Урок з фізики для 11 класу на тему:
«Цікава оптика: спостерігаємо інтерференцію світла»
Підготувала:
вчитель фізики
ЗЗСО №45
Подільського району м. Києва
Сергійчук Вікторія Валеріївна
Київ - 2019
Тема уроку:
"Цікава оптика: спостерігаємо
інтерференцію світла"
Тип уроку: удосконалення знань, формування практичних навичок та вмінь.
Вид роботи: груповий.
Пояснювальна записка до уроку: наразі дана тема розглядається в 11-му класі при вивченні розділу фізики: "Хвильова і квантова оптика". У програмі даний урок позиціонується як «Лабораторна робота №4» і є 6-тим уроком від початку вивчення теми, коли виникає необхідність удосконалити та закріпити теоретичні знання учнів про різноманітні, світлові явища природи.
За новою програмою з фізики (Наказ № 1539 від 24.11.2017 р., авторський колектив під керівництвом Ляшенка О.І.), котра вступила в дію з 2018/2019 навчального року даний урок розглядається в 11-му класі у Розділі 2: «Коливання та хвилі». Розглянуті в ході заняття оптичні явища, у програмі, визначено як рекомендовані демонстрації під час вивчення курсу фізики у старшій школі.
Усі наведені в розробці завдання уроку є варіативними. Вчитель може самостійно обрати, в залежності від ступеню опанування учнями матеріалу теми та матеріальної бази кабінету, які запропоновані досліди доцільно відтворити під час уроку.
Мета: ознайомити учнів з різними способами дослідження інтерференції світла; навчити визначати й аналізувати умови, за яких спостерігаються це явище; продовжити формувати уявлення про світло. Розкрити причинно-наслідкові зв’язки при спостереженні оптичних явищ у природі та в лабораторних умовах, з метою пояснення проведених експериментів (на основі розвитку уявлень і знань про світло, зв’язку електричного та магнітного полів, тощо). Продовжувати формувати інтерес до історії розвитку фізики як фундаментальної науки. Розвивати реалістичну «Я-концепцію» в учнів, їхній світогляд.
За програмою рівня стандарту зміст уроку буде спрямовано на розвиток в учнів наступних компетентностей.
№п/п |
Назва |
Уміння, ставлення учнів та навчальні ресурси: |
|
Ключові компетентності: |
|
1. |
Математична |
- застосовування математичних методів для опису й дослідження фізичних явищ, процесів; розв’язування фізичних задач, опрацювання та оцінювання результатів експерименту. |
2. |
Природнича |
- вміння пояснювати природні явища і технологічні процеси; - використання знань з фізики для вирішення завдань, пов'язаних із реальними об'єктами природи і техніки; - здатність, за допомогою фізичних методів самостійно чи в групі досліджувати природу; - оцінка значення фізики та технологій для формування цілісної наукової картини світу, сталого розвитку. Навчальні ресурси: електронні презентації, конструкторські завдання, віртуальні цифрові лабораторії. |
3. |
Інформаційно-цифрова |
- уміння використовувати сучасні пристрої для опрацювання, збереження, передачі та представлення інформації; - використання сучасних цифрових технологій і пристроїв для вивчення фізичних явищ, для обробки результатів експериментів, моделювання фізичних явищ і процесів; - ціннісні орієнтири у володінні навичками роботи з інформацією, сучасною цифровою технікою. |
4. |
Ініціативність і підприємливість |
- уміння застосовувати фізичні знання для генерування ідей та ініціатив щодо проектної, конструкторської та винахідницької діяльності, для вирішення життєвих проблем, пов’язаних із матеріальними й енергетичними ресурсами; - оцінювати можливість застосування набутих знань з фізики в майбутній професійній діяльності, для ефективного вирішення повсякденних проблем; - оцінювати власні здібності щодо вибору майбутньої професії, пов’язаною з фізикою чи технікою; - економно й ефективно використовувати сучасну техніку, матеріальні ресурси; - ціннісне ставлення до фізичних знань, результатів власної праці та праці інших людей. |
5. |
Обізнаність і самовираження |
- використання знань з фізики під час реалізації власних творчих ідей; - усвідомлення гармонійної взаємодії людини і природи. |
|
Предметні компетентності: (суть розкривається в наскрізних змістових лініях) 1) уміння планувати, підготувати, спостерігати експеримент; 2) уміння вимірювати фізичні величини та обробляти результати експерименту; 3)уміння інтерпретувати результати експерименту. |
|
1 |
"Екологічна безпека та сталий розвиток" |
- використовувати знання, отриманні на уроках фізики, для вирішення проблем довкілля; |
2 |
"Громадянська відповідальність" |
- працювати в команді, приймати виважені рішення, що сприятимуть вирішенню науково-технологічних, економічних, соціальних чи інших проблем сучасного суспільства. |
3 |
"Здоров’я і безпека" |
|
4 |
"Підприємливість та фінансова грамотність" |
- застосовувати фізичні знання для генерування ідей та ініціатив щодо проектної, конструкторської й винахідницької діяльності. |
Обладнання:
скляні пластини, кільця Ньютона, дротяна рамка на підставці, мильна вода, екран, кольорові олівці, шматочки шовкових тканин або капрону, джерела світла (свічка, лампа розжарювання, лампа з прямою ниткою розжарення) підручник з фізики для 11 класу.
комп’ютерна підтримка уроку: екран, проектор, електронна презентація, віртуальні досліди, ППЗ "Віртуальна фізична лабораторія Фізика 10-11"; мобільні пристрої з доступом до мережі Інтернет; програма для зчитування QR-коду (наприклад, «Сканер QR або штрих коду», QR Code Reader, та інші), VirtuLab, Інтерактивна лабораторія PHET, анімації та симуляції «Фізика в школі» (https://www.vascak.cz/physicsanimations.php?l=ua).
Учні можуть в ході досліду робити фотознімки спостережуваних явищ, а потім оформити результати своєї роботи за допомогою базових програмних редакторів. І, для звітування, відправити вчителю опрацьовані файли на електронну пошту.
Структура уроку:
Зміст уроку |
Час, хв |
Прийоми і методи |
І. Організаційний етап. Актуалізація опорних знань. Постановка навчальної проблеми. |
5 |
Інструктаж з БЖД. Фронтальна бесіда; демонстрація. |
II. Організація вивчення матеріалу:
|
30 |
Пояснення вчителя, бесіда; демонстрація дослідів (виконання експериментальних завдань); спостереження й аналіз, виділення головного; записи у зошитах. |
III. Закріплення нового матеріалу. Рефлексія. |
5 |
Відповіді на контрольні запитання. Розв'язування якісних задач. Бесіда. |
IV. Домашнє завдання. Підведення підсумків уроку. |
5 |
Коментар учителя; записи в зошитах та в щоденниках. |
Хід уроку:
І. Організаційний етап.
Привітання. Перевірка присутності учнів.
Інструктаж з БЖД під час проведення лабораторної роботи.
Актуалізація опорних знань.
Необхідно актуалізувати знання, одержані учнями на попередніх уроках фізики, а саме: "Розвиток уявлень про природу світла", "Світло як електромагнітна хвиля", "Інтерференція і дифракція світлових хвиль".
Дуже важливо, щоб перед проведенням даної лабораторної роботи учні прийшли на урок теоретично підготовленими. Окрім читання відповідних параграфів підручника та заучування означень, записаних у зошитах, необхідно дати старшокласникам (як один з варіантів підготовки до роботи) домашнє завдання – ознайомитися з відеопосиланнями у мережі Інтернет на конкретні теми. Посилання на відеофайли можна роздати учням у вигляді QR-коду, з доступом до необхідної інформації.
|
Явище інтерференції світла. |
|
|
https://www.youtube.com/watch?v=P7HbG-iDi8s
|
Спостереження інтерференції та дифракції світла. |
Слово вчителя.
"Вивчаючи на попередніх заняттях оптичні явища, ви дізналися про умови їх перебігу у природі. Сьогодні ж ми з вами спробуємо дослідити способи відтворення відповідних явищ на практиці".
Фронтальна бесіда з демонстрацією електронної презентації.
Питання класу
Пригадаємо
(декілька питань на розсуд вчителя):
Постановка навчальної проблеми.
Слово вчителя.
"Отже, зараз спробуємо проспостерігати дане оптичне явище в лабораторних умовах, а також пояснити механізм його утворення".
II. Організація вивчення матеріалу та реалізація змісту уроку.
Пояснення щодо організації уроку
Робота в групах (в залежності від кількості присутніх учнів в класі, слід поділити їх на невеликі групи (по 4-6 осіб в кожній)).
Заздалегідь слід підготувати роздруківки із завданнями для кожної групи. Якщо приладів у кабінеті є вдосталь, то роздати по комплекту необхідних матеріалів для експерименту на кожний стіл.
У разі недостатньої кількості приладів, варто побудувати роботу наступним чином:
В ході виконання завдань учні в групах мають разом проаналізувати послідовність виконання завдань та зробити усні і письмові висновки зі спостережень.
Вчитель, у той же час, має слідкувати за дотриманням правил техніки безпеки під час проведення дослідів.
Орієнтовний план дій та опорний конспект для вчителя
при підготовці експериментальних завдань уроку
Спостереження інтерференції світла
Мета: показати учням на практиці способи відтворення явища інтерференції світла в лабораторних умовах. Обладнання: дві скляні пластини, дротяна рамка на підставці, мильна вода, екран, кольорові олівці, кільця Ньютона, комп’ютерна підтримка уроку, електронна презентація, проектор, підручник з фізики (В. Сиротюк, В. Баштовий, §33). Інтерактивна лабораторія PHET: https://phet.colorado.edu/sims/html/wave-interference/latest/wave-interference_uk.html Стисла теорія: інтерференція світла належить до явищ, дослідження яких відіграло істотну роль у розвитку вчення про природу світла. Завдяки цьому явищу Д. Араго і О. Френель підтвердили не тільки хвильову теорію світла, а й довели, що світлові хвилі поперечні. Інтерференція – це додавання у просторі двох (або кількох) хвиль, при якому відбувається постійний у часі розподіл амплітуд результуючих коливань у різних точках простору. Стійку інтерференційну картину можна створити за наявності когерентних джерел світла (таких, що мають однакову частоту, а фази їх коливань повинні збігатися або розрізнятися на деяку сталу (незалежну від часу) величину).
О1 і О2 – когерентні джерела світла; d1 і d2 - шляхи поширення хвиль від джерел; ∆d – різниця ходу хвиль; l – відстань між джерелами; М – будь-яка точка середовища, де відбувається накладання світлових хвиль. Умова максимуму: амплітуда коливань середовища в даній точці буде максимальною, якщо різниця ходу двох хвиль, що збуджують коливання в цій точці, дорівнює цілому числу довжин хвиль.
де k=0,1,2, … Умова мінімуму: амплітуда коливань середовища в даній точці буде мінімальною, якщо різниця ходу двох хвиль, що збуджують коливання в цій точці, дорівнює непарному числу півхвиль.
Внаслідок інтерференції енергія перерозподіляється у просторі. Хід експерименту Завдання
Гіпотеза досягнення результату На простих дослідах можна легко показати учням як можна самостійно відтворити явище інтерференції. Запитання класу в ході експерименту 1. Що ви спостерігаєте під час дослідів ? 2. Яким чином інтерферує світло? 3. Як змінюється інтерференційна картина у мильному розчині? Від чого це залежить? 4. Де в побуті ви могли відтворити або спостерігати дане явище самостійно? Орієнтовані дії дитини Експеримент проводиться в шкільних умовах. Дитина, спостерігаючи за ходом досліду і, беручи безпосередню участь у ньому, зможе легко засвоїти теоретичні відомості, що стосуються спостережуваного явища. |
Картка із завданнями для груп учнів
Картка
"Спостереження інтерференції світла" Інструктаж з БЖД під час проведення експериментальних завдань Мета: спостерігати інтерференцію світла у склі, мильному розчині, через шматочки тканин; пояснити явище. |
|
Необхідні матеріали |
Хід роботи |
1. Дві скляні пластини. 2. Дротяна рамка на підставці. 3. Мильна вода. 4. Екран. 5. Кольорові олівці. 6. Шматочки щовкових тканин або капрон. 7. Кільця Ньютона. Альтернатива: Інтерактивна лабораторія PHET. https://phet.colorado.edu/sims/html/wave-interference/latest/wave-interference_uk.html - дослідження явища інтерференції.
|
І. Дослідити інтерференцію світла у двох скляних пластинках та за допомогою кілець Ньютона.
ІІ. Виявити інтерференцію у мильних плівках.
|
Приклади спостережуваних явищ: І.
ІІ.
|
|
Спостереження:
Зробіть загальний висновок:
|
III. Закріплення нового матеріалу. Рефлексія.
Звітування учнями результатів власних експериментів. Зачитування відповідей з карток.
Питання класу
IV. Домашнє завдання.
Сиротюк В.Д., Баштовий В.І. Фізика: підруч. для 11 кл. загальноосвітніх навч. закладів: (рівень стандарту). – Харків: Сиция, 2011. Повторити: §36.
Підготувати повідомлення на тему: "Спостереження оптичних явищ в природі і техніці".
Підсумок уроку. Оцінювання учнів.
Література
Програмні засоби навчання та Інтернет-ресурси
youtube.com
1