«Оптиканың қызықты құпия сырларын оқушылардың өздігінен оқуын ұйымдастырудың жолдары»
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... . 3
І. НЕГІЗГІ БӨЛІМ
1.1 Мектепте оптика бөлімін оқытудың мәселелері.. 4.9
1.2 Оптика бөлімі бойынша негізгі терминдер ... ... 9.11
1.3 Оптиканы оқытудың ұстанымдары (принцип). 11.12
1.4 Оптиканы оқытуда лабораториялық сабақтардың рөлі ... ... ... ... ... ... ... 12.13
ІІ. ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ
2.1 Оптика бойынша тапсырмалар орындауда АКТ.ны қолдану ... ... ... ... ... 13.16
2.2 Шығармашылық сипаттағы тапсырмаларды орындау ... ... ... ... ... ... ... . 16.27
ІІІ. ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... . 28
ІV. ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... 29
І. НЕГІЗГІ БӨЛІМ
1.1 Мектепте оптика бөлімін оқытудың мәселелері.. 4.9
1.2 Оптика бөлімі бойынша негізгі терминдер ... ... 9.11
1.3 Оптиканы оқытудың ұстанымдары (принцип). 11.12
1.4 Оптиканы оқытуда лабораториялық сабақтардың рөлі ... ... ... ... ... ... ... 12.13
ІІ. ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ
2.1 Оптика бойынша тапсырмалар орындауда АКТ.ны қолдану ... ... ... ... ... 13.16
2.2 Шығармашылық сипаттағы тапсырмаларды орындау ... ... ... ... ... ... ... . 16.27
ІІІ. ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... . 28
ІV. ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... 29
Оптика – жарықтың табиғатын, жарықтың таралу заңдылығын, жарықтың затпен әсерлесуіндегі байқалатын әр-түрлі құбылыстарды қарастыратын физика пәнінің дербес бөлімі болып табылады. Оптикалық құбылыстардың кейбіреулері, жарықтың түзу сызық бойымен таралуы, жарықтың шағылуы мен сынуы және т.с.с құбылыстары ерте заманнан белгілі болып келді. Жарық сәулесі электромагниттік толқын болып табылады, сол себепті оптика – электромагнитті өріс жайындағы жалпы ғылымның бір бөлігі болып табылады. Оптикалық сәуле шығару аумағына рентген сәулесі мен радиотолқындар аралығында орналасқан ультракүлгін, көрінетін және инфрақызыл сәулелері кіреді. Яғни оптикалық сәуле шығарудың толқын ұзындығы 10 нм - 1мм аралығында болады. Жарықтың толқындық табиғатын сипаттайтын интеррференция, дифракция, поляризация құбылыстары негізінде көптеген құралдар жұмыс істейді. Кез келген спектральдық құралдың жарық жіктейтін негізгі элементі болып дифракциялық тор саналады. Дифракция және интерференция құбылысының негізінде қазіргі кезде кең қолданыс тапқан голографиялық кескін жазу жүзеге асырылады. Геометриялық оптиканың заңдылықтары негізінде күнделікті тұрмыста қолданыс тапқан көзілдірік, микроскоп, телескоп, фотоаппарат және т. б. құралдар жұмыс жасайды. Сонымен бірге жарықтың жұтылу, сәуле шығару және шашырау, шағылу заңдылықтарын білу заттардың жарықпен әсерлесуі негізінде олардың құрылымы мен оларда болатын өзгерістерді анықтауға мүмкіндік туғызады. Сонымен қатар жарықтың кванттық қасиетін дәлелдейтін жылулық сәуле шығару, фотоэффект, Комптон-эффект құбылыстары да көптеген құралдар мен ғылыми зерттеу әдістерінің негізі болып табылады.
1. М.Құдайқұлов, Қ.Жаңабергенов «Орта мектепте физиканы оқыту әдістемесі» Алматы, «Рауан» 1988
2. Жұманов К.Б. Оптика негіздері. 1-бөлім: Оқу құралы. – Алматы: Қазақ университеті, 2004. – 321 б.
3. Савельев И.В. Курс общей физики/в 3 т. - Том III.- М.: Высшая школа, 1999.
4. Ландсберг Г.С. Оптика.- М.; Наука, 1976.
5. Матвеев А.Н.. Оптика.- М.: Высшая школа. 1985
6. Сивухин Д.В. Общий курс физики. - Т.4: Оптика.- М.: Наука, 1985.
7. Бутиков Е.И. Оптика.- М.: Высшая школа, 1986.
8. Борн М., Вольф Э. Основы оптики.- М.: Наука, 1973.
9. Ахманов С.А., Никитин С.Ю.. Физическая оптика.- М.: Изд. Мос. Университета, 1998.
10. Фейман Р. и др. Феймановские лекции по физике. - Вып.3.- М.: Мир, 1977.
11. Дитчберн Р.. Физическая оптика.- М.: Наука, 1965.
12. Годжаев Н.М.. Оптика.- М.: Высшая школа, 1977
13. «Физиканы оқыту әдістемесі» Г.Жүсіпқалиева
14. www.g-global.kz
15. www.kazedu.kz
16. www.stud.kz
2. Жұманов К.Б. Оптика негіздері. 1-бөлім: Оқу құралы. – Алматы: Қазақ университеті, 2004. – 321 б.
3. Савельев И.В. Курс общей физики/в 3 т. - Том III.- М.: Высшая школа, 1999.
4. Ландсберг Г.С. Оптика.- М.; Наука, 1976.
5. Матвеев А.Н.. Оптика.- М.: Высшая школа. 1985
6. Сивухин Д.В. Общий курс физики. - Т.4: Оптика.- М.: Наука, 1985.
7. Бутиков Е.И. Оптика.- М.: Высшая школа, 1986.
8. Борн М., Вольф Э. Основы оптики.- М.: Наука, 1973.
9. Ахманов С.А., Никитин С.Ю.. Физическая оптика.- М.: Изд. Мос. Университета, 1998.
10. Фейман Р. и др. Феймановские лекции по физике. - Вып.3.- М.: Мир, 1977.
11. Дитчберн Р.. Физическая оптика.- М.: Наука, 1965.
12. Годжаев Н.М.. Оптика.- М.: Высшая школа, 1977
13. «Физиканы оқыту әдістемесі» Г.Жүсіпқалиева
14. www.g-global.kz
15. www.kazedu.kz
16. www.stud.kz
М .МӘМЕТОВА АТЫНДАҒЫ ҚЫЗЫЛОРДА ГУМАНИТАРЛЫҚ КОЛЛЕДЖІ
КУРСТЫҚ ЖҰМЫС
Тақырыбы: Оптиканың қызықты құпия сырларын оқушылардың өздігінен оқуын ұйымдастырудың жолдары
Мамандығы: 0111000 - Негізгі орта білім беру
Біліктілігі: 0111073 - Физика мұғалімі
Тобы: Ф-З-14
Орындаған: Калабаева М.Е.
Жетекшісі: Мұсатаева Б.И.
2016-2017 оқу жылы
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 3
І. НЕГІЗГІ БӨЛІМ
1.1 Мектепте оптика бөлімін оқытудың мәселелері ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... 4-9
1.2 Оптика бөлімі бойынша негізгі терминдер ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... 9-11
1.3 Оптиканы оқытудың ұстанымдары (принцип) ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... 11-12
1.4 Оптиканы оқытуда лабораториялық сабақтардың рөлі ... ... ... ... ... ... ... 12-13
ІІ. ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ
2.1 Оптика бойынша тапсырмалар орындауда АКТ-ны қолдану ... ... ... ... ... 13-16
2.2 Шығармашылық сипаттағы тапсырмаларды орындау ... ... ... ... ... ... ... . 16-27
ІІІ. ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 28
ІV. ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... 29
КІРІСПЕ
Физиканың үлкен бір саласы - оптиканы оқытудың соншалықты маңызды екенін айтып жатудың қажеті жоқ. Өйткені, оптиканы оқыту ғылымның түбегейлі түсініктері мен түйіндерінің түп негізін түсінуге, техниканың тілін тез үйренуге дайындықты дамыта түседі.
Бұрыннан қолданылып келе жатқан оқу бағдарламасында оптиканы оқытуға 36 сағат бөлінген. Ал физиканы тереңдетіп оқытатын мектептер мен арнайы сыныптарда сағат 56-72 сағат төңірегінде жүргізуге есептелінеді. Қазіргі техникалық лицей, физика-математикалық мектептерде оптиканы оқытуға арналған сағат саны одан көп болып отыр.
Тақырыптың өзектілігі: Курстық жұмыста мектептегі физика курсының Оптика бөлімінің негізгі мазмұны мен мәселелері туралы сөз болды. Оптиканы оқытудың ең тиімді әдіс тәсілдері қарастырылып, сараланды.
Зерттеу мақсаты: Мектептегі физика курсының Оптика бөлімін оқытудың ерекшеліктері мен мәселелерін қарастырып, оны шешудің жолдарын қарастыру. Оптиканы оқытуда тиімді әдіс-тәсілдерді таңдап алу.
Зерттеу нысаны: Мектеп физика курсының Оптика бөлімі
Зерттеу пәні: Физиканы оқыту әдістемесі
Зерттеу міндеттері:
а) Мектептегі оптика бөлімінің мазмұнын білу;
ә)Оптиканы оқытудың мәселелерін қарастыру;
б)Оқытудың тиімді әдіс-тәсілдерін талдау.
Курстық жұмыс құрылымы: Курстық жұмыс кіріспеден, екі тараудан, қорытындыдан, пайдаланылған әдебиеттер тізімінен тұрады.
І. НЕГІЗГІ БӨЛІМ
1.1 Мектепте оптика бөлімін оқытудың мәселелері
Оптика - жарықтың табиғатын, жарықтың таралу заңдылығын, жарықтың затпен әсерлесуіндегі байқалатын әр-түрлі құбылыстарды қарастыратын физика пәнінің дербес бөлімі болып табылады. Оптикалық құбылыстардың кейбіреулері, жарықтың түзу сызық бойымен таралуы, жарықтың шағылуы мен сынуы және т.с.с құбылыстары ерте заманнан белгілі болып келді. Жарық сәулесі электромагниттік толқын болып табылады, сол себепті оптика - электромагнитті өріс жайындағы жалпы ғылымның бір бөлігі болып табылады. Оптикалық сәуле шығару аумағына рентген сәулесі мен радиотолқындар аралығында орналасқан ультракүлгін, көрінетін және инфрақызыл сәулелері кіреді. Яғни оптикалық сәуле шығарудың толқын ұзындығы 10 нм - 1мм аралығында болады. Жарықтың толқындық табиғатын сипаттайтын интеррференция, дифракция, поляризация құбылыстары негізінде көптеген құралдар жұмыс істейді. Кез келген спектральдық құралдың жарық жіктейтін негізгі элементі болып дифракциялық тор саналады. Дифракция және интерференция құбылысының негізінде қазіргі кезде кең қолданыс тапқан голографиялық кескін жазу жүзеге асырылады. Геометриялық оптиканың заңдылықтары негізінде күнделікті тұрмыста қолданыс тапқан көзілдірік, микроскоп, телескоп, фотоаппарат және т. б. құралдар жұмыс жасайды. Сонымен бірге жарықтың жұтылу, сәуле шығару және шашырау, шағылу заңдылықтарын білу заттардың жарықпен әсерлесуі негізінде олардың құрылымы мен оларда болатын өзгерістерді анықтауға мүмкіндік туғызады. Сонымен қатар жарықтың кванттық қасиетін дәлелдейтін жылулық сәуле шығару, фотоэффект, Комптон-эффект құбылыстары да көптеген құралдар мен ғылыми зерттеу әдістерінің негізі болып табылады. Қазіргі физикалық зерттеулердің маңызды бір бөлігі болып табылатын лазерлік спектроскопияның негізі де осы оптика бөлімінде қарастырылады. Оптика, өзінің үздіксіз ұзақ даму нәтижесінде қоғамда өкең ауқымда қолданыс тапты. Оптикада оқитын құбылыстар аумағы уақыт өте келе кеңейе түсті және нақты оптиканың дамуы көптеген фундаментальдық зерттеулердің, негізгі физикалық көзқарастардың дамуына, әсіресе, XIX-XX ғасырдағы 78 физиканың жаңа бағыттағы жаңалықтарының ашылуына әсер етті. Мысалы, телескоппен спектроскоптың ойлап табылуы табиғатта болып жатқан құбылыстардың өте бай дүниесін ашты. Микроскоптың пайда болуы биология ғылымының дамуына септігін тигізді. Салыстырмалылық теориясының, кванттық теориясының және т.б ашылуы оптикалық зерттеулердің негізінде жүзеге асты. Қазіргі кезде экологиялық таза, қолданымда кең өріс алған энергия көздерінің бірі болған күн элеметтерін жасауда, осы оптика заңдылықтарына сүйенеді. Күн энергиясын электр энергиясына түрлендіргіштердің, яғни күн элементтерінің жұмыс істеу принципі ішкі фотоэффект құбылысына негізделген. Ал фотоэффект құбылысының ашылуы оптиканың дамуымен жүзеге асқан. Осы күн элементтерінің пайдалы әсер коэффициентін арттыруда да оптика заңдылықтарына сүйеніп жүргізілген зерттеулер аз емес. Қарапайым мысал, күннен келген сәулелердің көп мөлшерін шағылтпай күн элементінің бойына сіңіру үшін олардың бетіне призмалық айналарды қолданған.
Білім беру тәжірибесі мен менің зерттеу нәтижелеріміздің көрсетуі бойынша, оқушыларға оптика негіздерін оқу мен қабылдау оптикалық ұғымдардың абстрактілігіне негізделген бірқатар қиындықтармен қатар жүреді, мысалы, зерттеудің кванттық объекттерінің көрнекі болмауы, сонымен: а) физика саласындағы берілген білім бағдарламасының толық қарастырылмауы; б) оптиканы оқытуда негізгі оқыту әдісі ретінде ауызша әдісті қолдануы; в) оптиканы оқыту үдерісінде нағыз табиғи эксперименттің шектелген мүмкіндіктерімен байланысты эксперименттік жұмыстың жетіспеуі (оптикалық құбылыстардың барлығын физикалық лаборатория жағдайларында көрсету мүмкін емес; табиғи эксперимент үнемі айқын болмайды және сапалы қасиетке ие құрылғылар күрделі, жұмыс жасау ыңғайсыз), сонымен қатар оны жүргізу үшін қажетті материалдық жағдай болмайды (эксперимент жасау үшін қажетті аппараттар мен құрылғылар не болмайды, не ескірген және өз қызметін толық орындай алмайды).
Оптикадан оқушылардың білім деңгейін көтеру үшін келесі нұсқауларды орындаған жөн:
1. Оптика бойынша оқу материалын таңдау мен оны қайта құрастыру жолымен оқу бағдарламасын жетілдіру.
2. Оптиканы оқытуда жаңа әдіс-тәсілдерді қолдану және күшейту.
3. Оптиканы оқытуда нақты эксперименттің, теорияның, есептің мазмұнына сай жаңа ақпараттық технологияларды қолдану жолымен эксперименттік нұсқауды, теориялық базаны, практикалық қолданысты жетілдіру. Мен зерттеуім үшін үшінші жолды таңдап алдым. Оны таңдай отырып, мен тағы бір маңызды жағдайды ескердім, заманауи әлеуметтік-экономикалық қоғамның даму жағдайында оқытудың өзекті мәселелерінің бірі оқушының жеке қасиеттерін дамыту, оның ойлауын дамыту, креативті ойлау қабілетін дамыту болып табылады. Менің ойымша, физиканы оқытуда, жеке жағдайда оптика бөлімін оқытуда аталған мәселелерді шешу үшін, жаңа ақпараттық технологияларды қолданудың болашағы зор болып табылады.
Оптика бөлімі бойынша материалды ұсыну логикасына әсер ететін әр түрлі факторлар бар, олардың бастылары мыналар:
1. Геометриялық оптика жарық сәулелері жөніндегі ұғымның негізінде оптикалық сәулелердің таралуын қарастырады да, оның табиғатын қарастырмайды. Оны оқып үйрену үшін екі нұсқа беріледі. Индуктивті нұсқада геометриялық оптиканы құрайтын негізгі заңдар жарық шоғы және жарық сәулесі ұғымдарының негізінде тәжірибелік жолмен қарастырылады. Бұл заңдарды қолдану арқылы оптикалық кескіндерді алу мен оптикалық құрылғылар оқытылады. Аталған нұсқа мектеп оқушыларына физиканы оқытуда тиімді болып саналады. Дедуктивті нұсқада геометриялық оптиканың формулалары Максвелл теңдеуінің негізінде жарықтың толқындық табиғаты ретінде, толқын ұзындығының тек аз мәнінде ғана қарастырылады. Оқушылардың математикадан дайындығы аз кезде жарықтың шағылу және сыну заңдары Гюйгенс принципі негізінде ғана оқытылады. Геометриялық оптика заңдылықтарын меңгеруде бұл дедуктивтік нұсқа оқушылардың жарық табиғатын және геометриялық оптикадан толқындық оптикаға ауысуын терең түсінуге мүмкіндік береді, бірақ белгілі бір деңгейде олардың теориялық ойлауы мен математикалық дайындығын талап етеді.
2. Қазіргі уақытта физика пәнінің бағдарламасын құруда әдіскерлер негізгі физикалық теорияны анықтайтын идеялардың бағдарламасына ұқсас материалдарды топтастырады. Мұндай ұстанымның мақсатқа сай болуы былайша қорытындыланады: түсініктер мен заңдардың қатарын жинақтай отырып, физикалық теория құбылыстарды түсіндіріп қана қоймай, сонымен қатар құбылыстардың өтуі мен жаңа заңдылықтарды орнатуға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, теорияға қатысты материалды топтау оқушыларға жалпы жағдайда білімнің белгілі бір жиынтығын беруге, оны түсіндіру үшін қолдануға және табиғат құбылысын анықтауға, оқушылардың ойлау қабілетін дамытуға мүмкіндік береді.
Жарық толқындық та, корпускулалық та қасиетке ие болғандықтан, яғни екіжақты қасиетке ие болғандықтан, кейбір оптикалық құбылыстар мен заңдылықтар электродинамикада қарастырылса, кейбіреулері кванттық физикада қарастырылады. Физикалық эксперимент оқытудың әр түрлі әдістерімен үйлесімділікте қолданылады. Бірақ қазіргі уақытта оқушылардың жеке даму концепциясын іске асыру үшін өнімді әдістер дұрыс болып табылады, олар оқушылардың ойлау қабілеті тәрізді жеке қасиеттерімен бірге пәнге деген қызығушылығын арттыруға мүмкіндік береді. Өз кезегінде, өнімді оқытуды табысты жүзеге асыру үшін оқытудың сәйкес әдістері мен құралдары, жеке жағдайда физикалық эксперимент талап етіледі.
1. Максвелл теңдеуі негізінде толқындық оптиканы үйренуге нұсқау оқушыларға үшін қол жетімсіз, сондықтан оптика заңдарын оқып үйрену тек эксперименттік негізде ғана мүмкін болып саналады.
2. Классикалық және заманауи білімді қоса алғанда оптика, оқып үйренуі мен қабылдауы оқушыларда белгілі бір қиындықты тудыратын физиканың бөлімдерінің бірі болып табылады. Оптикалық құбылыстар не толқындық көзқараспен, не кванттық ұғыммен сипатталады. Өкінішке орай, оптика бөлімін оқыту мәселелеріне арналған зерттеулер қатарындағы авторлардың көзқарасы бойынша, мектеп жағдайында оптикадан табиғи демонстрациялық және лабораториялық эксперимент дайындау мен жүргізу үдерісіне көптеген жағдайларда (геометриялық оптика, жарық поляризациясы бойынша бірнеше тәжірибелерден басқа) бірқатар қиындықтар бар, нақты айтқанда: - барлық оптикалық құбылыстарды физикалық лаборатория жағдайында күрделілігінен, қондырғы бағасының жоғарылығынан көрсету мүмкін емес; табиғи эксперимент әрқашан айқын болмайды, ол оқушылардың бойында зерттелетін құбылыстың пайда болу мен өту механизмін меңгеруді қиындатады; - лабораториялық жұмыс жасағанда құрылғылар күрделі және ыңғайсыз, демонстрация жүрісін басқаруда ұзақ уақыт кетеді; - оптикадан эксперимент, негізінен, сапалы қасиетке ие, тек соңғы нәтижені береді. Мысалы, жарық таралуының толқындық сипаттамасын дәлелдеу үшін интерференция және дифракция құбылысы қарастырылады. Басқа мысал: жарықтың кванттық қасиеттерін үйренуде фотоэффект құбылысы қарастырылады, бірақ, өкінішке орай, сәйкес тәжірибелер (Герц тәжірибесі мен Столетов тәжірибесі) демонстрация үшін күрделі болып қана қоймай, сонымен қатар аудиторияда фотоэффект құбылысына зерттеу жүргізуге мүмкіндік бермейді. Оптиканы оқытуда оқушылардың материалды меңгеруін жеңілдету үшін кейде арнайы құралдарды, плакаттарды, бейнефильмдерді және т.б. қолданылады (мысалы, Жарықтың толқындық қасиеті; Жарықтың поляризациясы, Фотоэффект, Сутегі атомының сызықты спектрлерінің табиғаты). Бірақ бейнефильмдер де бірқатар кемшіліктерге ие: бейнематериалдар екінші дәрежелі ақпаратпен жиі толып кетеді; материалдың берілуінің мазмұнына және қарқынына әсер ету мүмкіндігі болмайды; көрушілер пассивті бақылаушы болып табылады.
Менің зерттеу жұмысымның барысында жоғарыда келтірілген оптикалық құбылыстар мен заңдылықтар бойынша оқушылардың бойынан айтарлықтай кемшіліктер мен қателіктер байқалып олардың себептері анықталды. Негізгі себептер, біріншіден, физикалық құрал-жабдықтардың жеткіліксіздігінен немесе мүлдем жоқтығынан оқушылардың физикалық құбылыстар мен заңдылықтарды көз алдына елестете алмай, жай ғана теориялық тұрғыдан білім алуы. Яғни, тек баяндау түріндегі сабақтар оқушылардың қызығушылығын төмендетіп, зейінін басқа жаққа қарай аударуына алып келеді.
1.2. Оптика бөлімі бойынша негізгі терминдер
Фотометрия. Жарық шамалары. ЭМ толқындар шкаласы. Жарықтың табиғаты туралы ілімнің дамуы. Ферма принципі. Жарық жылдамдығы. Энергиялық бірліктер мен олардың арасындағы қатынастар. Пішіні әр түрлі көздерден шығатын жарық ағыны. Аталған тарауда жарық әсері жарық толқындары тасымалдайтын энергиямен анықталатынын ескеріп, бұл энергияны сипаттау үшін енгізілетін бірнеше ұғымдар мен арнайы бірліктердің тиімді оқытылуын қамтамасыз ету қажет.
Когеренттілік. Монохрамат жарықтың интерференциясы. Когерентті тербелістер алу жолдары. Жазық толқындардың интерференциясы. Екі нүктелік жарық көздерінен шығатын толқындардың интерференциясы. Толқындық фронтты бөлу және амплитуданы бөлу әдістері бойынша тәжірибелер.
Жарық интерференциясын бақылау тәсілдері. Интерференциялық жолақтарды локализациялау. Көлбеулігі бірдей және қалыңдығы бірдей жолақтар. Ньютон сақиналары. Квазимонохромат жарықтың интерференциясы.Интерференция апертурасы. Интерференция құбылысын қолдану. Фурье-спектрометрлері.
Дифракция құбылысы. Гюйгенс-Френель принципі. Қорытынды амплитуаны есептеу. Френель зонасы санының саңылау радиусы мен бақылаушының және экранның өзара орналасуына тәуелділігі. Зоналық пластинка. Дөңгелек саңылаудағы, дөңгелек бөгеттегі дифракция.
Фраунгофер дифракциясы. Дифракциялық тор. Интесивтілікті есептеудің графиктік және аналитикалық әдістері. Максимум және минимум шарттары. Саңылау енінің, жарық көзі өлшемдерінің әсері. Дөңгелек саңылау мен экрандағы дифракция.
Кеңістік құрылымдарындағы дифракция. Рентген сәулелерінің дифракциясы Голография. Бейненің голографиялық жазу әдісінің физикалық негіздері. Көпөлшемді құрылымдағы дифракция. Брэгг-Вульф формуласы. Лауэ әдісі. Кристалды айналдыру әдісі.
Геометриялық оптиканың негіздері. Табиғаттағы сыну және рефракция құбылыстары. Жарық талшықтары. Геометриялық оптиканың негізгі ұғымдары мен анықтамалары. Оптикалық бейнелердің геометриялық теориясының бастамалары. Сфералық бетте сыну. Центрленген оптикалық жүйе. Жұқа линза формуласы.
Жарық поляризациясы. Жарықтың анизотропты ортада таралуы. Жарықтың электромагниттік теориясының шеңберіндегі сәуленің поляризациясын бейнелеу. Жарық толкындарының көлденеңділігі. Сызықты поляризацияланған жарық. Малюс заңы. Брюстер заңы. Жарықтың қосарланып сынуы.
Жасанды анизотропия. Поляризация жазықтығының бұрылуы. Поляризациялық құралдар, қалыңдығы θ толқын ұзындықты және γ толқын ұзындықты пластинкалар. Табиғи оптикалық активтілік. Сахарометрия.
Жарықтың затпен әсерлесуі. Ортаның электрлік және оптикалық қасиеттері. Екі диэлектриктің шекарасында электромагниттік толқынның шағылуы мен сынуы. Френель формулалары және одан шығатын салдар. Ортаның шағылу коэффициенті. Поляризациялану дәрежесі.
Жарықтың дисперсиясы. Жарықтың заттағы таралуының микроскопиялық бейнесі. Дисперсияның классикалық электрондық теориясы. Сыну және жұту көрсеткішінің жиіліктен тәуелділіктері.
Жарықтың жұтылуы. Жарықтың шашырауы. Жарықтың жұтылуын классикалық теория тұрғысынан түсіндіру. Бугер-Ламберт заңы. Жұтылу коэффициенті. Жұтылу коэффициентінін интенсивтілікке тәуелділігі. Мөлдір емес ортадағы жарықтын шашырауы.
Жылулық сәуле шығару. Заттың сәуле шығару және жұту қабілеттері мен олардың қатынастары. Абсолют қара дененің моделі. Стефан-Больцман заңы, Вин ығысу формуласы. Рэлей-Джинс формуласы. Сәуле шығарудың классикалық теориясының шектелуі. Кванттық теорияның элементтері.
Фотоэффект. Жарықтың әсері. Негізгі эксперименттік заңдылықтар және оларды түсіндіру. Фотондар мен олардың қасиеттері. Фотондар қатынасын процестердегі энергия мен импульстің сақталу заңдары. Комптон эффектісі.
1.3. Оптиканы оқытудың ұстанымдары (принцип)
Оптика бөлімін оқытудың ұстанымдары өзара байланыста бола отырып, бір бүтін жүйені құрайды:
- ғылымилық ұстанымы: - оптика бөлімі бойынша оқу материалының мазмұнын ғылыми сенімділікпен баяндауды қамтамасыз ету, жаңа материалды меңгеруде соңғы ғылыми жетістіктерді ескеру қажеттілігін білдіреді. Білімді ақпараттандыру арқылы оқу материалын меңгеру үдерісі қазіргі ғылыми таным тәсілдеріне сай құрылуы қажет.
- эвристикалық әдістермен оқыту ұстанымы: - оқушыларға жаңа материалды меңгертуде бұл әдістерді қолдану олардың сабақтағы белсенділігі дамиды, ойлау қабілеті артады, креативтілігі қалыптасады. Мұндай дидактикалық талапты АКТ көмегімен орындау тиімді.
- жүйелілік және бірізділік ұстанымы: - оптика бөлімі бойынша белгілі бір мәселені меңгерудің бірізділігін қамтамасыз ету. Бөлім бойынша оқу материалы жүйелі және құрылымдық түрде берілуі тиіс;
- көрнекілік ұстанымы: - оқу материалындағы зерттелетін обьектілерді, олардың модельдерін қолдану, сезімдік қабылдауды және білім алушының өзінің бақылау мүмкіндіктерін туғызады. АКТ-ды қолдануда көрнекілік талапты жүзеге асыру мүмкіндігінше жоғары дәрежеде қамтамасыз етілуі керек. Мультимедиалық технологиялар, Интернет желісі, электрондық оқулық элементтерін пайдалану адамның ақпаратты қабылдауының барлық каналдарын қамтиды.
- саналылық, өз бетінше жұмыс, белсенділік ұстанымы: - оқу ісінде соңғы мақсаттар мен міндеттерді дәл түсінуде оқу ақпаратын қабылдауда АКТ-ны көмекші құрал ретінде өзіндік іс-әрекетін қамтамасыз ету.
Әдістері: проблемалық, дамытушылық, ізденушілік, зерттеушілік, практикалық, таным әдістері, эвристикалық, миға шабуыл, т.б.
1.4. Оптиканы оқытуда лабораториялық сабақтардың рөлі
Лабораториялық сабақтардың негізгі мақсаты: теориялық білімді өз бетінше тәжірибеде қолдана алу, жаңа нәрсені тани білу, өзіндік ізденушілікті дамыту, креативтілікті қалыптастыру.
Лабораториялық сабақтардың нәтижесі: өз бетінше эксперименттік жұмыстарды жасай алу, білімді жаңа нәрсені жасай алуға жұмсау, креативті қалыптасқан тұлға.
Физика - эксперименттік ғылым болғандықтан, физикадан өтілетін оқу эксперименті оқушылардың физика бойынша алатын білімдерінің көзі және физикалық құбылыстарды зерттеудің әдісі, физика сабақтарындағы басты көрнекілік болып есептелінеді. Лабораториялық жұмысты орындағанда оқушылар физикалық құбылыстарды өздері бақылайды, тексереді, заңдылықтарын зерттейді, қайта жасайды, сандық және сапалық қасиеттерін байқайды, өлшеулерді жүргізеді, өз бетінше қорытынды жасауға үйренеді. Лабораториялық эксперимент оқытудың ең әсерлі және нәтижелі әдістеріне жатады. Оны физика ғылымындағы эксперименттік зерттеу тәсілдерінің бейнесі және тікелей көшірмесі деп түсіну керек. Оптика бөлімін оқытудың мақсаттарын орындайтындай лабораториялық эксперименттің мынадай әдістемелік ерекшелік маңызы бар:
- демонстрациялық тәжірибені көрсеткенде оқушылар тек қана пассивті түрде бақылаушы роль атқаратын болса, зертханалық экспериментке олардың өздері белсене қатынасады, физикалық құбылыстарды өздері қолымен істеп көріп, өлшеулер ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
КУРСТЫҚ ЖҰМЫС
Тақырыбы: Оптиканың қызықты құпия сырларын оқушылардың өздігінен оқуын ұйымдастырудың жолдары
Мамандығы: 0111000 - Негізгі орта білім беру
Біліктілігі: 0111073 - Физика мұғалімі
Тобы: Ф-З-14
Орындаған: Калабаева М.Е.
Жетекшісі: Мұсатаева Б.И.
2016-2017 оқу жылы
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 3
І. НЕГІЗГІ БӨЛІМ
1.1 Мектепте оптика бөлімін оқытудың мәселелері ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... 4-9
1.2 Оптика бөлімі бойынша негізгі терминдер ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... 9-11
1.3 Оптиканы оқытудың ұстанымдары (принцип) ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... 11-12
1.4 Оптиканы оқытуда лабораториялық сабақтардың рөлі ... ... ... ... ... ... ... 12-13
ІІ. ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ
2.1 Оптика бойынша тапсырмалар орындауда АКТ-ны қолдану ... ... ... ... ... 13-16
2.2 Шығармашылық сипаттағы тапсырмаларды орындау ... ... ... ... ... ... ... . 16-27
ІІІ. ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 28
ІV. ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... 29
КІРІСПЕ
Физиканың үлкен бір саласы - оптиканы оқытудың соншалықты маңызды екенін айтып жатудың қажеті жоқ. Өйткені, оптиканы оқыту ғылымның түбегейлі түсініктері мен түйіндерінің түп негізін түсінуге, техниканың тілін тез үйренуге дайындықты дамыта түседі.
Бұрыннан қолданылып келе жатқан оқу бағдарламасында оптиканы оқытуға 36 сағат бөлінген. Ал физиканы тереңдетіп оқытатын мектептер мен арнайы сыныптарда сағат 56-72 сағат төңірегінде жүргізуге есептелінеді. Қазіргі техникалық лицей, физика-математикалық мектептерде оптиканы оқытуға арналған сағат саны одан көп болып отыр.
Тақырыптың өзектілігі: Курстық жұмыста мектептегі физика курсының Оптика бөлімінің негізгі мазмұны мен мәселелері туралы сөз болды. Оптиканы оқытудың ең тиімді әдіс тәсілдері қарастырылып, сараланды.
Зерттеу мақсаты: Мектептегі физика курсының Оптика бөлімін оқытудың ерекшеліктері мен мәселелерін қарастырып, оны шешудің жолдарын қарастыру. Оптиканы оқытуда тиімді әдіс-тәсілдерді таңдап алу.
Зерттеу нысаны: Мектеп физика курсының Оптика бөлімі
Зерттеу пәні: Физиканы оқыту әдістемесі
Зерттеу міндеттері:
а) Мектептегі оптика бөлімінің мазмұнын білу;
ә)Оптиканы оқытудың мәселелерін қарастыру;
б)Оқытудың тиімді әдіс-тәсілдерін талдау.
Курстық жұмыс құрылымы: Курстық жұмыс кіріспеден, екі тараудан, қорытындыдан, пайдаланылған әдебиеттер тізімінен тұрады.
І. НЕГІЗГІ БӨЛІМ
1.1 Мектепте оптика бөлімін оқытудың мәселелері
Оптика - жарықтың табиғатын, жарықтың таралу заңдылығын, жарықтың затпен әсерлесуіндегі байқалатын әр-түрлі құбылыстарды қарастыратын физика пәнінің дербес бөлімі болып табылады. Оптикалық құбылыстардың кейбіреулері, жарықтың түзу сызық бойымен таралуы, жарықтың шағылуы мен сынуы және т.с.с құбылыстары ерте заманнан белгілі болып келді. Жарық сәулесі электромагниттік толқын болып табылады, сол себепті оптика - электромагнитті өріс жайындағы жалпы ғылымның бір бөлігі болып табылады. Оптикалық сәуле шығару аумағына рентген сәулесі мен радиотолқындар аралығында орналасқан ультракүлгін, көрінетін және инфрақызыл сәулелері кіреді. Яғни оптикалық сәуле шығарудың толқын ұзындығы 10 нм - 1мм аралығында болады. Жарықтың толқындық табиғатын сипаттайтын интеррференция, дифракция, поляризация құбылыстары негізінде көптеген құралдар жұмыс істейді. Кез келген спектральдық құралдың жарық жіктейтін негізгі элементі болып дифракциялық тор саналады. Дифракция және интерференция құбылысының негізінде қазіргі кезде кең қолданыс тапқан голографиялық кескін жазу жүзеге асырылады. Геометриялық оптиканың заңдылықтары негізінде күнделікті тұрмыста қолданыс тапқан көзілдірік, микроскоп, телескоп, фотоаппарат және т. б. құралдар жұмыс жасайды. Сонымен бірге жарықтың жұтылу, сәуле шығару және шашырау, шағылу заңдылықтарын білу заттардың жарықпен әсерлесуі негізінде олардың құрылымы мен оларда болатын өзгерістерді анықтауға мүмкіндік туғызады. Сонымен қатар жарықтың кванттық қасиетін дәлелдейтін жылулық сәуле шығару, фотоэффект, Комптон-эффект құбылыстары да көптеген құралдар мен ғылыми зерттеу әдістерінің негізі болып табылады. Қазіргі физикалық зерттеулердің маңызды бір бөлігі болып табылатын лазерлік спектроскопияның негізі де осы оптика бөлімінде қарастырылады. Оптика, өзінің үздіксіз ұзақ даму нәтижесінде қоғамда өкең ауқымда қолданыс тапты. Оптикада оқитын құбылыстар аумағы уақыт өте келе кеңейе түсті және нақты оптиканың дамуы көптеген фундаментальдық зерттеулердің, негізгі физикалық көзқарастардың дамуына, әсіресе, XIX-XX ғасырдағы 78 физиканың жаңа бағыттағы жаңалықтарының ашылуына әсер етті. Мысалы, телескоппен спектроскоптың ойлап табылуы табиғатта болып жатқан құбылыстардың өте бай дүниесін ашты. Микроскоптың пайда болуы биология ғылымының дамуына септігін тигізді. Салыстырмалылық теориясының, кванттық теориясының және т.б ашылуы оптикалық зерттеулердің негізінде жүзеге асты. Қазіргі кезде экологиялық таза, қолданымда кең өріс алған энергия көздерінің бірі болған күн элеметтерін жасауда, осы оптика заңдылықтарына сүйенеді. Күн энергиясын электр энергиясына түрлендіргіштердің, яғни күн элементтерінің жұмыс істеу принципі ішкі фотоэффект құбылысына негізделген. Ал фотоэффект құбылысының ашылуы оптиканың дамуымен жүзеге асқан. Осы күн элементтерінің пайдалы әсер коэффициентін арттыруда да оптика заңдылықтарына сүйеніп жүргізілген зерттеулер аз емес. Қарапайым мысал, күннен келген сәулелердің көп мөлшерін шағылтпай күн элементінің бойына сіңіру үшін олардың бетіне призмалық айналарды қолданған.
Білім беру тәжірибесі мен менің зерттеу нәтижелеріміздің көрсетуі бойынша, оқушыларға оптика негіздерін оқу мен қабылдау оптикалық ұғымдардың абстрактілігіне негізделген бірқатар қиындықтармен қатар жүреді, мысалы, зерттеудің кванттық объекттерінің көрнекі болмауы, сонымен: а) физика саласындағы берілген білім бағдарламасының толық қарастырылмауы; б) оптиканы оқытуда негізгі оқыту әдісі ретінде ауызша әдісті қолдануы; в) оптиканы оқыту үдерісінде нағыз табиғи эксперименттің шектелген мүмкіндіктерімен байланысты эксперименттік жұмыстың жетіспеуі (оптикалық құбылыстардың барлығын физикалық лаборатория жағдайларында көрсету мүмкін емес; табиғи эксперимент үнемі айқын болмайды және сапалы қасиетке ие құрылғылар күрделі, жұмыс жасау ыңғайсыз), сонымен қатар оны жүргізу үшін қажетті материалдық жағдай болмайды (эксперимент жасау үшін қажетті аппараттар мен құрылғылар не болмайды, не ескірген және өз қызметін толық орындай алмайды).
Оптикадан оқушылардың білім деңгейін көтеру үшін келесі нұсқауларды орындаған жөн:
1. Оптика бойынша оқу материалын таңдау мен оны қайта құрастыру жолымен оқу бағдарламасын жетілдіру.
2. Оптиканы оқытуда жаңа әдіс-тәсілдерді қолдану және күшейту.
3. Оптиканы оқытуда нақты эксперименттің, теорияның, есептің мазмұнына сай жаңа ақпараттық технологияларды қолдану жолымен эксперименттік нұсқауды, теориялық базаны, практикалық қолданысты жетілдіру. Мен зерттеуім үшін үшінші жолды таңдап алдым. Оны таңдай отырып, мен тағы бір маңызды жағдайды ескердім, заманауи әлеуметтік-экономикалық қоғамның даму жағдайында оқытудың өзекті мәселелерінің бірі оқушының жеке қасиеттерін дамыту, оның ойлауын дамыту, креативті ойлау қабілетін дамыту болып табылады. Менің ойымша, физиканы оқытуда, жеке жағдайда оптика бөлімін оқытуда аталған мәселелерді шешу үшін, жаңа ақпараттық технологияларды қолданудың болашағы зор болып табылады.
Оптика бөлімі бойынша материалды ұсыну логикасына әсер ететін әр түрлі факторлар бар, олардың бастылары мыналар:
1. Геометриялық оптика жарық сәулелері жөніндегі ұғымның негізінде оптикалық сәулелердің таралуын қарастырады да, оның табиғатын қарастырмайды. Оны оқып үйрену үшін екі нұсқа беріледі. Индуктивті нұсқада геометриялық оптиканы құрайтын негізгі заңдар жарық шоғы және жарық сәулесі ұғымдарының негізінде тәжірибелік жолмен қарастырылады. Бұл заңдарды қолдану арқылы оптикалық кескіндерді алу мен оптикалық құрылғылар оқытылады. Аталған нұсқа мектеп оқушыларына физиканы оқытуда тиімді болып саналады. Дедуктивті нұсқада геометриялық оптиканың формулалары Максвелл теңдеуінің негізінде жарықтың толқындық табиғаты ретінде, толқын ұзындығының тек аз мәнінде ғана қарастырылады. Оқушылардың математикадан дайындығы аз кезде жарықтың шағылу және сыну заңдары Гюйгенс принципі негізінде ғана оқытылады. Геометриялық оптика заңдылықтарын меңгеруде бұл дедуктивтік нұсқа оқушылардың жарық табиғатын және геометриялық оптикадан толқындық оптикаға ауысуын терең түсінуге мүмкіндік береді, бірақ белгілі бір деңгейде олардың теориялық ойлауы мен математикалық дайындығын талап етеді.
2. Қазіргі уақытта физика пәнінің бағдарламасын құруда әдіскерлер негізгі физикалық теорияны анықтайтын идеялардың бағдарламасына ұқсас материалдарды топтастырады. Мұндай ұстанымның мақсатқа сай болуы былайша қорытындыланады: түсініктер мен заңдардың қатарын жинақтай отырып, физикалық теория құбылыстарды түсіндіріп қана қоймай, сонымен қатар құбылыстардың өтуі мен жаңа заңдылықтарды орнатуға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, теорияға қатысты материалды топтау оқушыларға жалпы жағдайда білімнің белгілі бір жиынтығын беруге, оны түсіндіру үшін қолдануға және табиғат құбылысын анықтауға, оқушылардың ойлау қабілетін дамытуға мүмкіндік береді.
Жарық толқындық та, корпускулалық та қасиетке ие болғандықтан, яғни екіжақты қасиетке ие болғандықтан, кейбір оптикалық құбылыстар мен заңдылықтар электродинамикада қарастырылса, кейбіреулері кванттық физикада қарастырылады. Физикалық эксперимент оқытудың әр түрлі әдістерімен үйлесімділікте қолданылады. Бірақ қазіргі уақытта оқушылардың жеке даму концепциясын іске асыру үшін өнімді әдістер дұрыс болып табылады, олар оқушылардың ойлау қабілеті тәрізді жеке қасиеттерімен бірге пәнге деген қызығушылығын арттыруға мүмкіндік береді. Өз кезегінде, өнімді оқытуды табысты жүзеге асыру үшін оқытудың сәйкес әдістері мен құралдары, жеке жағдайда физикалық эксперимент талап етіледі.
1. Максвелл теңдеуі негізінде толқындық оптиканы үйренуге нұсқау оқушыларға үшін қол жетімсіз, сондықтан оптика заңдарын оқып үйрену тек эксперименттік негізде ғана мүмкін болып саналады.
2. Классикалық және заманауи білімді қоса алғанда оптика, оқып үйренуі мен қабылдауы оқушыларда белгілі бір қиындықты тудыратын физиканың бөлімдерінің бірі болып табылады. Оптикалық құбылыстар не толқындық көзқараспен, не кванттық ұғыммен сипатталады. Өкінішке орай, оптика бөлімін оқыту мәселелеріне арналған зерттеулер қатарындағы авторлардың көзқарасы бойынша, мектеп жағдайында оптикадан табиғи демонстрациялық және лабораториялық эксперимент дайындау мен жүргізу үдерісіне көптеген жағдайларда (геометриялық оптика, жарық поляризациясы бойынша бірнеше тәжірибелерден басқа) бірқатар қиындықтар бар, нақты айтқанда: - барлық оптикалық құбылыстарды физикалық лаборатория жағдайында күрделілігінен, қондырғы бағасының жоғарылығынан көрсету мүмкін емес; табиғи эксперимент әрқашан айқын болмайды, ол оқушылардың бойында зерттелетін құбылыстың пайда болу мен өту механизмін меңгеруді қиындатады; - лабораториялық жұмыс жасағанда құрылғылар күрделі және ыңғайсыз, демонстрация жүрісін басқаруда ұзақ уақыт кетеді; - оптикадан эксперимент, негізінен, сапалы қасиетке ие, тек соңғы нәтижені береді. Мысалы, жарық таралуының толқындық сипаттамасын дәлелдеу үшін интерференция және дифракция құбылысы қарастырылады. Басқа мысал: жарықтың кванттық қасиеттерін үйренуде фотоэффект құбылысы қарастырылады, бірақ, өкінішке орай, сәйкес тәжірибелер (Герц тәжірибесі мен Столетов тәжірибесі) демонстрация үшін күрделі болып қана қоймай, сонымен қатар аудиторияда фотоэффект құбылысына зерттеу жүргізуге мүмкіндік бермейді. Оптиканы оқытуда оқушылардың материалды меңгеруін жеңілдету үшін кейде арнайы құралдарды, плакаттарды, бейнефильмдерді және т.б. қолданылады (мысалы, Жарықтың толқындық қасиеті; Жарықтың поляризациясы, Фотоэффект, Сутегі атомының сызықты спектрлерінің табиғаты). Бірақ бейнефильмдер де бірқатар кемшіліктерге ие: бейнематериалдар екінші дәрежелі ақпаратпен жиі толып кетеді; материалдың берілуінің мазмұнына және қарқынына әсер ету мүмкіндігі болмайды; көрушілер пассивті бақылаушы болып табылады.
Менің зерттеу жұмысымның барысында жоғарыда келтірілген оптикалық құбылыстар мен заңдылықтар бойынша оқушылардың бойынан айтарлықтай кемшіліктер мен қателіктер байқалып олардың себептері анықталды. Негізгі себептер, біріншіден, физикалық құрал-жабдықтардың жеткіліксіздігінен немесе мүлдем жоқтығынан оқушылардың физикалық құбылыстар мен заңдылықтарды көз алдына елестете алмай, жай ғана теориялық тұрғыдан білім алуы. Яғни, тек баяндау түріндегі сабақтар оқушылардың қызығушылығын төмендетіп, зейінін басқа жаққа қарай аударуына алып келеді.
1.2. Оптика бөлімі бойынша негізгі терминдер
Фотометрия. Жарық шамалары. ЭМ толқындар шкаласы. Жарықтың табиғаты туралы ілімнің дамуы. Ферма принципі. Жарық жылдамдығы. Энергиялық бірліктер мен олардың арасындағы қатынастар. Пішіні әр түрлі көздерден шығатын жарық ағыны. Аталған тарауда жарық әсері жарық толқындары тасымалдайтын энергиямен анықталатынын ескеріп, бұл энергияны сипаттау үшін енгізілетін бірнеше ұғымдар мен арнайы бірліктердің тиімді оқытылуын қамтамасыз ету қажет.
Когеренттілік. Монохрамат жарықтың интерференциясы. Когерентті тербелістер алу жолдары. Жазық толқындардың интерференциясы. Екі нүктелік жарық көздерінен шығатын толқындардың интерференциясы. Толқындық фронтты бөлу және амплитуданы бөлу әдістері бойынша тәжірибелер.
Жарық интерференциясын бақылау тәсілдері. Интерференциялық жолақтарды локализациялау. Көлбеулігі бірдей және қалыңдығы бірдей жолақтар. Ньютон сақиналары. Квазимонохромат жарықтың интерференциясы.Интерференция апертурасы. Интерференция құбылысын қолдану. Фурье-спектрометрлері.
Дифракция құбылысы. Гюйгенс-Френель принципі. Қорытынды амплитуаны есептеу. Френель зонасы санының саңылау радиусы мен бақылаушының және экранның өзара орналасуына тәуелділігі. Зоналық пластинка. Дөңгелек саңылаудағы, дөңгелек бөгеттегі дифракция.
Фраунгофер дифракциясы. Дифракциялық тор. Интесивтілікті есептеудің графиктік және аналитикалық әдістері. Максимум және минимум шарттары. Саңылау енінің, жарық көзі өлшемдерінің әсері. Дөңгелек саңылау мен экрандағы дифракция.
Кеңістік құрылымдарындағы дифракция. Рентген сәулелерінің дифракциясы Голография. Бейненің голографиялық жазу әдісінің физикалық негіздері. Көпөлшемді құрылымдағы дифракция. Брэгг-Вульф формуласы. Лауэ әдісі. Кристалды айналдыру әдісі.
Геометриялық оптиканың негіздері. Табиғаттағы сыну және рефракция құбылыстары. Жарық талшықтары. Геометриялық оптиканың негізгі ұғымдары мен анықтамалары. Оптикалық бейнелердің геометриялық теориясының бастамалары. Сфералық бетте сыну. Центрленген оптикалық жүйе. Жұқа линза формуласы.
Жарық поляризациясы. Жарықтың анизотропты ортада таралуы. Жарықтың электромагниттік теориясының шеңберіндегі сәуленің поляризациясын бейнелеу. Жарық толкындарының көлденеңділігі. Сызықты поляризацияланған жарық. Малюс заңы. Брюстер заңы. Жарықтың қосарланып сынуы.
Жасанды анизотропия. Поляризация жазықтығының бұрылуы. Поляризациялық құралдар, қалыңдығы θ толқын ұзындықты және γ толқын ұзындықты пластинкалар. Табиғи оптикалық активтілік. Сахарометрия.
Жарықтың затпен әсерлесуі. Ортаның электрлік және оптикалық қасиеттері. Екі диэлектриктің шекарасында электромагниттік толқынның шағылуы мен сынуы. Френель формулалары және одан шығатын салдар. Ортаның шағылу коэффициенті. Поляризациялану дәрежесі.
Жарықтың дисперсиясы. Жарықтың заттағы таралуының микроскопиялық бейнесі. Дисперсияның классикалық электрондық теориясы. Сыну және жұту көрсеткішінің жиіліктен тәуелділіктері.
Жарықтың жұтылуы. Жарықтың шашырауы. Жарықтың жұтылуын классикалық теория тұрғысынан түсіндіру. Бугер-Ламберт заңы. Жұтылу коэффициенті. Жұтылу коэффициентінін интенсивтілікке тәуелділігі. Мөлдір емес ортадағы жарықтын шашырауы.
Жылулық сәуле шығару. Заттың сәуле шығару және жұту қабілеттері мен олардың қатынастары. Абсолют қара дененің моделі. Стефан-Больцман заңы, Вин ығысу формуласы. Рэлей-Джинс формуласы. Сәуле шығарудың классикалық теориясының шектелуі. Кванттық теорияның элементтері.
Фотоэффект. Жарықтың әсері. Негізгі эксперименттік заңдылықтар және оларды түсіндіру. Фотондар мен олардың қасиеттері. Фотондар қатынасын процестердегі энергия мен импульстің сақталу заңдары. Комптон эффектісі.
1.3. Оптиканы оқытудың ұстанымдары (принцип)
Оптика бөлімін оқытудың ұстанымдары өзара байланыста бола отырып, бір бүтін жүйені құрайды:
- ғылымилық ұстанымы: - оптика бөлімі бойынша оқу материалының мазмұнын ғылыми сенімділікпен баяндауды қамтамасыз ету, жаңа материалды меңгеруде соңғы ғылыми жетістіктерді ескеру қажеттілігін білдіреді. Білімді ақпараттандыру арқылы оқу материалын меңгеру үдерісі қазіргі ғылыми таным тәсілдеріне сай құрылуы қажет.
- эвристикалық әдістермен оқыту ұстанымы: - оқушыларға жаңа материалды меңгертуде бұл әдістерді қолдану олардың сабақтағы белсенділігі дамиды, ойлау қабілеті артады, креативтілігі қалыптасады. Мұндай дидактикалық талапты АКТ көмегімен орындау тиімді.
- жүйелілік және бірізділік ұстанымы: - оптика бөлімі бойынша белгілі бір мәселені меңгерудің бірізділігін қамтамасыз ету. Бөлім бойынша оқу материалы жүйелі және құрылымдық түрде берілуі тиіс;
- көрнекілік ұстанымы: - оқу материалындағы зерттелетін обьектілерді, олардың модельдерін қолдану, сезімдік қабылдауды және білім алушының өзінің бақылау мүмкіндіктерін туғызады. АКТ-ды қолдануда көрнекілік талапты жүзеге асыру мүмкіндігінше жоғары дәрежеде қамтамасыз етілуі керек. Мультимедиалық технологиялар, Интернет желісі, электрондық оқулық элементтерін пайдалану адамның ақпаратты қабылдауының барлық каналдарын қамтиды.
- саналылық, өз бетінше жұмыс, белсенділік ұстанымы: - оқу ісінде соңғы мақсаттар мен міндеттерді дәл түсінуде оқу ақпаратын қабылдауда АКТ-ны көмекші құрал ретінде өзіндік іс-әрекетін қамтамасыз ету.
Әдістері: проблемалық, дамытушылық, ізденушілік, зерттеушілік, практикалық, таным әдістері, эвристикалық, миға шабуыл, т.б.
1.4. Оптиканы оқытуда лабораториялық сабақтардың рөлі
Лабораториялық сабақтардың негізгі мақсаты: теориялық білімді өз бетінше тәжірибеде қолдана алу, жаңа нәрсені тани білу, өзіндік ізденушілікті дамыту, креативтілікті қалыптастыру.
Лабораториялық сабақтардың нәтижесі: өз бетінше эксперименттік жұмыстарды жасай алу, білімді жаңа нәрсені жасай алуға жұмсау, креативті қалыптасқан тұлға.
Физика - эксперименттік ғылым болғандықтан, физикадан өтілетін оқу эксперименті оқушылардың физика бойынша алатын білімдерінің көзі және физикалық құбылыстарды зерттеудің әдісі, физика сабақтарындағы басты көрнекілік болып есептелінеді. Лабораториялық жұмысты орындағанда оқушылар физикалық құбылыстарды өздері бақылайды, тексереді, заңдылықтарын зерттейді, қайта жасайды, сандық және сапалық қасиеттерін байқайды, өлшеулерді жүргізеді, өз бетінше қорытынды жасауға үйренеді. Лабораториялық эксперимент оқытудың ең әсерлі және нәтижелі әдістеріне жатады. Оны физика ғылымындағы эксперименттік зерттеу тәсілдерінің бейнесі және тікелей көшірмесі деп түсіну керек. Оптика бөлімін оқытудың мақсаттарын орындайтындай лабораториялық эксперименттің мынадай әдістемелік ерекшелік маңызы бар:
- демонстрациялық тәжірибені көрсеткенде оқушылар тек қана пассивті түрде бақылаушы роль атқаратын болса, зертханалық экспериментке олардың өздері белсене қатынасады, физикалық құбылыстарды өздері қолымен істеп көріп, өлшеулер ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz