Урок з фізики: "Цікава оптика: спостерігаємо поляризацію світла"

Про матеріал

Дана розробка буде корисна вчителеві під час підготовки до відповідного уроку, а також може бути використана для проведення демонстраційних експериментів.

Перегляд файлу

Урок з фізики для 11 класу на тему:

«Цікава оптика: спостерігаємо поляризацію світла»

Підготувала:

вчитель фізики

ЗЗСО №45

Подільського району м. Києва

Сергійчук Вікторія Валеріївна

Київ - 2019

Тема уроку:

"Цікава оптика: спостерігаємо

поляризацію 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".

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 явищем поляризації світла; навчити визначати й аналізувати умови, за яких спостерігаються ці явища; 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"	дотримуватися правил безпеки життєдіяльності під час виконання навчальних експериментів, у надзвичайних ситуаціях природного чи техногенного характеру; оцінювати позитивний потенціал та ризики використання надбань фізики, техніки і технологій для добробуту людини і безпеки суспільства та довкілля.
4	"Підприємливість та фінансова грамотність"	- застосовувати фізичні знання для генерування ідей та ініціатив щодо проектної, конструкторської й винахідницької діяльності.

Обладнання:

прилади (на базі кабінету фізики):

екран, поляризаційне скло (турмалін); підручник з фізики для 11 класу.

ІКТ:

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: теоретичний блок; спостереження й аналіз явищ.	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", "Поляризація та дисперсія світла".

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.

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):

Що таке світло? Яка його швидкість у вакуумі?
Які геометричні закони світла ви знаєте?
Що таке граничний кут повного відбивання?
Які теорії світла вам відомі?
Котрі вчені вперше довели хвильову теорію світла?
Якими є світлові хвилі?
Перелічіть оптичні явища природи, які були пояснені на основі хвильових уявлень про світло?
Де можна спостерігати ці явища?
У чому полягає відмінність у явищах інтерференції і дифракції світла? Чим вони схожі?
Що таке дисперсія?
В чому полягає явище поляризації світла?

Постановка навчальної проблеми.

Слово вчителя.

"Отже, зараз спробуємо проспостерігати дане оптичне явище в лабораторних умовах, а також пояснити механізм їх 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.

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 поляризації світла

Мета: дослідити з учнями в ході лабораторної роботи явище поляризації світла.

Обладнання: поляризаційні скельця, комп’ютерна підтримка уроку, електронна презентація, проектор, підручник з фізики (В. Сиротюк, В. Баштовий, §35).

Стисла теорія: поляризація світла - це орієнтація вектора напруженості світлової хвилі в площині, перпендикулярній до напряму поширення хвилі, під час взаємодії світла з речовиною.

Наприкінці XVII ст. було виявлено, що кристал ісландського шпату роздвоює пучки світла, що проходять крізь нього. Так було відкрите явище подвійної променезаломлюваності. Якщо із кристала турмаліну упродовж його оптичної осі вирізати пластину, то вона буде пропускати лише ті світлові хвилі, вектор напруженості яких паралельний до головної оптичної осі кристала. У міру збільшення кута між оптичними осями кристала інтенсивність світла, що проходить крізь пластини, зменшується.

В момент, коли осі кристалів встановлюються перпендикулярно одна до одної, світло зовсім не проходить. У цьому випадку перша пластина виконує роль поляризатора, а друга – аналізатора світла. Загалом пластини називають поляроїдами.

Хід експерименту

Завдання

Спостерігати поляризацію світла.

Гіпотеза досягнення результату

Спостерігаючи явище поляризації світла через скельця турмаліну, учні дізнаються про природу даного фізичного явища, способи його дослідження. Фіксують зміну інтенсивності освітлення при певній орієнтації пластин і висувають власні гіпотези стосовно спостережуваного явища.

Запитання класу в ході експерименту

1. Де спостерігається поляризація світла?

2. Що являє собою світлова хвиля?

3. Яка складова електромагнітної хвилі «пригнічується», внаслідок зміни орієнтації скелець одне відносно одного?

4. Де в побуті ви могли відтворити або спостерігати дане явище самостійно?

Орієнтовані дії дитини

Експеримент проводиться в шкільних умовах. Учень, спостерігаючи за ходом досліду і, беручи безпосередню участь у ньому, зможе легко засвоїти теоретичні відомості, що стосуються спостережуваного явища.

Картка із завданнями для груп

Картка

"Спостереження поляризації світла"

Інструктаж з БЖД під час проведення експериментальних завдань

Мета: спостерігати поляризацію світла при його проходженні через турмалін; описати перебіг спостережуваного явища.

Необхідні матеріали

Два поляризаційні скельця (турмалін).

Хід роботи

Спостерігати поляризацію світла у турмаліні.

Розглянути прозорі скельця з турмаліну у прохідному світлі.
Зафіксувати інтенсивність світлового потоку, який проходить через поляризаційне скло.
Скласти обидва скельця разом.
Повільно повертати верхнє скельце.
Фіксувати зміну інтенсивності світлового потоку.
Досягти рівня мінімальної освітленості та визначити кут повороту скельця. Зробити висновок.
Записати свої спостереження у звіт.

Приклад спостережуваного явища

Спостереження:

Як можна виявити поляризацію світла?

Назвіть основні способи застосування явища поляризації світла у науці та техніці.

Зробіть загальний висновок:

III. Закріплення нового матеріалу. Рефлексія.

Звітування учнями результатів власних експериментів. Зачитування відповідей з карток.

Питання класу

Що нового ви дізналися під час уроку?
Які навички і уміння ви отримали під час уроку?
Які завдання були найцікавішими?
Які були труднощі? Як їх подолали?
Поміркуйте, де можна використати набуті вами знання у побуті?
Де ви могли зустрічати поняття «поляроїд»?
Чи сподобався вам урок?

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

Сиротюк В.Д., Баштовий В.І. Фізика: підруч. для 11 кл. загальноосвітніх навч. закладів: (рівень стандарту). – Харків: Сиция, 2011. – 304 ст.
Кучерук І.М., Горбачук І.Т. Загальний курс фізики: У 3 т. Оптика. Квантова фізика.: Навч. посібник для студентів вищих технічних пед. Закладів освіти / За ред. І.М. Кучерука. – К.: Техніка, 1999. – 520 ст.
Засєкіна Т.М., Засєкін Д.О. Підручник для 11 класу загальноосвітніх навчальних закладів: (академічний рівень, профільний рівень). – Харків: Сиция, 2011. – 338 ст.

Програмні засоби навчання та Інтернет-ресурси

ППЗ "Віртуальна фізична лабораторія Фізика 10-11".
VirtuLab: http://www.virtulab.net/
Інтерактивна лабораторія PHET: https://phet.colorado.edu/uk/simulations/category/new
Анімації та симуляції «Фізика в школі» https://www.vascak.cz/physicsanimations.php?l=ua