Приглашаем к участию в проекте «300 ИнтелШкол-2012»

Материал из Letopisi.Ru — «Время вернуться домой»

Программа элективного курса «Световые явления в живой и неживой природе и светотехника» 10-11 класс (68 часов)

Автор: учитель физики высшей квалификационной категории МОУ средней школы № 41 г.о. Тольятти Вдовенко Зинаида Васильевна

Пояснительная записка

Современный этап экономического развития России усилил востребованность на рынке трудовых ресурсов профессий и специальностей инженерного профиля. Физика, наряду с другими предметами естественно-научного профиля образования, является фундаментальной основой подготовки будущих инженеров в различных отраслях производства. Предлагаемый курс в первую очередь ориентирован на учащихся 10 и 11 профильных классов, которые изучают физику на уровне профильной и углубленной программы, а также для всех старшеклассников, имеющих образовательные потребности в сфере физики. Кроме того, курс ориентирован на повышение общей эрудированности обучающихся в физических основах физиологии человека и медицины.

В этом курсе более полно осуществляется знакомство с основными направлениями научно-технического прогресса, а так же пробуждение интереса к будущей профессии. В программном, методическом и педагогическом отношении курс построен таким образом, чтобы у каждого учащегося на базе основных физических понятий, законов и принципов сформировать адекватный естественнонаучный взгляд на окружающий мир и мир техники, сформировать навыки и умения решения задач с техническим содержанием. Все это позволяет от знаний о применения физических явлений на практике и принципа действия конкретных технических установок перейти к пониманию роли физики в решении технико-экономических и экологических проблем различных областей народного хозяйства.

Программа предусматривает более широкое использование математических знаний учащихся. В формировании научного мировоззрения важным является взаимосвязь условий и границ применяемости физических законов, понятий и теорий. Отказ от решения большого числа количественных задач позволяет сосредоточить внимание учащихся на качественном рассмотрении физических процессов, на их проявление в природе и использование в технике.

Цель программы курса: углубление содержания основного курса физики и усиления его прикладной направленности, ознакомление с более широким кругом технико-технологических приложений, изучаемых теорий.

Задачи курса:

1. Сформировать естественнонаучные представления о явлениях и законах окружающего мира, с которыми учащиеся 10 и 11 профильных классов непосредственно сталкиваются в жизни, в повседневном опыте, природу которых пытаются постичь.
2. Cформировать углубленные представления об одном из направлений физической науки – геометрической и физической оптики.
3. Развить умения и навыки научного наблюдения, эксперимента, решения экспериментальных задач.
4. Продолжить формирование представлений, в рамках искусственно-технического, инженерного подхода, о практическом использовании научных знаний по физической и геометрической оптике в решении частных технических задач.
5. Сформировать представление о роли физики в решении технико-экономических и экологических проблем различных областей народного хозяйства.

Учебный процесс строится на основе широкого практического использования техники и оборудования физической лаборатории, самостоятельного решения старшеклассниками экспериментальных задач, проведения опытов. Значительная часть отведенного учебного времени отводится на практическую деятельность обучающихся. Тематика курса не повторяет содержание основной программы по физике, большое внимание уделено темам не вошедшим в основное содержание предмета и (или) рассматриваемым на ознакомительном уровне. В основе обучения эвристический частично-поисковый и исследовательский (проектный) методы обучения. Формы организации учебного процесса: лабораторные и практические работы, экскурсии, демонстрация и наблюдение физических оптических явления, решение теоретических и практических задач, ученическая конференция.

Программа расчитанна на два года обучения. Общее количество часов отведенных на курс - 68 (по 34 академических часа в 10 и 11 классе).

Материальные ресурсы, необходимые для освоения программы курса.

Электрифицированная, полностью укомплектованная физическая лаборатория:

- спектрально-оптический прибор (спектроскоп); - набор линз, зеркал; - компьютер и мультимедийный проектор; - экран; - дифракционная решетка; - телескоп, микрофон; - фотокамера; - кодоскоп; - лазер; - магнитная доска; - плоско-параллельная пластина - оптическая шайба; - модель строения глаза; - модель перископа; - телевизор, видеомагнитофон, учебные видеофильмы по геометрической и физической оптики; - набор физической оптики; - светофильтры; - источник переменного напряжения; - установки для наблюдения интерференции и дифракции; - набор таблиц по геометрической и физической оптике.

Содержание программы «Световые явления в живой и неживой природе и светотехника» 10 – 11 классы (68 ч)

Тема 1. Свет и зрение (9 ч).

Свет и зрение. Различные источники света. Законы геометрической оптики. Отражение света. Плоское зеркало. Построение изображения в плоскости. Независимость световых пучков. Свет и тень (полутень).

Лабораторная работа № 1: «Изготовление камеры-обскура». Лабораторная работа № 2: «Изготовление калейдоскопа и перископа». Практическая работа № 1: «Изучение процесса отражения света от плоских зеркал в различных физических приборах». Практическая работа № 2: «Наблюдение изображений в плоском зеркале и его построение». Решение задач на законы отражения.

Демонстрации: 1. Изображение в плоском зеркале; 2. Независимость световых пучков; 3. Образование тени и полутени.

Тема 2. Сферические зеркала (4 ч).

Сферическое зеркало. Ход лучей в сферическом зеркале. Практическое использование вогнутых зеркал (фары, прожектора, телескопа).

Лабораторная работа № 3: «Построение изображения с помощью вогнутого зеркала и определение его фокусного расстояния.

Решение задач по сферическим зеркалам.

Демонстрация: 1. Ход лучей в сферических зеркалах.

Тема 3. Явление преломления света (9 ч).

Явление преломления света. Полное внутреннее отражение. Распространение света в неоднородной среде. Миражи. Световоды.

Лабораторная работа № 4: «Определение показателя преломления стекла с помощью микроскопа».

Решение практических задач на закон преломления света. Решение задач на полное внутреннее отражение.

Экскурсия в медицинское учреждение.

Демонстрация: 1. Преломление в плоскопараллельной пластине; 2. Полное внутреннее отражение; 3. Преломление лучей в глазах человека.

Тема 4. Линзы (7 ч).

Линзы – оптический прибор. Ход лучей в линзах (собирающих и рассеивающих). Использование линз в проекционных аппаратах, фотоаппаратах.

Фотография, ее использование в различных процессах (для изучения).

Лабораторная работа № 5: «Определение фокусного расстояния рассеивающей линзы». Лабораторная работа № 6: «Принцип работы проекционного аппарата».

Практическая работа № 3 «Определение фокусного расстояния рассеивающей линзы с помощью собирающей линзы»

Решение задач: по линзам, по определению увеличения, получаемого объективом фотоаппарата, лупой.

Демонстрация: 1. Ход лучей в собирающей линзе; 2. Ход лучей в рассеивающей линзе; 3. Оптический прибор «Кодоскоп»

Тема 5. Излучение и спектры (5 ч).

Виды спектров. Спектральные аппараты. Спектральный анализ. Инфракрасное излучение. Ультрафиолетовое излучение.

Доклады учащихся на ученической конференции (круглый стол) «Ультрафиолетовое излучение, его практическое использование в медицине, криминалистике, в геологии» 1. Использование спектрального анализа в промышленности и криминалистике; 2. Ультрафиолетовое излучение в медицине, криминалистике, геологии. Демонстрация: 1. Спектр белого цвета; 2. Принципы работы спектрального аппарата; 3. Виды спектров (таблицы); 4. Наблюдение через светофильтры.

Тема 6. Глаз. Очки. Дефекты зрения (12 ч).

Глаз – живой оптический прибор. Дефекты зрения. Зрение двумя глазами. Исправление дефектов зрения. Очки. Зрительные иллюзии. Послеобразы.

Стереоскопическое зрение. Цветное зрение. Дальтонизм.

Лабораторная работа № 7: «Определение спектральных границ, чувствительности глаза».

Практическая работа № 4: «Определение увеличения лупы»

Ученическая конференция «Солнечное излучение – источник жизни на Земле»

Демонстрации: 1. Модель строения человеческого глаза; 2. Дальнозоркость, близорукость, нормальное зрение. Способы исправления аномалий зрения. 3. Работа с лупой. 4. Параллакс. Стереоскопическое зрение. 5. Зрительные иллюзии.

Тема 7. Физическая оптика, световые волны (22 ч).

Интерференция света, дифракция света, дифракционная решетка. Применение голографии. Поляризация света, ее практическое использование.

Лабораторная работа № 8: «Определение длины световой волны с помощью дифракционной решетки». Лабораторная работа № 9 «Получение оптических изображений с помощью отверстия в непрозрачном экране». Лабораторная работа № 10: «Оценка длины световой волны по наблюдению дифракции от тени». Лабораторная работа № 11: «Определение разрешающей способности глаза».

Посещение выставки голографии.

Решение задач по интерференции и дифракции.

Предварительная защита проектов уч-ся.

Итоговая ученическая конференция. Презентация результатов проектной деятельности. Публичная защита рефератов и проектов по темам: «Оптика в военном деле», «Оптика в автоматике», «Оптика в криминалистике», «Фототехника», «Оптика в средствах связи», «Оптика в неживой природе».

Методическая часть

Требования к уровню знаний и умений, полученных в результате обучения:N

1. Знать различные источники света, виды линз и зеркал, различные фотоаппараты, виды спектров и излучения, дефекты зрения и способы их устранения.
2. Приводить примеры практического использования линз, зеркал, призм в различных оптических приборах, использования волоконной оптики, применение спектрального анализа в различных отраслях промышленности, использования явления интерференции в просветлении оптики, для проверки качества обработки поверхности.
3. Определять фокусное расстояние сферического зеркала, фокус линзы.
4. Описывать, как происходит отражение света от плоского зеркала, ход лучей в любом оптическом приборе, как происходит образование тени и

полутени, где используются сферические зеркала, принцип действия эндоскопа, телескопа и микроскопа.

1. Строить изображение в плоском зеркале, в собирающей и рассеивающей линзах, ход лучей в трехгранной призме, в близоруком и дальнозорком

глазе.

1. Определять фокусное расстояние сферического зеркала, собирающей и рассеивающей линз, показатель преломления стекла, спектральную границу чувствительности человеческого глаза, единицу чувствительности человеческого глаза, длину световой волны с помощью дифракционной решетки.
2. Вычислять фокус линзы, зеркала по формулам, показатель преломления стекла, вычислять период дифракционной решетки и длину световой волны.
3. Решать задачи с практическим содержанием на законы отражения, преломления, на полное внутреннее отражение, на расчет формулы линзы, на явления интерференции и дифракции.
4. Объяснять результаты наблюдений и экспериментов, объяснять, что такое миражи, как они образуются, объяснять причину образования радуги, что такое волоконная оптика, причину появления рентгеновского излучения, причину близорукости и дальнозоркости, условия дифракции и интерференции, что такое голография.
5. Собирать установки: камеру-обскура, модель калейдоскопа, установку для определения фокусного расстояния линз, зеркал, установку для наблюдения явления интерференции, дифракции.

Основными критериями эффективности реализации программы являются следующие:

- 80-100% положительных оценок курса со стороны обучающихся; - уровень обученности по программе курса не менее 75%; - 100% участие учащихся в проектной деятельности и публичном представление продукта проектной деятельности.

Список рекомендуемой литературы

1. Зисман Г.А., Тодес О.М. Курс общей физики. Том III. М.: Наука, 1985.
2. Кабардин О.Ф, Орлов В.А., Шефер Н.И. Факультативный курс физики. 10 класс. Пособие для учащихся. М.: Просвещение, 1987.
3. Купер Л. Физика для всех. Современная физика. М.: Мир, 1985.
4. Лансберг Г.С. Элементарный учебник физики. М.: Наука, 1986.
5. Перельман Я.И. Занимательная физика. М.: Наука, 1990.
6. Перышкин А.В., Чемакин В.П. Факультативный курс физики. Пособие для учащихся. М.: Просвещение, 1990.
7. Резник Л.И. Физическая оптика в средней школе. М.: Просвещение, 1998