Temat

Źródła światła i jego prędkość

Etap edukacyjny

Drugi

Podstawa programowa

IX. Optyka. Uczeń:

1) ilustruje prostoliniowe rozchodzenie się światła w ośrodku jednorodnym.

Czas

45 minut

Ogólny cel kształcenia

Ilustruje prostoliniowe rozchodzenie się światła w ośrodku jednorodnym oraz określa, czym jest źródło światła.

Kształtowane kompetencje kluczowe

1. Rozróżnia naturalne i sztuczne źródła światła.

2. Opisuje prostoliniowe rozchodzenie się światła.

Cele (szczegółowe) operacyjne

Uczeń:

- dokonuje podziału źródeł światła na naturalne i sztuczne,

- objaśnia, w jaki sposób rozchodzi się światło.

Metody kształcenia

1. Dyskusja.

2. Doświadczenie.

Formy pracy

1. Praca indywidualna.

2. Praca grupowa.

Etapy lekcji

Wprowadzenie do lekcji

Dyskusja:

Nauczyciel zadaje uczniom pytanie:

Co to jest źródło światła?

Uczniowie w małych grupach omawiają problem, formułują własne definicje i zapisują je na kartkach. Wyniki prezentują na forum klasy i ustalają brzmienie definicji, którą zapisują na tablicy i w zeszytach.

Realizacja lekcji

Uczniowie mają za zadanie rozpoznać źródła światła znane im z życia codziennego.

Polecenie 1

Spójrz na obrazek i zapisz wszystkie źródła światła, jakie rozpoznałeś.

[Ilustracja 1]

Uczniowie klasyfikują otrzymane wyniki używając definicji naturalnego i sztucznego źródła światła.

Źródła światła dzielą się na naturalne oraz sztuczne.

Naturalne źródło światła to obiekt wytworzony przez naturę, emitujący światło.

Sztuczne źródło światła – źródło światła wytworzone przez człowieka.

Polecenie 2

Określ, które z znalezionych w Poleceniu 1 źródeł światła to naturalne źródła, a które sztuczne.

Uczniowie stawiają hipotezę i badają, w jaki sposób rozchodzi się światło.

Doświadczenie

Problem badawczy:

W jaki sposób rozchodzi się światło?

Hipoteza:

Światło rozchodzi się prostoliniowo.

Potrzebne materiały:

- wskaźnik laserowy, 
- para wodna lub pył kredowy.

Instrukcja:

W zaciemnionym pomieszczeniu na drodze przebiegu promienia świetlnego ze wskaźnika laserowego rozpylana jest para wodna lub rozsypywany pył kredowy. Uczniowie obserwują przebieg promienia świetlnego.

Podsumowanie doświadczenia:

Doświadczenie wykazało, że światło rozchodzi się w ośrodku jednorodnym prostoliniowo.

Uczniowie zapoznają się z izotropowym (równomiernym, jednakowo we wszystkich kierunkach) rozchodzeniem się światła.

Polecenie 3

Obejrzyj pokaz slajdów i zastanów się, gdzie obserwowałeś ostatnio podobne zjawiska, jak te pokazane na zdjęciach. Odpowiedz na pytania: Jak rozchodzi się światło w przestrzeni? Czy jakiś kierunek rozchodzenia się jest uprzywilejowany? Sporządź odpowiedni szkic.

Odpowiedź:

Światło w jednorodnym ośrodku, jeśli nie na trafi na przeszkodę, rozchodzi się prostoliniowo i izotropowo (równomiernie we wszystkich kierunkach).

[Slideshow]

Uczniowie dyskutując w małych grupach szacują prędkość światła.

Polecenie 4

Jeśli wyłączymy i włączymy światło w pomieszczeniu, to robi się w nim błyskawicznie jasno. Spróbuj porównać prędkość światła z prędkościami znanych ci obiektów (samochód, samolot, pocisk, rakieta).

Odpowiedź:

Światło rozchodzi się z prędkością ok. 300000 $\frac{\mathrm{km}}{\mathrm{s}}$.

Uczniowie badają wpływ rozmiaru źródła światła na rozmiar wiązki świetlnej. Zapoznają się z metodą graficznej prezentacji prostoliniowego rozchodzenia się światła.

Polecenie 5

Ilość światła emitowanego przez sztuczne źródła światła, np. lampy lub latarki, jest ograniczona m.in. przez to, w jaki sposób zostały one skonstruowane.

Za pomocą apletu dokonaj analizy, jaki wpływ na rozmiar i rozchodzenie się wiązki światła mają rozmiar źródła światła i nieprzezroczyste przeszkody.

Poeksperymentuj zmieniając położenie przesłony, położenie źródła światła oraz rozmiar źródła światła.

Zanotuj, co stanie się z wiązką światła, gdy:
1. Średnica źródła światła się zwiększa.
2. Źródło światła umieszczone zostaje coraz głębiej w obudowie.
3. Gdy zastosujemy i stopniowo zwiększamy otwór zastosowanej przesłony.
4. Gdy przybliżamy przesłonę nie zmieniając rozmiaru jej otworu do źródła światła.

[Geogebra aplet]

Nauczyciel pyta uczniów, jak rozumieją wypowiedź „Widzimy dzięki światłu”.

Uczniowie dyskutują na forum klasy, jakie warunki muszą być spełnione, aby ludzkie oko mogło zobaczyć dany przedmiot.

Polecenie 6

Wyjaśnij, jakie warunki muszą być spełnione, aby ludzkie oko mogło zobaczyć dany przedmiot. Która z sytuacji przedstawionych poniżej opisuje schemat widzenia przez człowieka?

[Ilustracja 2]

Podsumowanie lekcji

Źródło światła to obiekt, który emituje promieniowanie świetlne. Źródła światła dzielą się na sztuczne, wytworzone przez człowieka i naturalne, stworzone przez naturę. Światło wyemitowane przez źródło rozchodzi się prostoliniowo we wszystkich kierunkach. Światło rozchodzi się z prędkością ok. 300000 $\frac{\mathrm{km}}{\mathrm{s}}$.

Aby doszło do efektu widzenia przedmiotu potrzebne jest źródło emitujące światło, przedmiot odbijający padające na niego światło oraz oko, spełniające rolę odbiornika światła.