Относительность одновременности пространственно разделенных событий.

Изложение этого вопроса начинают с создания проблемной ситуации. Школьники склонны считать, что неподвижный наблюдатель всегда находится на Земле, в то время как для понимания идей специальной теории относительности важно подчеркнуть равноправие и движение всех инерциальных систем отсчета, а неподвижным наблюдателем в ней считают собственного наблюдателя, т.е. того, кто находится в той же системе отсчета, где находятся часы, масштабы и происходят интересующие нас события. Это обстоятельство очень важно для выяснения сути рассматриваемого материала. Динамика СТО. Знакомство с зависимостью массы от скорости целесообразно начать с создания проблемной ситуации. Взаимосвязь массы и энергии. Анализируя формулу Е-тс^г, подчеркивают, что энергия и масса взаимосвязаны.Заканчивая рассмотрение всех этих вопросов, целесообразно обобщить полученные знания, сопоставляя положения специальной теории относительности с положениями классической механики. При повторении и обобщении знаний подчеркивают, что специальная теория относительности является завершенной физической теорией, постулаты и основные следствия которой подтверждены совокупностью экспериментальных фактов. Она является более общей теорией пространства, времени и движения, нежели классическая механика. СТО указала на ограниченность представлений классической механики об абсолютном пространстве и времени и установила их неразрывную связь. Она доказала относительность таких величин, как интервал времени, длина отрезка, масса, которые в классической механике считались абсолютными, уточнила закон сложения скоростей, обобщила принцип относительности, открыла закон взаимосвязи массы и энергии (Е = тс²), нашедший применение в ядерной физике.

32.Опишите методику изучения основных вопросов темы «Геометрическая оптика» в курсе основной и средней общеобразовательной школы

Изучение геометр. оптики в школе начинается обычно с изучения законов распространения, отражения и преломления света. Законы эти никак не обобщаются, границы применимости не оговариваются (например, требование однородности и изотропности среды для прямолинейного распространения света). В резу-те учащиеся допускают ошибки при объяснении таких явлений, как миражи.Этих недочетов можно избежать, если в преподавании основных понятий геометрической оптики использовать принцип Ферма.

При обсуждении законов геометрической оптики с учащимися, учитель применяет принцип Ферма, который заключается в утверждении, что действительный путь распространения света из одной точки в другую есть тот путь, для прохождения которого свету требуется минимальное (или максимальное) время по сравнению с любым другим геометрическим возможным путем между теми же точками. Отсюда сразу же следует справедливость закона прямолинейного распространения света, но при условии изотропности и однородности окружающей среды.

Другими словами, скорость света должна быть одинаковой во всех точках и во всех направлениях. При нарушении этого условия свет перестает распространяться по прямой.

Закон отражения света: угол отражения равен углу падения.

Очевидно, что использование принципа Ферма позволяет дать общий подход к законам геометрической оптики и обеспечивает лучшее усвоение материала учащихся.

В рамках программы по физике для средней школы на изучение раздела "Световые явления" отводится 10 часов. Этот раздел включает темы:

1. Источники света. Прямолинейное распространение света. Объяснение солнечного и лунного затмений.

2. Отражение света. Законы отражения. Плоское зеркало.

3. Преломление света. Линза. Фокусное расстояние линзы. Построение изображений, даваемых линзой. Оптическая сила линзы. Фотоаппарат. Глаз. Очки.

Таким образом, программа по физике для средней школы содержит достаточный объем знаний по оптике, но в значительном усовершенствовании нуждается методика ее изложения.

33.Опишите методику изучения основных вопросов раздела «Волновая оптика» (интерференция, дифракция, поляризация, дисперсия).

В случае света явления интерференции и дифракции, характерные для него, говорят о том, что свет обладает волновыми свойствами.

Наиболее подробно в сред. школе рассмат. явление интерф. света, причем излагают данный материал, опираясь на уже знакомые учащимся явления интерференции механических (звуковых) и электромагнитных волн. Дифр. Светов. волн изучают менее подробно, т.к. основная задача - доказать волновые свойства света, а для этого необходимо хорошо разобраться в явлении интерф. Но понимание дифр. Свет. волн важно для показа того, что геометрическая оптика предельный случай волновой оптики.

В сред. школе основным опытом по интерференции света должен быть опыт с бипризмой Френеля.

Следует, однако, учесть, что опыты по интерференции (а также по дифракции света) требуют хорошего затемнения класса, так как яркость получающейся интерференционной картины очень мала.

На уроке при изучении интерференции света полезно рассказать о роли О.Френеля в изучении явлений интерференции и дифракции света, в истории установления природы света. Важно отметить, что именно Френелю принадлежит идея разделения светового пучка на две части, которые затем интерферируют.

После показа и объяснения опыта (или просмотра видеофильма) целесообразно обсудить с учащимися следующие вопросы: как осуществляется разделение бипризмой Френеля светового пучка па два когерентных? Каково условие образования в интерференционной картине максимума (минимума) колебаний? Как зависит расположение интерференционных полос от длины световой волны? Где применяется интерференция?

Завершают изучение интерференции света рассмотрением ее проявлений в природе и примерами практического использования к технике (интерференционный способ проверки качества обработки поверхностей, просветленная оптика, интерферометры и т. п.). Целесообразно предложить учащимся различные интересные практические задания с простым оборудованием: наблюдение и объяснение радужного окрашивания мыльных пленок, капли масла или керосина на поверхности воды, цветов побежалости на металлических предметах. Эти задания можно выполнять дома.

Далее переходят к изучению дифракции света.

После короткого рассказа об истории открытия дифракции света, переходят к наблюдению дифракции света от щели и тонкой проволоки.

В дополнение к указанным демонстрационным опытам желательно провести лаб. Раб. по наблюдению интерференции и дифракции света.

Большое внимание при изучении явления дифракции уделяют рассмотрению дифракционной решетки.

Программа средней школы большое внимание уделяет изуче­нию поляризации света. Рассмотрение этого вопроса необходимо потому, что без установления поперечного характера световых волн доказательство электромагнитной природы света не будет достаточно убедительным.

Далее рассматривается дисперсия света.

34.Опишите методику изучения основных вопросов раздела «Квантовая физика» (фотоэффект, световые кванты, эффект Комптона, двойственность свойств света..).

Внешний фотоэффект. Фотоэффекту отводят центр. место в начале изуч. квантовой физики. Именно из рассмотрения закономерностей фотоэффекта обычно в средней школе вводят представление о световых квантах.

В методике изучения фотоэффекта можно выделить несколько этапов:

1. Знакомство учащихся с самим явлением фотоэффекта. Рассказ об истории его открытия (Г. Герц).

2. Рассказ о поиске закономерностей этого явления. Исследования А.Г.Столетова.

3. Рассмотрение основных закономерностей фотоэффекта. Показ, вскрытие имеющихся трудностей - невозможность объяснить все законы фотоэффекта с известных уже учащимся позиций (волновой теории света).

4. Выдвижение гипотезы световых квантов. Рассказ о работе А. Эйнштейна. Уравнение фотоэффекта.

5. Объяснение всех закономерностей фотоэффекта с квантовых позиций.

6. Выводы квантовой теории о природе света.

7. Вакуумные и полупроводниковые фотоэлементы. Применение фотоэффекта в технике.

Видеофильм «Фотоэффект», в первых кадрах которого показаны демонстрации.

Для закрепления уравнения Эйнштейна решают задачи на вычисление скорости и энергии электронов, красной границы фотоэффекта, работы выхода.

Дата добавления: 2015-09-06