Програма факультативного курсу з фізики з технічним спрямуванням(11 клас)

Пояснювальна записка

Програма факультативного курсу розроблена згідно «Фізика. Навчальна програма для 10-11 класів. Академічний рівень» та «Фізика. Навчальна програма для 10-11 класів. Рівень стандарту». Факультативний курс призначений для реалізації цілей та завдань фізичної освіти, розвитку і вихованню учнів, і є важливим елементом профільно – професійної підготовки, оскільки забезпечує формування в учня технічних знань та розвитку технічного мислення, розуміння прикладного аспекту фізики як науки, оцінювання комплексу індивідуальних особливостей учня з погляду готовності до успішного навчання за спеціальністю, у якій фізика відіграє роль базового навчального предмета.

Метою факультативного курсу є поглиблення, доповнення і систематизація навчального матеріалу розділів «Електричне поле», «Електричний струм», «Електромагнітне поле. Електромагнітні коливання та хвилі», «Хвильова та квантова оптика» та  «Атомна та ядерна фізика» з урахування його теоретичного та практичного значення; відображення зв’язку теорії з практикою. При формуванні змісту факультативного курсу враховано принцип доступності навчального матеріалу з метою забезпечення мотиваційної спрямованості учнів. Основними цільовими напрямами факультативного курсу є реалізація індивідуальних можливостей учнів, розвиток конструкторських здібностей, інтеграція загальнонаукових і технічних знань та умінь.

Факультативний курс пропонується для викладання за рахунок годин варіативної складової навчального плану. Зміст факультативного курсу складено таким чином, що передбачає його розгляд учнями після вивчення відповідної теми в процесі урочної діяльності, спираючись на отриманні знання з фізики середньої школи. Залежно від завдань навчання і об’єктивних умов навчально-виховного процесу учитель має можливість виділити зі змісту факультативного курсу інформацію, яка підлягає вивченню у процесі навчання.

Факультативний курс складається із 5 розділів, які містять 7 тем у своєму складі, кожний з яких є логічно завершеним інформаційним блоком відповідно до навчальних програм. Кожна тема розділів містить елементи технічних знань, які формуються за рахунок прикладного аспекту навчальної дисципліни та поглиблюються з урахуванням попередньо вивченого матеріалу, і можуть бути використанні учнями як під час уроків фізики, так і самостійній практичній діяльності. Таким чином, запропонований факультативний курс «Електрика. Магнетизм. Оптика та ядерна фізика в техніці та технічних пристроях» доповнює технічну складову навчального матеріалу, формує зацікавленість предметом як рушійною силою науково-технічного прогресу, реалізує варіативну складову навчально-виховного процесу з фізики, яка виражається в індивідуальному змісті навчання для кожного учня з урахуванням його власних особливостей.

Програма факультативного курсу

«Електрика. Магнетизм. Оптика та ядерна фізика в техніці та технічних пристроях»

11 клас

(105 годин, 3 годин на тиждень)

Розділ 1. Електричне поле (12 годин)

Тема 1. Явище електризації. Електричне поле та його практичне використання (6 годин)

Електризація тіл різними способами (електризація дотиком та електростатична індукція). Методи та способи захисту від електризації на виробництвах. Негативний вплив електризації в авіапромисловості. Антистатичні речовини та їх роль в сучасному виробництві. Явище електризація як основа роботи лазерних принтерів. Фарбування автомобілів та копчення риби як єдиний фізичний процес. Використання електроареозолей в медицині. Електричне поле та причини його виникнення. Використання електричного поля в медицині (франклізація та ультрависокочастотна терапія). Роль електричного поля при виготовленні наждачного паперу. Гасіння пожеж за допомогою електричного поля.

Демонстрації

1. Способи боротьби з негативними наслідками електризація в авіапромисловості, нафтопромисловості, виробництві електричних приладів тощо.
2. Антистатичні речовини та принцип їх дії.
3. Будова та принцип дії лазерного принтеру.
4. Фарбування автомобілів та копчення риби за допомогою явища електризації.
5. Електризація та електричне поле в медицині.
6. Фізичні принципи та доцільність гасіння різних типів пожеж електричним полем.

Практичні завдання

1. Підбір методів боротьби з електризацією в побуті без використання готових антистатиків.
2. Виготовлення установки для гасіння пожеж за допомогою електричного поля.

Учні знають:

поняття: електростатичної індукції, антистатичні речовини, франклізації, електроаерозеля, електричного поля; методи та способи захисту від негативних наслідків електризації на виробництвах; будову лазерного принтеру, установки для гасіння пожеж електричним полем; сфери практичного застосування: явища електризації, електричного поля; правила безпеки під час гасіння пожеж.

Учні уміють:

пояснити механізм: електризації дотиком та через вплив, гасіння пожежі електричним полем; пояснити принцип дії та призначення лазерного принтеру, антистатиків, установки для гасіння пожеж електричним полем; пояснити процес: виготовлення наждачного паперу, фарбування автомобілів, копчення риби в електричному полі; експериментально здійснити електризацію тіл різними способами, гасіння пожежі електричним полем; підбирати методи для боротьби з електризацією в побуті; конструювати установку для гасіння пожеж електричним полем.

Тема 2. Речовина в електричному полі. Електроємність та її роль в техніці (6 годин)

Характеристика фізичних властивостей провідників та діелектриків. Будова та принцип дії генератора Ван де Граафа. Механізм поляризації діелектриків та їх типи (електрона, іона, дипольна, спонтанна, електроно- та іоно-релаксаційна, структурна, резонансна). Практичне використання поляризації діелектриків. П’єзоелектрики в побуті та техніці. Електроємність конденсатора та його види. Використання конденсаторів в різних сферах виробництва (медицина, металургія, телефонографія, автоматика та телемеханіка тощо). Принцип роботи та будова сенсорної поверхні сучасних пристроїв (резистивні, ємнісні та проекційно-ємнісні дисплеї).

Демонстрації

1. Генератор Ван дер Граафа.
2. Діелектрики з різними типами поляризації.
3. П’єзоелетрики в побуті.
4. Види конденсаторів та способи їх з’єднання.
5. Різні типи сенсорних поверхонь сучасних ґаджетів та їх принципові відмінності.

Практичні завдання

1. Дослідження п’єзоефекту за допомогою запальнички.
2. Виготовлення стилуса для ємнісного типу сенсорного дисплею.

Учні знають:

поняття: поляризації, п’єзолектриків, п’єзоефекту, сенсорна поверхня, стилус; види: поляризації діелектриків, п’єзоелектриків, п’єзоефекту, конденсаторів, сенсорних поверхонь; основні положення класичної теорії провідності провідників та діелектриків; будову та призначення: генератора Ван де Граафа, конденсатора, сенсорних поверхонь; сфери практичного застосування: поляризації діелектриків, п’єзоелектриків, п’єзоефекту, конденсаторів.

Учні уміють:

пояснити механізм: утворення в провідниках вільних електронів та електронного газу, поляризації діелектриків; принцип роботи приладів з використанням п’єзоефекту, сенсорних поверхонь; розрізняти резистивні, ємнісні та проекційно-ємнісні дисплеї; конструювати додаткові елементи для роботи з сенсорними поверхнями залежно від їх виду.

Розділ 2. Електричний струм (16 годин)

Техніка безпеки при роботі з електричним струмом. Складові елементи електричних кіл. Розширення меж вимірювання електричних приладів та його практичне значення. Різні види джерел електричного струму, їх будова та принцип дії. Практичне використання теплової дії електричного струму в техніці та побуті. Електричні властивості речовин. Залежність опору провідників від температури та врахування даної властивості на виробництвах. Електричний струм в електролітах. Закони Фарадея для електролізу. Застосування електролізу в різних сферах виробництва. Електричний струм в газах та види газових розрядів. Використання газорозрядних трубок. Принцип роботи іскрових лічильників. Основи електрозварювання. Електрографія та електростатичний друк. Методи очищення повітря газовим розрядом. Плазма та її властивості. Використання плазми в плазмових технологіях (оптоелектроніка, азотування, обробка металів), медицині (дезінфекція та стерилізація, стоматологія) та космічній промисловості (плазмові прискорювачі). Особливості протікання електричного струму в напівпровідниках. Застосування напівпровідникових діодів для захисту електричних кіл. Електричний струм у вакуумі та його використання в техніці.

Демонстрації

1. Електричне коло, його складові елементи, електричні схеми.
2. Температурна залежність опору металів.
3. Залежність опору електроліту від температури.
4. Принцип автоматичного вимикання електричної сушки для білизни.
5. Принцип проходження струму в напівпровідниках залежно від типу провідності.
6. Залежність опору напівпровідників від зміни зовнішніх факторів.
7. Принцип дії фоторезистора та термістора.

Практичні завдання

1. Складання електричних кіл за схемами.
2. Виявлення та пояснення іонізуючої дії полум’я.
3. Виготовлення прикрас за допомогою електролізу розчину мідного купоросу.

Учні знають:

поняття: сторонніх сили, електрорушійної сили, термоелектронної емісії, електрографії, надпровідності; умови необхідні для виникнення та існування постійного електричного струму; призначення шунтів та додаткових опорів; види: джерел електричного струму; явища: надпровідності, термоелектронної емісії; фізичну природу провідності напівпровідників;  будову: джерел електричного струму, термістора, фоторезистора, електричної сушки для білизни, газорозрядних трубок; основи електрозварювання; сфери практичного застосування: електролізу, термоелектронної емісії, плазми, вакууму, напівпровідників, надпровідності; техніку безпеки  під час роботи з електричним струмом.

Учні уміють:

пояснити механізм виникнення: сторонніх сил, електрорушійної сили, електричного опору металів, електричного струму в вакуумі та плазмі, провідності напівпровідників; пояснити: температурну залежність опору металів, електролітів, напівпровідників, іонізуючу дію полум’я; пояснити принцип роботи: іскрових лічильників, зварювальних апаратів, плазмових екранів; розраховувати: опір шунтів та додаткових резисторів, масу виділеної речовини під час електролізу; складати електричні кола за схемами; використовувати; явище електролізу для виготовлення прикрас (копій виробів тощо), теплову дію струму в побуті.

Розділ 3. Електромагнітне поле. Електромагнітні коливання та хвилі (24 години)

Тема 1. Електромагнітне поле та його практичне застосування (15 годин).

Магнітне поле електричного струму. Силова характеристика магнітного поля – магнітна індукція. Магнітний потік. Властивості та види магнітів: їх вибір та практичне застосування. Стирання інформації з цифрових носіїв за допомогою магнітного поля. Використання магнітного поля в медицині. Магнітне поле Землі та його вплив на електроніку. Сила Ампера та її практичне застосування. Сила Лоренца та її роль у магнетроні мікрохвильової печі. Витратоміри. Види та сфери застосування електродвигунів. Магнітні властивості речовини (діа-, пара- та феромагнетики). Явище діамагнітної левітації. Роль феромагнетиків в магнітному записі інформації. Електромагнітна індукція в різних сферах виробництва. МДГ – генератори. Передача енергії без провідників. Принцип роботи та будова спідометра. Користь та негативний вплив струмів Фуко в техніці. Лічильники електроенергії: будова та принцип дії. Врахування самоіндукції в техніці та запобігання її наслідкам. Будова та принцип дії трансформатора.

Демонстрації

1. Властивості магнітів залежно від їх виду.
2. Принцип роботи навушників.
3. Принцип роботи магнетрона мікрохвильової печі.
4. Магнітна левітація.
5. Передача енергії без провідників на певну відстань.
6. Будова та принцип дії лічильника електроенергії та спідометра.
7. Дія трансформатора.

Практичні завдання

1. Стирання інформації з цифрових носіїв за допомогою постійного та змінного магнітних полів.
2. Складання найпростішого динаміка.
3. Створення магнітної левітації.
4. Конструювання найпростішого передавача електромагнітної енергії на невелику відстань.

Учні знають:

поняття: магнітної індукції, магнітного потоку, магнетрона, витратоміра, діамагнітної левітації, електромагнітної індукції, МДГ – генератора, струму Фуко, самоіндукції; види: магнітного поля, магнітів, електродвигунів, трансформаторів, спідометрів; властивості та вплив магнітного поля Землі; будову: навушників, мікрохвильової печі, дисководу комп’ютера, електродвигуна, МДГ – генератора, спідометра, електролічильника, витратоміра, трансформатора; сфери практичного застосування: магнітів, магнітного поля, сил Ампера та Лоренца, феромагнетиків та парамагнетиків, явища самоіндукції.

Учні уміють:

пояснити механізм виникнення: магнітного поля електричного струму, індукційного струму, струмів Фуко; класифікувати магнітні поля на однорідні та неоднорідні; пояснити принцип роботи: магнетрона мікрохвильової печі, електродвигунів, трансформаторів, динаміків у навушниках, електролічильника, спідометра; пояснити метод: бездротової передачі енергії, стирання інформації магнітним полем; конструювати: найпростіші динаміки, передавачі електромагнітної енергії; практично використовувати: метод стирання інформації магнітним полем з цифрових носії, явище магнітної левітації.

Тема 2. Електромагнітні коливання та хвилі в техніці та побуті (9 годин)

Коливальний контур. Послідовний та паралельний коливальні контури та їх сфери застосування. Види LC – генераторів. Кварцовий резонатор в цифровій техніці та техніці зв’язку як альтернатива коливального контуру. Негативний вплив резонансу на електроніку. Шкала електромагнітних хвиль. Властивості електромагнітних хвиль різного діапазону частот. Основні принципи роботи радіомовлення та телебачення. Супутниковий та мобільний зв’язок. Принцип роботи мікрохвильової печі. Інфрачервоне випромінювання та його використання у військовій техніці, металургії та астрономії. Будова та принцип роботи піросенсорів та пульту дистанційного керування. Ультрафіолетове випромінювання в поліграфії та медицині. Рентгенівська та гамма – дефектоскопії. Гамма-випромінювання у будівництві (рівнемір та гамма-висотомір).

Демонстрації

1. Послідовний та паралельний коливальні контури.
2. Будова кварцового резонатору.
3. Шкала електромагнітний хвиль.
4. Принципові схеми передачі електромагнітних хвиль у радіомовленні, телебаченні, мобільному та супутниковому зв’язку.
5. Будова та принцип роботи мікрохвильової печі.
6. Ультрафіолетове випромінювання в поліграфії: захист купюр та цінних паперів.
7. Принцип гамма – дефектоскопії.

Практичні завдання

1. Складання послідовних та паралельних коливальних контурів та визначення їх параметрів.
2. Виготовлення радіо з графітового олівця та леза.
3. Визначення довжини хвилі випромінювання мікрохвильової печі.
4. Реєстрування інфрачервоного випромінювання за допомогою пульта дистанційного керування.

Учні знають:

поняття: коливального контуру, LC – генератора, кварцового резонатора, резонансу, піросенсору, рівнеміру; види: коливального контуру, LC – генераторів, електромагнітних хвиль; властивості електромагнітних хвиль різного діапазону; характеристики: коливальних контурів, кварцового резонатора; методи боротьби із шкідливими наслідками резонансу; будову: коливального контуру, кварцового резонатора, мікрохвильової печі, піросенсору, приладів дистанційного керування; сфери практичного застосування: коливальних контурів, електромагнітних хвиль різних діапазонів.

Учні уміють:

пояснити: перетворення енергії в коливальних контурах, резонанс, сутність радіомовлення і телебачення, радіолокації, стільникового зв’язку, супутникового телебачення; пояснити принцип роботи: кварцового резонатора, мікрохвильової печі, піросенсору, приладів дистанційного керування, гамма-дефектоскопії, рівнеміру та гамма-висотоміру; конструювати: радіо, коливальні контури та визначати їх параметри; реєструвати: інфрачервоне випромінювання, ультрафіолетове випромінювання, випромінювання мікрохвильової печі.

Розділ 4. Хвильова та квантова оптика (46 годин)

Тема 1. Практичне застосування законів геометричної оптики (18 годин)

Класифікація джерел світла за їх походженням (природні та штучні). Класифікація джерел світла за механізмом випромінювання (теплові та люмінесцентні). Різні види приймачів світла та їх застосування у виробництві. Фізична природа світла. Принципи поширення світла в різних середовищах та їх застосування в будівництві та медицині. Поглинання та розсіювання світла. Використання законів відбивання світла в техніці. Основи роботи комп’ютерної миші. Принципи зчитування інформації з електронних носіїв. Основи стелс – технологій у військовій техніці. Принцип «розпізнавання» тексту в сканерах. Побудова зображень в дзеркалах (плоскому та сферичному) та їх використання. Закони заломлення світла. Повне внутрішнє відбивання. Передавання інформації в волоконній оптиці. Будова та принцип дії перископа. Міраж та умови його спостереження. Побудова зображень предметів за допомогою збиральної та розсіювальної лінз. Способи виготовлення лінз та дзеркал. Оптичні системи: їх недоліки та похибки, що з ними пов’язані. Будова та принцип дії оптичних приладів (мікроскоп, фотоапарат, камера, проектор, телескоп тощо). Вади зору. Інерція зору та її використання в стробоскопі та кіно. Оптичні ілюзії. Біфокальні окуляри та їх призначення.

Демонстрації

1. Теплові та люмінесцентні джерела світла.
2. Принцип роботи фотодіодів та болометрів.
3. Одержання світлових променів та пучків.
4. Відбивання світла від плоского дзеркала, угнутого та опуклого сферичних дзеркал.
5. Будова, основні фізичні принципи роботи комп’ютерної миші та сканеру.
6. Хід променів та утворення зображення у перископі.
7. Повне внутрішнє відбивання світла.
8. Утворення міражів.
9. Хід променів в збиральній та розсіювальній лінзі.
10. Будова та принцип утворення зображення у мікроскопі, телескопі, фотоапараті тощо.
11. Ілюзії зору (ілюзія перетину, «збіжності – розбіжності»; кривизни, іррадіації).
12. Рух тіла у стробоскопічному освітленні.

Практичні завдання

1. Дослідження енергозберігаючих люмінесцентних ламп та визначення їх технічних характеристик.
2. Одержання зображень в «кривому» дзеркалі.
3. Визначення зміщення променя світла після його проходження через плоскопаралельну пластинку.
4. Конструювання телескопа та пояснення ходу променів у ньому.
5. Конструювання мікроскопа за допомогою камери телефону та лінзи з лазерної указки.
6. Конструювання стереоскопа та спостереження об’ємних зображень з його допомогою.

Учні знають:

поняття: фотодіоду, балометру, міражу, волоконної оптики, стел-технології, сканеру, перископу, сферичної аберації, хроматичної аберації, астигматизму, трикомпонентної теорії зору, бінокулярного зору, стробоскопу, стереоскопу, біфокальних окулярів; приклади: природних та штучних джерел світла, теплових та люмінесцентних джерел світла, приймачів світла, оптичних приладів, оптичних систем, оптичних ілюзій; класифікацію джерел світла за їх походженням та механізмом випромінювання, приймачів світла; види: дзеркал, лінз; будову: фотодіодів, болометрів, дисководів у зчитувальній техніці, сканеру, перископу, оптичних приладів та техніки, стробоскопу, стереоскопу, біфокальних окулярів; сфери практичного застосування: приймачів випромінювання, поширення світла в різних середовищах, поглинання та розсіювання світла, законів відбивання світла, дзеркал та лінз, законів заломлення світла.

Учні уміють:

пояснити: механізм теплового та люмінесцентного випромінювання, переваги та недоліки люмінесцентних енергозберігаючих ламп, виникнення міражу, одержання зображень у «кривих дзеркалах», теорію літаків-невидимок, фізичні основи використання явища повного внутрішнього відбивання у волоконній оптиці, механізм кольорового зору, виникнення ілюзій зору, використання інерції зору в кіно; пояснити принципи роботи: комп’ютерної миші, сканера, перископа, оптичної техніки, стробоскопа, стереоскопу; будувати зображення предметів та хід променів: у плоскому та сферичному дзеркалах,  збиральній та розсіювальній лінзах, зображення в оптичних системах, плоскопаралельній пластинці; експериментально демонструвати: дії світла; виготовити: телескоп, мікроскоп та стереоскоп та одержати в них зображення предметів.

Тема 2. Хвильова оптика та її використання (16 годин)

Хвильові властивості світла. Когерентність та монохроматичність світлової хвилі. Інтерференція світла: способи отримання та основні характеристики. Принцип роботи та сфери використання інтерферометрів. Голографія: її види (оптична, акустична, радіо, імпульсна, цифрова), способи утворення та застосування. Отримання дифракції. Метод зон Френеля. Дифракційна ґратка та її практичне застосування в техніці. Механізм виникнення явища дисперсії. Призначення світлофільтрів. Маскування військ та військових об’єктів. Спектральні апарати та їх призначення. Поляризація світла та її види. Принцип дії систем 3D – відеозображень. Роль поляризації у роботі рідкокристалічних екранів.

Демонстрації

1. Отримання когерентних хвиль.
2. Отримання інтерференційної та дифракційної картинок різними методами.
3. Схема будови інтерферометрів.
4. Світлофільтри та їх вплив на вигляд спектрів.
5. Схема будови спектроскопів.
6. Отримання поляризованого світла.

Практичні завдання

1. Створення простої голограми.
2. Спостереження за допомогою призми спектра розжареного твердого тіла.
3. Конструювання спектроскопу та дослідження спектрів випромінювання різних джерел світла.
4. Дослідження поляризації різних видів сонцезахисних окулярів.

Учні знають:

поняття: когерентності, некогерентності, монохроматичності, голографії, зони Френеля, світлофільтри, спектральні прилади, рідкокристалічний екран, 3D – відеозображення; види: голограм, поляризації світла; методи отримання: інтерференції, голограми, дифракції, явища дисперсії, поляризації світла; призначення: інтерферометрів, світлофільтрів, спектральних приладів, дифракційної ґратки; роль поляризації в рідкокристалічних екранах; сфери практичного застосування: інтерференції, дифракції, поляризації та дисперсії світла.

Учні уміють:

пояснити механізм виникнення: інтерференції та дифракції світла, явища дисперсії та поляризації, механізм утворення голограм, механізм утворення кольорів прозорих та непрозорих тіл; пояснити принцип роботи:  інтерферометрів, спектральних апаратів, систем 3D – відеозображень; користуватися: світлофільтрами, спектроскопом, поляроїдами; досліджувати: поляризацію світла; отримати: голограму шляхом інтерференції світла, поляризоване світло; виготовити: спектроскоп та одержати спектри випромінювання різних джерел світла.

Тема 3. Квантова оптика в техніці (12 годин)

Квантові властивості світла. Енергія та імпульс фотона. Тиск світла та перспективи його використання в космонавтиці, фотонних двигунах та перемикачах інтегральних схем. Фотоефект та його практичне застосування. Принцип роботи сонячних панелей. Фоторегістратори в периферійних пристроях комп’ютера. Люмінесценція та її типи. Використання люмінофорів у військовій техніці (прилади нічного бачення), в плазмових телевізорах та криміналістиці. Люмінесцентний аналіз. Квантові генератори: їх види (мазер, лазер, разер і газер), будова та принцип дії. Квантові генератори в медицині (скальпелі, лікування катаракти, видалення тату та пігментних плям). Квантові генератори у військовій справі (лазерна локація, далекомір для танків, визначення курсу та швидкості кораблів).

Демонстрації

1. Тиск світла та модель сонячного паруса.
2. Явище фотоефекту в різних металах.
3. Сонячні панелі, схема їх будови та принцип дії.
4. Принципова схема приладу нічного бачення.
5. Принципова схема квантових генераторів.

Практичні завдання

1. Спостереження люмінесценції в лампах денного світла, пральному порошку та папері.
2. Дослідження властивостей лазера.

Учні знають:

поняття: сонячний парус, фотонного двигуна, інтегральних схем, фоторегістратору, приладу нічного бачення, мазеру, лазеру, разеру, газеру, лазерна локація; види: фотоефекту, люмінесценції, квантових генераторів; будову: сонячних панелей, фоторегістраторів, приладів нічного бачення, квантових генераторів; сфери та перспективи практичного застосування: тиску світла, фотоефекту, люмінесценції, квантових генераторів.

Учні уміють:

пояснити: механізм вибивання електронів з металу за допомогою світла, механізм реєстрування інтенсивності світла фоторегістраторами, роль люмінесценції в оптичних приладах та техніці; пояснити принцип роботи: сонячних панелей, фоторегістраторів в периферійних пристроях комп’ютера, приладу нічного бачення, квантових генераторів; експериментально досліджувати властивості лазерів; спостерігати люмінесценцію в побутових засобах та пристроях.

Розділ 5. Атомна та ядерна фізика (7 годин)

Енергетичні стани атома. Види спектрального аналізу (атомний, молекулярний, емісійний, абсорбційний). Роль спектрального аналізу в металургії, криміналістиці та медицині. Прилади для реєстрації заряджених частинок. Прискорювачі заряджених частинок: їх будова та принцип дії. Електронний колайдер. Практичне використання радіоактивних ізотопів та радіоактивного випромінювання. Види ядерних реакцій. Перспективи розвитку атомної енергетики та пов’язані з цим екологічні проблеми. Альтернативні джерела енергії: види, будова та принцип роботи. Сучасні ядерні реактори та їх принципові відмінності між собою. Схема будови ядерного реактора. Термоядерний синтез. Ядерна зброя та негативні наслідки її використання. Способи реєстрації елементарних частинок. Будова та принцип роботи дозиметрів.

Демонстрації

1. Прилади для реєстрації заряджених частинок, прискорювачі заряджених частинок, електронний колайдер.
2. Треки заряджених частинок у камері Вільсона.
3. Будова атомного реактора та атомної бомби.
4. Будова дозиметрів та правила користування.

Практичні завдання

1. Конструювання альтернативних електростанцій (вітрові, макет «розумної вулиці», геотермальні тощо).
2. Вимірювання характеристик радіоактивного випромінювання за допомогою дозиметрів.

Учні знають:

поняття: спектрального аналізу, прискорювача заряджених частинок, електронного колайдера, ядерних реакцій, відновлювальних джерел енергії, елементарних частинок; види: спектрального аналізу, ядерних реакцій, альтернативних джерел енергії, ядерних реакторів; будову: приладів для реєстрації заряджених частинок, прискорювача заряджених частинок, електронного колайдера, ядерного реактора, ядерної зброї, дозиметра, альтернативних електростанцій; сфери практичного застосування: спектрального аналізу, радіоактивних ізотопів, радіоактивного випромінювання, ядерної енергії, дозиметрів.

Учні уміють:

пояснити: роль спектрального аналізу для виробництва, механізм перебігу ядерних реакцій, призначення основних структурних елементів ядерного реактора, призначення електронного колайдера; користуватися дозиметром; визначати умови здійснення термоядерного синтезу; оцінювати вплив ядерної енергетики та, викликані нею, екологічні проблеми; конструювати альтернативні джерела енергії, використовуючи попередньо отриманні знання.

Зміст факультативних курсів та кількість годин, яка передбачення для вивчення певного тематичного блоку, є орієнтовними і допускають варіювання залежно від типу загальноосвітнього навчального закладу, його профілю, рівня підготовленості учнів. Для реалізації факультативних курсів в навально-виховному процесі учителю необхідно розробити календарне планування, в якому буде відображений розподіл навчального матеріалу по тижням. Безумовно, при виборі факультативного курсу слід враховувати потреби учнів, але при цьому пропонувати їм зміст освіти, який є також значущим і для суспільства. У такому випадку навчально-виховний процес з фізики стає одночасно як особистісно, так й соціально – орієнтованим, що є дуже актуальним в умовах сьогодення, оскільки дозволяє спрямувати учнів на подальший свідомий вибір професій фізичного, фізико-математичного або фізико-технічного профілів.