Давление света физика конспект

Обновлено: 06.07.2024

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Физика 11 – А, Б классы

Тема: Давление света. Химические действия света

Цель урока: Познакомить с теорией давления света и его химическими свойствами.

Задачи. Обучающая: ввести понятие давление света как экспериментальное доказательство, что фотоны обладают импульсом; ознакомить учащихся с историей открытия светового давления; теоретически доказать проявление светового давления, познакомить учащихся с фотосинтезом и фотографией, выяснить химические свойства света;

Воспитывающая: продолжить формирование научного мировоззрения путем ознакомления с историей открытия светового давления;

Развивающая: способствовать развитию мышления, познавательного интереса, научиться приводить нужные аргументы, четко излагать свои мысли по данной теме.

Тип урока: урок предьявления новых знаний (усвоения новых предметных ЗУНов)

Методы: беседа, рассказ, объяснительно-иллюстративный, проблемный, метод суждений.

Оборудование : компьютер, видеоматериал:

V - /2.19/ Оптика. Давление света. Урок № 102

І. Оргмомент. Учитель приветствует детей, отмечает отсутствующих.

Обучающиеся записывают за учителем дату и тему урока.

П. Актуализация чувственного опыта и опорных знаний.

Что значит свет, Кто дал ответ?
Максвелл считал, что свет — волна,
С громадной скоростью бежит она.
Планк доказал, что свет — фотон,
И излучается нагретым телом он.
И наконец, ученые дошли своим умом,
Что свет обладает дуализмом.
А Лебедев уж доказал нам без сомненья,
Что свет оказывает на тела давленье.

III . Новый материал.

В 1873 г. Максвелл, исходя из представлений об электромагнитной природе света, пришел к выводу: свет должен оказывать давление на препятствия. Предсказанное Максвеллом существование светового давления было экспериментально подтверждено Лебедевым, который в 1900 г. измерил давление света на твердые тела, используя чувствительные крутильные весы. Оно оказалось чрезвычайно малым, =4*10 -7 Па.

Световое давление, обусловленное солнечным излучением у поверхности Земли, составляет менее 0,0001 Па. Этим и объясняется тот факт, что в обычных условиях давление света заметным образом себя не проявляет. Но давлением света объясняют тот факт, что хвосты комет обычно направлены от ядра кометы в сторону, противоположную Солнцу. Световое давление вызывает изменение орбит искусственных спутников Земли. Если в космосе развернуть щиты и управлять ими как парусами, то с их помощью можно перемещать корабль с одной космической орбиты на другую. Ученые рассчитали, что в районе Земли на каждый 1 м 2 поверхности будет действовать сила от солнечных лучей порядка 0,9 мг. Казалось бы, ну что эта за сила? И все же ею не пренебрегают, когда речь заходит о межпланетных полетах. Если не сделать соответствующие поправки, то, например, станция типа “Венера” при приземлении на поверхность планеты могла бы промахнуться на 1000 км. Световое давление является источником помех в космических полетах.

В озникновение светового давления с позиций квантовой теории света : Свет — это поток фотонов, каждый из фотонов обладает импульсом р= mc. При поглощении веществом фотон перестает существовать, но импульс его, по закону сохранения импульса, не может исчезнуть бесследно. Он предается телу, значит на тело действует сила.

Приведенное рассуждение будет абсолютно верным, если считать, что свет только веществом поглощается. Но разве это всегда так, свет еще может отражаться телами, а если тело прозрачно, то может проходить сквозь него. В реальных условиях свет частично отражается телом, частично поглощается, а если это, например, стекло, то свет проходит сквозь него. К ак будет обстоять дело, если поверхность зеркальная? Возникает световое давление в данном случае? Для простоты предположим, что свет падает перпендикулярно к поверхности зеркала. Мы знаем, что при абсолютном ударе какого-либо тела о стенку она получает импульс, модуль которого равен удвоенному модулю импульса тела, то есть 2mv. Отражаясь, фотон летит с той же скоростью, но в противоположном направлении. Значит, при отражении фотона от зеркала его импульс изменяется на 2mc. Такое же изменение импульса, но в противоположном направлении, получит зеркало. Импульс, получаемый телом при отражении фотона, будет в 2 раза больше импульса, получаемого телом при поглощении фотона.

Сила давления света в случае отражения будет в 2 раза больше, чем в случае поглощения, т.е. световое давление в реальных условиях обусловлено как поглощением, так и отражением фотонов.

Чем обусловлено световое давление, если поверхность черная (в основном поглощением фотонов).

Световое давление принадлежит к числу тех оптических явлений, которые могут быть объяснены с позиций как квантовой теории света, так и волновой.

Как же объяснить световое давление на основе волновой теории?

Предположим, что световая волна падает на поверхность тела по нормали, сила светового давления тоже по нормали в сторону распространения света. Это следует с точки зрения волновой теории: из чего состоят все тела? Из молекул, атомов (электронов, протонов и нейтронов). На заряженные частицы будут действовать силы со стороны электрического поля волны. Эта сила равна F=lE.

На движущиеся в магнитном поле заряженные частицы будут действовать магнитная составляющая электромагнитной волны - сила Лоренца. Сила Лоренца рассчитывается по формуле F=gVBsin α , а направление этой силы определяется по правилу левой руки.

Э лектромагнитная волна может оказывать воздействие только на заряженные частицы. Световое давление можно объяснить действием световой волны на заряженные частицы, находящиеся в теле.

Вектор напряженности электрического поля и вектор магнитной индукции в электромагнитной волне взаимно перпендикулярны.

Рассмотрим действие электромагнитной волны на положительный заряд . Какие силы будут действовать на заряд? Электрическая сила F=lE будет действовать в сторону вектора напряженности электрического поля. Значит, в ту же сторону начнет смещаться заряд под действием электрической силы.

Но эта сила не совпадает по направлению с силой светового давления. Так как заряд под действием электрической силы начнет двигаться, то наго будет действовать магнитное поле волны - сила Лоренца направлена внутрь тела, а световое давление представляет собой сумму Лоренцовых сил, действующих на все положительные заряды, находящиеся в теле.

Но в теле есть и отрицательные электроны . Электроны должны двигаться против поля Е, так как имеют отрицательный заряд. На электроны сила Лоренца будет действовать в ту же сторону, то есть внутрь тела. Эти силы Лоренца в совокупности и создают световое давление. Суммарная сила, действующая на электроны поверхности металла и определяет силу светового давления.

Под действием света происходят химические реакции, которые называю фотохимическими.

Химические действия света. Фотохимия изучает химические реакции, которые протекают под действием света (при его поглощении). Фотохимические процессы лежат в основе фотографии, фотосинтеза и механизма зрения. Химическое действие света является еще одним доказательством квантовой теории света. 1. Фотобумага освещается пучком света. Через некоторое время бумага темнеет. 2. В сосуд с водой помещают зеленое растение, которое накрывают стеклянной воронкой. На последнюю надевают резиновую трубку, конец которой закрывают зажимом. Сосуд выставляют на свет. Через некоторое время листья на свету покрываются пузырьками газа, которые всплывают и собираются в узкой части воронки. К концу резиновой трубки подносят тлеющую лучину, и затем зажим расслабляют. Лучина воспламеняется. Этот газ - кислород. В темноте это явление не имеет места.

Фотографический процесс . Процесс получения фотографии состоит из четырех операций: фотосъемка, проявление пленки, ее закрепление, фотопечать. Фотосъемка - получение действительного изображения объекта в светочувствительном слое фотопленки. Фотоэмульсия: желатин, мелкие зерна AgBr. Квант энергии hd отрывает электроны от некоторых ионов брома, которые захватываются ионами серебра. В зернах AgBr образуются нейтральные атомы, количество которых пропорционально освещенности пленки. Эти атомы образуют скрытое изображение объекта съемки. Проявление пленки . Проявитель гидрохитон или метон восстанавливает бромистое серебро в свободное металлическое серебро. В процессе закрепления в растворе тиосульфата натрияNa ₂ S ₂ O ₃ происходит удаление из фотослоя всех светочувствительных зерен солей серебра, не успевших разложиться. Закрепление завершается промывкой пленки в воде. Фотопечать - перенос изображения с фотопленки на светочувствительную фотобумагу. Негативное изображение с фотопленки проецируется на фотобумагу, где образуется скрытое позитивное изображение. Затем эту фотобумагу с изображением проявляют, фиксируют, промывают, сушат и получают фотографию объекта.

III . Закрепление.

Урок строится на проблемных вопросах, которые ставятся учителем на протяжении всего урока и разрешаются учениками под руководством учителя. Работа учителя в течении урока - фронтальная. Три ученика заранее готовят микро доклады по заданию учителя. В конце урока подводится итог изученного.

Вложение	Размер
davlenie_sveta_11_klass.docx	41.1 КБ

Предварительный просмотр:

муниципальное бюджетное образовательное учреждение

Михейковская средняя школа

Урок составил и провел:

учитель высшей категории

Лавнюженков Сергей Павлович

2017 учебный год

Конспект урока по теме: Давление света.

Обучающая: ввести понятие давление света как экспериментальное доказательство, что фотоны обладают импульсом; ознакомить учащихся с историей открытия светового давления; теоретически доказать проявление светового давления;

Воспитывающая : продолжить формирование научного мировоззрения путем ознакомления с историей открытия светового давления;

Развивающая : способствовать развитию мышления, познавательного интереса, научиться отстаивать свою точку зрения, приводить нужные аргументы, четко излагать свои мысли по данной теме.

Урок строится на проблемных вопросах, которые ставятся учителем на протяжении всего урока и разрешаются учениками под руководством учителя.

Работа учителя в течении урока - фронтальная.

Три ученика заранее готовят микро доклады по заданию учителя

В конце урока подводится итог изученного.

1. Организационный момент

2. Повторение пройденной темы:

В чем состоит различие между внешним и внутренним фотоэффектом?

От чего зависит чувствительность фотоэлемента к падающему на него свету?

Какие фотоэлементы используются в цепи переменного тока?

При какой длине волны излучения масса фотона равна массе покоя электрона?

3. Изучение нового материала.

Учитель. Что значит свет,
Кто дал ответ?
Максвелл считал, что свет — волна,
С громадной скоростью бежит она.
Планк доказал, что свет — фотон,
И излучается нагретым телом он.
И наконец, ученые дошли своим умом,
Что свет обладает дуализмом.
А Лебедев уж доказал нам без сомненья,
Что свет оказывает на тела давленье.

На прошлых уроках мы выяснили, что свет обладает своеобразным дуализмом, двойственностью свойств. Сегодня на уроке мы поговорим о световом давлении попытаемся теоретически доказать его проявление.

Тем не менее, световое давление сыграло большую роль в развитии физики, особенно такого его важного раздела, как теория электромагнитного поля.

Ученик . Световое давление, обусловленное солнечным излучением у поверхности Земли, составляет менее 0,0001 Па. Этим и объясняется тот факт, что в обычных условиях давление света заметным образом себя не проявляет.

Но давлением света объясняют тот факт, что хвосты комет обычно направлены от ядра кометы в сторону, противоположную Солнцу.

Световое давление вызывает изменение орбит искусственных спутников Земли.

Если в космосе развернуть щиты и управлять ими как парусами, то с их помощью можно перемещать корабль с одной космической орбиты на другую.

Получается, что световое давление является источником помех в космических полетах.

Учитель . Позднее мы ознакомимся с опытами Лебедева, а пока рассмотрим вопрос о давлении света теоретически.

Как объяснить возникновение светового давления с позиций квантовой теории света?

Ученик. Свет — это поток фотонов, каждый из фотонов обладает импульсом
р= m • c. При поглощении веществом фотон перестает существовать, но импульс его, по закону сохранения импульса, не может исчезнуть бесследно. Он передается телу, значит на тело действует сила.

Учитель . Приведенное рассуждение будет абсолютно верным, если считать, что свет только веществом поглощается. Но разве это всегда так?

Ученик. Нет, свет еще может отражаться телами, а если тело прозрачно, то может проходить сквозь него.

Учитель . Что же наблюдается в реальных условиях?

Ученик . В реальных условиях свет частично отражается телом, частично поглощается, а если это, например, стекло, то свет проходит сквозь него.

Учитель . Вы объяснили, как возникает давление света при его поглощении. Но как будет обстоять дело, если поверхность зеркальная? Возникает световое давление в данном случае?

Для простоты предположим, что свет падает перпендикулярно к поверхности зеркала.

Ученик . Мы знаем, что при абсолютном ударе какого-либо тела о стенку она получает импульс, модуль которого равен удвоенному модулю импульса тела, то есть 2m • v.

Я думаю, здесь будет то же самое. Отражаясь, фотон летит с той же скоростью, но в противоположном направлении. Значит, при отражении фотона от зеркала его импульс изменяется на 2m • c.

Такое же изменение импульса, но в противоположном направлении, получит зеркало.

Учитель . К какому выводу мы приходим, сравнивая импульс, поглощенный с импульсом, отраженным?

Ученик . Импульс, получаемый телом при отражении фотона, будет в 2 раза больше импульса, получаемого телом при поглощении фотона.

Учитель. А что можно сказать о силе светового давления в том и в другим случае?

Ученик . Сила давления света в случае отражения будет в 2 раза больше, чем в случае поглощения.

Учитель . Таким образом, световое давление в реальных условиях обусловлено как поглощением, так и отражением фотонов.

Чем обусловлено световое давление, если поверхность черная?

Ученик. Световое давление в этом случае обусловлено в основном поглощением фотонов.

Учител ь. А если поверхность зеркальная или белая?

Ученик . Световое давление обусловлено отражением фотонов от данной поверхности.

Учитель . Световое давление принадлежит к числу тех оптических явлений, которые могут быть объяснены с позиций как квантовой теории света, так и волновой.

Как же объяснить световое давление на основе волновой теории?

Предположим, что световая волна падает на поверхность тела по нормали. Как будет направлена тогда сила светового давления?

Ученик. Тоже по нормали в сторону распространения света.

Учитель. Откуда это следует? Какова природа этой силы с точки зрения волновой теории? Начнем издалека. Из чего все тела?

Ученик . Из молекул, атомов.

Учитель. А атомы?

Ученик. Из электронов, протонов и нейтронов.

Учитель . Будут ли на эти частицы действовать какие-либо силы при прохождении электромагнитной волны?

Ученик . На заряженные частицы будут действовать силы со стороны электрического поля волны. Эта сила равна F=q • E.

Учитель . А магнитная составляющая электромагнитной волны будет оказывать силовое воздействие на заряженные частицы?

Ученик. На движущиеся в магнитном поле заряженные частицы будут действовать сила Лоренца.

Учитель . А как определить модуль и направление силы Лоренца?

Ученик. Сила Лоренца рассчитывается по формуле F=q • v • B • sinα, а направление этой силы определяется по правилу левой руки.

Учитель . Итак, электромагнитная волна может оказывать воздействие только на заряженные частицы. Как же объяснить световое давление?

Ученик . Действием световой волны на заряженные частицы, находящиеся в теле.

Учитель . А сейчас постараемся выяснить, какие силы, электрические или магнитные, или те и другие, вызывают световое давление. Разберемся в этом с помощью рисунка. Как расположены вектор напряженности электрического поля и вектор магнитной индукции в электромагнитной волне?

Ученик . В волне эти векторы взаимно перпендикулярны.

Учитель . Рассмотрим в начале действие электромагнитной волны на положительный заряд. Какие силы будут действовать на заряд?

Ученик . Электрическая сила F=q • E будет действовать в сторону вектора напряженности электрического поля. Значит, в ту же сторону начнет смещаться заряд под действием электрической силы.

Учитель . Но эта сила не совпадает по направлению с силой светового давления.

Ученик. Так как заряд под действием электрической силы начнет двигаться, то наго будет действовать магнитное поле волны. Возникает сила Лоренца.

Учитель. Как определить направление силы Лоренца?

Ученик . Надо применить правило левой руки. Чтобы определить направление силы Лоренца, надо левую руку расположить так, чтобы вектор В входил в ладонь, четыре вытянутых пальца были направлены в сторону движения частицы, тогда отставленный на 90 градусов большой палец покажет направление силы Лоренца.

Учитель . Значит, сила Лоренца направлена внутрь тела, а световое давление представляет собой сумму Лоренцовых сил, действующих на все положительные заряды, находящиеся в теле. Но в теле есть и отрицательные электроны. Действует ли на них сила Лоренца?

Ученик. На них тоже действует сила Лоренца.

Учитель . В каком направлении движутся электроны?

Ученик. Электроны должны двигаться против поля Е, так как имеют отрицательный заряд.

Учитель . Верно. Теперь, применяя правило левой руки и учитывая знак электрона, определите направление силы Лоренца.

Ученик. На электроны сила Лоренца будет действовать в ту же сторону, то есть внутрь тела.

Учитель. Эти силы Лоренца в совокупности и создают световое давление. Световое давление наблюдается и при падении света на диэлектрик, где под действием электрической силы также происходит некоторое смещение электрических зарядов в атомах и молекулах и при этом возникает сила Лоренца.

А теперь остановимся непосредственно на опытах Лебедева. Прослушаем небольшие доклады по данному вопросу. Итак, опыты Лебедева по определению светового давления.

Ученик . В экспериментальной установке Лебедев на тонкой упругой кварцевой нити было подвешено коромысло с крылышками на концах. Крылышки были сделаны из тонкой металлической фольги.

Одно крылышко было покрыто слоем сажи. Крылышки облучались мощным источником света.

При поглощении света черной поверхностью крылышко получит от волны импульс Р. При отражении волны от блестящей поверхности крылышко получит от волны импульс 2р. Поэтому световое давление на черное крылышко в 2 раза меньше, чем на блестящее. Это приводит к повороту крылышка и закручиванию упругой нити. Зная угол поворота коромысла, его длину, площадь крылышек и упругие свойства нити Лебедев определил световое давление. Угол поворота коромысла определялся по отклонению светового луча.

Ученик . Лебедев проделывая данный опыт, столкнулся с побочными явлениями. В частности, наблюдался радиометрический эффект, который сводился к следующему.

Под действием света крылышки нагреваются. При этом черное крыло нагревается сильнее блестящего.

Так как температура черного крылышка выше температуры блестящего, то черное крылышко передает молекулам окружающего воздуха больший суммарный импульс, чем блестящее, и по закону сохранения импульса само получает больший импульс противоположного направления. В результате возникает закручивающий момент примерно в 1000 раз больше закручивающего момента, обусловленного световым давлением.

Чтобы устранить радиометрический эффект, Лебедев поместил прибор в сосуд с глубоким вакуумом и взял очень большой сосуд и очень тонкие крылышки.

Учитель . Результаты, полученные Лебедевым в 1900 году, совпали со значением светового давления, полученным теоретически, и подтвердили расчеты Максвелла.

Итак, световое давление реально существует.

Сегодня мы смогли теоретически выяснить, как оно создается, сумели объяснить световое давление как с точки зрения корпускулярной теории, так и с точки зрения волновой теории света.

Давление света

Максвелл на основе электромагнитной теории света предсказал, что свет должен оказывать давление на препятствия.

Под действием электрического поля волны, падающей на поверхность тела, например металла, свободный электрон движется в сторону, противоположную вектору .
На движущийся электрон действует сила Лоренца, направленная в сторону распространения волны.

Суммарная сила, действующая на электроны поверхности металла, и определяет силу светового давления.

Для доказательства справедливости теории Максвелла было важно измерить давление света.
Многие ученые пытались это сделать, но безуспешно, так как световое давление очень мало.
В яркий солнечный день на поверхности площадью 1 м 2 действует сила, равная всего лишь 4 • 10 -6 Н.

Впервые давление света измерил русский физик Петр Николаевич Лебедев в 1900 г.

Прибор Лебедева состоял из очень легкого стерженька на тонкой стеклянной нити, по краям которого были приклеены легкие крылышки.
Весь прибор помещался в сосуд, откуда был выкачан воздух.
Свет падал на крылышки, расположенные по одну сторону от стерженька.
О значении давления можно было судить по углу закручивания нити.

Трудности точного измерения давления света были связаны с невозможностью выкачать из сосуда весь воздух (движение молекул воздуха, вызванное неодинаковым нагревом крылышек и стенок сосуда, приводит к возникновению дополнительных вращающих моментов).
Кроме того, на закручивание нити влияет неодинаковый нагрев сторон крылышек.
Сторона, обращенная к источнику света, нагревается сильнее, чем противоположная сторона.
Молекулы, отражающиеся от более нагретой стороны, передают крылышку больший импульс, чем молекулы, отражающиеся от менее нагретой стороны.

Лебедев сумел преодолеть все эти трудности, несмотря на низкий уровень тогдашней экспериментальной техники, взяв очень большой сосуд и очень тонкие крылышки.
В конце концов существование светового давления на твердые тела было доказано, и оно было измерено.
Полученное значение совпало с предсказанным Максвеллом.

Впоследствии после трех лет работы Лебедеву удалось осуществить еще более тонкий эксперимент: измерить давление света на газы.

Появление квантовой теории света позволило более просто объяснить причину светового давления.
Фотоны, подобно частицам вещества, имеющим массу покоя, обладают импульсом.
При поглощении их телом они передают ему свой импульс.
Согласно закону сохранения импульса импульс тела становится равным импульсу поглощенных фотонов.
Поэтому покоящееся тело приходит в движение.
Изменение импульса тела означает согласно второму закону Ньютона, что на тело действует сила.

Опыты Лебедева можно рассматривать как экспериментальное доказательство того, что фотоны обладают импульсом.

Хотя световое давление очень мало в обычных условиях, его действие тем не менее может оказаться существенным.
Внутри звезд при температуре в несколько десятков миллионов кельвинов давление электромагнитного излучения должно достигать громадных значений.
Силы светового давления наряду с гравитационными силами играют значительную роль во внутризвездных процессах.

Давление света согласно электродинамике Максвелла возникает из-за действия силы Лоренца на электроны среды, колеблющиеся под действием электрического поля электромагнитной волны.
С точки зрения квантовой теории давление появляется в результате передачи телу импульсов фотонов при их поглощении.

Химическое действие света

Отдельные молекулы поглощают световую энергию порциями — квантами hv.
В случае видимого и ультрафиолетового излучений эта энергия достаточна для расщепления многих молекул.
В этом проявляется химическое действие света.

Любое превращение молекул есть химический процесс.
Часто после расщепления молекул светом начинается целая цепочка химических превращений.
Выцветание тканей на солнце и образование загара — это примеры химического действия света.

Важнейшие химические реакции под действием света происходят в зеленых листьях деревьев и траве, в иглах хвои, во многих микроорганизмах.
В зеленом листе под действием Солнца осуществляются процессы, необходимые для жизни на Земле, они дают нам кислород для дыхания.

Листья поглощают из воздуха углекислый газ и расщепляют его молекулы на составные части: углерод и кислород.

Происходит это, как установил русский биолог К.А.Тимирязев, в молекулах хлорофилла под действием красных лучей солнечного спектра.
Пристраивая к углеродной цепочке атомы других элементов, извлекаемых корнями из земли, растения строят молекулы белков, жиров и углеводов, все это происходит за счет энергии солнечных лучей.

Здесь особенно важна не только сама энергия, но и та форма, в которой она поступает.
Фотосинтез может протекать только под действием света определенного спектрального состава.

Механизм фотосинтеза еще не выяснен до конца.

Химическое действие света лежит в основе фотографии.

Световые кванты. Физика, учебник для 11 класса - Класс!ная физика

Деятельностная цель: формирование у обучающихся способностей к самостоятельному построению новых способов действия на основе метода рефлексивной самоорганизации.

Образовательная цель: расширение понятийной базы по учебному предмету за счет включения в нее новых элементов.

Обучающая цель: перечислить и дать определение давлению света и химическому действию света.

Развивающая цель: содействовать формированию:

общеучебных и специальных умений;

совершенствованию мыслительных операций;

развитию эмоциональной сферы, монологической речи учащихся, диалога, коммуникативной культуры;

осуществлению самоконтроля и самооценки, а в целом — становлению и развитию личности.

Воспитательная цель: способствовать формированию идей, взглядов, убеждений, качеств личности, оценки, самооценки и самостоятельности.

Метапредметные связи: химия, биология.

I. Мотивация к учебной деятельности (1-2 мин.)

II. Актуализаций знаний, умений и пробное учебное действие (5 мин.)

III. Выявление места причины затруднения; постановка проблемы; формулирование темы урока (5-8 мин.)

IV. Построение проекта выхода из затруднения; выдвижение гипотез (10 мин.)

V. Реализация проекта: проверка гипотез и собственно открытие нового знания (30 мин)

VI. Первичное закрепление (5-8 мин)

VII. Самостоятельная работа (10 мин)

VIII. Этап включения в систему знаний и повторение (2-3 мин)

IX. Рефлексия учебной деятельности на уроке (5 мин)

I. Мотивация к учебной деятельности (1-2 мин.)

На боковой доске записано стихотворение

Что значит свет,
Кто дал ответ?
Максвелл считал, что свет — волна,
С громадной скоростью бежит она.
Планк доказал, что свет — фотон,
И излучается нагретым телом он.
И наконец, ученые дошли своим умом,
Что свет обладает дуализмом.
А Лебедев уж доказал нам без сомненья,
Что свет оказывает на тела давленье.

Рассуждают по стихотворению, мотивируются к изучению нового материала.

II. Актуализаций знаний, умений и пробное учебное действие (5 мин.)

Студентам предлагается разгадать ребусы и соотнести полученные слова с ранее изученным материалом:

III. Выявление места причины затруднения; постановка проблемы; формулирование темы урока (5-8 мин.)

Студентам предлагается разгадать еще два ребуса и сформулировать тему занятия.

;

IV. Построение проекта выхода из затруднения; выдвижение гипотез (10 мин.)

Преподаватель использует прием З-Х-У. Студентам предлагается заполнить таблицу 6. Первая колонка то, что они знают по предложенной теме, вторая чтобы они хотели узнать.

Таблица 6 – Прием З-Х-У

Хочу узнать

После заполнения первых двух колонок таблицы студенты совместно с преподавателем строят план изучения нового материала.

1. Сила светового давления.

2. Экспериментальное доказательство светового давления П.Н. Лебедевым.

3. Химическое действие света.

V. Реализация проекта: проверка гипотез и собственно открытие нового знания (30 мин)

1. Сила светового давления.

На прошлых занятиях мы выяснили, что свет обладает своеобразным дуализмом.

Студенты: свет обладает свойствами, как волны, так и свойствами частиц.

Сегодня на занятии мы поговорим о световом давлении и о химическом действие света, попытаемся теоретически доказать их проявления.

В 1873 г. Максвелл, исходя из представлений об электромагнитной природе света, пришел к выводу: свет должен оказывать давление на препятствия. Под действием электрического поля волны, падающей на поверхность тела, например металла, свободный электрон движется в сторону противоположную вектору напряженности (рисунок 8)

Рисунок 8 – Давление света

На движущийся электрон действует сила Лоренца, направленная в сторону распространения волны. Так, суммарная сила, действующая на электроны поверхности металла, и определяет силу светового давления.

2. Экспериментальное доказательство светового давления П.Н. Лебедевым.

Предсказанное максвеллом существование светового давления было экспериментально подтверждено Лебедевым, который в 1900 г. измерил давление света на твердые тела, используя чувствительные крутильные весы.

Прибор Лебедева состоял из очень легкого стерженька на тонкой стеклянной нити, по краям которого были приклеены легкие крылышки (рисунок 9).

Рисунок 9 – Прибор Лебедева

Прибор был помещен в сосуд, из которого был выкачен воздух. Свет падал на крылышки, расположенные по одну сторону от стерженька. Давление света, возможно, было измерить по углу закручивания нити.

Как объяснить возникновение светового давления с позиций квантовой теории света?

Студенты: Свет — это поток фотонов, каждый из фотонов обладает импульсом . При поглощении веществом фотон перестает существовать, но импульс его, по закону сохранения импульса, не может исчезнуть бесследно. Он предается телу, значит, на тело действует сила.

Преподаватель: правильно. Мы переходим к следующему этапу изучения нашей темы.

3. Химическое действие света.

Отдельные молекулы поглощают световую энергию порциями –квантами . В случае видимого и ультрафиолетового излучений эта энергия достаточна для расщепления многих молекул. В таком случае проявляется химическое действие света. А как вы знаете любое превращение молекул это химический процесс. Химическое действие света лежит в основе фотографий.

VI. Первичное закрепление (5-8 мин)

Студентам предлагается для закрепления материала написать следующие реакции и вспомнить условия их протекания:

1. Реакцию фотосинтеза.

2. Реакцию галогенирования (хлорирования) метана.

1. 6CO₂ + 6H₂O 6O₂ + C₆H₁₂O₆

2. CH₄ + Cl₂ CH₃Cl + HCl

Необходимое условие действие на реакционную смесь кванта света.

VII. Самостоятельная работа (10 мин)

Студентам предлагается ответить на следующие вопросы:

1. Чему будет равен импульс фотонов, падающих на зеркальную поверхность?

2. Чему будет равна сила светового давления при попадании света на зеркальную поверхность?

Читайте также: