Как мы знаем, основным источником тепла для нашей планеты является Солнце.
Мы уже затрагивали тему о том, как передается тепло от Солнца. Оно передаётся посредством излучения. Основное отличие излучения от других способов теплопередачи, это то, что передача энергии излучением может происходить в полном вакууме. Все тела излучают энергию: Солнце, человек, электроприборы и так далее. Чем выше температура, тем больше энергии передается посредством излучения. Часть этой энергии поглощается другими телами, а часть — отражается. Процент поглощения энергии зависит от состояния поверхности тела, в частности от цвета. Наверное, все замечали, что предметы темного цвета больше нагреваются на солнце, чем светлые. Именно поэтому, в летний солнечный день в черной одежде значительно жарче, чем в белой.
Также, если черную и белую машины с закрытыми окнами на солнцепеке и сравнить температуру внутри через час, то температура в черной машине будет выше. Однако, темные тела сами излучают энергию быстрее, чем светлые. Подобных примеров существует великое множество. Рассмотрим, как знания об излучении применяются на практике.
Например, люди часто сушат бельё на солнце.
Или загорают. Лёжа на пляже, человек получает тепло с помощью излучения.
Правда сам загар появляется в результате воздействия ультрафиолетовых лучей, что является не только теплопередачей, но и облучением радиацией.
Наконец, существуют солнечные батареи, которые поглощают энергию солнечного излучения, чтобы потом преобразовать её в другие типы энергии.
Также, все знают, что находясь рядом с огнем, становится теплее. Если мы говорим о тепле над огнем, то мы наблюдаем явление конвекции. Однако, тепло распространяется от огня во все стороны. Это происходит в результате излучения.
Существует известная легенда о том, как Архимед сжег корабли римлян, используя зеркало.
Теперь мы знаем, что он использовал знания об излучении: серебристая поверхность зеркала отражает большую часть солнечного излучения. Этим он и воспользовался, направив огромное зеркало на корабли римлян. В результате, корабли получили большое количество теплоты и загорелись. Заметим, однако, что это только легенда, но она, несомненно, имеет под собой научную почву.
Наконец, существует лазерное излучение. В наши дни, лазер используют в медицине в области хирургии. Также, излучение лазера используется в экспериментах по оптике.
При достаточной концентрации энергии излучения с помощью линзы, например, есть возможность воспламенить тело. А это значит, что в перспективе, возможно изобретение лучевого оружия. Его принцип действия будет основан на мгновенной передаче большого количества энергии на расстояние, в результате чего цель будет воспламеняться или взрываться.
Подведем небольшой итог в разделе о теплопередаче. Рассмотрим наглядный пример из повседневной жизни, который объединяет все способы теплопередачи. Для того чтобы сохранить пищу или напиток горячим, люди придумали термос.
Чтобы максимально снизить потери тепла, нужно препятствовать всем способам теплопередачи. Термос имеет двойные стенки. Из пространства между этими стенками выкачан воздух (а освобожденное пространство обладает нулевой теплопроводностью). Горлышко термоса закупоривается пробкой, чтобы предотвратить конвекцию. Наконец, внутренняя поверхность стенок покрыта блестящим металлическим слоем, чтобы отразить максимальную часть излучения (а, значит, поглотить минимальную).
videouroki.net
На данном уроке будет рассмотрена тема «Излучение». Здесь вы познакомитесь с третьим способом теплопередачи – излучением, которое происходит в вакууме. Вы узнаете определение понятия излучения, его физическое объяснение и особенности протекания, а также познакомитесь с опытом по выявлению процесса излучения.
На данном уроке речь пойдет еще об одном способе теплопередачи, который называется излучением. Излучение – это явление передачи энергии, наряду с теплопроводностью и конвекцией (Рис. 1).
Рис. 1. Виды теплопередачи
Иными словами, излучение – это процесс испускания и распространения энергии в виде электромагнитных волн. Солнечные батареи преобразуют энергию солнечного излучения в постоянный электрический ток (Рис. 2).
Рис. 2. Солнечные батареи
Излучение играет огромную роль в нашей жизни, так как все топливо, которым пользуется человечество, запасено в результате действия солнечной энергии. Она попадает на Землю с помощью излучения.
Топливо – вещество или несколько веществ, из которых с помощью определенной реакции может быть получена тепловая энергия.
Между Солнцем и Землей нет вещества (т.е. вакуум), поэтому энергия передается с помощью электромагнитных волн (Рис. 3), которые являются одним из видов излучения.
Рис. 3. Передача энергии от Солнца Земле
Если дома зажечь настольную лампу и сесть рядом, то через некоторое время можно ощутить тепло, которое исходит от лампочки (Рис. 4).
Рис. 4. Излучение тепла от лампы
Откуда берется это тепло, если воздух, являясь газом, имеет низкую теплопроводность (Рис. 5)?
Рис. 5. Коэффициент теплопроводности различных веществ
Это тепло связано со световым излучением и другими видами излучения, которые человек довольно хорошо воспринимает (Рис. 6).
Рис. 6. Спектр электромагнитного излучения
Пронаблюдаем действие излучения с помощью установки (Рис. 7).
Рис. 7. Установка для наблюдения излучения
Она состоит из теплоприемника (1), у которого одна сторона блестящая, другая сторона затемнена, жидкостного манометра (2), который соединен с теплоприемником шлангом, а также из осветительного фонаря (3), который находится напротив теплоприемника.
Манометр – это прибор, позволяющий измерять давление жидкости или газа. Изменение давления приводит к изменению уровня жидкости в манометре (Рис. 8).
Рис. 8. Измерение давления с помощью манометра
Жидкость в манометре (вода с марганцовкой) изначально находится на одном уровне (Рис. 9), то есть давление выровнено.
Рис. 9. Начальный уровень жидкости в манометре
Напротив теплоприемника располагается осветительный фонарь, для того чтобы можно было пронаблюдать действие излучения на теплоприемник. Для наблюдения эксперимента развернем теплоприемник зачерненной стороной к фонарю и включим свет. От фонаря пойдет довольно интенсивное световое излучение. Достаточно быстро на манометре уровень жидкости будет меняться (Рис. 10). Это происходит из-за того, что воздух в правом колене манометра расширяется из-за нагревания.
Рис. 10. Изменение уровня жидкости в манометре при включении света
Теперь развернем теплоприемник к фонарю блестящей стороной (вторая часть эксперимента). При включении света уровень жидкости в обоих коленах манометра практически не изменяется (Рис. 11), по крайней мере меняется намного медленнее, чем в первой части опыта.
Рис. 11. Уровень жидкости в обоих коленях манометра практически не изменяется
Это означает, что темная часть теплоприемника воспринимает излучение лучше, чем светлая (Рис. 12).
Рис. 12. Поглощение излучения
На предыдущих уроках, а также на данном уроке были рассмотрены три способа передачи теплоты – теплопроводность, конвекция и излучение. Обычно все эти три способа теплопередачи работают одновременно. Теплопередача редко осуществляется каким-то одним способом. Принцип уменьшения теплопередачи каждым из способов положен в основу работы термоса (Рис. 13).
Рис. 13. Устройство термоса
Домашнее задание
Список рекомендованной литературы:
Рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет
interneturok.ru
Тема урока: Источники света. Распространение света.
Цель урока: Сформировать понятие о свете, о законе прямолинейного распространения света и его применении.
Развитие познавательной активности. Формирование научного мировоззрения.
Воспитание любви к предмету, культуры умственного труда, эстетической культуры.
Тип урока: Комбинированный.
Вид урока: Смешанный (сочетание различных видов урока на одном уроке).
Для оценки учащихся использую бумажные круги и квадраты.
круг – «умница», квадрат – «молодец».
^ Оборудование к уроку: Самостоятельно изготовленные, книга «Физика в природе» раскладушка «свет». На каждый стол по 6 вырезанных из бумаги деревьев, кодопозитивы, теллурий, металлическая банка с пробитыми отверстиями, лампа на 220. В на подставке, мешочки с мелом, шаблон кроссворда.
Оргмомент: Проверяю подготовку учащихся к уроку.
Актуализация знаний: - Для разминки разгадаем кроссворд:
- Заря – зарница, красная девица по небу ходила, лучи обронила. (Солнце)
- Сама нагая, а рубашка в запазухе. (Свеча)
- Насекомое, является хорошим проводникам в горах. Ночью летит к жилью.
(Светлячок)
- В сказке «12 месяцев» все братья месяцы собрались у ………. (Костер).
Давайте хором прочитаем, какое слово у нас получилось по вертикале.
- СВЕТ
Это тема нашего урока.
Вы в тетради, а я на доске нарисуем самый главный источник света – солнышко.
Дети малого возраста рисуют его, используя основной закон распространения света. Какой? Попытаемся совместными усилиями это выяснить. (Учитель на доске прикрепляет желтый круг с надписью «Свет». По ходу рассказа к нему прикрепляется 7 лучей, на которых написано: восприятие мира, изучение мира, изучение космоса, изучение микромира, жизнь и здоровье, энергия, излучение, электромагнитная волна)
^ Объяснение темы урока: Что же для нас свет?
Свет… Трудно представить себе жизнь без света. Ведь всё живое зарождается и развивается под влиянием света.
Свет, благодаря тому, что глаз человека способен его воспринимать, является важнейшим средством познания природы. Зрение позволяет нам узнать об окружающем мире больше, чем все остальные чувства вместе взятые. (Восприятие мира).
С помощью света посылаемого небесными телами, люди смогли определить расположение и движение Солнца, звезд, планет, Луны и других небесных объектов. Т.е. свет используется при изучении небесных объектов, и астрономия возникла и развивается благодаря свету и зрению. (Познание мира. Изучение космоса.)
С помощью микроскопа удалось увидеть и различить клетки растений, бактерии и т.д. Поэтому законы света позволили заглянуть и микромир. (Изучение микромира).
Свет нужен человеку для здорового развития организма, помогает бороться с болезнями, повышает иммунитет. Так что же такое свет? (Жизнь и здоровье).
Наблюдения показывают, что свет, попадая на тела, передает им энергию. Мы уже знаем, что существует вид передачи энергии, который называют – излучением, которое поглощается телами, на которые падает, вследствие чего они нагреваются. (Энергия).
^ Свет – это излучение, но только та его часть, которая воспринимается глазом. (Свет это видимое излучение, электромагнитная волна).
Раздел физики посвященный изучению света – ^ Оптика, что в переводе с греческого означает видимый, зримый. В этом разделе мы узнаем, как устроен глаз человека, как очки исправляют дефекты зрения.
И так световое излучение вызвано источниками света.
Естественные Искусственные
Показать соответствующие рисунки и схемы из пособий
Демонстрация опытов:1. Банку с отверстиями, в которую помещена горящая лампа, поворачиваем так, чтобы лучи не попадали учащимся в глаза. 2. Поворачиваем, чтобы лучи попадали в глаза. 3. опять поворачиваем банку, чтобы лучи были не видны и сипим вокруг банки меловую пыль. И делаем вывод:
Источники света мы видим потому, что создаваемое ими излучение попадает к нам в глаза. Но мы видим и другие не светящиеся тела, но только тогда, когда они освещены солнцем или другими источниками света.
«В темноте все кошки черные…». Почему? Потому что мы видим мир в отраженном свете! А вот еще вопросы: - Вспомните, как прячутся маленькие дети? Почему так?
-Почему на картине Васнецова «Три богатыря» Илья Муромец поднял ладонь ко лбу?
- Зачем нужен непрозрачный козырек в машине перед шофером?
Чтобы ответить на эти и множество других вопросов необходимо знать закон распространения света.
^ Демонстрация опытов: Поворачиваем банку, чтобы лучи были не видны и сыпем вокруг банки меловую пыль.2.Опыт с лазерной указкой.
Луч – это линия, вдоль, которой распространяется свет. Из математики мы знаем, что луч это часть прямой имеющий начало, но не имеющий конца. Из опытов и многочисленных наблюдений мы можем сделать вывод: Свет в прозрачной среде распространяется прямолинейно. – Закон прямолинейного распространения света.
Любой закон требует доказательств и они есть.
Я иду, она идёт
Я стою, она стоит
У тебя есть,
У меня есть,
У дуба в поле,
У рыбы в море.
Видать глазами
Да не взять руками.
(Тень).
^ Показываем рисунки и схемы из пособий.
Демонстрация опытов по образованию тени и полутени. Схема опытов демонстрируется через кодоскоп.
Тень – это пространство, куда не попадает свет.
Полутень – частично освещенное пространство.
В грандиозных масштабах тень и полутень наблюдаются при солнечном и лунном затмениях.
Шар раскаленный, золотой
Пошлет в пространство луч огромный
И длинный конус, тени темной
В пространство бросит шар другой.
А. Блок.
Демонстрация солнечного и лунного затмения при помощи теллурия.
^ Вывод: Затмения возникают потому, что свет распространяется прямолинейно.
Закрепление. Лукашик «Сборник задач по физике» №1267. На доске укрепляется заранее изготовленный из бумаги глаз, дерево, забор с отверстием. Перемещая глаз относительно забора учащиеся отвечают на следующие вопросы: - Какую часть дерева наблюдает Том Сойер из разных точек?
- Из какой точке он увидит дерево целиком?
Лукашик «Сборник задач по физике» №1270 №1273 Учащиеся строят чертежи в тетради, а 3 человека на пленки. Проверка проводится через кодоскоп.
^ Практическая работа «Посади аллею».
Закон прямолинейного распространения света использовали ещё древние египтяне для того, чтобы устанавливать по прямой линии колонны. Я вам предлагаю,
1 – варианту, используя закон прямолинейного распространения света «посадить аллею», а 2 – варианту проверить, ровно ли посажены деревья другим способом (по нитке).
6. Задание на дом. §62,63. Упр. 32(1). По аналогии с классной работой, найти в произведении «Слово о полку Игореве» место, где говорится о солнечном затмении. Какую роль этот эпизод сыграл в истории?
^ 7. Рефлексия урока: Игра «Снайпер»
Заранее таблицы лежат перед каждым учеником. У таблиц одинаково срезан левый верхний угол, для быстроты проверки работы.
1.Какие из названных тел являются естественными источниками света, какие искусственными.
Искусственный
Естественный
Звезда
O
O
Гнилушка
O
O
Молния
O
O
Экран дисплея
O
O
Светящаяся реклама
O
O
2.Какой источник помогает Вам читать эти строки: естественный или искусственный.
?
O
O
3.Если Луна находится между Солнцем и Землёй, то, какое будет наблюдаться затмение?
солнечное
лунное
O
O
4. Четко напишите свою фамилию.
Учащиеся сдают работы, учитель собирает круги и квадраты.
А сейчас, ребята, вы посмотрите фильм, который много раз видели, но даже не задумывались, что это фильм о физике. Просмотр авторского фильма «Физика в мультфильмах». Пока ребята смотрят фильм, учитель проверяет «Снайпер». Для этого все листочки складываются обрезанным краем, вмести с образцом и прокалывается острым предметом, на просвет видно кто, сколько ошибок допустил. Сразу выставляется оценка.
Урок окончен. До свидания.
www.ronl.ru
