмов. Гигантские первобытные леса погибали; деревья, покрытые илом и песком, превращались в залежи торфа и каменного угля. В них уже была запасена преобразованная энергия Солнца в виде химической энергии. Нефть и газ образовались также за счет отживших древних лесов.
Современное человечество, сжигая уголь, нефть и газ, освобождает углекислый газ, уходящий при этом в атмосферу, и превращает накопленную солнечную энергию в другие виды энергии - внутреннюю, электрическую и др.
Самые различные органические вещества (соединения углерода), которые накапливаются в живых растениях под действием Солнца, служат пищей для животных и человека.
В процессе жизнедеятельности животного мира на Земле (дыхание, брожение) образуется углекислый газ и выделяется вода, необходимые для растений. Следовательно, под действием солнечного излучения на нашей планете совершается непрерывный круговорот углерода в жизни растений и животных Растительная и животная жизнь на Земле в условиях земной атмосферы, воды и солнечного света неразделимы.


Практические работы:

Получение световых пучков

Оборудование: экран, свеча, линейка.

Получение тени и полутени

Оборудование:2 источника света, картонная звезда, спица, экран.

С помощью 2 источников света и картонной звезды, насаженной на спицу, получить на экране 2 тени. Как расположить эти предметы, чтобы при вращении звезды 2 ее тени вращались в противоположные стороны? (звезда перпендикулярно экрану, а лампочки по обе стороны звезды не очень далеко друг от друга)

Изучение обратимости световых лучей

Оборудование: плоское зеркало, прикрепленное к деревянному бруску, транспортир, прямоугольный треугольник, булавки, кнопки, кусок картона.

Выяснить какое изображение дает система из двух плоских зеркал, расположенных под различными углами друг к другу.

Оборудование: два плоских зеркала, источник света

Получение изображений в вогнутом зеркале

Оборудование: вогнутое зеркало; свеча; экран.

Тема 2:Глаз - живой оптический аппарат

Дефекты зрения: близорукость, дальнозоркость, астигматизм, косоглазие. Острота зрения. Инерция зрения. Гигиена зрения.

Практические работы:

Действие света на глаз

Оборудование: карандаш

Расположить карандаш горизонтально, очиненным концом вправо на расстоянии вытянутой руки. Закрыв левый глаз, смотреть правым глазом на левый конец карандаша - очиненный конец исчезает из поля зрения. Объяснить явление.

Определение фокусного расстояния очков с рассеивающими линзами

Оборудование: очки с выпуклыми стеклами, экран, в качестве источника света - хорошо освещенный объект.

Наблюдение изменения диаметра зрачка

- Повернитесь лицом к свету и посмотрите в зеркало на свой зрачок.

- Отвернитесь от света и опять посмотрите на свой зрачок в зеркале. Что вы наблюдали? Объясните явление.

- Закройте глаз на несколько секунд. Затем повернитесь лицом к свету и откройте глаза, глядя в зеркало. Что происходит со зрачком? Почему?

- Держите линейку перед глазами на расстоянии 30см. Смотрите мимо линейки на противоположную стену. Хорошо ли видны цифры на шкале линейки? Далее посмотрите на линейку. Как теперь видны цифры? А хорошо ли видна противоположная стена?

Исследование угла и поля зрения

Выберите на противоположной стене какую-нибудь отметку. Не двигая головой, выполните следующие задания:

- Найдите отметку правым глазом. Заметьте, какую часть стены вы видите. Это - поле зрения правого глаза

- Определите поле зрения левого глаза. Совпадают ли поля зрения правого и левого глаза?

- Посмотрите на отметку двумя глазами. Как увеличилась видимая область?

- Сделайте бумажную трубку длиной около 20 см. Посмотрите на выбранную отметку через трубку. Как изменилось поле зрения?

Держа в вытянутой руке колпачок от ручки, закройте один глаз и попробуйте попасть ручкой в колпачок. Легко ли это сделать? Выполните этот опыт с открытыми глазами.

- Сделайте вывод о зрении двумя глазами

Тема 3: Цвета тел

Сложение спектральных цветов. Смешение красок. Цветовое зрение. Дальтонизм

Экспериментальные работы.

Получение различных цветов и оттенков

Оборудование: экран,2 призмы

Получить на экране 2 непрерывных спектра и наложить их друг на друга. Цвета более яркие. Поместить спектр так, чтобы его красный цвет наложился на желтый другого спектра, то произойдет сложение цветов (оранжевый). Пронаблюдать сложение других цветов, сделать вывод.

Исследование хода луча

Оборудование: треугольная стеклянная призма, транспортир, чертежный треугольник, булавки, кнопки, лист бумаги, кусок картона.

Выяснить, как меняется окраска предметов, если рассматривать окружающий мир через окрашенные и оптически прозрачные среды?

Оборудование: разноцветные стекла, вода, емкость для воды, краска.

Получение дополнительных цветов (цвета, дающие при сложении белый цвет)

Оборудование: три круга из плотной бумаги (красный,зеленый,синий) с радиальными разрезами, центробежная машина(волчок).

Получение смешанного цвета, при вращении круга.

Оборудование: картонный круг с цветными секторами разного углового размера: красный-51⁰, оранжевый- 33⁰, желтый- 55⁰, зеленый-67⁰, голубой- 68⁰, синий- 10⁰, фиолетовый- 76⁰; центробежная машина.

Тема 4:«Теневой» театр

Проецирование. Проекционный аппарат. Фотоаппарат. Диапроектор. «Теневой театр».

Практические работы:

Изучение устройства проекционного аппарата, демонстрация работы.

Оборудование: таблица, детали: объектив, линзы, диапозитив

Изучение фотоаппарата, принцип работы.

Оборудование: таблица, пленка, детали: объектив, видоискатель, линза.

Получение теневого изображения «цыпленка в яйце»

Оборудование: два источника света, экран, шаблон яйца, шаблон цыпленка, подставки.

Устройство и действие диапроектора

Оборудование: диапроектор, принцип работы.

Получение изображения падающих капель воды из пипетки

Оборудование: проекционный аппарат, экран, пипетка, вода.

Тема 5:Камера-обскура

Устройство камеры-обскура. Принцип действия камеры-обскура.

Практическая работа:

Изготовление камеры-обскура

Оборудование: 2 листа плотного картона размерами 48-37 см и 30- 19,5 см; клей; скотч; карандаш; нож; схема развертки.

Демонстрация работы камеры-обскура.

Направьте камеру на освещенный предмет и получите изображение на экране. Увеличьте размер круглого отверстия в черной бумаге; как изменяется изображение. Измените расстояние до предметов. Получите изображение движущихся тел. Получаются ли изображения цветными?

Тема 6:Живой свет. Люминесценция.

Влияние света на живые организмы. Светящиеся организмы. Холодный свет. Свечение моря. Источники люминесцентного света

Экспериментальные задания:

Наблюдение за поведением светящихся организмов (неоновые рыбы).

«Вулкан» (свечение, получаемое при взаимодействии магния с серой)

Оборудование: спиртовка, порошок серы, порошок магния.

Разложение бихромата аммония (свечение в химической реакции)

Объяснить свечение подкрашенной молоком воды выливающейся из бокового отверстия

Оборудование: большая стеклянная бутыль с боковым тубусом, стеклянная трубка, проекционный фонарь, линза

Тема 7: Зрительные иллюзии

Миражи, световые столбы, гало, полярные сияния. Послеобразы.

Экспериментальные задания:

Нарисуйте на глаз 2-3 квадрата, а затем измерьте горизонтальную и вертикальную стороны квадратов. Сделайте заключение.

Нарисуйте 2 равнобедренных треугольника так, чтобы один из них был обращен вершиной вниз. Изобразите высоты треугольников и отметьте точкой середину высот на глаз. Проверьте измерением отрезки высот.

Смотрите на красный квадрат, положенный на белый лист, не отводя своего взгляда от средней части квадрата. Вы сможете заметить зеленую полоску около каждой стороны квадрата, а теперь быстро переведите свой взгляд на лист бумаги. Что вы видите? Пронаблюдайте с зеленым квадратом. Объясните зрительные явления.

Пронаблюдайте, появляются ли послеобразы при исчезновении изображения на экране цветного телевизора?

Соединить перед собой на расстоянии 35-50 см концы указательных пальцев так, чтобы они составляли продолжение один другого, и посмотреть «сквозь пальцы» на удаленную стенку. Наблюдателю будет казаться, что между пальцами зажата маленькая «сарделька», которая, если немного раздвинуть пальцы, повиснет в воздухе. Объяснить явление.

Интернет-ресурс

1. Интернет-сайт www.fizika.ru

2. Интернет-ресурс http://elementy.ru/

3. https://ru.wikipedia.org/wiki/Видимое_излучени

Список литературы:

Горев Л. А. Занимательные опыты по физике. М., «Просвещение», 1985

2. Перельман Я.И. Занимательная физика. – М.,2006.

3.Т.А. Хван, П.А. Хван. Основы экологии. Серия "Учебники и учебные пособия". Ростов н/Д: "Феникс", 2003

4.С.П. Бортников «Безопасность жизнедеятельности» учебно-методический комплекс, Ульяновск, 2004.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/108161-programma-speckursa-po-fizike-uzkoe-okoshko-v