5. Продемонстрируйте закон Ома для участка цепи.

Оборудование:1) амперметр с шунтом на 3 А, 2) вольтметр на 5 В, 3) магазин сопротивлений, 4) батарея аккумуляторов, 5) реостат со скользящим контактом, 6) провода соединительные, 7) выключатель демонстрационный, 8) ящик-подставка. Собирают установку, как показано на рисунке. Включают в магазин сопротивлений 2 ом и замыкают цепь. Регулируя сопротивление реостата, добиваются на зажимах магазина напряжения 3 В; амперметр покажет 1,5 А.

Сопротивление участка – 2 ом
Напряжение, В Сила тока, А
3	1.5
2	1
1	0,5

Подготовленную таким образом установку демонстрируют учащимся: включают ток и производят измерения напряжения и силы тока. Далее уменьшают количество аккумуляторных элементов в цепи сначала до двух, потом до одного. Показания амперметра и вольтметра каждый раз записывают на классной доске в следующую таблицу:

Полученные результаты позволяют сделать вывод, что сила тока на данном участке цепи прямо пропорциональна напряжению на его концах. Затем проводят второй опыт, чтобы выяснить зависимость силы тока от сопротивления участка. Для этого включают в магазин 4 ом, с помощью реостата доводят напряжение на этом участке до 2 В. Амперметр при этом покажет 0,5 А. Затем меняют (уменьшают) сопротивление магазина и, доводя каждый раз с помощью реостата напряжение до прежней величины (2 В), измеряют силу тока. Результаты записывают в таблицу:

Напряжение – 2 В
Сопр-ние, ом	Сила тока, А
4 2 1	0,5 1 2

По данным этой таблицы делают вывод, что сила тока на участке цепи обратно пропорциональна его сопротивлению. Изучая данные обеих таблиц, легко заметить, что силу тока всегда можно определить делением напряжения на сопротивление. Это служит основанием для вывода формулы выражающей закон Ома для участка цепи.

6 . Нма «световые явления»

В центре рассмотрения световых явлений в базовом курсе две основные проблемы: как распространяется свет от источника в однородной среде и как ведет он себя на границе двух сред. При этом в учебном материале можно выделить три главные части: прямолинейность распространения света, закон отражения и явление преломления света. В базовом курсе физики основные элементы геометрической оптики изучают в основном на качественном уровне, без глубокого рассмотрения.

Большое значение при изучении темы имеет графическая наглядность - использование доски, таблиц, графопроектора. Из количественных зависимостей школьники изучают только две -закон отражения света и связь между фокусным расстоянием и оптической силой линзы. Необходимо довести до сознания ребят, что понятие «световой луч» являет­ся идеализацией и что в действительности дело имеют со световыми пучками (сходящимися, расходящимися, параллельными).

Световой луч можно рассматривать как геометрический образ, как ось светового пучка. Необходимо, чтобы с понятием «луч света» школьни­ки связывали представление о линии, указывающей направление распространения световой энергии, а не просто абстрактный, чис­то геометрический образ. Добиваясь формирования в сознании учащихся четкого понимания того, что со светом связана особая форма энергии, следует на первом же уроке обратить внимание на различные действия света: тепловое, химическое, биологическое и т. д. Подчеркивают, что во всех случаях наблюдается превраще­ние энергии, которую несет свет, в другие виды энергии. Другие примеры идеализации в геометрической оптике - поня­тия «световая точка», «точечный источник света». Точка не имеет размеров, в то время как любой источник света имеет конечные размеры. При изучении построения изображения предмета в плоском зер­кале у учащихся формируется понятие «мнимое изображение точки (предмета)», а при изучении линз - «действительное изображение точки (предмета)». Здесь надо учитывать, что школьники к этому времени еще не знают роли глаза в образовании изображений. Мнимое изображение - одно из наиболее сложных понятий раздела в оптике даже для учащихся старших классов, его трудно усвоить, не прослеживая ход лучей до сетчатки глаза.

Методически понятие «мнимое изображение» эффективнее рассматривать параллельно с понятием «действительное изображение» или после рассмотрения этого понятия, но показав при этом принципиальное отличие названных изображений. Излагают этот вопрос на основе энергетических представлений. На месте возникновения действительного изображения происходит на самом деле концентрация энергии света, что может быть обнаружено фотоэлементом, термометром, фотобумагой и др. Мнимое изображение нельзя получить на экране или фото чувствительно и пленке. Его называют мнимым, кажущимся потому, что реально в данном месте пространства оно не существует (его нет). В том месте, где «находится» это мнимое изображение, энергия света не концентрируется.

Изучение темы начинают с напоминания факта прямолинейного распространения света. Продемонстрировав тонкий пучок света на приборе по геометрической оптике, обращают внимание школьников на то, что подобные опыты и наблюдения убеждают в прямолинейном распространении света в однородной среде. При изучении законов отражения света со школьниками раз­бирают следующие вопросы: «В какой плоскости лежит отражен­ный луч?», «В каком направлении надо искать отраженный луч в этой плоскости?», «Как соотносятся между собой углы падения и отражения?» - и на основе анализа результатов эксперимента с оптической шайбой делают вывод.

Урок по изучению закона отражения можно построить и таким образом, что основной вывод (равенство углов падения и отраже­ния) учащиеся получают полностью самостоятельно, в процессе выполнения лабораторного эксперимента. После установления закона отражения выясняют отличие зер­кального и рассеянного отражения света. Сделать это можно в процессе самостоятельной работы с учебником. В начале урока показывают следующие демонстрации: направив несколько па­раллельных пучков света на плоское зеркало, укрепленное на оптической шайбе, выясняют, что они остаются параллельными и после отражения. Далее в хорошо затемненном классе перед проекционным аппаратом устанавливают плоское зеркало так, чтобы свет после отражения попал на потолок или на стену класса. На потолке получают резко очерченное светлое пятно. Остальная часть потолка остается темной, в классе светлее не становится. Обратив на это внимание ребят, ставят вопрос: «Отражается ли свет от ваты?» Заменив зеркало ватой, наблюдают, что значи­тельная часть потолка освещена и в классе стало светлее.

Изучение явления преломления света начинают с повторения опытов по одновременному отражению и преломлению света на границе двух прозрачных сред. Напоминают, какой луч называет­ся падающим, а какой - преломленным, показывают и обознача­ют соответствующие углы, повторяют законы отражения. Затем экспериментально с оптической шайбой (преломление света при прохождении через стеклянный полуцилиндр) показывают, что преломленный луч лежит в той же плоскости, что и падающий луч. Обращают внимание на то, что угол преломления света в стекле изменяется при изменении угла падения, связь между этими углами более сложная, чем при отражении света.

6. Продемонстрируйте опыты с дисковым экраном. Отражение от плоского зеркала. Между прижимами устанавливается плоское зеркало так, чтобы отражающая поверхность его совпадала с диаметром, проходящим горизонтально. Законы отражения демонстрируют с помощью одного среднего луча, меняя угол падения от 0 до 90°; при этом вертикальный диаметр будет служить перпендикуляром, восстановленным к плоскости зеркала в точке падения луча.

Прохождение луча в полуцилиндре На шайбе устанавливают прозрачный полуцилиндр, плоский срез которого обращают вверх и совмещают с горизонтальным диаметром, а центр полуцилиндра — с центром шайбы. Для этой цели на матовой поверхности полуцилиндра имеется черта, перпендикулярная к плоскому срезу и проходящая через центр полуцилиндра. Эту черту совмещают с вертикальным диаметром. Для демонстрации законов преломления пользуются одним средним лучом.

Сначала показывают, что луч, падающий в центре и перпендикулярно на плоскость, проходит полуцилиндр без изменения своего направления. Отклонив падающий луч от перпендикуляра и определив угол падения (угол между вертикальным диаметром и падающим лучом), показывают, что в точке падения на плоскость полуцилиндра луч прел

70

омляется и выходит из цилиндра под меньшим углом. Обращают внимание учащихся на то,

69

что преломленный луч внутри полуцилиндра идёт по радиусу и выходит без изменения направления, так как преломляющей поверхностью в этом случае является цилиндрическая поверхность, которая перпендикулярна к радиусу в общей их точке. Изменяя угол падения, показывают, что соответственно изменяется и угол преломления, но когда луч из среды, оптически менее плотной (воздух), входя в среду, оптически более плотную (стекло), то угол падения всегда больше угла преломления.

Одновременно с преломленным лучом наблюдают луч, отраженный от плоской поверхности полуцилиндра, который будет тем ярче, чем больше угол падения, а луч преломленный будет слабее.