Цели:
Обучающий аспект
- формирование лексических и монологических навыков,
- формирование умения диалогического высказывания,
- обобщение и систематизация знаний по теме “Лазер” при изучении английского языка и физики.
Развивающий аспект
- обогащение словарного запаса обучающихся по теме “Лазер;
- развитие умений применять знания по теме “Лазер” на практике,
- обеспечение усвоения обучающимися взаимосвязи учебных предметов.
Воспитывающий аспект
- воспитание патриотических качеств личности обучающихся;
- воспитание уважительного отношения к достижениям российской науки,
- воспитание потребности в практическом использовании английского языка
Задачи урока:
- Образовательные: вызвать объективную необходимость изучения нового материала; сформировать у учащихся понятие физических основ работы лазера, преобразовании энергии, свойствах излучения и областях применения.
- Развивающие: содействовать развитию речи, учить анализировать, сравнивать, строить аналогии, способствовать развитию сенсорной сферы, памяти, логического мышления; создать условия для практики языковых навыков.
- Воспитывающие: способствовать формированию гуманности, патриотизма и гордости за открытия, сделанные учеными нашей страны и мира, культуры общения.
Оборудование:
- Учебники английского языка для 11-го класса (авторы Биболетова М.З., Бабушис Е.Е., Снежко Н.Д.).
- Компьютер, экран, проектор.
Демонстрационное оборудование: лазер, дифракционная решетка, экран, линейка, “L- micro”.
Литература
1) А.К. Толстой “Гиперболоид инженера Гарина”.
2) Г. Уэллс “Война миров”.
3) Маркиз де Сад “Диалог между священником и умирающим”
4) Посыпкина, А., Филиппова, А. “Война миров” газета “Гудок”№32, 2013, С.7.
5. Видеофрагменты кинофильмов “Звёздные войны” (Дж. Лукас), “Осторожно, лазер!”, “Тайны забытых побед. Повелители луча”, Учебный фильм “Лазер”.
6. Листы для эстафеты “Формулы”
7. Выставка (лазерный принтер, указка-лазер, СД – диски, этикетки со штрих-кодами)
8. Презентация к уроку (ПРИЛОЖЕНИЕ 1)
Ход урока
Учителя физики и английского языка. Приветственное слово. Орг. Момент.
Учитель физики. Одной из престижных премий в науке является Нобелевская. Как вы думаете, за какие открытия и разработки вручают Нобелевскую премию по физике?
Ответы обучающихся. (Одна из наиболее престижных международных премий, присуждаемая за выдающиеся научные исследования, революционные изобретения или крупный вклад в культуру ли развитие общества.)
Какие вы знаете интересные факты, связанные с вручением Нобелевской премии? (Дважды Нобелевская премия вручалась за разработки, связанные с лазером).
Однозначно лауреаты Нобелевской премии – это гении. И ни один из них не задумывался о финансовой стороне вопроса, о том как выгодно пристроить свои изобретения. А почему?
Ответы обучающихся.
Учитель английского языка. And now, children, let’s start doing Ex. 45, p. 91.
Учитель физики. У меня вопрос: “Происхождение слова “лазер” из греческого, латинского, английского, французского или испанского языка?”
Ответы детей.
Учитель английского языка. And now look at the slide.
L ______________ (light)
A_______________ (amplification)
S________________ (stimulated)
E_______________(emission)
R________________ (radiation)
Pupil 1. A laser is a device that emits light (electromagnetic radiation) a process of optical amplification based on the stimulated emission of photons. The term “laser” originated as an acronym for Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. The emitted laser light is notable for its high degree of spatial and temporal conference. Spatial coherence is typically expressed through the output being a narrow beam which is diffraction-limited, often a so-called “pencil-beam”. Laser beams can be focused to very tiny spots, achieving a very high irradiance, or they can be launched into beams of very low divergence in order to concentrate their power at a large distance. Temporal (or longitudinal) coherence implies a polarized wave at a single frequency whose phase is correlated over a relatively large distance (the coherence length) along the beam. A beam produced by a thermal or other incoherent light source has an instantaneous amplitude and phase which vary randomly with respect to time and position, and thus a very short coherence length. Most so-called “single wavelength” lasers actually produce radiation in several modes having slightly different frequencies (wavelengths), often not in a single polarization. And although temporal coherence implies monochromaticity, there are even lasers that emit a broad spectrum of light, or emit different wavelengths of light simultaneously. There are some lasers which are not single spatial mode and consequently their light beams diverge more than required by the diffraction limit. However all such devices are classified as “lasers” based on their method of producing that light: stimulated emission. Lasers are employed in applications where light of the required spatial or temporal coherence could not be produced using simpler technologies.
Учитель физики. Посмотрим принцип работы лазера. (Видеофрагмент о лазере).
Учитель физики. Вы точно уверены, что лазер это современное изобретение? А некоторые говорят, что все начиналось с Эйнштейна.
Pupil II. Albert Einstein was a German-born theoretical physicist who developed the general theory of relativity, one of the two pillars of modern physics (alongside quantum mechanics), while best known for his mass-energy equivalence formula E=mc2, he received the 1921 Nobel Prize in Physics “for his services to theoretical physics, and especially for his discovery of the law of the photoelectric effect”. The latter was pivotal in establishing quantum theory. Near the beginning of his career, Einstein thought that Newtonian mechanics was no longer enough to reconcile the laws of classical mechanics with the laws of the electromagnetic field. This led to the development of his special theory of relativity. He realized, however, that the principle of relativity could also be extended to gravitational fields, and with his subsequent theory of gravitation in 1916, he published a paper on the general theory of relativity. He continued to deal with problems of statistical mechanics and quantum theory, which led to his explanations of particle theory and the motion of molecules. He also investigated the thermal properties of light which laid the foundation of the photon theory of light.
Учитель физики. В преданиях сказано, что ковчег завета Моисея бил по врагам лучом смерти. Древние боги Египта Амон, Атон, Ра использовали особые лучи. Фрески в египетских гробницах изображают в руках у фараонов особый посох. Многие спорят, что это лазер, который состоит из ускорительных колец, излучателя, концентрата и модулятора. Египетские теории о создании мощного луча, использовал в своем фильме “Звездные войны” Джордж Лукас. (Кинофрагмент из фильма “Звездные войны”).
Учитель физики. Почему “джедаи”? А потому что эта часть посоха фараона называется “джед” очень похожа на ускорительные кольца лазера. Вот видите... есть и такое мнение, что лазер далеко не изобретение XX века...
Учитель английского языка. And now, children, let’s listen about the laser inventors and writers who dreamed of laser.
Pupil III. Theodore Maiman was born In Los Angeles, California, where in his teens, he earned money for college by repairing electrical appliances and radios. He attended the University of Colorado and received a B.S. in engineering in 1949 then went on to do graduate work at Stanford University, where he received an M.S. in electrical engineering in 1951 and in physics in 1955. His doctoral thesis in experimental physics, taken under the direction of Willis Lamb, involved detailed microwave-optical measurements of fine structure splitting in excited helium atoms. Maiman’s ruby laser, based on a synthetic ruby crystal grown by Dr. Ralph L. Hutcheson, was first operated on May 16, 1960 at Hughes Research Laboratories in Malibu, California. After leaving Hughes, Maiman joined Quantatron where he was in charge of laser activities. In 1962, Maiman became president of the newly formed Korad Corporation, a wholly owned subsidiary of Union Carbide, which bought the laser assets owned by Quantatron. Korad was devoted to the research, development, and manufacture of lasers.
Pupil IV. Charles Hard Townes (born July 28, 1915) is an American Nobel Prize-winning physicist and educator. Townes is known for his work on the theory and application f the maser, on which he got the fundamental patent, and other work in quantum electronics connected with both maser and laser devices. He shared the Nobel Prize in Physics in 1964 with Nikolay Basov and Alexander Prokhorov. The Japanese FM Towns computer and game console is named in his honour.
Pupil V. Officially the laser was invented in 1960, American Theodore Maiman, but the creativity of writers always outpaced technical possibilities. In 1927, A.K. Tolstoy published his first work “The Hyperboloid of engineer Garin”, which describes “device”, giving off heat beam of great power that can break any obstacles. In 1897, Herbert Wells in his novel “War of the worlds”, described the invasion from Mars to the Earth with the help of terrible weapons. In the XVIII century French aristocrat, writer and philosopher of the Marquis de Sade in his work “Dialogue between the priest and the dying” dreamed of creating weapons, operating on the basis of energy of the Sun.
Учитель физики. Что общего и в чем различие между лампочкой, свечой и лазером? Что общего и в чем различие между автомобильными фарами, прожектором и лазером?
Ответы учеников.
Учитель физики. Вы правы, что все они являются источниками света, естественными и искусственными. А одной из характеристик света является длина волны. Определим длину волны лазерного излучения.
Эксперимент. На дифракционную решетку направим луч лазера. Измерим расстояние от решетки до экрана (L) и расстояние от O max до 1, обозначим это расстояние за X. Подставим в формулу
учтем d – постоянную решетки.
| Измерили | Рассчитали | |||
| X,м | L,м | K | d,м |  , м |
Учитель физики. В зависимости от длины волны, лазеры по разному используются для нужд человечества. Так, для передачи информации нужны лазеры коротковолновые, теорию создания которых представил Жорес Иванович Алферов в 1964 году и за которую в 2000 году получил Нобелевскую премию.
Учитель английского языка. Zhores Ivanovich Alferov received not only the Nobel Prize but the Kyoto Prize also. And our next speaker will tell us about it.
Pupil VI. Every November, three winners of the Kyoto Prizes receive a diploma, a gold watch and 50 million yen. The prizes are given to scientists, philosophers and even filmmakers. In 2001, the Russian laureate, Zhores Ivanovich Alferov, won the Kyoto Prize for Advanced Technology for his work with semi-conductor lasers at room temperature. He developed an efficient low cost technology that improves communication equipment from fibre-optic networks to personal DVD players.
Учитель физики. Лазерный принтер, сотовая связь, интернет – все это появилось благодаря теории Ж.И.Алферова о полупроводниковых гетероструктурах и созданию быстрых опто-микроэлектронных компонентов.
Учитель физики. Мы для вас приготовили 3 листа бумаги для эстафеты “Формул”. На листах, которые выдаются по одному на ряд написано по одной одинаковой формуле. Вы, друг за другом, начиная с первой парты, последовательно добавляйте по одной формуле на любую физическую величину, входящую в состав предыдущей формулы (не обязательно из одного раздела). Побеждает тот ряд, который сдаст лист первым и в котором не будет ошибок. (Использовать данный вид работы, если останется время).
Сообщение обучающегося об областях применения лазера.
Учитель физики. 15 февраля 2013 года, примерно в 9:20 по местному времени. Метеорное тело взорвалось в окрестностях Челябинска на высоте 15—25 км. По числу пострадавших (1613 человек) падение этого метеороида не имеет аналогов в мировой документированной истории.
По расчетам НАСА, метеороид, размером около 17 метров и массой порядка 10 тыс. тонн, вошёл в атмосферу Земли на скорости около 18 км/с. Спустя примерно 32сек после входа в атмосферу небесное тело разрушилось. Разрушение представляло собой серию событий, сопровождавшихся распространением ударных волн. Общее количество высвободившейся энергии по оценкам НАСА составило около 500 килотонн в тротиловом эквиваленте, это самое большое из известных небесных тел, падавших на Землю со времени падения Тунгусского метеорита в 1908 году, и соответствует событию, происходящему в среднем раз в 100 лет. Как можно защититься от таких “гостей из космоса?”
Ответы учеников. (Нагреть лазерами (испарение в виде струи изменит траекторию), использование космического паруса, “зеркальные пчёлы” - мини-зонды, и т.д.)
Учитель физики Сегодня мы много говорили об информации. И что лазер способен передавать эту информацию со скоростью света. А каким образом мы получали информацию?
Ответы учеников. (Из рассказов учителя, из сообщений одноклассников, из презентации, из видеофрагментов и кинофильмов, из произведений русских и английских авторов, из СМИ).
Рефлексия. Учитель физики. Посмотрите на высказывания великих людей и о великих людях... Какое отношение они имеют к теме нашего урока?
Ответы детей.
Учитель физики. Не всегда в науке исследования, разработки и результат рядом. Может пройти много лет. Главное верить! Если есть цель и уверенность в себе, успех дела вам обеспечен. Помните, что вас окружает большое количество источников информации. Умейте ими воспользоваться!
Домашнее задание.
а) Посмотреть видеофильмы: “Осторожно лазер!”, “Тайны забытых побед. Повелители луча”.
б) Ответить на вопрос: “Терра” и “Омега” - что это?
в) Составить в хронологическом порядке этапы создания лазера (на английском языке)
Учителя английского языка и физики. Благодарим вас за активное участие! Thank you for your work!