МПК Магнитопорошковый метод. Удк 372. 8 53 16 ббк 74. 262. 22 С серия Классический курс основана в 2007 году

• Название: Удк 372. 8 53 16 ббк 74. 262. 22 С серия Классический курс основана в 2007 году
• Дата: 13.05.2022
• Размер: 6.65 Mb.
• Имя файла: МПК Магнитопорошковый метод.pdf
• Тип: Книга; #526271
• страница: 12 из 19

Урок 10*.
Применение поляризованного света
Задачи урока закрепить представление о поляризации света расширить кругозор и интерес школьников.
Ход урока У доски один из школьников повторяет и объясняет опыт с поляроидами (ДЭ-2, опыт 91). При подготовке ответа может быть использована тетрадь с выполненными рисунками (см. рис. 107,
108). Фронтальная беседа организуется по вопросам как доказать, что световые волны являются поперечными Чем различаются частично поляризованные и плоскополяризованные световые волны Почему не наблюдается интерференция взаимно перпендикулярных плоскополяризованных световых волн?
Лучшим вариантом повторения является выполнение фронтальных экспериментальных заданий по наблюдению поляризации (см Буров В. A., Иванов АИ, Свири до в В. И. Фронтальные экспериментальные задания по физике. 10 кл Рис. Рис. 110

156
дидакт. материал пособие для учителя. — М Просвещение,
1987).
II. При изучении нового материала желательно продемонстрировать один из опытов, например опыт по применению поляризации для исследования механических напряжений (ДЭ-2, опыты 92—95). Обсуждают вопросы почему вначале экран за- темнён? Почему при деформации тела экран светлеет На основе чего судят о характере механических напряжений?
Желательно показать видеофильм о поляризации Повторение и отработку изученного материала осуществляют входе коллективного заполнения таблицы 26. Фронтально обсуждают вопросы в результате чего происходит явление поляризации С каким физическим объектом происходит это явление Какое свойство света проявляется при поляризации Зависит ли поперечность световых волн от их взаимодействия с веществом. Домашнее задание § 60; упр. нас (Урок 11*.
Оценка информационной ёмкости СD-диска
Лабораторная работа проводится по инструкции учебника с. Урок 12*.
Решение задач
Задачи урока продолжить формирование понятий из волновой теории света.
Ход урока
При проведении урока учитель использует различные задачники, дидактический материал. Важно реализовать даже минимальную возможность для постановки экспериментальных задач. Примеры задач. Могут ли две звезды на небе быть когерентными источниками света. Объясните, почему дифракция волн не исключает прямолинейного распространения света в однородной среде. Как изменится интерференционная картина, если увеличить число щелей уменьшить расстояние между ними. Почему в центральной части спектра, полученного при освещении дифракционной решётки белым светом, всегда наблюдается белая полоса?
О т в е т. Положение центрального максимума не зависит от длины волны сложение волн даёт белую полосу. Под каким углом виден спектр второго порядка при освещении дифракционной решётки с периодом 5 · 10
–3
мм светом длиной волны 656 мкм

157

158 6. Изменится ли дифракционная картина, если закрыть часть дифракционной решётки?
7. Какой наибольший порядок спектра можно наблюдать при падении на дифракционную решётку с периодом 1,2 · 10
–3
см света длиной волны 5 · 10
–7
м. Как и почему изменяется интерференционная картина, если за двойной щелью поместить аквариум с водой Оборудование лазер, двояковогнутая линза № 3, двойная щель, аквариум среднего размера с водой, экран. Предложите и опишите метод определения периода дифракционной решётки. Выполните эксперимент. Как и почему будет меняться интерференционная картина при последовательном использовании светофильтров красного, зелёно- го, синего цвета?
П р им е чан и е. При решении последней задачи можно использовать рисунок III цветной вклейки учебника при решении трёх последних задач эксперимент с лазером ставит учитель.
Домашнее задание § 59*; упр. нас П, № Глава IX. ОСНОВЫ СПЕЦИАЛЬНОЙ ТЕОРИИ
ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
В начале XX в. возникла новая физическая теория — специальная теория относительности СТО. Она уточнила и углубила представления о свойствах пространства и времени, ответила на принципиальные вопросы опознании физических явлений в разных инерциальных системах отсчёта. СТО как система знаний является фундаментальной в физике. Фундаментальной потому, что в СТО формулируются общие закономерности познания (описания) явлений в пространстве и во времени (в системах отсчёта).
Идеи СТО возникли при рассмотрении электродинамики движущихся тел. При введении новых представлений в электродинамике следует опираться на два положения (опытных постоянство скорости распространения электромагнитных волн (света) и зависимость силы взаимодействия зарядов от выбора инерциальной системы отсчёта (ИСО). Эти положения оказались несовместимыми с представлениями классической механики о пространстве и времени. Возникла научная проблема — построить новую теорию.
Содержание школьного курса СТО идейно строится как распространение представлений механики на движение тел с большими скоростями. Структурно выделяют три части СТО исходные положения, кинематику и динамику. При планировании на изучение темы отводят 4—6 ч при углублённом изучении отводят ч.
При разработке методики изучения темы следует учесть, что для школьников имеется богатый выбор литературы, например

Ломи з е Л. Г. Из школьной физики — в теорию относительности Книга для внеклассного чтения учащихся 9—11 кл. — М Просвещение, Школьникам о современной физике Акустика. Теория относительности. Биофизика. — М Просвещение, Урок 1.
Классическая физика и постулаты СТО
Задачи урока показать необходимость развития представлений о пространстве и времени повторить основные принципы механики ввести и обосновать постулаты СТО.
План урока
Этапы урока
Время,
мин
Приёмы и методы. Введение Изучение нового материала Отработка знаний Подведение итогов. Домашнее задание 20—25 10 Сообщение учителя. Постановка учебной проблемы Рассказ учителя. Беседа. Записи в тетрадях
Работа с учебником. Решение задач
Ответы на вопросы. Обобщение При разработке любой новой физической теории учёные опираются на какие-то общие идеи и методы познания. Учитель предлагает обсудить важнейшие положения, которые послужили основанием для поиска и определения физических закономерностей СТО. Для начала повторяют основные понятия физики, которые используются ив специальной теории относительности. (Учитель может задать вопросы, подвести к нужным ответам.)
Инерциальная система отсчёта (ИСО) — это система отсчёта система координат, тело отсчёта и часы, относительно которой свободное тело движется прямолинейно и равномерно или покоится. ИСО — это абстракция, идеальный объект науки, средство описания явлений. В природе ИСО нет.
Событие — это любое физическое явление, происходящее в определённой точке пространства относительно любой ИСО в некоторый момент времени. Событие — абстракция, модель явления.
Постулат — исходное положение, утверждение, принимаемое без строгого доказательства, но обоснованное, например, экспе- риментами.
Собственной инерциальной системой отсчёта называют систему отсчёта, относительно которой тело покоится. Время движения тела, измеренное в такой системе, называют собственным

временем. Массу тела, измеренную в такой системе, называют массой покоя.
Инвариант (inv) — величина, независимая от выбора ИСО, например скорость света. Событие тоже инвариант В механике для определения и изучения движения (в целом явлений) необходимо выбрать систему отсчёта. Самая удобная из систем отсчёта — инерциальная система отсчёта. В ней невзаимодействующее тело движется прямолинейно и равномерно или покоится. По определению ИСО множество если есть одна, то любая другая, движущаяся относительно первой прямолинейно и равномерно, тоже инерциальная. Естественно, перед учёными встал вопрос как описывать явления в разных ИСО, как согласовывать эти описания?
Для ответа ещё в XVII в. Г. Галилей сформулировал один из важнейших принципов физики — принцип относительности. Галилей утверждал, что все инерциальные системы отсчёта равноправны, те. механические явления при равных начальных условиях протекают одинаково во всех инерциальных системах. А раз так, то и описывать явления следует одинаково (одинаковыми законами) в разных ИСО. При переходе от описания движения тела водной ИСО (
K) к описанию в другой ИСО (K
1
) рис. 111), в частности, используется простой закон сложения скоростей = v
1
+ В классической механике, согласно принципу дальнодействия,
скорость передачи взаимодействия бесконечна поэтому она по определению инвариантна в разных ИСО. Второй закон Ньютона одинаков в разных ИСО: а) масса — скалярная величина и inv; б) ускорение, те. изменение скорости в единицу времени, враз- ных ИСО — inv; в) так как
ma = ma
1
и = F
1
, значит, второй закон одинаков в разных ИСО.
И всё было хорошо до открытия и изучения электромагнитных волн. Входе различных экспериментов (ссылка на опыты Майкельсона) учёные пришли к выводу о том, что скорость электромагнитных волн в вакууме постоянна и конечна вне зависимости от выбора ИСО. Абсолютность (инвариантность) скорости света вступила в противоречие с классическим законом сложения скоростей. Возникла научная проблема справедлив ли принцип относительности. Как согласовать между собой принципы механики и закономерности электродинамики Этот вопрос и решил Рис. 111

в 1905 г. гениальный физик А. Эйнштейн (1879—1955). Он поступил радикально обобщил принцип относительности Галилея, применив ко всем физическим процессами объединил его с постулатом о постоянстве скорости света. (По учебнику формулируют постулаты.)
Объединить в систему противоречащие друг другу постулаты оказалось возможным только за счёт революционного уточнения представлений о пространстве и времени. В качестве примера рассматривают ситуацию с распространением светового сигнала в двух ИСО (рис. 8.1 учебника. Способ выхода из этого противоречия будет обсуждаться наследующем уроке. (Необходимо хотя бы кратко рассказать о личности и трудах А. Эйнштейна, порекомендовать для чтения одну-две книги он м как вариант возможен доклад ученика При отработке знаний и подведении итогов обсуждают вопросы и решают задачи. Вопросы чем отличается принцип относительности Галилея от первого постулата СТО Может ли в СТО инерциальная система отсчёта двигаться с бесконечной скоростью Ответ. Нет) Существует ли, согласно СТО, привилегированная инерциальная система отсчёта? Что такое событие Является ли событие инвариантом в классической механике в СТО Являются ли инвариантом координаты тела в механике в СТО Зависит ли кинетическая энергия материальной точки от выбора системы координат?
Домашнее задание § 61*, 62 (я часть упр. нас (ЕГЭ).
Урок 2. Относительность одновременности.
Кинематика
СТО
Задачи урока конкретизировать представления о пространстве и времени на основе постулатов СТО получить следствия, рассматривая относительность расстояний и промежутков времени обосновать новый закон сложения скоростей.
План урока
Этапы урока
Время,
мин
Приёмы и методы. Фронтальное повторение Изучение нового материала проблема определения одновременности событий в разных ИСО, кинематические эффекты СТО Отработка знаний. Домашнее задание 20—25 Ответы на вопросы. Решение задачи у доски
Рассказ учителя. Записи в тетрадях. Работа с учебником
Решение задач. Беседа

162
I. Фронтальное повторение Достаточно трудным для изучения является понятие об относительности одновременности. По возможности кратко материал излагает учитель Соврем н Ньютона сложились представления об абсолютности свойств пространства и времени. Пространство во всех точках и по всем направлениям имеет одинаковые свойства, время во всех точках течёт одинаково и не зависит от движения тела. До Эйнштейна время и измерение времени были отделены друг от друга. Выбор ИСО, измерение длины и времени осуществляются входе физических экспериментов. А все измерения дают неточные значения физических величин, и значит, на практике реально существует неточность в выборе ИСО, в определении длины тела, времени события. Вообще, все числа, которыми оперирует физика, — числа приближённые. Значит, свойства пространства и времени, во-первых, не так уж абсолютны, во-вторых, их определяют в конкретных экспериментах Для этих конкретных экспериментов принципиальными жёстким ограничением явилась конечность и предельность скорости света. В природе не оказалось (пока) взаимодействий, которые осуществлялись бы с большей скоростью. Для того чтобы на опыте убедиться в одинаковости хода времени в двух раздел нных областях пространства, необходимо сравнить ход часов в этих областях, или, как говорят, синхронизировать часы. Очевидно, это проще всего сделать с помощью светового сигнала, который имеет одинаковую и постоянную скорость во всех ИСО. Мысленно пронаблюдаем за этим процессом сточки зрения двух
ИСО —
K
1
, в которой корабль неподвижен, и
K, относительно которой ИСО
K
1
и, естественно, корабль движутся (рис. 8.2 учебника. В середине корабля происходит вспышка света. В первом случае (ИСО
K
1
) свет одновременно достигает часов, их включают (синхронизируют, и они идут. Если, например, через час при такой синхронизации показания часов будут одинаковы, то время в этих точках (областях) течёт одинаково. Во втором случае (ИСО
K) наблюдатель, относительно которого корабль движется, видит, что до часов А свет дошёл раньше, чем до часов В. Относительно данного наблюдателя корабль движется, и часы А приближаются к месту вспышки, а часы В удаляются. Вывод принципиально важен одновременность пространственно разделённых событий относительна.
С точки зрения наблюдателя водной ИСО, события одно- временны, сточки зрения другого наблюдателя в другой ИСО, эти же события произошли не одновременно. (Один из школьников зачитывает фрагмент учебника с объяснением парадокса в описании распространения сферических световых сигналов в разных ИСО.)
3. В механике Ньютона при мгновенной скорости распространения взаимодействий одно тело причинно связано с любым другим телом, на которое может действовать. В специальной теории относительности ситуация другая если между событиями те. явлениями в данной точке пространства в данный момент времени) в двух разделённых областях прошло меньше времени, чем требуется свету для прохождения между этими точками, то такие события в принципе не могут быть причинно связаны между собой. Таким образом, СТО существенно обогащает наши представления о взаимосвязи явлений в мире. В частности, выясняется, что не всё совсем связано В кинематике СТО выясняется связь между длиной, временем, скоростью, измеренными в собственной системе ив движущейся инерциальной системе отсчёта.
Длина
l стержня, измеренная в ИСО, относительно которой стержень движется со скоростью
v, будет равна =
l
v
c
0 2
2 1 – где
l
0
— собственная длина стержня.
Из формулы видно, что длина
l стержня, измеренная в движущейся ИСО, будет меньше собственной длины стержня. Важно подчеркнуть, что во множестве равноправных ИСО у одного итого же стержня имеется множество значений длины.
Пусть между двумя событиями в собственной системе отсчёта прошло время t
0
, тогда в движущейся со скоростью
v ИСО интервал времени между этими же событиями уже будет выражен так 2
2 1 – Таким образом, в ИСО, движущейся относительно собственной системы отсчёта, интервал времени между событиями уменьшается. Причём это зависит от скорости самой системы отсчё- та. Поскольку равноправных ИСО множество, движутся они с разными скоростями, то и время между двумя событиями сточки зрения этих ИСО будет самое разное. Парадоксально, но факт в СТО время между двумя событиями относительно — может быть большим или небольшим — всё зависит от выбора
ИСО.
Явления сокращения размеров тела, замедления времени между двумя событиями сточки зрения движущейся системы отсчёта получили название релятивистских эффектов. Это чисто кинематические эффекты они не вызваны какими-либо материальными причинами, а обусловлены нашими особенностями описания явлений в разных ИСО.
Индивидуально. Хотя время между двумя событиями и длина отрезка (стержня) относительны, те. различны в разных ИСО, имеется и инвариантная характеристика. Она называется интервалом. Его можно определить следующим образом

Возводим в квадрат формулу для времени – v
2
/c
2
)=
t
0 2
, или t
2
c
2
– t
2
v
2
=
t
0 2 так как скорость света и собственное время — инвариантные величины. По смыслу
vt — это расстояние R, на которое переместилась частица. Вводим обозначения и получаем – Новый закон сложения скоростей рассматривают по тексту учебника. Формулировка закона такова, что автоматически выполняется второй постулат СТО Решают типичные задачи П, № 776, 779, 781; упр. нас (Вопросы для повторения существуют ли в природе инерциальные системы отсчёта? Что такое событие в СТО Может ли событие в одних ИСО быть, а в других ИСО нет Как на практике устанавливают одновременность пространственно раздел нных событий Какой фундаментальный экспериментальный факт потребовал уточнения классических представлений о пространстве и времени?
Домашнее задание § 62, 63; упр. нас (ЕГЭ); П, № Урок 3.
Релятивистская динамика. Решение задач
Задачи урока продолжить отработку представлений об основных идеях СТО и кинематических эффектах СТО ввести основные сведения о динамике СТО организовать первичное закрепление новых знаний.
План урока
Этапы урока
Время,
мин
Приёмы и методы Повторение Изучение нового материала Отработка знаний Выделение главного. Домашнее задание 15—20 10—15 Фронтальный опрос. Решение задач
Рассказ учителя. Записи в тетрадях. Работа с учебником
Коллективное решение задач
Ответы на вопросы Повторение ранее изученного материала проводят с целью отработки знаний, поэтому у доски решают одну новую типичную задачу, фронтально разбирают решение домашней задачи, устно повторяют основные теоретические сведения

165
II. Основной закон динамики Ньютона согласно постулатам СТО несправедлив. Школьники зачитывают абзац из учебника Но при больших скоростях движения (с. 239). Так ставится учебная проблема урока — уточнить содержание понятий и законов механики В СТО содержание основных понятий динамики — массы, импульса, энергии — обогащается.
В системе отсчёта, в которой тело покоится, его массу называют массой покоя и иногда обозначают
m
0
. Массу же тела в любой ИСО определяют по формуле 4
2 2
– В СТО масса от скорости не зависит, она инвариант в СТО масса неаддитивна в отличие от массы в классической механике. Отсюда и импульс тела (частицы) определяется так =
1 2
2
– v Фундаментальное соотношение релятивистской механики для взаимосвязи энергии и импульса имеет вид c
2
p
2
+ c
4
m
2
, или Е – c
2
p
2
= c
4
m
2
, или
m
2
=
E
c
p
c
2 4
2 2
– Данные соотношения справедливы во всех ИСО, те. являются инвариантом. Для покоящейся частицы из них следует формула Эйнштейна
E
0
= mc
2
, определяющая энергию покоя.
Наконец, закон сохранения энергии тела (частицы) выполняется ив СТО, только в изменённом виде + U =const.
2. Основной закон релятивистской динамики имеет вид, совпадающий с формулировкой Ньютона p
t
= Но его содержание существенно изменилось. В уравнение входит релятивистский импульс. Принцип соответствия Создание специальной теории относительности не разрушило классической механики. При скоростях движения тела, значительно меньших скорости света (что чаще всего мы и наблюдаем, формулы СТО дают те же результаты. Докажем это.
Если
v
0
,
v
1
 сто релятивистская формула сложения скоростей переходит в формулу Галилея. Из формулы
v =
v
v
v v
c
1 0
1 0 2
1
+
+ получаем
v ≈ v
1
+ v
0

Классический закон сложения скоростей выполняется тем точнее, чем скорость тела и скорость системы отсчёта меньше скорости света.
В формуле для релятивистского импульса при скоростях движения, значительно меньших скорости света, выражение
1 2
2
– примерно равно единице,
p = Уравнение релятивистской динамики при малых скоростях движения тела с большой точностью переходит в уравнение второго закона Ньютона.
В целом СТО как теория определила границы применимости классической механики. Объясняя понятия и законы СТО, следует довольно чётко их сформулировать, а раскрытие смысла и более подробные обоснования оставить на этап решения задач. Если при решении типичных задач фронтально по вопросам проводить отработку теории, то можно надеяться на усвоение основных идей и результатов СТО. Предлагаем для решения задачи. Каким импульсом обладает электрон при движении со скоростью с 2. Солнце ежесекундно излучает энергию, примерно равную
3,8·10 26
Дж. Оцените, насколько ежегодно уменьшается масса Солнца. Оцените, сколько времени потребуется современной атомной станции для выработки энергии, заключённой, согласно СТО, только в 1 кг вещества. (Индивидуально. Два космических корабля движутся навстречу друг другу со скоростями и v
2
=
0,8
c, измеренными наблюдателем на Земле. С какой скоростью второй корабль движется относительно первого Домашнее задание § 64, 65* (1, 3); упр. нас, Урок 4*.
Релятивистская динамика. Решение задач
(продолжение)
Задачи урока продолжить отработку основных положений динамики СТО систематизировать и обобщить изученный материал.
План урока
Этапы урока
Время,
мин
Приёмы и методы Повторение и отработка изученного материала Систематизация и обобщение знаний Подведение итогов. Домашнее задание 10—15 Решение задач. Ответы на вопросы. Записи в тетрадях
Заполнение таблицы. Работа с учебником
Выделение главного. Выводы учителя

167

168
I. У доски двое школьников решают домашние (или подобные) задачи. Вопросы для фронтального повторения какие аргументы можно привести в доказательство инвариантности события Какие инвариантные характеристики объектов известны в СТО Событие, скорость света, пространственно-временной интервал, масса, энергия покоя, внутренняя энергия, заряди др) В чём смысл первого постулата СТО Вопросы для коллективного обсуждения выполняется ли третий закон Ньютона, согласно СТО,
для взаимодействия двух частиц на большом расстоянии друг от друга Ответ. Нет, в общем случае не выполняется изменение положения одной частицы не влияет мгновенно на движение другой) Выполняется ли первый закон динамики в СТО. Одним из вариантов обобщения знаний является коллективное заполнение таблицы Содержание фиксируемых знаний повторяется, их статус обосновывается Подведение итогов урока и темы происходит при обсуждении вопросов что называют теорией Какова её структура Почему так велико было значение построения СТО вначале в Каковы основные идеи СТО Можно ли назвать СТО теорией инвариантов Имеет ли СТО как теория практическое значение Где применяются знания СТО?
Домашнее задание § 65* (4—6); упр. нас индивидуально П, № 788, Глава X. ЭЛЕКТРОДИНАМИКА КАК ТЕОРИЯ
Выделение особой главы в качестве обобщения изученного материала сделано с целью подчеркнуть мировоззренческую значимость изучения электродинамики. Можно выделить несколько уроков в качестве повторения ранее изученного материала. Это предусмотрено программой, но очевидно, что рассматриваемые вопросы выходят за рамки просто оптики.
Электродинамика изучалась на протяжении длительного времени, поэтому так необходимо подвести общие итоги, выделить главное, ещё раз установить связи явлений. По нашему мнению, уместно изучать спектры в атомной физике. При таком подходе тема выглядит гармоничнее.
Систематизация содержания и отбор приёмов деятельности школьников выполнены с целью выделения и освоения метода научного познания.
Урок 1*.
Повторительно-обобщающий урок.
Волновая и геометрическая оптика
Задачи урока обобщить знания о свете продолжить формирование умения объяснять световые явления углубить знания об истории развития представлений о свете

План урока
Этапы урока
Время,
мин
Приёмы и методы Организационный момент урока Самостоятельная работа Совершенствование знаний и умений Подведение итогов урока. Домашнее задание 15—20 15—20 Сообщение учителя
Решение задач. Подготовка к ответу у доски
Выступления школьников. Беседа. Использование таблиц Ответы на вопросы. Запись на доске Учитель сообщает план работы на уроке, приглашает учащихся к доске с тетрадями для подготовки поза дани ям. Приведите доказательства электромагнитной природы света. Сделайте записи на доске, выполните рисунки. Расскажите об основных средствах описания (понятия, формулы, законы и др) световых явлений. Подготовьте таблицу первый столбик — волновая оптика, второй — геометрическая оптика.
Во время подготовки школьников учитель может при необходимости их консультировать Класс выполняет на листочках самостоятельную работу
№ Т из книги Мартынов ИМ, Хозяин о в а Э. Н, Буров В. А. Дидактический материал по физике 10 кл. / под ред. В. А. Бурова. — М Просвещение, 1980. (Или используется иной подходящий текст Далее слушают выступления школьников у доски. Учитель вовлекает класс в беседу по вопросам.
Вопросы для обсуждения какое явление называют интерференцией Какие физические величины и законы используются для описания интерференции света?
Один из школьников выступает с докладом по работе О. Френеля О свете (Хрестоматия. В докладе раскрывается роль гипотезы и опыта в науке, зачитываются наиболее яркие выводы, приводятся краткие данные о биографии учёного.
Подведение итогов урока проводится в форме фронтального опроса. Вопросы с какими из световых явлений мы встречаемся ежедневно Какой свет от Солнца достигает поверхности Земли естественный или частично поляризованный Можно ли экспериментально доказать поперечность световых волн Приведите примеры применения световых волн в технике.
На уроке используются таблицы 28, 29.
IV. Домашнее задание решение типичных задач, например, упр. нас (ЕГЭ); П, № 710, 715, 718.

170

Урок 2. Шкала электромагнитных волн.
Инфракрасное и ультрафиолетовое излучения
Задачи урока познакомить с видами электромагнитных волн излучений, изучить свойства инфракрасного и ультрафиолетового излучений, раскрыть качественные изменения свойств

электромагнитных волн по мере увеличения их частоты продолжить формирование интеллектуальных умений по наблюдению и описанию физических явлений.
Урок проходит в форме лекции с элементами беседы.
Ход урока Постановка учебной проблемы урока начинается с обсуждения вопросов что понимают под электромагнитными волнами Какие виды электромагнитных волн мы изучали Каковы основные характеристики электромагнитной волны Чем отличаются радиоволны от световых волн?
Электромагнитные волны могут быть разной частоты (длины волны. В настоящее время все известные электромагнитные волны объединены в шкалу по принципу возрастания частоты. Вся шкала разделена на диапазоны по способу излучения электромагнитных волн низкочастотные — электрические генераторы радиоволны — вибратор Герца, антенны инфракрасные лучи — нагретые тела световые волны — лампы накаливания ультрафиолетовые лучи — дуговая лампа рентгеновские лучи — торможение заряженных частиц гамма-лучи — распад атомов. Условно до инфракрасного излучения источником электромагнитных волн являются переменные токи, все остальные электромагнитные волны излучаются при возбуждении атомов и молекул, при взаимодействии заряженных частиц в процессе распада атомов и т. д.
Учитель использует таблицу Шкала электромагнитных волн, школьники работают с форзацами учебника.
Уместно обсудить вопросы есть ли резкая граница между видами излучений С какими видами излучений мы встречаемся в быту Какие примеры устройств для регистрации излучений можно привести?
Учитель объясняет порядок заполнения таблицы (см. ниже, предлагает эту работу в качестве домашнего задания.
Вид
излучения
Диапазон длин волн
Источник
Свойства
Применение
II. Закреплять изученный материал следует по вопросам как можно обнаружить инфракрасное (ультрафиолетовое) излучение При каких условиях тело является источником инфракрасного излучения Какие вещества поглощают эти лучи Где и для каких целей используют инфракрасные (ультрафиолетовые) лучи Как экспериментально подтвердить волновую природу инфракрасного (ультрафиолетового) излучения Где в быту мы встречаемся с инфракрасным (ультрафиолетовым) излучением?
Закрепление изученного материала будет эффективнее при сочетании беседы с проведением эксперимента (ДЭ-2, опыты 104,
105, 108).

173

174

Наиболее простым вариантом является постановка опытов с излучателем ультрафиолетовых волн из набора по фотоэффекту. Наблюдаются следующие свойства излучения поглощение излучения обычным стеклом, отражение пучка ультрафиолетовых волн от пластинки алюминия, ионизация воздуха и др. По таблицам задают вопросы на статус знаний.
Записи в тетрадях можно оформить в виде таблиц 30, Домашнее задание § 66, 68 (часть заполнение таблицы.
Урок 3*.
Рентгеновское излучение
Задачи урока изучить историю открытия, свойства и применение рентгеновских лучей продолжить формирование представлений о единстве природы электромагнитных волн.
Ход урока Фронтальное повторение изученного материала (10—15 мин) целесообразно организовать вместе с проведением эксперимента
(ДЭ-2, опыты 105, 106 и др. Методика использования опытов может быть разной. Если опыт не показывался, то лучше на его основе сформулировать несколько качественных заданий. При повторении эксперимента удобнее использовать беседу по вопросам как экспериментально доказать существование инфракрасного излучения Отражаются ли от предметов инфракрасные лучи (Используются лист чёрной бумаги, алюминиевая фольга и др) Пропускает ли оконное стекло инфракрасные лучи Можно ли считать инфракрасные лучи монохроматической волной Излучает ли нагретый утюг инфракрасные лучи Какие опытные факты позволяют утверждать существование ультрафиолетового излучения Чем отличается ультрафиолетовое излучение от инфракрасного, видимого света Почему стеклянная призма непригодна для получения спектра ультрафиолетового излучения Почему медицинскую лампу, дающую ультрафиолетовое излучение, называют горным солнцем. Изучение материала можно организовать в форме самостоятельной работы с учебником при заполнении таблицы 32. Обсуждаются отдельные элементы содержания опыт по изучению рентгеновских лучей, опыт Лауэ рис. 112). Следствия полнее отражены в таблице Вопросы для организации беседы какова природа рентгеновского излучения Как можно обнаружить рентгеновское Рис. 112

176

излучение Почему трудно наблюдать дифракцию рентгеновских лучей (Учитель подчёркивает аналогию при постановке опытов по дифракции электромагнитных волн) Какие свойства рентгеновских лучей лежат в основе их широкого использования Какие вещества слабо пропускают рентгеновские лучи Домашнее задание § 68; фрагмент статьи В. Рентгена О новом роде лучей (Хрестоматия, с. Вопросы по статье какие свойства изучения экспериментально фиксировал Рентген Какие научные факты описаны в статье Какие гипотезы формулирует в статье Рентген Урок 4*.
Электродинамика как теория
Задачи урока подвести итоги изучения нескольких разделов курса физики 10 и 11 классов, показать единую природу изученных явлений систематизировать и обобщить основной материал раскрыть общечеловеческую значимость открытий и исследований в области электродинамики, показать роль электродинамики в развитии техники и технологий

План урока
Этапы урока
Время,
мин
Приёмы и методы Введение. Постановка задач урока. Обобщение знаний электродинамики. Общие выводы. Домашнее задание 30 Сообщение учителя. Беседа
Коллективная работа. Беседа. Записи на доске ив тетрадях. Работа с учебником Выделение главного с помощью вопросов В 10 и 11 классах мы изучали довольно много тем, которые в науке входят в содержание электродинамики. Называют эти темы. В каждой теме обычно изучалось несколько физических явлений. Вспоминают наиболее существенные из них. Электрическое и магнитное поля, действие полей на заряды, электрический ток, электромагнитная индукция, электромагнитные и световые волны, взаимодействие волн с веществом и др) Каждое из этих явлений обладает своими особенностями, описывается вводимыми моделями, физическими величинами, законами. Природа всех указанных явлений одна — электромагнитное взаимодействие, которое имеет две стороны а) заряды как объекты взаимодействия и одновременно источники поля б) процесс взаимодействия — электромагнитное поле. При решении задач выделяют просто объект изучения — поле, действие поляна заряды (вещество, взаимодействие объектов (зарядов и токов) с помощью полей.
Учебная проблема урока — из всех изученных знаний выделить главные, фундаментальные знания электродинамики В физике электродинамика представляет собой систему знаний в форме физической теории, те. эти знания имеют определённую структуру. Ранее мы уже встречались со структурой теории основание, ядро, следствия (выводы В простом варианте на качественном уровне систематизация знаний электродинамики как теории выполнена в таблице. Конечно, на самом деле фундаментальные законы электродинамики имеют строгую математическую форму они представляют собой дифференциальные уравнения, получившие название уравнений Максвелла нов школе их не изучают.
Следствия из законов электродинамики так обширны, что многие из них представляют собой целые разделы физики или техники. Например, ранее в таблице 29 были перечислены области использования света. Хотя мы редко задумываемся о том, что жизнь современного общества в прямом смысле без света невозможна. (Конкретизируем примерами пункты таблицы 29.)
2. Итак, основным объектом изучения электродинамики является электромагнитное поле. Это сложный объект. В разных

179

случаях оно проявляется по-разному, в виде разных полей электростатического (электрического, магнитного, стационарного электрического, вихревого электрического, переменного электрического. В таблице 35 перечислены наиболее типичные

физические явления, существование (причина) которых связано с соответствующим полем. В таблице 36 свойства электромагнитного поля сравниваются со свойствами вещества.
При познании объектов и явлений учёные строят их модели. Принципиально важно, что один и тот же объект природы может в зависимости от задач познания моделироваться по-разному. Вопрос какие модели электромагнитного поля мы изучали Ответ. Однородное магнитное поле, однородное электрическое поле, силовые линии поля, статические поля, гармоническая волна, световой лучи др) В моделях фиксируются знания об объекте, но при этом все модели имеют границы применимости.
По мере развития знаний одни модельные представления сменялись другими. Приводят примеры. (Модель, или механизм, взаимодействия близкодействие сменила модель дальнодействие, корпускулярная модель света сменилась волновой и т. д

182
3. Научные знания используются а) для объяснения мира, что, в частности, выражается в построении физической картины мира б) для улучшения жизни людей. Электродинамика внесла огромный вклад в материальную и духовную культуру общества. Расшифруем его. (Используются ранее приведённые таблицы, дополнительно можно использовать таблицу 37.)
III. Общий итог подводится при обсуждении вопросов какие основные физические объекты изучались в электродинамике Какие типичные явления мы рассматривали Какие характеристики электромагнитного поля вы запомнили Какие законы поведения электромагнитного поля вам известны Есть ли границы применимости законов электродинамики Назовите их, например, для кулоновского взаимодействия зарядов.
Домашнее задание подготовка к зачту основная часть заданий теста (на удовлетворительно) может быть заранее вывешена в кабинете физики.
Урок 5*.
Зачёт (контрольная работа)
Рекомендуем использовать тесты по материалам тем Колебания и волны, Оптика

Часть IV.
КВАНТОВАЯ ФИЗИКА
Мировоззренческую роль изучения квантовой физики трудно переоценить. Значимость познания микромира для людей, явно выраженная модельность знания об изучаемых объектах, разнообразие и преемственность знаний, важность знания о границах применимости наших представлений — вот далеко неполный перечень вопросов методологии познания, которые надо ставить и решать на уроках.
Их обсуждение необходимо для развития познавательных потребностей школьников вне зависимости от их будущей профессии. Поэтому при планировании уроков вопросам методологии познания нужно уделять особое внимание.