Дисперсия света и ее проявление в природе и использовании человеком
5 чел. помогло. | скачать Авторы: Преподаватель физики Караваева Н.А. Преподаватель компьютерных технологий Сизова Л.И. Образовательное учреждение: Краевое государственное образовательное учреждение начального профессионального образования Профессиональный лицей №12 Аннотация к уроку: Данная разработка интегрированного урока включила все задачи, необходимые для достижения главной цели профессионального образования – профессионализма учащихся. Удачное сочетание разнообразных педагогических и информационных технологий, расширяет понимание природы света и цвета. Интеграция физики и цифровых образовательных ресурсов, мультимедийных моделей разработанных самостоятельно, приводит к глубокому пониманию изучаемых явлений. Полученные знания позволят учащимся в дальнейшем самостоятельно осваивать более сложные понятия компьютерной графики, быть востребованными в различных сферах художественно творчества - от рекламы до web-дизайна. ^ Возрастная группа детей: 3 курс лицея (16-17 лет) Профессии -радиомеханик, оператор ЭВМ. Тема урока: Дисперсия света и ее проявление в природе и использовании человеком. ^ — урок изучения новых знаний. Цели урока: Образовательные
Развивающие
Воспитательные
Методическая - формирование образовательных компетенций сравнивать и сопоставлять информацию, находить оптимальное решение. Задачи урока:
Учебно- методическое обеспечение:
Время реализации урока: 2 часа по 45 минут. ^ : Урок сопровождается наглядной презентацией «Дисперсия», содержащей разработанные самостоятельно модели явлений природы, позволяющие ответить на вопросы «Почему цвет неба голубой, а цвет зари красный?», цифровые фотографии из собственного архива и фотографии ресурсов сети Интернет, а так же фрагменты учебных фильмов ЦОР. Продукт создан в приложении MS Power Point (OpenOffice.org Impress). Необходимое оборудование и материалы для урока: ^ :
Наглядные материалы:
Формы учебной работы:
План урока:
Ход урока
Взаимное приветствие преподавателей и учащихся, определение отсутствующих, проверка подготовленности учащихся к уроку.
Проблемный вопрос: Какого цвета наше солнце? (Прожив 16-17 лет, учащиеся не знают цвет нашей звезды - солнца). Демонстрация фотографий солнца различного цвета в зимний день, летний вечер (слайд 4 и 5). Нам землянам очень повезло, что наша звезда излучает практически белый свет. В чем это везение мы сегодня с вами узнаем на уроке. Еще попытаемся узнать объективность или субъективность восприятия окружающего мира. А так же попытаемся остановить постоянно изменяющиеся яркие очень красивые картины «нарисованные» природой. Повторение связи длины волны (частоты) и скорости распространения (Работа с конспектами и стендом «Шкала электромагнитных волн» по теме «Волны»).
3.1. Открытие дисперсии. Демонстрация портрета Ньютона (слайды 8-12)
3.2. Научное объяснение дисперсии (слайды 14-17)
4. Сложные и простые световые волны (слайды 18-20) 4.1. Белый свет (разложение и сложение - сложный свет). Демонстрация механизма сложения цветов на проекционном экране. 4.2. Простые цвета - монохроматические (демонстрация на экране) 5. Влияние атмосферы на восприятие человеком окружающей среды в цвете. Многообразие свойств света (слайды 21-26). 5.1. Проблемный вопрос: Почему цвет неба голубой? Почему солнечные лучи золотисто-желтые? Солнце посылает на землю свои лучи, но им приходится пробиваться через толстый слой воздуха, который окутывает Землю. А солнечный лучик – сложная электромагнитная волна, состоящая из основных длин волн: красного, оранжевого, жёлтого, зелёного, голубого, синего, фиолетового цвета. Многоцветный луч проходит через толстый слой атмосферы, который «разбрызгивает» все цвета солнечного спектра, но сильнее всего фиолетовую, синюю и голубую составляющие солнечного света в зависимости от скорости распространения (показателя преломления). Поэтому небо окрашивается голубоватым оттенком. Оставшаяся часть доходит до наблюдателя в виде золотисто - желтого оттенка.(демонстрация на экране слайд 23). 5.2. Проблемный вопрос: Почему цвет зари красный? На заре солнечные лучи проходят в атмосфере большее расстояние, из-за этого успевают рассеяться все короткие волны, средние зеленые и даже наиболее длинные волны желтые, оранжевые и даже красные. Поэтому небо окрашивается в красный цвет. ( Демонстрация на экране этих процессов слайды 24, 25, 26). 6. Компьютер и цвет. Понятие цветовой модели и глубины цвета. (Преподаватель компьютерных технологий) (слайды 27-45) Теперь мы знаем, почему небо голубое. Что белый цвет представляет собой смесь цветов. 6.1. Проблемный вопрос: А почему трава зеленая, а яблоко красное? Все объекты видимы для нас потому, что они сами являются источником света, либо светят отраженным светом. В солнечном цвете мы видим траву зеленой, потому что она отражает зеленый цвет, и он попадает в наши глаза, а остальные цвета поглощает. Яблоко красное, потому что оно отражает красный цвет, а остальные поглощает (слайд 28). 6.2. Проблемный вопрос: А как получается цветное изображение на экране монитора компьютера? И почему цвета распечатанного на бумаге изображения не совпадают с экранными цветами? Учащиеся предлагают свои варианты ответов. Экран монитора является излучающим объектом; отражающим объектом является бумага, краска, которые сами не излучают света, а светят светом, который идет либо от солнца, либо от искусственного источника освещения. Экран - изначально темный. Его исходным цветом является черный. Все остальные цвета на нем получаются путем использования комбинации таких трех цветов, которые в своей смеси должны образовать белый цвет. Ньютон показал, что все многообразие спектральных цветов возможно свести к 7 цветам, которые он назвал первичными. Впоследствии различными исследователями было показано, что число первичных цветов можно сократить до 3-х (слайды 31, 32). Опытным путем была выведена комбинация "красный, зеленый, синий" - RGB - red/green/blue. Эти цвета называются основными. Смешением этих основных цветов можно получить наибольшую комбинацию других цветов. Человеческий глаз воспринимает излучение цветным в зависимости от его длины волны: 400-500 нм - синий 500-600 нм - зеленый 600-700 нм — красный В телевидении, на экране видео- и компьютерного монитора образование цветного изображения происходит по этой же схеме (слайд 33). ^ Для обозначения с помощью чисел цвета в компьютере требуется некоторая математическая модель цвета. Способ разделения цвета на составляющие компоненты называется цветовой моделью. 6.3. Цветовые модели ^ Система кодирования цвета при помощи тех составляющих - красный, зеленый, синий — носит название RGB -модели. Черный цвет в схеме отсутствует, так как мы его и так имеем - это цвет "черного" экрана. Модель RGB- аддитивная модель основана на сложении цветов. Большинство цветов видимого спектра могут быть получены путем смешивания в различных пропорциях трех основных цветовых компонентов. ^ . Сегодня RGB модель широко используется в системах освещения, в видеосистемах, устройствах записи на фотопленку, мониторах, мультимедиа устройствах.
Цвета голубой, пурпурный и желтый называются дополнительными, т. к. они дополняют до белого основные цвета. ^ Эта цветовая модель используется в том случае, если изображение или рисунок будут выводиться на принтере. Основа модели - три вторичных цвета (дополнительных) - голубой, пурпурный, желтый. В полиграфии, фотографии, текстильной и лакокрасочной промышленности технологически не представляется возможным складывать световые потоки. Световой поток отражается от поверхности. Бумага изначально белая. Это означает, что она обладает способностью отражать весь спектр цветов, который на нее попадает. Путем нанесения на белую бумагу различных красителей, мы уменьшаем количество цветов, которые она отражает (световой поток белого частично поглощается). Эта система цветов называется субтрактивной, что в переводе означает "вычитающая/исключающая ". Иными словами мы берем белый цвет (присутствие всех цветов) и, нанося и смешивая краски, удаляем из белого определенные цвета. Белый — красный = синий +зеленый = голубой белый — зеленый = красный + синий = пурпурный белый — синий = красный + зеленый = желтый Цвета голубой, пурпурный и желтый называются дополнительными, т. к. они дополняют до белого основные цвета. Поскольку реальные чернила ^ не создают чисто черного цвета он получается темно коричневым, а также при создании черного цвета с помощью модели CMY тратится в три раза больше красок, то к этим трем цветам добавляется отдельно черный цвет (BlacК) и модель называется CMYK. ^ Диаметрально противоположные способы генерации цвета мониторов и принтеров являются основной причиной искажения экранных цветов при печати. Диапазон представления цветов CMYK хуже, чем в RGB, поэтому при преобразовании данных из RGB в CMYK цвета получаются более темными и приглушенными. 6.4. Глубина цвета (слайды 36-38) Компьютерам ничего неизвестно о цвете, кроме того, что им сообщил о нем человек. Это всего лишь вычислительная машина, работающая с единицами и нулями. В компьютерных системах цвет кодируется в виде чисел по достаточно простому принципу: цвет состоит из каналов, каждый из которых разделяется на уровни тонов. Проблемный вопрос: Какое количество цветовых оттенков можно синтезировать на компьютере? Число возможных цветов на экране монитора зависит от физических характеристик самого монитора, от количества памяти, расположенной на видео карте. Монитор можно настроить на разные режимы работы. Цвет каждого пиксела кодируется определенным числом бит, то есть элементарных единиц информации, с которыми может иметь дело компьютер. Это количество называют глубиной цвета. Чем больше глубина цвета - тем больше общее количество цветов в изображении. Монохроматическое изображение имеет 2 различимых цвета: цвет фона и цвет красителя. Цвет точки регистрируется 1 битом: 0 — черный цвет 1 — белый цвет Чем большее количество двоичных разрядов выделено для записи каждого цвета, тем большее количество различимых цветов можно записать.
При глубине цвета 24 бита на каждый канал цвета приходится 8 бит, т.е. один байт, например: 255, 255, 0 -желтый цвет 192, 64, 0 -коричневый. 6.5. Графическое представление моделей (слайд 39, 40) ^ На цветовом круге первичные цвета (красный, синий, зеленый) расположены на равном расстоянии друг от друга. Вторичные цвета находятся между первичными. Каждый цвет расположен напротив дополняющего его, причем он находится между цветами, с помощью которых он получен. У цветового круга есть два свойства:
Например: R=М+Y или R=белый-С. Аналогично дополнительный цвет пурпурный: М=R+В или М=белый-G. 6.6. Цветоделение (слайд 41) Экран монитора покрыт люминофором трех цветов: красного, зеленого и синего. Микропятна люминофора испускают цветные лучи, наша система зрения суммирует их интенсивность и восстанавливает закодированный цвет. При взаимодействии лучей их суммарная яркость усиливается. Субтрактивный механизм имеет место, когда изображение формируется вычитанием цвета из нейтрально белого светового потока. Белый световой поток падает на страницу бумаги, после чего отражается от нее как окрашенный, потому что часть светового потока захватывается веществом красителя. При взаимодействии нескольких цветных красителей итоговая яркость отраженного луча уменьшается. Цветопередача печатных изображений зависит от условий освещения.
Вопросы по физике (слайды 49,50,56)
Образование радуги Природное явление - радуга. Объяснение с точки зрения опыта Ньютона по дисперсии света. Условия для образования радуги. Просмотр фотографий радуги (слайды 51-55) 
8.Домашнее задание. Учебник физики. Учить урок 1-2 Подведение итогов. Выставление оценок. (Учащиеся поднимают цветные карточки-оценки, результат которых они выставили в тетрадь. Правила выставления оценки:1)Карточка красного цвета - «пятерка», желтого - «четверка», синего – «тройка», черного –«двойка».2) Оценка выставляется в тетради на полях рядом с номером урока)
Р  ефлексия. В конце урока учащиеся поднимают картинку - смайлик, соответствующий их интересу на уроке.  Список использованной литературы и Интернет-ресурсов:
|
плохо
3отлично
7 