МІНІСТЕРСТВОАГЕНСТВО ДО ОСВІТИ
ДЕРЖАВНЕОсвітніх установ
ВИЩОЇПРОФЕСІЙНОЇ ОСВІТИ
В«БАШКИРСЬКА ДЕРЖАВНИЙ ПЕДАГОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ім. М.Акмулла В»
(ГОУ ВПОВ«БДПУ ім. М. Акмулла В»)
Факультетфізико-математичний
Кафедра загальноїфізики
Спеціальністьфізика
Курс IV
САДУЛІН ВенериАХМЕТОВ
МЕТОДИКАВИВЧЕННЯ квантової оптики У БАЗОВОЇ І ПРОФІЛЬНОЇ ШКОЛАХ
КУРСОВАРОБОТА
Науковий керівникк.п.н., доцент
Даутова Б.В.
Уфа 2008
ЗМІСТ
1. Структура вивченняквантової оптики в школі .......................... 5
2. Особливості методикививчення квантової оптики ........................ 7
3. Методика вивчення питанняпро світлові кванти .......................... 10
3.1. Зовнішнійфотоефект ........................................................ 10
3.2. ЕфектКомптона ............................................................ 18
3.3. Фотони. Двоїстістьвластивостей світла ................................. 21
3.4. Застосуванняфотоефекту .................................................. 25
4. Роль і значеннярозділу В«Квантова оптикаВ» ............................ 26
ВСТУП
Місце курсу фізики вшкільній освіті визначається значенням фізичної науки в житті сучасного суспільства, у вирішальному її вплив на темпирозвитку науково-технічного прогресу. Навчання фізики в школі служить цілямосвіти і виховання особистості: озброювати учнів знаннями і уміннями,необхідними для їх розвитку, підготовки до роботи і продовження освіти. Взавдання навчання фізики входить:
а) виховання учнів наоснові роз'яснення ролі фізики в прискоренні науково-технічного прогресу,розкриття досягнень науки і техніки і перспектив їх розвитку, ознайомлення звнеском вітчизняних і зарубіжних вчених в розвиток фізики і техніки;
б) формування знань проекспериментальних фактах, поняттях, законах, теоріях, методах фізичної науки,сучасній науковій картині світу; техніки, атомної енергетики, технологіївиробництва та обробки нових матеріалів, із застосуванням фізичних законів втехніці і технології виробництва;
в) формування уміньсамостійно здобувати і застосовувати знання, спостерігати і пояснювати фізичніявища, а також умінь користуватися підручником, довідковою та хрестоматійноюлітературою;
г) формування деякихекспериментальних умінь: умінь користуватися приладами та інструментами,обробляти результати вимірювань і робити висновки на основі експериментальнихданих, дотримуватися правил техніки безпеки;
д) розвитокпізнавального інтересу до фізики і техніки, творчих здібностей;формування усвідомлених мотивів навчання; підготовка до свідомого виборупрофесії на основі тісного зв'язку навчання фізики з життям.
Рішення задач освітиі розвитку школярів, підготовки їх до праці можливе лише за умови засвоєнніними основ фізичної науки. На це спрямована реалізація принципу генералізаціїнавчального матеріалу, такого його добору і такої методики викладання, прияких головна увага приділена вивченню основних фактів, понять, законів,теорій і методів фізичної науки, узагальнення широкого кола фізичних явищна основі теорії. Звідси випливає підвищення вимог до вміння учнів застосовуватиосновні положення науки для самостійного пояснення фізичних явищ,результатів експерименту, дії приладів і установок.
1. СТРУКТУРАВИВЧЕННЯ квантової оптики У ШКОЛІ
Програмою по кожномукласу згідно з розділами курсу визначено коло основних питань,знання яких слід вимагати від учнів. До них відносяться:
а) фізичні ідеї,досвідчені факти, поняття, закони, які учні повинні вміти застосовувати дляпояснення фізичних процесів, властивостей тіл, технічних пристроїв і т. д.;
б) прилади і пристрої,якими учні повинні вміти користуватися, фізичні величини, значенняяких вони повинні вміти визначати дослідним шляхом та ін;
в) основні типи завдань,формули, які учні повинні вміти застосовувати при вирішенні обчислювальних таграфічних завдань; фізичні процеси, технічні пристрої, які можутьбути об'єктом розгляду в якісних завданнях.
У програмі данизразкові норми оцінки знань і вмінь учнів, якими необхіднокеруватися вчителю в практичній діяльності.
Програма передбачаєвикористання Міжнародної системи одиниць (СІ), а в ряді випадків і деякихпозасистемних одиниць, що допускаються до застосування.
Розподіл навчальногочасу за темами є зразковим. Вчителю надається право змінюватипорядок вивчення окремих питань всередині теми, а також використовувати за своїмрозсуд резервний час, вказаний у програмі кожного класу.
СТРУКТУРА:
Світлові кванти,квантова оптика (II ч)
Лекції (3 год)
Фотоелектричний ефекті його закони. Кванти світла. Рівняння фотоефекту. Вакуумний інапівпровідниковий фотоелементи. Застосування фотоефекту в техніці.
Фотон.Корпускулярно-хвильовий дуалізм. Тиск світла. Досліди Лебедєва. Хімічнедія світла та його застосування.
Демонстрації
1. Фотоелектричнийефект на установці з цинкової пластиною.
2. Закони зовнішньогофотоефекту.
3. Пристрій і діюнапівпровідникового і вакуумного фотоелементів.
4. Пристрій і діюфотореле на фотоелементі.
5. Хімічна діясвітла.
Рішення задач (4 год)
Письмовий залік (1 год)
Контрольна робота № 3 (2 год)
Резерв (1 год)
Лабораторний практикум(10 год)
2.ОСОБЛИВОСТІ МЕТОДИКИ ВИВЧЕННЯ квантової оптики
Особливості методикививчення даного розділу визначаються місцем цього розділу в шкільному курсіфізики і специфікою досліджуваного в ньому матеріалу. Розглянемо вплив кожного зцих факторів окремо.
Квантову оптику вивчаютьв кінці шкільного курсу фізики, причому вивчають на кількісному рівнівперше. Ніде протягом усього шкільного курсу фізики учні практичноне зустрічалися з дуалізмом властивостей частинок, речовини і поля, з дискретністюенергії, з властивостями ядра атома, з елементарними частинками. Лише про будовуатома і його ядра школярі отримали самі початкові уявлення в базовомукурсі фізики і більш повні - у курсі хімії. Ця обставина вимагає відвчителі так побудувати навчальний процес, щоб при вивченні матеріалу добиватисяглибокого і міцного засвоєння його учнями. Необхідна продумана робота позакріпленню і застосуванню досліджуваного матеріалу при вирішенні завдань, виконаннілабораторних робіт, роботі з дидактичним матеріалом і т. д. Розумінню ізасвоєнню розділу сприяють оціночні розрахунки, наприклад, довжин хвиль де Бройля,пов'язаних з різними об'єктами, розміру ядра, його щільності, енергії зв'язку іт. п. Нині, коли школи оснащені мікрокалькулятора і ЕОМ, ці розрахунки незаймають багато часу, а їх результати часто володіють великою переконливістю.
Для підвищення якостізасвоєння матеріалу дуже важливо спиратися на раніше отримані знання. Наприклад,при вивченні правил зміщення при радіоактивному розпаді і при вивченні ядернихреакцій необхідно широко спиратися на закони збереження маси і заряду. Передвивченням будови атома доцільно повторити поняття доцентровийприскорення, закони Ньютона, закон Кулона, а також ті відомості про будову атома,які учні отримали в базовому курсі фізики і при вивченні хімії.
Особливість змістуквантової оптики також накладає відбиток на методику її вивчення. У цьомурозділі учнів ознайомлюють зі своєрідністю властивостей і закономірностей мікросвіту,які суперечать багатьом уявленням класичної оптики. Від школярівдля його засвоєння потрібно не просто високий рівень абстрактного мислення, алеі діалектичне мислення. Протиріччя хвиля - частинка, дискретність -безперервні...
