СДЕЛАЙТЕ СВОИ УРОКИ ЕЩЁ ЭФФЕКТИВНЕЕ, А ЖИЗНЬ СВОБОДНЕЕ

Благодаря готовым учебным материалам для работы в классе и дистанционно

Скидки до 50 % на комплекты
только до 20.05.2025

Готовые ключевые этапы урока всегда будут у вас под рукой

Организационный момент

Проверка знаний

Объяснение материала

Закрепление изученного

Итоги урока

Методическая разработка по теме 3.26 Виды излучений. Источники света. Спектры и спектральные аппараты.

Категория: Физика

Нажмите, чтобы узнать подробности

СОДЕРЖАНИЕ

Методический лист

3

Примерная хронокарта занятия

5

Исходный материал

9

Приложение №1  Контроль знаний по предыдущей теме

15

Приложение №2  Задания для закрепления и систематизации новых знаний

20

Приложение №3  Задания для предварительного контроля знаний

21

Приложение №4  Контролирующий материал

21

Задание для самостоятельной внеаудиторной работы студентов

23

Список использованных источников

25

 

Показать полностью

Просмотр содержимого документа
«Методическая разработка по теме 3.26 Виды излучений. Источники света. Спектры и спектральные аппараты.»

ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ

«БАРАБИНСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ КОЛЛЕДЖ»


Рассмотрена на заседании

ЦМК ОГСЭД

Протокол № ___________

от ____________ 2019 г.

Председатель ЦМК

Хританкова Н. Ю.

(Ф. И. О.)


______________________

(подпись)


МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

КОМБИНИРОВАННОГО ЗАНЯТИЯ ДЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ


Специальность 34.02.01 Сестринское дело (с базовой подготовкой)


Дисциплина: «Физика»


Раздел 3 Электродинамика. Колебания и волны. Оптика


Тема 3.26 Виды излучений. Источники света. Спектры и спектральные аппараты.



Разработчик – преподаватель Вашурина Т. В.











2019

СОДЕРЖАНИЕ

Методический лист

3

Примерная хронокарта занятия

5

Исходный материал

9

Приложение №1 Контроль знаний по предыдущей теме

15

Приложение №2 Задания для закрепления и систематизации новых знаний

20

Приложение №3 Задания для предварительного контроля знаний

21

Приложение №4 Контролирующий материал

21

Задание для самостоятельной внеаудиторной работы студентов

23

Список использованных источников

25



Выписка из рабочей программы ОУД.08. ФИЗИКА

для специальности 34.02.01 Сестринское дело (с базовой подготовкой)


Наименование разделов и тем

Содержание учебного материала, лабораторные и практические работы, самостоятельная работа обучающихся, курсовая работ (проект) (если предусмотрены)

Объем часов

Тема 3.26 Виды излучений. Источники света. Спектры и спектральные аппараты.


Содержание учебного материала

2


Рассмотреть источники света, виды излучений, спектры и спектральные аппараты. Формирование собственной позиции по отношению к физической информации, получаемой из разных источников. Формирование представлений о роли и месте физики в современной научной картине мира. Отработка навыков решения задач.

Лабораторная работа

-

Практическое занятие

-

Контрольная работа

-

Самостоятельная работа обучающихся:

-написание сообщений: «Виды спектров», «Спектральные аппараты»

- работа с учебником [2, с. 239-253];

- работа с конспектом лекции.

1




МЕТОДИЧЕСКИЙ ЛИСТ



Тип занятия: комбинированный урок.


Вид занятия: беседа, объяснение с демонстрацией наглядных пособий, решение задач.

Продолжительность: 90 минут.



ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯ


Учебные цели: сформировать представления о роли и месте физики в современной научной картине мира; понимание физической сущности наблюдаемых во Вселенной явлений через изучение понятий источники света, виды излучений, спектры и спектральные аппараты; способствовать формированию умения владеть основополагающими физическими понятиями, уверенно пользоваться физической терминологией и символикой. Способствовать формированию умения организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения упражнений (ОК 2).

Развивающие цели: развивать интерес к будущей профессии, понимание сущности и социальной значимости (ОК 1), способствовать формированию умения решать физические задачи.

Воспитательные цели: способствовать развитию коммуникативных способностей; создавать условия для развития скорости восприятия и переработки информации, культуры речи; формировать умение работать в коллективе и команде (ОК 6).



Методы обучения: объяснительно-иллюстративный с использованием информационных технологий, репродуктивный.

Место проведения: аудитория колледжа.







МОТИВАЦИЯ

Тема 3.26 «Виды излучений. Источники света. Спектры и спектральные аппараты» входит в программу по учебной дисциплине Физика и имеет большое значение, т.к. знания, полученные при изучении данной темы необходимы для общего развития каждой личности.

Свет — это поток электромагнитных волн с длиной волны 4 • 10-7—8 • 10-7 м. Электромагнитные волны излучаются при ускоренном движении заряженных частиц. Эти заряженные частицы входят в состав атомов, из которых состоит вещество. Но, не зная, как устроен атом, ничего достоверного о механизме излучения сказать нельзя. Ясно лишь, что внутри атома нет света так же, как в струне рояля нет звука. Подобно струне, начинающей звучать только после удара молоточка, атомы могут «рождать» свет только после их возбуждения.

Для того чтобы атом начал излучать, ему необходимо передать определенную энергию. Излучая, атом теряет полученную энергию и для непрерывного свечения вещества необходим приток энергии к его атомам извне.

На данное занятие отводится 2 учебных часа. Во время комбинированного занятия проводится актуализация знаний в форме устного опроса, с целью проверки остаточных знаний, которые необходимых при изучении нового материала; непосредственное изучение нового материала; первичного закрепление нового материала с помощью решения задач по данной теме. Контроль уровня усвоения нового материала проводится в форме тестирования студентов. Каждому образованному человеку необходимо непрерывно пополнять свои знания в области физики, развивать интерес к будущей профессии, понимать сущность и социальную значимость (ОК 1), научиться организовывать свою деятельность, уметь выбирать методы и способы выполнения задач и в дальнейшем оценивать их качество (ОК2), а также необходимо для будущего медицинского работника научится работать в коллективе и команде (ОК6).

ПРИМЕРНАЯ ХРОНОКАРТА КОМБИНИРОВАННОГО ЗАНЯТИЯ


п/№

Наименование этапа

Время

Цель этапа

Деятельность

Оснащение

преподавателя

студентов

-1-

-2-

-3-

-4-

-5-

-6-

-7-

Организационный этап

2

Организация начала занятия, формирование способности организовывать собственную деятельность (ОК 2).

Приветствие. Проверка готовности аудитории. Отмечает отсутствующих студентов в журнале.

Староста называет отсутствующих студентов. Студенты приводят в соответствие внешний вид, готовят рабочие места.

Журнал, тетради для конспектов.


Контроль знаний по предыдущей теме

15

Оценка уровня сформированности знаний по предыдущей теме. Развитие грамотной речи обучающихся, самоконтроль своих знаний.


Инструктирует и проводит контроль знаний.


Повторяют домашнее задание, отвечают устно.

Вопросы для устного опроса. Приложение 1.


Мотивационный этап и целеполагание

2

Развитие интереса к будущей профессии, понимания сущности и социальной значимости (ОК 1), установка приоритетов при изучении темы.


Объясняет студентам важность изучения данной темы, озвучивает цели занятия.

Слушают, задают вопросы, записывают новую тему в тетради.

Методическая разработка комбинированного занятия, мультимедийная презентация.

Изложение исходной информации

30

Формирование знаний, понимания сущности и социальной значимости своей будущей профессии (ОК 1),

Формирование представления о роли и месте физики в современной научной картине мира; понимание физической сущности наблюдаемых во Вселенной явлений через изучение понятий источники света, виды излучений, спектры и спектральные аппараты; способствовать формированию умения владеть основополагающими физическими понятиями, уверенно пользоваться физической терминологией и символикой.


Излагает новый материал, демонстрирует презентацию.

Слушают, читают материал на слайдах, записывают.

Методическая разработка (исходный материал), мультимедийное оборудование, мультимедийная презентация.

Выполнение заданий для закрепления знаний

17

Закрепление, систематизация, обобщение новых знаний. Отработать навык решения задач. Организация собственной деятельности, выбор типовых методов и способов решения задач, оценка их выполнения (ОК2).

Инструктирует и контролирует выполнение заданий, обсуждает правильность ответов, отвечает на вопросы студентов.

Выполняют задания, слушают правильные ответы после выполнения, вносят коррективы, задают вопросы.

Физика 11 Разноуровневые самостоятельные и контрольные работы А. Кирик стр. 103 начальный уровень №1-6, средний уровень №1-5.

Предварительный контроль новых знаний

10




Оценка эффективности занятия и выявление недостатков в новых знаниях.

Инструктирует и проводит контроль.

Устно отвечают на вопросы.

Вопросы для предварительного контроля знаний.

Приложение 3.

С. р.

Итоговый контроль. Взаимопроверка

10

Закрепление материала, формирование умения делать выводы, обобщать.



Формирование умения работать в команде (ОК6). Контроль усвоения знаний и умений учащихся.

Контролирует ход работы.



Контролирует взаимопроверку, поясняет критерии оценки.

Работают в малых группах, решают задачи по образцу (письменно).


Предоставляют выполненное задание, сопоставляют ответы с эталонами, выставляют оценки.


Контролирующий материал.

Приложение 4.


Слайд презентации с эталонами ответов и критериями отметки.

Подведение итогов занятия

2

Развитие эмоциональной устойчивости, дисциплинированности, объективности оценки своих действий, умения работать в коллективе и команде (ОК6).

Оценивает работу группы в целом. Объявляет оценки, мотивирует студентов, выделяет наиболее подготовленных.


Слушают, участвуют в обсуждении, задают вопросы.

Журнал группы.



Задание для самостоятельной внеаудиторной работы студентов

2

Определить объем информации для самостоятельной работы студента, обратить внимание на значимые моменты.


Дает задание для самостоятельной внеаудиторной работы студентов, инструктирует о правильности выполнения, критериях оценивания.

Записывают задание.

Слайд презентации с домашним заданием.

ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ


План изложения учебного материала по теме

  1. Виды излучений. Тепловое излучение.

  2. Виды излучений. Катодолюминесценция. Хемилюминесценция.

  3. Фотолюминесценция.

  4. Спектры и спектральные аппараты. Распределение энергии в спектре. 

  5. Спектральные аппараты.

  6. Виды спектров.

  7. Непрерывные (или сплошные) спектры.

  8. Линейчатые спектры.

  9. Полосатые спектры.

  10. Спектры поглощения.

1.Свет — это поток электромагнитных волн с длиной волны 4 • 10-7—8 • 10-7 м. Электромагнитные волны излучаются при ускоренном движении заряженных частиц. Эти заряженные частицы входят в состав атомов, из которых состоит вещество. Но, не зная, как устроен атом, ничего достоверного о механизме излучения сказать нельзя. Ясно лишь, что внутри атома нет света так же, как в струне рояля нет звука. Подобно струне, начинающей звучать только после удара молоточка, атомы могут «рождать» свет только после их возбуждения.

Для того чтобы атом начал излучать, ему необходимо передать определенную энергию. Излучая, атом теряет полученную энергию и для непрерывного свечения вещества необходим приток энергии к его атомам извне.

Тепловое излучение. Наиболее простой и распространённый вид излучения — это тепловое излучение, при котором потери атомами энергии на излучение света компенсируются за счет энергии теплового движения атомом (или молекул) излучающего тела. Тепловое излучение это излучение нагретых тел. Чем выше температура тема, тем быстрее движутся в нем атомы. При столкновении быстрых атомов (или молекул) друг с другом часть их кинетической энергии идет на возбуждение атомов, которые затем излучают свет и переходят в невозбужденное состояние.

Тепловыми источниками излучения являются, например, Солнце и обычная лампа накаливания. Лампа очень удобный, но малоэкономичный источник света. Лишь около 12% всей энергии, выделяемой в нити лампы электрическим током, преобразуется в энергию света. Наконец, тепловым источником света является также пламя. Крупинки сажи (не успевшие сгореть частицы топлива) раскаляются за счет энергии, выделяющейся при сгорании топлива, и испускают свет.

Электролюминесценция. Энергия, необходимая атомам для излучения света, может поступать и из нетепловых источников. При разряде в газах электрическое поле сообщает электронам большую кинетическую энергию. Быстрые электроны испытывают неупругие соударения с атомами. Часть кинетической энергии электронов идет на возбуждение атомов. Возбужденные атомы отдают энергию в виде световых волн. В результате этого разряд в газе сопровождается свечением. Это электролюминесценция. Северное сияние — тоже проявление электролюминесценции. Потоки заряженных частиц, испускаемых Солнцем, захватываются магнитным полем Земли. Они возбуждают у магнитных полюсов Земли атомы верхних слоев атмосферы, из-за чего эти слои светятся. Явление электролюминесценции используется в трубках для рекламных надписей.

2.Катодолюминесценция. Свечение твердых тел, вызванное бомбардировкой их электронами, называют катодолюминесценцией. Благодаря катодолюминесценции светятся экраны электронно-лучевых трубок телевизора.

Хемилюминесценция. При некоторых химических реакциях, идущих с выделением энергии, часть этой энергии непосредственно расходуется на излучение света. Источник света остается холодным (он имеет температуру окружающей среды). Это явление называется хемилюминесценцией. Почти каждый из вас, вероятно, знаком с ним. Летом в лесу можно ночью увидеть насекомое — светлячка. На теле у него «горит» маленький зеленый «фонарик». Вы не обожжете пальцев, поймав светлячка. Светящееся пятнышко на его спинке имеет почти ту же температуру, что и окружающий воздух. Свойством светиться обладают и другие живые организмы: бактерии, насекомые, многие рыбы, обитающие на большой глубине. Нередко светятся в темноте кусочки гниющего дерева.

3.Фотолюминесценция. Падающий на вещество свет частично отражается и частично поглощается. Энергия поглощаемого света в большинстве случаев вызывает лишь нагревание тел. Однако некоторые тела сами начинают светиться непосредственно под действием падающего на них излучения. Это и есть фотолюминесценция. Свет возбуждает атомы вещества (увеличивает их внутреннюю энергию), и после этого они высвечиваются сами. Например, светящиеся краски, которыми покрывают елочные игрушки, излучают свет после их облучения.
 Вавилов Сергей Иванович (1891 —1951)— советский физик, государственный и общественный деятель, президент АН СССР в 1945—1951 гг. Основные научные труды посвящены физической оптике, и в первую очередь фотолюминесценции. Под его руководством была разработана технология изготовления ламп дневного света и развит метод люминесцентного анализа химического состава веществ. Под его руководством П. А. Черенков открыл в 1934 г. излучение света электронами, движущимися в среде со скоростью, превышающей скорость света в этой среде.

Излучаемый при фотолюминесценции свет имеет, как правило, большую длину волны, чем свет, возбуждающий свечение. Это можно наблюдать экспериментально. Если направить на сосуд с флюоресценом (органический краситель) световой пучок, пропущенный через фиолетовый светофильтр, то эта жидкость начинает светиться зелено-желтым светом, т. е. светом с большей длиной волны, чем у фиолетового света.

Явление фотолюминесценции широко используется в лампах дневного света. Советский физик С. И. Вавилов предложил покрывать внутреннюю поверхность разрядной трубки веществами, способными ярко светиться под действием коротковолнового излучения газового разряда.

Лампы дневного света примерно в 3—4 раза экономичнее обычных ламп накаливания.

Из перечисленных основных видов излучений самое распространенное — тепловое излучения.

4. Спектры и спектральные аппараты
Распределение энергии в спектре. 

Ни один из источников не дает монохроматического света, т. е. света строго определенной длины волны. В этом нас убеждают опыты по разложению света в спектр с помощью призмы, а также опыты по интерференции и дифракции.

Та энергия, которую несет с собой свет от источника, определенным образом распределена по волнам всех длин волн (или частотам), входящим в состав светового пучка. Плотность потока электромагнитного излучения, или интенсивность, определяется энергией  W, приходящейся на все частоты. Для характеристики распределения излучения по частотам нужно ввести новую величину: интенсивность, приходящуюся на единичный интервал частот. Эту величину называют спектральной плотностью потока излучения. Обозначим ее через /(v). Тогда интенсивность излучения, приходящаяся на небольшой спектральный интервал  v, равна /(v)  v. Суммируя подобные выражения по всем частотам спектра, мы получим плотность потока излучения /.

Спектральную плотность потока излучения на разных частотах можно найти экспериментально. Для этого надо с помощью призмы получить спектр излучения, например электрической дуги, и измерить плотность потока излучения, приходящегося на небольшие спектральные интервалы шириной  v. Зрительно оценить (приблизительно) распределение энергии нельзя, так как глаз обладает избирательной чувствительностью к свету: максимум его чувствительности лежит в желто-зеленой области спектра. Лучше всего воспользоваться свойством очень черного тела почти полностью поглощать свет всех длин волн. При этом энергия излучения (т. е. света) вызывает нагревание тела. Поэтому достаточно измерить температуру тела и по ней судить о количестве поглощенной в единицу времени энергии.

По результатам таких опытов можно построить кривую зависимости спектральной плотности интенсивности излучения от частоты (рис. 10.1). Эта кривая даст наглядное представление о распределении энергии в видимой части спектра электрической дуги.

 

5.Спектральные аппараты. Для точных исследований спектров такие простые приспособления, как узкая щель, ограничивающая световой пучок, или призма, уже недостаточны. Необходимы приборы, дающие четкий спектр, т. е. приборы, хорошо разделяющие волны различной длины и не допускающие (или почти не допускающие) перекрывания отдельных участков спектра. Такие приборы называют спектральными аппаратами. Их основной частью является призма или дифракционная решетка.
 
 
Рассмотрим, например, схему устройства призменного спектрального аппарата (рис. 10.2). Исследуемое излучение поступает вначале в часть прибора, называемую коллиматором. Коллиматор представляет собой трубу, на одном конце которой имеется ширма с узкой щелью, а на другом — собираюпдая линза L1. Щель находится на фокусном расстоянии отлинзы. Поэтому расходящийся световой пучок, попадающий на линзу из щели, выходит из нее параллельным пучком и падает на призму Р.

Так как разным частотам соответствуют различные показатели преломления, то из призмы выходят параллельные пучки, не совпадающие по направлению. Они падают на линзу L2. На фокусном расстоянии от этой линзы располагается экран — матовое стекло или фотопластинка. Линза L2 фокусирует параллельные пучки лучей на экране, и вместо одного изображения щели получается целый ряд изображений. Каждой частоте (точнее, узкому спектральному интервалу) соответствует свое изображение. Все эти изображения вместе и образуют спектр.

Описанный прибор называется спектрографом. Если вместо второй линзы используется зрительная труба для визуального наблюдения спектров, то прибор называется спектроскопом. Призмы и другие детали спектральных аппаратов изготовляются не только из стекла. Вместо стекла применяют и такие прозрачные материалы, как кварц, каменная соль и др.

6.Виды спектров

Спектральный состав излучения веществ весьма разнообразен. Но, несмотря на это, все спектры, как показывает опыт, можно разделить на три типа.

Непрерывные спектры. Солнечный спектрили спектр дугового фонаря является непрерывным. Это означает, что в спектре представ.тены волны всех длин волн. В спектре нет разрывов, и на экране спектрографа можно видеть сплошную разноцветную полосу (см. рис. V, 1 на цветной вклейке).

Распределение энергии по частотам, т. е. спектральная плотность интенсивности излучения, для разных тел различно. Например, тело с очень черной поверхностью излучает электромагнитные волны всех частот, но кривая зависимости спектральной плотности интенсивности излучения от частоты имеет максимум при определенной частоте Vmax (рис. 10.3). Энергия излучения, приходящаяся на очень малые (V - 0) и очень большие (v - v  ) частоты, ничтожно мала. При повышении температуры тела максимум спектральной плотности излучения смещается в сторону коротких волн.

7.Непрерывные (или сплошные) спектры, как показывает опыт, дают тела, находящиеся в твердом или жидком состоянии, а также сильно сжатые газы. Для получения непрерывного спектра нужно нагреть тело до высокой температуры.

Характер непрерывного спектра и сам факт его существования не только определяются свойствами отдельных излучающих атомов, но и в сильной степени зависят от взаимодействия атомов друг с другом.

Непрерывный спектр дает также высокотемпературная плазма. Электромагнитные волны излучаются плазмой в основном при столкновениях электронов с ионами.

8. Линейчатые спектры. Внесем в бледное пламя газовой горелки кусочек асбеста, смоченный раствором обыкновенной поваренной соли. При наблюдении пламени в спектроскоп увидим, как на фоне едва различимого непрерывного спектра пламени вспыхнет яркая желтая линия (см.рис. V, 2 на цветной вклейке).
 
Эту желтую линию дают пары натрия, которые образуются при расщеплении молекул поваренной соли в пламени. На цветной вклейке приведены также спектры водорода и гелия. Каждый из спектров — это частокол цветных линий различной яркости, разделенных широкими темными полосами. Такие спектры называются линейчатыми. Наличие линейчатого спектра означает, что вещество излучает свет только вполне определенных длин волн (точнее, в определенных очень узких спектральных интервалах). На рисунке 10.4 показано примерное распределение спектральной плотности интенсивности излучения в линейчатом спектре. Каждая линия имеет конечную ширину.
 
Линейчатые спектры дают все вещества в газообразном атомарном (но не молекулярном) состоянии. В этом случае свет излучают атомы, которые практически не взаимодействуют друг с другом. Это самый фундаментальный, основной тип спектров.

Изолированные атомы излучают свет строго определенных длин волн.

Обычно для наблюдения линейчатых спектров используют свечение паров вещества в пламени или свечение газового разряда в трубке, наполненной исследуемым газом.

При увеличении плотности атомарного газа отдельные спектральные линии расширяются, и, наконец, при очень большом сжатии газа, когдаa взаимодействие атомов становится существенным, эти линии перекрывают друг друга, образуя непрерывный спектр.

9.Полосатые спектры. Полосатый спектр состоит из отдельных полос, разделенных темными промежутками. С помощью очень хорошего спектрального аппарата можно обнаружить, что каждая полоса представляетет собой совокупность большого числа очень тесно расположенных линий. В отличие от линейчатых спеутров полосатые спектры образуются не атомами, а молекулами, не связанными или слабо связанными друг с другом.

Для наблюдения молекулярных спектров так же, как и для наблюдения линейчатых спектров, используют свечение паров вещества в пламени или свечение газового разряда.

10.Спектры поглощения. Все вещества, атомы которых находятся в возбужденном состоянии, излучают световые волны. Энергия этих волн определенным образом распределена по длинам волн. Поглощение света веществом также зависит от длины волны. Так, красное стекло пропускает волны, соответствующие красному свету (   8 • 10-5 см), и поглощает все остальные.

Если пропускать белый свет сквозь холодный, не излучающий газ, то на фоне непрерывного спектра источника появляются темные линии. Газ поглощает наиболее интенсивно свет именно тех длин волн, которые он сам испускает в сильно нагретом состоянии. Темные линии на фоне непрерывного спектра — это линии поглощения, образующие в совокупности спектр поглощения.

Существуют непрерывные, линейчатые и полосатые спектры излучения и столько же видов спектров поглощения.




ПРИЛОЖЕНИЕ №1

КОНТРОЛЬ ЗНАНИЙ ПО ПРЕДЫДУЩЕЙ ТЕМЕ (устно)

«Виды излучений. Источники света. Спектры и спектральные аппараты»


Студенту предлагается дать развернутый ответ на каждый из следующих пунктов:

  1. Открытие теории относительности

  2. Постулаты теории относительности

  3. Теория эфира

  4. Относительность пространства и времени

  5. Объединение массы и энергии

  6. Основные формулы СТО



Эталоны ответов.



1. Открытие теории относительности.

В 1905 году Альберт Эйнштейн опубликовал специальную теорию относительности (СТО), которая объясняла, как интерпретировать движения между различными инерциальными системами отсчета – попросту говоря, объектами, которые движутся с постоянной скоростью по отношению друг к другу.

 

Эйнштейн объяснил, что когда два объекта двигаются с постоянной скоростью, следует рассматривать их движение друг относительно друга, вместо того чтобы принять один из них в качестве абсолютной системы отсчета.

 

Так что, если два космонавта, вы и, допустим, Герман, летите на двух космических кораблях и хотите сравнить ваши наблюдения, единственное, что вам нужно знать – это ваша скорость относительно друг друга.

 

Специальная теория относительности рассматривает лишь один специальный случай (отсюда и название), когда движение прямолинейно и равномерно. Если материальное тело ускоряется или сворачивает в сторону, законы СТО уже не действуют. Тогда в силу вступает общая теория относительности (ОТО), которая объясняет движения материальных тел в общем случае.

 

2.Постулаты теории относительности

Теория Эйнштейна базируется на двух основных принципах:

 

1. Принцип относительности: физические законы сохраняются даже для тел, являющихся инерциальными системами отсчета, т. е. двигающимися на постоянной скорости относительно друг друга.  


2. Принцип скорости света: скорость света остается неизменной для всех наблюдателей, независимо от их скорости по отношению к источнику света. (Физики обозначают скорость света буквой с).

 

Одна из причин успеха Альберта Эйнштейна состоит в том, что он ставил экспериментальные данные выше теоретических. Когда в ряде экспериментов обнаружились результаты, противоречащие общепринятой теории, многие физики решили, что эти эксперименты ошибочны.

 

Альберт Эйнштейн был одним из первых, кто решил построить новую теорию на базе новых экспериментальных данных.

 

3.Теория эфира. В конце 19 века физики находились в поиске таинственного эфира – среды, в которой по общепринятым предположениям должны были распространяться световые волны, подобно акустическим, для распространения которых необходим воздух, или же другая среда – твердая, жидкая или газообразная. Вера в существование эфира привела к убеждению, что скорость света должна меняться в зависимости от скорости наблюдателя по отношению к эфиру.

 

Альберт Эйнштейн отказался от понятия эфира и предположил, что все физические законы, включая скорость света, остаются неизменными независимо от скорости наблюдателя – как это и показывали эксперименты. 

 

4.Относительность пространства и времени.

В СТО Эйнштейна постулируется фундаментальная связь между пространством и временем. Материальная Вселенная, как известно, имеет три пространственных измерения: вверх-вниз, направо-налево и вперед-назад. К нему добавляется еще одно измерение – временное. Вместе эти четыре измерения составляют пространственно-временной континуум.

 

Если вы двигаетесь с большой скоростью, ваши наблюдения относительно пространства и времени будут отличаться от наблюдений других людей, движущихся с меньшей скоростью.

 

На картинке ниже представлен мысленный эксперимент, который поможет понять эту идею. Представьте себе, что вы находитесь на космическом корабле, в руках у вас лазер, с помощью которого вы посылаете лучи света в потолок, на котором закреплено зеркало. Свет, отражаясь, падает на детектор, который их регистрирует. 

 

Сверху – вы послали луч света в потолок, он отразился и вертикально упал на детектор. Снизу – для Германа ваш луч света двигается по диагонали к потолку, а затем – по диагонали к детектору

Допустим, ваш корабль двигается с постоянной скоростью, равной половине скорости света (0.5c). Согласно СТО Эйнштейна, для вас это не имеет значения, вы даже не замечаете своего движения.

Однако Герман, наблюдающий за вами с покоящегося звездолета, увидит совершенно другую картину. С его точки зрения, луч света пройдет по диагонали к зеркалу на потолке, отразится от него и по диагонали упадет на детектор.

Другими словами, траектория луча света для вас и для Германа будет выглядеть по-разному и длина его будет различной. А стало быть и длительность времени, которое требуется лазерному лучу для прохождения расстояния к зеркалу и к детектору, будет вам казаться различным. 

Это явление называется замедлением времени: время на звездолете, движущимся с большой скоростью, с точки зрения наблюдателя на Земле течет значительно медленнее. 

 

Этот пример, равно как и множество других, наглядно демонстрирует неразрывную связь между пространством и временем. Эта связь явно проявляется для наблюдателя, только когда речь идет о больших скоростях, близких к скорости света.

Эксперименты, проведенные со времени публикации Эйнштейном своей великой теории, подтвердили, что пространство и время действительно воспринимаются по-разному в зависимости от скорости движения объектов.
 

5.Объединение массы и энергии.

В своей знаменитой статье, опубликованной в 1905 году, Эйнштейн объединил массу и энергию в простой формуле, которая с тех пор известна каждому школьнику: E=mc^2.

 

 

Согласно теории великого физика, когда скорость материального тела увеличивается, приближаясь к скорости света, увеличивается и его масса. Т.е. чем быстрее движется объект, тем тяжелее он становится. В случае достижения скорости света, масса тела, равно как и его энергия, становятся бесконечными. Чем тяжелее тело, тем сложнее увеличить его скорость; для ускорения тела с бесконечной массой требуется бесконечное количество энергии, поэтому для материальных объектов достичь скорости света невозможно.

 

До Эйнштейна концепции массы и энергии в физике рассматривались по отдельности. Гениальный ученый доказал, что закон сохранения массы, как и закон сохранения энергии, являются частями более общего закона массы-энергии.

 

Благодаря фундаментальной связи между этими двумя понятиями, материю можно превратить в энергию, и наоборот – энергию в материю.



6.Основные формулы СТО.



Критерии оценки:

Оценка «5» - на поставленный вопрос студент дал полный развернутый ответ и ответил на дополнительный вопрос;

Оценка «4» - на поставленный вопрос студент дал полный развернутый ответ, но не ответил на дополнительный вопрос;

Оценка «3» - на поставленный вопрос студент дал неполный ответ и не смог ответить на дополнительный вопрос;

Оценка «2» - не ответил на поставленный вопрос.





ПРИЛОЖЕНИЕ №2

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ И СИСТЕМАТИЗАЦИИ НОВЫХ ЗНАНИЙ (письменно, не оценивается)


Физика 11 Разноуровневые самостоятельные и контрольные работы А. Кирик стр. 103 начальный уровень №1-6, средний уровень №1-5.



Эталоны ответов к заданиям для закрепления и систематизации


Уровень /№

1

2

3

4

5

Средний уровень

15

400 нм

1010!; 2020!

600 нм

162 нм



ПРИЛОЖЕНИЕ № 3

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ

(Устно, не оценивается. Эталоны ответов к вопросам для предварительного контроля знаний содержатся в исходном материале)

  1. Какие источники света вам известны?

  2. Какие виды излучений вам известны?

  3. Что является тепловым источником излучения?

  4. Что является электролюминесцентным источником излучения?

  5. Что является катодолюминесцентным источником излучения?

  6. Что является хемилюминесцентным источником излучения?

  7. Что является фотолюминесцентным источником излучения?

  8. Как распределена энергия в спектре?

  9. Что называют спектральной плотностью потока излучения?

  10. Какие виды спектров вам известны?



ПРИЛОЖЕНИЕ №4

КОНТРОЛИРУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ (письменно)

Тест

1. Тепловое излучение – это излучение, возникающее за счет

а) внутренней энергии излучающего тела;

б) энергии электронов, бомбардирующих поверхность твердого тела;

в) энергии электромагнитных волн, поглощенных излучающим теплом;

г) энергии, выделяющейся при некоторых химических реакциях


2. Непрерывные (сплошные) спектры дают тела, находящиеся

а) только в твердом состоянии при очень больших температурах;

б) в газообразном молекулярном состоянии, в котором молекулы не связаны или слабо связаны друг с другом;

в) в газообразном атомарном состоянии, в котором атомы практически не взаимодействуют друг с другом;

г) в твердом или жидком состоянии, а также сильно сжатые газы


3. Спектры поглощения бывают

а) только непрерывные и полосатые;

б) непрерывные, линейчатые и полосатые;

в) только непрерывные и линейчатые;

г) только линейчатые и полосатые


4. Длины волн (частоты) линейчатого спектра какого-либо вещества зависят

а) от свойств этого вещества и от способа возбуждения свечения его атомов;

б) только от свойств атомов этого вещества;

в) только от способов возбуждения свечения атомов этого вещества;

г) от свойств атомов этого вещества, от способов возбуждения их свечения, а также от оптических свойств среды, в которой они находятся


5. С помощью спектрального анализа были открыты новые элементы …

А. литий и натрий

Б. литий и калий

В. рубидий и цезий



Эталоны ответов к заданиям контролирующего материала:

Номер задания

1

2

3

4

5

ответы

В

Г

Б

Б

В


Критерии оценки:

за 3 правильных ответа – «3» балла;

за 4 правильных ответа – «4» балла;

за 5 правильных ответов – «5» баллов.





ЗАДАНИЕ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ВНЕАУДИТОРНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ

Цель: Определить объем информации для самостоятельной работы студента, обратить внимание на значимые моменты.


Время для выполнения задания: 45 минут.

Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев, Н. Н. Соцкий, Физика. 11 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений (с приложением на электронном носителе). Базовый и профильный уровни - М.: Просвещение, 2011 г., с. 239-253, параграфы 80-83 прочитать, конспект выучить. Подготовить сообщение по теме: «Виды спектров», «Спектральные аппараты» (по желанию студента).


Критерии оценки:

  • студент выучил конспект – «3» балла;

  • студент прочитал параграфы и выучил конспект, не ответил на дополнительный вопрос по теме – «4» балла;

  • студент выучил конспект, владеет информацией из учебника, ответил на дополнительный вопрос по теме – «5» баллов.

  • Студент подготовил сообщение, соответствующий требованиям, ответил на дополнительный вопрос - «5» баллов.



ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ СООБЩЕНИЯ


1. Сообщение оформляется на компьютере, сдается преподавателю в мультифоре.

2. Шрифт Times New Roman, 14 пт, межстрочный интервал – одинарный, поля по 1,5 см справа и слева, текст выравниваются по ширине, заголовок – посредине. Ф.И. автора – по правому краю.

3. Объем сообщения – 2-3 страницы формата А4; время выступления – не более 5 минут.

4. В сообщении не выделяются главы; недопустимы орфографические ошибки, опечатки, записи и исправления ручкой или карандашом.

5. В конце сообщения указывается список информационных источников.

6. Сообщение может сопровождаться мультимедийной презентацией (по желанию автора).




Например,

ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ


Иванов Максим, студент 219 группы

отделения Сестринское дело


Существуют различные типы машин, которые реализуют в своей работе превращение одного вида энергии в другой. Тепловой двигатель – устройство, превращающее внутреннюю энергию топлива в механическую энергию….

Информационные источники:

  1. Применение двигателей внутреннего сгорания [Электронный ресурс]/ nsportal// Режим доступа: http://nsportal.ru/shkola/mezhdistsiplinarnoe-obobshchenie/library/2011/12/07/ultrazvuk-i-ego-primenenie-v-meditsine

  2. Устройство двигателя внутреннего сгорания [Электронный ресурс]/ rasteniya-lecarstvennie// Режим доступа: http://www.rasteniya-lecarstvennie.ru/20218-primenenie-ultrazvuka-v-medicine-i-tehnike-kratko.html

  3. Физика вокруг нас – неизвестное об известном [Электронный ресурс]/ physicsaroundus.weebly// Режим доступа: http://physicsaroundus.weebly.com/1059108311001090108810721079107410911082.html

!!! Определите самостоятельно, соответствует ли Ваше сообщение требованиям к оформлению. Для этого внимательно прочтите их и подчеркните каждое выполненное требование. Проведите коррекцию работы по тем требованиям, которые не выполнены.













СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ



  1. Калькулятор Справочный портал [Электронный ресурс]/ Calc // Режим доступа https://www.calc.ru/Difraktsiya-Voln.html

  2. Наука [Электронный ресурс]/ Science // Режим доступа http://ru.science.wikia.com/wiki/Специальная_теория_относительности

  3. Спектры и спектральные аппараты [Электронный ресурс]/ Lektsii. // Режим доступа https://lektsii.org/7-49111.html

  4. Теория относительности [Электронный ресурс]/ Naked-science // Режим доступа https://naked-science.ru/article/nakedscience/einsteins-special-relativity

  5. Тест «Виды излучений. Спектры. Спектральный анализ»[Электронный ресурс]/ /Nsportal // Режим доступа https://nsportal.ru/shkola/fizika/library/2017/03/06/test-vidy-izlucheniy-spektry-spektralnyy-analiz


Скачать

Рекомендуем курсы ПК и ППК для учителей

Вебинар для учителей

Свидетельство об участии БЕСПЛАТНО!