Программа факультатива "Волны и кванты"

по физике

“Волны и кванты”

Красный Чикой

2019

Программой предмета физика предусматривается очень сжатый учебный материал. В связи с этим предлагается дополнить и расширить объем за счет факультативного изучения основных разделов. При изучении по разделам обращать особое внимание на полное рассмотрение явлений изучающихся в основном курсе физики и знакомство с практическим применением изученных явлений. Шире использовать дидактический и наглядный материал. Углубить умения и навыки при изучении каждого раздела курса на основе более глубоких знакомств с физическими основами. При прохождении факультатива учащиеся должны знать способы записи и воспроизведение звука, принцип действия оптических приборов, методы получения голографических изображений, общие сведения по астрономии. Программа факультатива рассчитана на 68 часов. Контроль проводится в виде написания рефератов, проектов, изготовление моделей и макетов. Целью факультатива является углубить и систематизировать знания по разделам “Колебания”, “Волны”, “Кванты и частицы”.

Раздел I. Колебания

1. Гармонические колебания

Способы описания гармонических колебаний, гармонический анализ, негармонические колебания, анализ звука.

Обучающийся должен:

знать: задание графика гармонического колебания, гармонический анализ, анализ звука.

уметь: строить графики гармонических колебаний, находить по известным формулам амплитуду, частоту, период и фазу колебаний, определять длину волны, применять на практике полученные знания. Лабораторная работа: “Изучение механических колебаний”.

Самостоятельная работа: “Изготовление крутильного маятника”, “Наблюдение резонанса маятников”, “Изготовление вращающегося волчка”.

1. Переменный ток

Активное, индуктивное и емкостное сопротивление, закон Ома для переменного тока, резонанс при последовательном и переменном соединении элементов цепи переменного тока, сложение электрических гармонических колебаний, трехфазный генератор, асинхронный трехфазный двигатель.

знать: индуктивное и емкостное сопротивление, Закон Ома для цепи переменного тока, резонанс, добротность контура.

уметь: находить связь между фазами силы тока и напряжения, проверять правило Ленца, соединять фазы генератора, измерять сопротивление конденсатора и индуктивность катушки.

Лабораторная работа: “Измерение индуктивности катушки в цепи переменного тока”, “Исследование электрических схем с R-, L-, и С- элементами и определение параметров этих элементов”.

Самостоятельная работа: “Изготовление модели конденсатора”, реферат на тему “Применение и расчет резонанса в технике”.

Раздел II. Волны

2.1 Механические волны

Звуковые волны, зависимость скорости звука от свойств среды, слух человека, механическая запись звука, изготовление граммофонных пластинок, стереофоническая звукозапись, магнитная запись, эффект Доплера, изучение электромагнитных волн электрическим зарядом.

знать: распространение колебаний в упругой среде, звуковые волны, зависимость скорости звука от свойств среды, характеристики звука и слух человека, механическая запись звука, магнитная запись звука.

уметь: описывать способы записи звука, описывать процессы, происходящие при магнитной записи звука.

Самостоятельная работа: “Изучение “Музыки” расчесок”, “Поющий” бокал”, реферат на тему “Эффект Доплера на рисунках”.

1. Фотометрия

Геометрическая оптика как предельный случай волновой оптики, принцип Ферма, аберрация линз, зрительная труба и телескоп.

знать: законы геометрической оптики, принцип Гюйгенса, формулу зеркала, формулу линзы, законы освещенности.

уметь: определять скорость света, силу света, освещенность, строить изображения даваемое линзой, зеркалом, применять известные формулы для решения задач и построений.

Лабораторная работа: “Определение разрешающей способности глаза”, “Определение параметров линзы”.

Самостоятельная работа: “Сборка модели микроскопа”, “Сборка самодельного телескопа- рефрактора”.

1. Электромагнитные волны

Два вида дифракции, применение и изготовление дифракционных решеток, интерференция света, голография.

знать: гипотезу Максвелла, теорию Фарадея, открытие и изучение электромагнитных волн, принцип Гюйгенса-Френеля, спектры, спектральный анализ.

уметь: переходить от закрытого колебательного контура к открытому, определять длину световой волны, наблюдать интерференцию и поляризацию свата.

Лабораторная работа: “Оценка длины световой волны по наблюдению дифракции от щели”.

Самостоятельная работа: реферат на тему “Чем недовольны астрономы”, реферат на тему “Цветовые сообщения из дальних миров”, реферат на тему “Солнечный зайчик и его превращения”.

Раздел III. Кванты и частицы

3.1 Квантово-оптические явления

Закон излучения черного тела, затруднение волновой теории в объяснении фотоэффекта, опыт Боте.

знать: закон Кирхгофа, закон Стефана-Больцмана, внешний и внутренний фотоэффект, типы фотоэлементов, виды излучений.

уметь: наблюдать явление фотоэффекта, определять типы фотоэлементов, определять энергию, импульс и массу фотонов.

Самостоятельная работа: реферат на тему “Использование внешнего фотоэффекта”, реферат на тему “Использование внутреннего фотоэффекта”, реферат на тему “Химическое действие света”.

3.2 Строение атома

Квантование момента импульса, опыт Франка и Герца, устройство газовых лазеров,

знать: закономерности в атомных спектрах водорода, строение атома, гипотезу де Бойля, квантовые числа, принцип Паули, применение лазеров.

уметь: определять серии Бальмера, Лаймана, Пашена, определять радиусы орбит, находить энергию при переходе электрона из одного стационарного состояния в другое.

Самостоятельная работа: “ Сборка схемы опыта Франка и Герца”, реферат на тему “Применение лазеров”, реферат на тему “Нильс Бор”.

3.3 Элементы ядерной физики

Строение атомных ядер, радиоактивные распады, эффект Вавилова – Черенкова, получение и применение радиоактивных изотопов.

знать: закон радиоактивного распада, строение атомного ядра, альфа, бета, гамма-распад, ядерные реакции, эффект Вавилова-Черенкова, деление тяжелых ядер, термоядерные реакции, получение радиоактивных изотопов.

уметь: находить период полураспада, применять правила смещения, находить дефект масс, энергию связи, писать ядерные реакции, определять элементы ядерного реактора.

Самостоятельная работа: реферат на тему “Ученые занимавшиеся исследованием радиоактивных элементов”, реферат на тему “Меченые атомы”, реферат на тему “Получение и применение радиоактивных изотопов”, реферат на тему “Радиоактивность и пища человека”.

1. Космическое излучение и элементарные частицы

Соотношение неопределенностей, взаимные превращения света и вещества, спектры элементарных частиц, кварки.

знать: радиационные пояса Земли, элементарные частицы, античастицы, свойства элементарных частиц.

уметь: определять массы покоя частиц, заряд частицы, спин частицы, среднее время жизни, основной тип распада.

Самостоятельная работа: реферат на тему “Экологические проблемы. Наука и будущее человечества”, реферат на тему “Физика и общечеловеческие ценности”.

Литература:

основная:

1. Самойленко П.И., Сергеев А.В. Физика: учеб. для студ. образоват. учреждений сред. проф. образования/ – М.: Издательский центр “Академия”, 2018. – 400 с..

2. Долицкий А.Б., Заславская Е.Ю., Пустовалов Г.Е. Физическая лаборатория: Учебное пособие для учителей и учащихся. Вып. 2. Тепловые явления. Электродинамика. / Под ред. А. Б. Долицкого, Е. Ю. Заславской. – М.: МИРОС, 2016. – 160 с.: ил.

3. Долицкий А.Б., Заславская Е.Ю., Пустовалов Г.Е. Физическая лаборатория: Учебное пособие для учителей и учащихся. Вып. 3. Вращение твёрдого тела. Колебания волны. – М.: МИРОС, 2. – 80 с.: ил.

4. Объедков Е.С. Физическая микролаборатория / Е.С.Объедков, О.А.Поваляев. – М.: Просвещение. – 2001. – 112 с. – (Библиотека учителя физики).

5. Буров А. В., Дик ДЮ., Зворыкин Б. С. Фронтальные лабораторные занятия по физике в 7 – 11 классах общеобразовательных учреждени: Кн. для учителя - М.: Просвещение, 2000. – 368 с.: ил.

6. Кабардин О. Ф. Факультативный курс физики – М.: Просвящение 1987. 208 с.

Дополнительная:

1. Долицкий А.Б., Заславская Е.Ю., Пустовалов Г.Е. Физическая лаборатория: Учебное пособие для учителей и учащихся. Вып. 2. Тепловые явления. Электродинамика. / Под ред. А.Б. Долицкого, Е.Ю. Заславской. – М.: МИРОС, 1997. – 160 с.: ил.

2. Долицкий А.Б., Заславская Е.Ю., Пустовалов Г.Е. Физическая лаборатория: Учебное пособие для учителей и учащихся. Вып. 3. Вращение твёрдого тела. Колебания волны. – М.: МИРОС, 1997. – 80 с.: ил.

3. Физическая лаборатория: Учебное пособие для учителей и учащихся. Вып. 1. Механика / Под ред. А.Б.Долицкого, Е.Ю.Заславской. – М.: МИРОС, 1997. – 128 с.: ил.

4. Генденштейн Л.Э., Кирик Л.А., Гельфгат И.М. Тетрадь для лабораторных работ для 10 класса.– М.: Илекса, 2006.– 40 с.: ил.

5. Генденштейн Л.Э., Кирик Л.А., Гельфгат И.М. Тетрадь для лабораторных работ для 11 класса. – М.: Илекса, 2006.– 48 с.: ил.

6. Прокофьев В. Л. Физика учебное пособие для техникумов - М.: Высшая школа 1983. 416 с.

1. Ландау Л. Д. Физика для всех - М.: Наука 1974.392 с.

2. Кабардин О. Ф. Физика справочные материалы - М.: Просвещение 1985. 359 с.

3. Андриевский С. К. Книга для чтения по физике – М.: Учпедгиз 1983. 393 с.