ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНА ПРЯМОЛИНЕЙНОГО РАСПРОСТРАНЕНИЯ СВЕТА В ШКОЛЬНОМ КУРСЕ ФИЗИКИ

Большая часть информации, которую получает человек из окружающего мира, является визуальной информацией. Мы видим по причине того, что наши глаза способны улавливать электромагнитное излучение — свет. Однако, роль света в жизни человека не сводится только к получению зрительной информации. Например, свет является причиной многих явлений (фотосинтез, фотоэффект и др.) и обладает целым рядом законов, один из которых заключается в том, что в прозрачной однородной среде он распространяется по прямым линиям.

Для того чтобы понять, как в школе изучается явление прямолинейного распространения света, мы проанализировали наиболее распространенные рабочие программы по физике и пришли к следующим выводам.

В соответствии с рабочей программой Н.С. Пурышевой и Н.Ф. Важеевской закон прямолинейного распространения света изучается в 7 классе в рамках прохождения раздела «Световые явления». Кроме этого, в данной рабочей программе запланировано проведение учащимися фронтальной лабораторной работы имеющей название «наблюдение прямолинейного распространения света».

Авторы другой рабочей программы по физике – А.В. Пёрышкин и Е.М. Гутник, также выносят изучение явления прямолинейного распространения света в раздел световых явлений, однако они предполагают изучение этого раздела не в седьмом классе, а в восьмом. Также авторами программы планируется показ демонстрации имеющей одноимённое название «прямолинейного распространение света» [2].

В рабочей программе примерного поурочного планирования для общеобразовательных учреждений автора Л.Э. Генденштейна и В.И. Зинковского явление прямолинейного распространения света также изучается в восьмом классе, и также запланирован показ учащимся демонстрации по данной теме.

Наконец, в программе Родиной и Громова явление прямолинейного распространения света изучается в рамках темы «распространение света в однородной среде» [4]. Данная тема находится в разделе «оптические явления», который изучается детьми в 9 классе. В рамках программы каких-либо лабораторных работ или демонстраций по исследованию явления прямолинейного распространения – не запланировано.

Итак, как мы видим, в большинстве проанализированных нами программ, явление прямолинейного распространения света не только изучается на теоретическом уровне, но и демонстрируется в том или ином виде. Остаётся открытым вопрос – как это сделать.

Проанализировав различные источники, мы выяснили, что для этого существует большое количество различных вариантов. Например, О.Д. Юрк предлагает следующий способ для демонстрации изучаемого явления. В качестве оборудования необходимо взять лазерную указку и длинную. «После того, как луч становится видимым, к нему прикладывают линейку, проверяя его прямолинейность» [5].

Также О.Д. Юрк утверждает, что «прямолинейностью распространения света объясняется образование полутеней от непрозрачных предметов». Для их демонстрации источник света должен быть больше предмета, а экран должен находиться от предмета дальше, чем вершина конуса полной тени (см. рис. 1).

Рисунок 1. Прямолинейность светового луча

Ещё один способ демонстрации исследуемого закона заключается в следующем. В качестве берётся четыре экрана на подставках с круглыми отверстиями (d = 1 см), источник света, просвечивающий экран, нитка или ровная прямая палочка длиной не менее 1 метра. На демонстрационном столе помещают источник света на такой же высоте над столом, на каком находятся отверстия в экранах. Перед источником по направлению к учащимся ставят экраны (см. рис. 2) с промежутками в 20 – 30 см. Перед последним экраном со стороны учащихся устанавливают просвечивающийся экран. «Экраны с отверстиями располагают так, чтобы на просвечивающем экране появилось светлое пятно от источника света» [3]. Таким образом, показывается, что свет проходит через все отверстия только тогда когда они на одной прямой линии.

Рисунок 2. Прямолинейное распространение света

В одной из книг О. Бальвы и Л. Креминской, доказательством прямолинейного распространения света “является получение чётких изображений предмета при помощи маленьких отверстий в камере-обскуре, в которой (перевёрнутое) изображение предмета на задней стенке камеры получается проектированием предмета припомощи прямолинейных лучей» [1].

В природе демонстрацией прямолинейного распространении света являются лунные и солнечные затмения. Они наступают тогда, когда Луна, Земля и Солнце лежат па одной линии и Луна попадает в тень, отбрасываемую Землёй (лунное затмение), или Луна заслоняет собой на несколько минут Солнце.

Итак, мы выяснили, что закон прямолинейного распространения света довольно широко изучается в школе. Кроме того, придумано большое количество простейших и в то же время интересных демонстраций данного закона. Знание учащимися природы исследуемого явления может им помочь в решении различных жизненных проблем. Например, прямолинейность доски или планки после строгания поверяется путём сравнения со световым лучом. Для этого смотрят вдоль кромки планки так, чтобы крайние точки планки оказались на луче зрения. В этом случае, признаком нарушения прямолинейности планки служит всякое отклонение других точек планки от луча зрения.

Список литературы:

1. Бальва О. Н. ЕГЭ. Физика. Пошаговая подготовка / О. Н. Больва, Л. Креминская. – М.: Эксмо, 2017. – 304 с. – ISBN: 978-5-04-089378-2
2. Власова И.Г. Физика. 7–9 класс. Рабочие программы. – М.: Дрофа, 2015. – 400 с. – ISBN: 978-5-358-10745-8
3. Галанин Д.Д. Физический эксперимент в школе. Том 6 / Д.Д. Галанин, Е.Н. Горячкин, С.Н. Жарков, Д.И. Сахаров, Павша А.В. – М.: Издательство Наркомпроса, 1941. – 447 с.
4. Попова В. Рабочие программы по физике. 7–11 класс. – М.: Глобус, 2009. – 247 с. – ISBN: 978-5-9165-80013
5. Юрк О.Д. Лекционные демонстрации по физике: учебное пособие. – Оренбург: ИП Осиночкин Я. В., 2011. – 298 с. – ISBN: 978-5-00-04