Деякі особливості вивчення квантової оптики в школі

Сторінка 3

Познайомити учнів із співвідношенням між енергією та імпульсом можна при вивченні спеціальної теорії відносності. Показуємо, як його можна вивчити використовуючи співвідношення для релятивіської маси

Піднесемо цей вираз до квадрату: і запишемо у вигляді , помножимо на , одержимо , враховуючи, що , а , записуємо: .

Це співвідношення можна використати при виведені формули Компотна й при розв'язувані задач з квантової фізики.

Аналіз навчального матеріалу з квантової оптики показав, що є можливють його викласти згідно з гносеологічним циклом пізнання й на прикладі розвитку квантових уявлень проілюструвати виникнення нових наукових фактів, нагромадження експериментальних даних, висунення гіпотез, виведення наслідків із них та їхня експериментальна перевірка.

Як відмічав В.Г. Разумовський, саме ці етапи так необхідні для формування творчого потенціалу особистості, для радості начального пізнання, для розвитку мислення.

На рис. 2 подана схема циклічної побудови навчального матеріалу з квантової оптики.

Розглянемо її більш детально. Спочатку з учнями вивчаємо висхідні факти, які потім кладемо в основу квантової моделі світла. Такими фактами є розподіл енергії у спектрі абсолютно чорного тіла й закономірності фотоефекту. Від висхідних фактів індуктивно здійснюємо перехід до побудови моделі, яка виступає спочатку як гіпотеза. Такою гіпотезою е гіпотеза Ейнштейна про те, що світло - потік частинок (фотонів) з енергією . З цієї моделі одержуємо наслідки, які підтверджуються експериментально. Дійсно, якщо світло - потік фотонів, то, по-перше, для слабких фотонних потоків повинні спостерігатися флуктуації, а, по-друге, згідно із співвідношенням між енергією та імпульсом фотони повинні володіти імпульсом . Потім вивчаємо досліди Боте, Йоффе-Добронравова, Вавилова, у яких дійсно спостерігаються флуктуації фотонів і досліди Комптона й Лебедева, які слугують доказом наявності у фотона імпульсу. Після цього узагальнюємо знання про властивості фотонів і формуємо поняття корпускулярно-хвильового дуалізму властивостей світла. На цьому завершується перший етап (цикл) побудови квантової теорії світла. Далі розглядаються такі світлові явища, як хімічна дія світла, люмінесценція та ін., котрі вже давно пояснюються в рамках квантової теорії світла.

Наступний етап (цикл) побудови квантової теорії світла відбувається при вивченні атомної та ядерної фізики. Тут вона поглиблюється й узагальнюється. Розкривається механізм випускання й поглинання випромінювання атомами та ядрами, пояснюється походження атомних і ядерних спектрів.

При такому підході до розробки структури навчального матеріалу його дидактичні, розвивають й виховні функції розглядаються у єдності та взаємозв'язку. Але цим не обмежуються способи підвищення ефективності цього розділу. Вивчення квантової оптики може проходити успішно тільки за умови застосування сучасних інтерактивних технологій навчання, які грунтуються на діалозі, спільному розв'язанні проблем, вільному обміні думками, активній взаємодії усіх учнів. Це відповідає діяльнісному підходу до навчання, особистісно-оріеєнтовані концепції освіти, згідно з якою методи навчання фізики повинні забезпечувати (мотивувати) таку структуру науково-пізнавальної активності учня, котра відтворювала б істотні моменти логіки наукового пізнання, що розкриваються у фізичних теоріях.

Крім цього, більш ефективного вивчення цього розділу можна досягти тільки при широкому використанні засобів наочності. Як відомо, не з усіх його тем можна поставити демонстраційні досліди, тому необхідно активно використовувати малюнки, плакати, кодопозитиви, навчальні кінофільми "Фотоефект", "Фотоелементи і їх застосування", "Тиск світла", кінофрагменти «Дискретність енергетичних рівнів атома», «Природа лінійчастих спектрів атома водню» та ін. Особливо широкі можливості виникають при вивчені цього розділу у зв'язку з використанням у навчанні нових інформаційних технологій, зокрема мультимедійних посібників. Комп'ютерне моделювання дає змогу одержати на екрані комп'ютера «живу» наочну й динамічну картину фізичного досліду. При вивчені квантової оптики можна скористатися навчальним комп'ютерним курсом «Відкрита фізика», який охоплює такі моделі: «Фотоефект», «Комптонівське розсіювання», «Постулати Бора», «Лазер: дворівнева модель» та ін.

Страницы: 1 2 3 4

Це цікаво:

Виникнення системи розвивального навчання та етапи її становлення
В середині 20 століття в усіх розвинутих країнах спостерігалася криза у сфері шкільної освіти. Більш – менш успішно навчаючи школярів знанням, вмінням і навичкам, необхідним для функціонування в стандартних ситуаціях, школа виявилася не в змозі дати суспільству людину, яка може не тільки адекватно ...

Особливості розвитку дітей в підлітковому віці
Кожен віковий період готує людину до переходу на більш високий рівень. З роками люди отримують безліч можливостей впливати на оточуючий світ, в той час, як в дитинстві гра – домінуючий засіб в силу недостатньої розвиненості «дорослих» засобів дії та пізнання. Про це говорять Л.С. Виготський, А.С. М ...

Основні види роботи соціального педагога з дітьми «групи ризику»
Будь-яка проблема краще вирішується комплексно. Саме комплексний соціально-педагогічний підхід в роботі з цією категорією дітей і повинен бути покладений в основу розробки соціально-педагогічних технологій роботи з ними. При цьому необхідно враховувати, що соціально-педагогічна робота з дітьми груп ...

Інтерактивні уроки

Інтерактивні уроки

На початку ХХІ століття соціокультурний розвиток людства визначив закріплення складної та суперечливої тенденції, що дістала назву глобалізації.

КАТЕГОРІЇ

Copyright © 2018 - All Rights Reserved - www.novapedahohika.com