Цели:
- Образовательная: обобщить и систематизировать знания учащихся по теме: «Строение атома», формировать представление о лазере, истории его создания, свойствах и области применения, обратить внимание на применение лазеров в сварочном производстве.
- Развивающая: развивать: логику, навыки получения новой информации с помощью компьютера, умение действовать самостоятельно, умение работать в группе, моделирования процессов на компьютере, умение анализировать.
- Воспитательная: формирование внимания, чувства ответственности, терпимости к суждениям товарищей, коммуникативных умений и интереса к предмету.
Задачи урока:
- Повторить: основные положения теории строения атома Дж. Томсона и Э. Резерфорда, постулаты Н.Бора.
- Ввести понятие лазера и рассмотреть свойства, которыми он обладает.
- Выяснить, что такое лазерная сварка и области её применения.
Тип урока: изучение нового материала.
Вид урока: комбинированный с элементами нестандартного
Дидактические средства:
- Учебник.
- Карточки с тестовыми заданиями.
- Технологическая карта урока <Приложение 1>
- Сборник задач.
- Презентации
- Кинофильм «Лазерная сварка».
- Фрагмент электронного урока. (Электронные уроки и тесты. Физика в школе, «Элементы атомной физики», ЗАО «Просвещение – МЕДИА», 2005)
Технологии: компьютер, видеопроектор, программа powerpoint, Windows Media.
Методы: частично-поисковый, самостоятельная работа с элементами взаимообучения.
Оборудование:
- компьютер с программным обеспечение Microsoft powerpoint,
- экран
- проектор
- магнитофон
- портрет А. Эйнштейна
бейджики: учитель, Эйнштейн, ведущий, театралы (3 шт.), исследователи (2 шт.), поисковики (5 шт.).
ХОД УРОКА
I. Организационный момент: приветствие учащихся
II. Актуализация пройденного материала
Учитель: Сегодня мы проведем с вами немного необычный урок и построим его следующим образом:
1. Повторение пройденной темы (просмотр
электронного урока);
2. Устный и письменный опрос;
3. Объяснение и разбор новой темы, в котором
примут участие и преподаватель, и учащиеся (вы
помните, что при подготовке к уроку группа
была разбита на подгруппы, каждая из которых
получила свое задание:
- Театральной – надо было подготовить словесный портрет А. Эйнштейна;
- Летописцам – историю создания лазера;
- Исследователям – применение лазеров в профессии «сварщик»;
- Поисковикам – подобрать задачи с производственным содержанием).
Нам необходимо обобщить и систематизировать знания по теме «Строение атома», сформировать представление о лазере, истории его создания, свойствах, и области применения, особое внимание обратить на применение лазеров в сварочном производстве и задачах с производственным содержанием.
В конце урока проанализируем и оценим
деятельность друг друга. У вас на столах лежат
разноцветные звездочки, которые мы «зажжем» в
конце урока, на нашем импровизированном
небосводе.
Итак, на прошлом уроке мы изучали тему «Строение
атома». Давайте вспомним основные моменты этой
темы. Для этого просмотрим фрагмент
электронного урока, а затем проведем устный и
письменный опрос.
Просмотр фрагмента электронного урока «Строение атома».
Вопросы для устного опроса:
- В чем суть теории Дж. Томсона?
- Опытное обоснование теории Э. Резерфорда.
- Трудности теории Э. Резерфорда.
- Постулаты Н. Бора.
- Противоречия между постулатами Н.Бора и классическими законами механики и электродинамики.
Вопросы для письменного опроса:
(Задание выполняется по карточкам в течение 5 минут под легкую музыку <Приложение 2>)
Вариант 1
1. Заполните недостающими словами:
Атомная система может находиться, только в особых …, или …, состояниях, каждому из которых соответствует …. В стационарном состоянии атом …
(Ответ: Стационарных, квантовых; определенная энергия En; не излучает)
2. Укажите соответствие
А) Дж.
Томсон
а) лишь для атома водорода
можно построить количественную теорию
спектра.
Б) Э.
Резерфорда
б) противоречия с опытами по исследованию распределения
положительного заряда в атоме.
В) Н.
Бора
в) модель обоснована экспериментально, но не позволяла
объяснить устройство атома.
Ответы: А – б; Б – в; В – а
3. Назвать составные части установки Э. Резерфорда
Ответ:
- Свинцовый цилиндр.
- Источник излучения (радий)
- Диафрагма со щелью.
- Тонкая металлическая фольга (золото, медь).
- Экран, покрытый сульфидом цинка
- Микроскоп.
4. Заполните недостающими словами:
Излучение света происходит при … с большой энергией Ek в стационарном состоянии с …, энергия излученного фотона равна … H vkn = Ek – En
(Ответ: переходе атома из стационарного состояния; меньшей энергией En; разности энергий стационарных состояний).
5. Укажите соответствие:
А) И.
Ньютон
а) ускоренно движущийся заряд должен излучать
электромагнитные волны, что сопровождается
потерей энергии.
Б) Э.
Резерфорд
б) двигаясь по круговым орбитам на электрон
действует центростремительное ускорение,
в результате чего электрон должен упасть на
ядро.
В)
Максвелл в)
электроны обращаются вокруг ядра как планеты
вокруг Солнца.
Ответы: А – б, Б – в, В – а
6. Подпишите строение атома Резерфорда и укажите размеры:
Ответ:
1 – ядро, dя = 10–12, 10–13
см;
2 – электрон;
3 – электронная оболочка dа = 10–8 см;
Учитель: Музыка перестала, значит, настало время проверки ответов по карточкам. Обменяйтесь карточками. Я зачитываю ответы, а вы проверите и выставите оценки:
3 верных ответа – оценка «5»;
2 верных ответа – оценка «4»;
1 верный ответ – оценка «3».
Учитель: Передайте карточки. Настало время физкультминутки. (Выходит физорг и проводит под музыку физзарядку) [Е.Н. Туманова, «Организация физкультминуток на уроке», ж. Физика в школе 8/2008]
Ученик: <Приложение 3>
Вновь у нас физкультминутка,
Наклонились, ну-ка, ну-ка!
Распрямились. Потянулись.
А теперь назад прогнулись.
(Наклоны вперед, назад)Разминаем руки, плечи,
Чтоб писать нам было легче,
Чтоб сидеть, читать, считать
И совсем не уставать
(Рывки руками перед грудью)Голова устала тоже,
Так давайте ей поможем!
Вправо – влево, раз и два,
Думай, думай голова
(Повороты головы и её вращение)Хоть зарядка коротка,
Отдохнули мы слегка.
(Потягивание руками вверх)
(Ученики садятся на свои места)
III. Объяснение нового материала
Учитель: Мы немного отдохнули и теперь приступим к изучению нового материала. Скажите, пожалуйста, как можно сконцентрировать свет?
Ученик: Свет можно сильно сконцентрировать с помощью линз и зеркал.
Учитель: Правильно, но как бы мы не
преломляли и отражали лучи оптическими
приборами, «сгустить» их в достаточной мере не
удается. И лишь во второй половине 20 века люди
научились усиливать свет, но только другим
способом. Это является одним из самых
замечательных достижений физики. Что послужило
основой для создания удивительного прибора –
оптического квантового генератора или
лазера. Пучок света от лазера может прожечь
отверстие в самом твердом материале, расплавить
металлическую броню, и он же помогает хирургам
при выполнении самых тонких операций внутри
человеческого глаза. По лучу лазера
осуществляется телефонная связь и прокладка
трасс, лазерное излучение применяется для
измерения расстояний и получения объемных
изображений предметов – голограмм.
И, как вы уже догадались, тема нашего урока
«Лазер и его техническое применение». Запишите
тему урока в тетрадь. Откройте учебник, § 97 и
прочитайте определение лазера.
Ученик: Лазер – это устройство, в котором энергия, например тепловая, химическая, электрическая, преобразуется в энергию электромагнитного поля – лазерный луч.
Учитель: Запишите это определение в
тетрадь.
Качество лазерной энергии определяется её
высокой концентрацией и возможностью
передачи на значительное расстояние. Еще в 1917
г. Немецкий физик А. Эйнштейн предсказал
возможность так называемого индуцированного
(вынужденного) излучения. Переход электрона с
верхнего энергетического уровня на нижний с
излучением фотона может происходить под
влиянием внешнего электромагнитного поля с
частотой равной собственной частоте перехода.
Такое излучение называют вынужденным или
индуцированным. Возникшая при индуцированном
излучении световая волна не отличается от волны,
падающей на атом ни частотой, ни фазой, ни
поляризацией. Т.е. Атом переходит из высшего
состояния в низшее, но не самопроизвольно, а под
влиянием внешнего воздействия.
Мы с вами неоднократно встречались с фамилией Эйнштейн и знаем, какой вклад он внес в развитие физики. Сейчас ребята из театральной группы представят нам его портрет. [Барышева И.А.Урок-портрет «Альберт Эйнштейн», Ж.: Физика в школе, 4/2009]
IV. Сценка (на экран проецируется портрет А. Эйнштейна)
Учитель.
Эйнштейн! Он опять опоздал на урок!
Где пропадали?
Ведущий: Учитель был строг.
Учитель: Ну что вы молчите? Мы ждём ваш ответ.
Эйнштейн. Я думал…
Учитель. Он думал … Про что же?
Эйнштейн. Про свет …
Учитель. Так что же со светом, позвольте узнать?
Эйнштейн. А что, если свет, как коня оседлать?
Учитель. Не смейтесь, друзья, разобраться хочу.
Эйнштейн.
Я луч оседлал… По Вселенной лечу.
Я зеркало вытащил, глянул в него.
Не видно лица и за ним ничего.
Слова Галилея припомнил тут я:
«Когда б человек убегал от копья…
При этом бы скорость копья он имел,
То он непременно остался бы цел!
Копьё никаких не сулило бы бед…»
Летящий как свет не увидел бы свет!
Стекла не догнать световому лучу.
Ведь с зеркалом я на луче – и лечу.
И я относительно света стою.
Учитель. Вы голову бы пожалели свою…
Эйнштейн. И времени нет и Вселенной…
Учитель.
Вот бред!
Я ставлю вам плохо. Учите предмет.
Хоть вряд ли получится что-то из вас…
Я повторяю ещё раз сейчас.
Есть мировое пространство. Оно
Всегда неизменно и всюду одно.
В нем постоянное Время течет…
Что с вами? Опять по Вселенной несет?
Эйнштейн. Я понял, что свет не догнать никому!
Учитель. Нет, вряд ли хоть что-то втолкуешь ему.
Ведущий.
Сторож усатый звонком прозвенел.
Учитель ушел. Сразу класс опустел.
Ученик (ведущий): Что за человек был Эйнштейн? Давайте послушаем, что о нем говорили и писали его современники, друзья преемники.
Ученик 1. «Его называли пай-мальчиком за болезненную любовь к правде и справедливости. Кто знает Эйнштейна как человека и ученого, тому ясно, что эта детская болезнь была лишь предвестницей его несокрушимого морального здоровья».
А. Мошковский, друг Эйнштейна
Ученик 2. «Рост Эйнштейна 176 см. Он широкоплеч, с некоторым наклоном вперед его короткий череп кажется невероятно широким. Цвет лица матовый, смуглый. Над большим чувственным ртом узкие черные усы. Нос с легким орлиным изгибом. Глаза карие, светятся глубоко и мягко. Голос пленительный, как вибрирующий звук виолончели».
Люсьен Шаван, друг Эйнштейна, служащий почтово-телеграфного управления Берна
Ученик 1. «Когда запела скрипка Эйнштейна, мне показалось, что стены комнаты расширились и впервые подлинный Моцарт предстал передо мной».
Ганс Билан, соученик Эйнштейна по школе
Ученик 2. «Идеи Эйнштейна дали физической науке импульс, который освободил ее от устаревших доктрин и превратил в одну из решающих сил современного мира людей».
Макс Планк, немецкий физик-теоретик, Основоположник квантовой механики
Ученик 1. «Человечество всегда будет в долгу перед Эйнштейном за устранение ограничений нашего мировоззрения, которые были связаны с примитивными представлениями об абсолютном пространстве и времени».
Нильс Бор, датский физик-теоретик, лауреат Нобелевской премии
V. Учитель: А теперь летописцы расскажут об истории создания лазера.
Ученик 1: 1940 г. – советский физик В.А. Фабрикант указал на возможность использования явления вынужденного излучения для усиления электромагнитных волн.
Ученик 2: 1954 г. – советские учёные
Н.Г. Басов и А.М. Прохоров и независимо от них
американский физик Ч. Таунс использовали явление
индуцированного излучения для создания
микроволнового генератора радиоволн с длиной
волны 
= 1,27 см. (За
разработку нового принципа генерации и усиления
радиоволн Н.Г. Басову и А.М. Прохорову была в 1959 г.
Присуждена Ленинская премия. В 1963 г. Н.Г. Басов,
А.М. Прохоров и Ч.Таунс были удостоены
Нобелевской премии.)
Ученик 3: 1960 г. – в США был создан первый лазер – квантовой генератор электромагнитных волн в видимом диапазоне спектра.
Учитель: Лазерные источники света обладают рядом существенных преимуществ:
1. Они способны создавать пучки с очень малом
углом расхождения (около 10 –5 рад.). На
Луне такой пучок, испущенный с Земли, дает
пятно диаметром 3 км.
2. Лазерный свет – монохроматичный: атомы
излучают свет согласованно.
3. Лазер – самый мощный источник света (у
некоторых лазеров мощность излучения достигает
1017 Вт/см2, в то время мощность
излучения Солнца – 7 х 103 Вт/см2.
Зная свойства лазеров рассмотрим применение лазеров в вашей профессии, профессии «сварщик». Вначале посмотрим фильм «Лазерная сварка», а затем со своими презентациями по этому вопросу выступит группа исследователей.
VI. Демонстрируется фильм «Лазерная сварка» <Приложение 4> (Размер файла превышает допустимый. Ссылка не дается, спрашивайте материал у автора статьи – прим ред)
VII. Группа исследователей защищает презентации по темам:
Презентация 1 – «Применение лазера»;
Презентация 2 – «Лазер и его техническое применение».
Учитель: Итак, с какими понятиями мы с вами познакомились? Что узнали нового?
Учащиеся отвечают на поставленные вопросы.
VIII. Закрепление
Учитель: А сейчас группа поисковиков предложит задачи с производственным содержанием.
Группа поисковиков зачитывает учащимся задачи, и если те затрудняются ответить, отвечают сами.[Абанкина Д. Сборник упражнений и задач для металлистов средних профессионально технических училищ. М.: Высшая школа, 1995] <Приложение 5>
IX. Рефлексия
Учитель: Я благодарю вас за сотрудничество, давайте оценим работу выступивших учащихся (ребята анализируют работу друг друга и выставляют оценки). Поаплодируем друг другу за работу. И я хотела, чтобы каждый из вас принял участие в зажжение звезд на нашем импровизированном небосводе: каждый выбирает звезду, соответствующую его настроению:
- желтая – узнал много нового;
- красная – было интересно;
- зеленая – получил удовольствие от общения;
- синяя – было неинтересно, скучал.
X. Домашнее задание: § 97. Составить конспект. [Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Физика-11, М.: «Просвещение» 2008 ]