Физикадан факультативтік сабақтарды өткізу әдістемесі



Жұмыс түрі:  Материал
Тегін:  Антиплагиат
Көлемі: 44 бет
Таңдаулыға:   
МАЗМҰНЫ
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Негізгі бөлім
I. Физикадан факультативтік сабақтарды өткізу әдістемесі
1.1. Физикадан факультативтік сабақтарды ұйымдастырудың мақсаты және
негізгі
принциптері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ...
1.2. Факультативтік сабақтарды оқыту әдісі және факультативтік
сабақтағы физикалық эксперименттің
маңызы ... ... ... ... ... ... ... . ... ... .
1.3. Факультативтік сабақтарда есеп шығару негіздері және физикалық
олимпиадалар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.4.Физиканы тереңдетіп оқытудағы өзекті
мәселелер ... ... ... ... ... ... .. ...
II. Лазерлер тақырыбын оқыту әдістемесі
2.1.Лазерлер тақырын мектеп бағдарламасына сай оқыту әдістемесі ... .
2.2. Лазер сәулесінің қолданылуы тақырыбын тереңірек оқыту
әдісі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.3. Лазерлік көрсеткіш оқу физикалық
экспериментінде ... ... ... ... ... ...
III. Факультатив сабақтарында лазерлер тақырыбымен тереңірек танысу
3.1. Индукциялық сәуле
шығару ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
3.2. Лазердің жұмыс істеу
принципі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
3.3. Лазер сәулесінің негізгі
қасиеттері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
3.3.1 Лазер сәулесінің монохроматтылығы. Оның қуаты ... ... ... .
3.3.2 Алып
импульс ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ..
3.1.4 Лазерлердің кейбір түрлерінің
сипаттамасы ... ... ... ... ... ... .
IV. Оптикалық кванттың генераторлардың практикалық қолданылуы
4.1. Лазер сәулелерінің өндірісте және техникада
қолданылуы ... ... ... .
4.2. Лазерлерді медицинада
қолдану ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
4.3. Лазерлік технология – ақпараттарды өңдеу және жазу құралы ... ...
4.4. Голография туралы
түсінік ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
Пайдаланылған әдебиеттер
тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
..

Кіріспе

Факультатив сабақты оқытудың әдіс-тәсілдерін таңдағанда, факультатив
курс мазмұнын, оқушылардың дайындық деңгейлерінің дамуын, олардың бұрынғы
және бағдарлама бөліміне қызығушылығын ескеру қажет. Оқушылардың ойлау
белсенділігіне қойылатын бірден-бір талап әдісі әртүрлі түрде оның
(оянуына) өз бетімен жұмыс істеуін дамытып, байқаудан тұрады.
Физикалық сынып факультатив жұмыстарына сабақты өткізудің әртүрлі
әдіс-түрлерін лекция, тәжірибелік жұмыс, қосымша әдебиеттердегі тапсырманы
талдау, оқушы баяндамасы, реферат жазу, экскурсияны қолдануға болады.
Солардың кейбіреуін қарастырайық.
Материалдың жартысы лекция түрінде баяндалуы мүмкін, әсіресе оның
жалпылау мен жинақтауда. Мұғалім мақсаты ұқсас материал ұйымдастыруда
кейбір дәлелдерді тастап кетуге болатынын, берілгеннен тек ең бастысын
келтірсе, бірақ мынадай түрде шешу жолы анық байқалатындай есептерді
шешудің нақты әдістерін көрсету. Мұндай лекцияларды материал бойынша
дағдыларын машықтандыру үлкен көңіл бөле өткізу пайдалы.
Лекцияның басқа түрі дағдыны жүйеге келтіру мақсатқа қызмет етпесе,
онда оқушылардың жалпы дамуына, мысалы физиканың қолданбалы қызметін
түсінуге қатысты қолданылады.
Мұнда есептердің жеке түрлерін шешу әдісі емес идеясы олар үшін
негізгі қызметші немесе әдістің өзі, бірақ жинақтау түрі екенін бөлу
маңызды. Осындай лекцияларды өмір мен өндіріс мысалы ретінде тарих үлкен
орынға ие. Мысалы Лазерлер және олардың өмірде қолданылуы тақырыбын
келтіруге болады. Лекция өткізер алдында оқушылармен әңгіме барысындағы
туатын сұрақтарды талдап, есептердің қойылымы және басқалар жөнінде
әңгімелесуге болады. Оқушыларды реферат жазуға дайындау ең тиімді жұмыс.
Мұндай тапсырмаларды орындау алдымен өз бетімен жұмыс істеу дағдыларын
дамытуды, оқушылардың жеке дара қызығушылығын қанағаттандыруда бір
уақыттағы жеке тапсырма құнды болуы керек. Дайындалған баяндаманы тыңдап,
талдау жасауға ұмтылу керек. Бірнеше баланы баяндама дайындағанда олардың
алдына оқыған материалдарын жұмылдыру керек. Олар баяндамашы ассистенті
немесе оның оппоненті қызметін атқаруы керек. Реферат үшін дерекнамалар
жеңіл-оңай болатындай тақырып таңдау қажет. Материалдарды ойдағыдай игеру
үшін есептерді таңдауда өте үлкен мән бар. Факультатив сабақта кіріспе
есептер оқушылардың өз бетінше ізденіс жұмыстарын енгізу мақсатына
жалғасады, осы уақытта мұғалім әдейі оқушыларды тығырыққа тіреп, қабілетін
байқау үшін есеп беруі мүмкін.
Сондай-ақ проблемалық есептерді өз беттерінше шешу үшін, дағдыларын
қалыптастыру мен бекіту үшін, зерттеу есептерін керекті жерде баяндауда
бақылап қарастыру қажет. Қиындатылған есептерді бағдарлама бойынша жыл
бойына бөлуге болады.
Оқытудың техникалық және көрнекі құралдарына тоқталсақ, ол
оқытушылардың танымдылық қызметінің белсенділігін арттыруда, оқу
материалдарын көрнекті көрсетуде, тағы басқа көптеген жағдайларға жағдай
жасайды. Факультатив сабақ әуесқой оқушылар үшін қызықты болу қажет.
Я.И.Перельман: ...Таласым жоқ, ғылым шексіз қызық, -кімдер үшін?
Оның есігінде тұрғандар үшін емес, кім оның тереңіне үңіліп оның әдістерін
меңгерсе сол үшін. Дәріптеуші де өзінің пәнге деген қызығушылығы мен
оқырмандардың көңілін көтеріп, көмектесуден өзін босату үміті болуы емес,
- деп жазады. Жалпы қорытынды жасасақ, бүгінгі күнгі заман талабына сай ең
тиімді ізгі іс деп бағалар едім. Себебі қалыпты оқудан гөрі ерікті оқыту
оқушы дарынын ашуға көп жол ашады.
Ал, бұл жалпылама қорытынды болса, негізгі пән, яғни физика
сабақтарында факультатив сабақ өткізу аса қажетті.
Факультатив сабақ - оқушы мен оқытушы арасындағы байланысты
тереңдетіп, ғылыми және практикалық жұмыстарды іске асыруға себін тигізеді.
Физика сабақтарында шектеулі жоспарланған шекарадан шығып, халықтық
педагогика негізінде тартымды да, тамаша дәріс беруде факультатив сабақтың
маңызы зор.
Мәселен, халқымыздың ата мұрасы, салт-дәстүрлерінен бастау алған
Ғажайып қоржын, Алтын сандық ойындары таза физика пәнінің факультатив
сабағының төл табалдырығы іспеттес.
Факультатив сабақ оқушылардың ой өрісін, ойлау қабілетін дамытумен
қатар сол пәнге деген қызығушылығын арттырып, өзі қалаған мамандығы бойынша
білімін тереңдетуге мол мүмкіндік туғызады.
Физика пәні бойынша факультатив сабақтар ғылым мен техниканың соңғы
заңдылықтарымен танысуға, физикалық теориялық, тәжірибелік және
компьютерлік әдістерін терең игеруге арналады. Факультатив сабақтар
оқушының физика ғылымына қызығушылығын, творчестволық қабілетін арттырады.
Факультатив сабақтардың мазмұны мектептің негізгі оқулықтарының
мазмұнына сәйке келеді, түбірі бір мәселелер кеңінен, соңғы жаңалықтар
тұрғысынан қарастырылады. Мысалы, электродинамика бөлімімен қатар
шалаөткізгіштер, плазма түсініктері, ал оптика курсымен қатар лазер,
голография түсініктері баяндалады.
Жалпы факультативпен қатар арнаулы (кәсіптік бағдарлау қажеттілігіне,
педагогикалық коллективтің мамандану мүмкіндігіне байланысты) факультатив
ұйымдастырылуы мүмкін. Көп жағдайда арнаулы факультатив олимпиадалық
есептер шығаруға, информатика, электроника негіздерін үйретуге арналады.
Ерте замандардан-ақ адамзат баласы жарық сәулесінен өзіне сенімді, әрі
қуатты көмекшіні көре білді. Өйткені, жарық сәулесі кез-келген қараңғылыққа
еркін бұзып ене алады. Жарық сәулесінің қуаттылығына көптеген фантаст-
жазушылар да неше түрлі романдарын арнады. Г.Уэллстің Война миров және
А.Толстойдың Гиперболоид инженера Гарина атты романдары бүкіл әлемге
әйгілі. Бірақ бұл романдарда жарық сәулесі әлемді құртуды, тыныштықты
бұзуды мақсат еткен қайрымсыз пенделердің қолында болады. Ал қарапайым
халық болса еңбекқор –сәуле, көмекші –сәуле, жаратушы – сәуле туралы
армандады. Олардың осы армандары орындалған сияқты. Ол арманның орындалуы –
лазердің пайда болуы.
Лазерлер клиникаларда, заводтарда, құрылыс алаңдарында, ғылыми-зерттек
лабораторияларында пайдалануда.
Лазерлердің пайда болуы ХХ ғасырдағы ғылым мен техниканың ең үлкен
жетістіктерінің бірі болды. Алғашқы лазер 1960 жылы пайда болды, содан бері
лазерлік техника өте жылдам даму үстінде. Аз уақыт ішінде ғылыми және
техникалық мақсаттарға арналған лазерлік құрылғылар мен лазердің түрлері
пайда болды. Лазерлік техниканың пайда болғанына 30 жылдан асты, бірақ
лазерлер Халық шаруашылығының көптеген салаларында қолданылып жатыр,
лазердің қолданылу аймағы үздіксіз ұлғаюда. Лазерлік сәуле
құрастырушылардың, археологтардың, криминалистердің, картографтардың
сенімді көмекшісіне айналып келеді.
Бұл жұмыста мектеп бағдарламасына сай оқытылатын лазерлер тақырыбын
оқыту әдістемесі және оған бөлінген уақыттың аздығынан лазердің пайда болу
тарихын, жұмыс істеу принципін, лазерлік сәуленің қасиеттерін, сонда-ақ
лазердің техникада қолданылуын факультатив сабақтарда тереңірек оқыту
әдістері қарастырылған.

I. Физикадан факультативтік сабақтарды өткізу әдістемесі
1.1. Физикадан факультативтік сабақтарды ұйымдастырудың мақсаты және
негізгі принциптері

Адамзат баласының білім алудағы теңдігі, халыққа білім беру
жүйесінің бірлігі және оқу орындарының барлық типтерінің сабақтастығы
әрбір адамның оқудың төменгі сатысынан жоғарғы сатыға көшуіне толық
мүмкіндік жасайды. Оқушылардың мүдделерімен қабілет-дарынын және мамандық
бағдар-білімін дамыту мақсаты үшін, сонымен қатар жалпы білім беретін орта
мектеп жұмысын жүзеге асыру мақсатында физика, математика, жаратылыстану
және гуманитарлық ғылымдар жөніндегі білімді тереңдете түсу үшін
мектептерде VII сыныптардан бастап, оқушылардың қалауы бойынша,
факультативтік сабақтар енгізіледі. Факультативтік сабақтар оқушылардың
қалауы бойынша ұйымдастырылады.
Оқушылардың қалауымен өтетін факультативтік сабақтарды ұйымдастыру
біріңғай мектеп принциптеріне тіпті де қайшы келмейді, қайта оның қазіргі
дамуы кезінде мектеп алдында тұрған бірқатар маңызды міндеттерді ойдағыдай
шешуіне жағдай жасайды. Бұл міндеттер арасында негізгі принциптің бірі -
оқуды жекелеп жүргізу принципінің табыспен жүзеге асырылып келе жатқанын
атап өтуге болады. Жалпыға міндетті біріңғай талап негізінде факультативтер
әрбір оқушыға, оның қабілетіне лайық ақыл-ой жұмысын беріп, оның мақсат-
мүддесін толығырақ қанағаттандыра алады. Оқудың икемді формасы болып
табылатын факультативтер мектеп бөлімінде ғылым мен техниканың қазіргі
жетістіктерін толығырақ қамтуға, оқыту ісінде оқушылардың творчестволық
тапсырманы орындауына көбірек көңіл бөлуіне, өздігінен білім қуалап
дағдылануына мүмкіндік береді. Физика жөніндегі факультативтер орта
мектепті бітірушілердің жоғары оқу орындарының физика және инженер
мамандықтарына түсетін топтарын даярлаудың сапасын арттыруға себін
тигізеді.
Факультативтер болашақтағы мектептерде физикадан білім берудің
мазмұнын эксперимент жүзінде тексеруге және ізденістерге жол ашады.
Физика жөніндегі факультативте, физиканың негізгі сабақтары
программасымен тығыз байланысты, программа бойынша жүйелі түрде сабақтар
ұйымдастырылып отырады. Факультативтік курстарды оқып үйрену топтарына
оқушылар өз қалауымен алынады. Физика жөніндегі факультативтік курстарды
оқып үйренетін топтар бір сыныптың немесе бірнеше параллель сыныптардың
оқушыларынан құралады. Алайда бір топтағы оқушылар саны 10-нан кем болмауға
тиіс
Факультативтік оқу сабақ басталғанға дейін немесе ол біткеннен кейін
арнаулы кесте бойынша өткізіледі. Егер қажет бола қалса, оқушылардың
демалуы үшін, негізгі сабақтар мен факультатив арасында үзідіс жасауды күн
ілгері ескерген жоқ.
Факультативтік сабақтарды ұйымдастыру ісі мен методикасы
принциптерінің міндетті сабақты өткізу принциптерінен айырмашылығы
оқушыларды еңбекке тәрбиелеу мен кәсіпке бейімдеу міндеттерін ойдағыдай
орындау жолында бірсыпыра жаңа мүмкіндіктер ашады. Физика жөніндегі
факультативтік сабақтарда эксперимент жасауға бейім оқушыларға
демонстрацияны әзірлеу, дабораториялық жұмыстарды реттеу, қарапайым
приборлар мен модельдерді жинау сияқты істерді тапсыруға болады. Ал
теориялық сабақтарға құмар оқушыларға баяндама даярлау, семинарларда сөйлеу
істерін жиі-жиі тапсырған жөн. Оқушыларды дәл осылай экспериментаторлар
мен теоретиктерге ат үсті бөле салмай, факультативтік топтар сабағы
басталғаннан укейін арады 3-4 апта өткен шамада мұғалім факультативке
қатысушы әрбір оқушының ерекшелігін, ынта-ықыласы мен бейімділігін дәл
анықтап, солардың әрқайсысының факультативтен не үміт күтіп жүргенін білуге
тиіс. Оқушылардың ынта-ықыласы мен талап-тілегін анықтап алғаннан кейін
мұғалім факультатив программасының шеңберінен шықпай, бірнеше апта немесе
бірнеше ай бойы үйде, кітапханады, физика кабинетінде немесе мектеп
шеберханасында алаңсыз жұмыс істеуі үшін солардың әрқайсысына лайықтап жеке-
жеке тапсырма жасап бере алады.
Ұзақ уақытқа арналған ағымдағы істер мен жеке тапсырмаларды орындау -
өздігінен оқу, білім алу дағдысын дамытады, сөйтіп әрбір оқушыға, өзінің
ынтасына сәйкес сабақты таңдап алып, оны өз көңілінің қалауына,
мүмкіндігіне қарай орындап шығуына жағдай туғызады. Алайда факультативті
тек қана оқушылардың қабілетін дамытуға басшылық ететін топқа айналдырып
жіберуге болмайды. әрбір жеке тапсырма тек соны орындайтын оқушыға ғана
пайдалы болып қалмай, факультативтің басқа қатысушыларына да пайдалы болуы
тиіс. әзірленген әрбір баяндама мен реферат тыңдалып, талқылануы керек,
факультативтің әрбір қатысушысы жасаған модельдер, приборлар мен
лабораториялық қондырғылар міндетті түрде оның жолдастарына да қажетті және
пайдалы болғаны дұрысы. Факультативтік сабақтарда әдетте жасалатын
баяндамаға немесе хабарламаға факультативке қатысушылардың көбіне шала
таныс тақырып таңдап алынады. Бұл оқушылардың хабарламаға деген ынтасын
арттырады. Ал осындай жұмыстың нәтижелі болуына көпшілік ықыласының аууы
факультативке қатысушылардың белсенділігін арттыра түседі.
Әрбір оқушының ықыласы мен қабілетіне қарай, тапсырмаларды іріктеп
беру олардың жемісті орындалуын қамтамасыз етеді. Соның нәтижесінде
факультативтің әрбір қатысушысының өз күшіне деген сенімі артады, олардың
әрқайсысы коллектив ішінде бір немесе бірнеше мәселе жөнінен таңдаулы
маман болып есептелінеді. Мәселен, практикумның лабораториялық жұмысын
жасаған оқушы сол жұмыстың теориясы мен эксперимен өткізу ерекшеліктерін
қалған оқушылардың бәрінен жақсы біледі. Практикум өткізерде мұғалім қалған
оқушылардың бәрін одан консультация алуға жіберуіне де болады. Жолдастарына
бір немесе бірнеше мәселе жөнінде консультант болу оқушы көңілін
орнықтырып, оның сабаққа деген ынтасын күшейте түседі.
Физикадан факультативтік сабақтарын өткізген кезде көптеген мұғалімдер
оқушыларды тек ғалым-физик мамандығын таңдап алуға бейімдейді. Бір мақсатты
көздеген осындай нұсқаудан кейін әдетте теориялық сабақтарға, әсіресе аса
қиын есептерді көбірек шығаруға баса назар аударылуы да, факультативтердің
лабораториялық-практикалық жағына менсінбей қараушылық пайда болады.
Факультативтің нақты көмегі нәтижесінде мектеп оқушылардың ынтасы мен
қабілетін дамытып, олардың кәсіпті таңдап алуына ықпал жасай алатын болса,
физика мұғалімінің алдында оқушылардың күні бұрын қалыптасқан ынта-ықыласын
зерттеп, қанағаттандыру міндетінен маңыздырақ та қиынырақ тағы бір міндет –
оқушылардың ынтасын қоғамдық өндіріс қажетіне сәйкес қалыптастыру міндеті
тұрады.
Физикадан факультативтік сабақтардың мазмұнын бір мағыналы анықтай
салудың мүмкін емес екені белгілі, өйткені физика курсында оқушылылрға
қызғылықты болып көрінетін және теориялық, практикалық жағынан тереңдей
оқып үйренуге тұратын мәселелер өте көп.
Арнаулы факультативтік курстар оқушыны ғылымның қазіргі даму деңгейіне
жақындатуға мүмкіндік береді, бұл оқушылардың едәуір бөлігінің ғылымға
деген құмарлығын күшейте түседі. Алайда факультативтерді өркендетудің бұл
жолының өзіне тән кемшіліктері бар. Факультатив тақырыбын біраз сұраулар
төңірегінде тарылтқан жағдайда, физиканың негізгі курсы мен факультативтік
байланысы нашарлап қалады.
Факультатив мазмұнының негізгі курстан алшақтау кетуі, факультативке
физикалық білімін тереңдетуге келген оқушылардың сол сабақтарға қатысуға
деген ынтасын жоюға апарып соғуы да ғажап емес. Сол себепті де физикадан
факультативтік курстардың мазмұнын анықтар кездегі басты принцинтерің бірі
– физиканың негізгі курсы мен факультативтің тығыз байланыста болу
принципі.
Факультативтік курстар мазмұнындағы физикалық принциптер мен заңдар.
Факультативтік курс мазмұнын анықтаған кездегі міндет - әрі түсінікті, әрі
қазіргі заман оқу материалын іріктеп алу. Физиканың негізгі курсының
қазіргі заманға сай болуы сияқты, факультативтің қазіргі заманға сай болуы
да – ең әуелі физиканың іргелі принциптері мен заңдарына сүйенуден, мектеп
курсының дәстүрлі мәселелерін осы заманға лайық түсіндіруден құралуға тиіс.
Оқушының ой-санасындағы қазіргі заман физикасы түсінігін қалыптастыратын,
дамыту ісіне физика курсына жаңа бөлімдерді енгізу емес физиканың еңбір
жалпы идеялары мен принциптерін өрістете түсіндіру ісі ғана дәйекті жәрдем
бере алады.
Физикадағы сақталу заңдарының ролін анықтап, олардың қолданудың шарты
мен шегін дәл белгідеп беру оқушылардың диалектикалық-материалистік
көзқарасын қалыптастыру ісінде маңызды роль атқарады. Симметрия принципі
оқушылардың қатты денелердің құрылысы мен қасиеттері туралы, физикалық
өрістер мен элементарлық бөлшектер туралы

білімін тереңдете түседі.
Сәйкестік принципі физикалық заңдар мен ұғымдырдың қолданылу шегін белгілеп
қана қоймайды, сонымен бірге сол шектердің көмескіленіп, ескі және жаңа
теорияның заңдары мен ұғымдарының өзара тереңдей кірігіп кетуіне де жағдай
жасайды.
Физика факультативтік курсының мазмұнын іріктеп алудағы аса маңызды
шарттардың бірі – оның политехникалық оқу міндеттерін шешуге қосатын үлесі.
Физика факультативінде политехникаландыру принципін жүзеге асыру дегеніміз
адамның іс-әрекетінің барлық саласында қолдануға кең мүмкіндік жасайтын
ұғымдар мен заңдарды іріктеп алу, осынау ұғымдар мен заңдарды қоғамдық
өндіріске қолдану жолдарымен, түрлерімен таныстыру, оқушыларды практика
жүзінде негізгі физикалық приборлармен таныстырып, оларды сол приборлардың
тетігін тауып, жұмыс істеуге машықтандыру. Политехникаландыру принципін
факультативтік сабақтарды өткізу методтары мен ұйымдастыру ісіне биік талап
қояды, ол оқушылардың білімге деген құштарлығын мейдінше арттырып,
физикалық заңдардың практика жүзіндегі қимыл-әрекетін оқушының өздігінен
ашуына жағдай жасау қажет.
1.2. Факультативтік сабақтарды оқыту әдісі және факультативтік
сабақтағы эксперименттің маңызы
Физиканы жоғары деңгейде оқыту факультативтік сабақтарда, физиканы
теориялық және практикалық жағынан тереңдей оқитын кластарда жүзеге
асырылады. Физиканы тереңдей оқытудың осынау екі формасының мақсаты
біріңғай болғандықтан, оларды оқыту методикасының да ортақ жәйттері көп-ақ.
Факультативтік сабақтар – мектепте білім берудің біріңғай жүйесінің
күллі артықшылықтарын сақтап, оқушылардың жеке басының ынтасы мен қабілетін
дамытуға жағдай жасайтын, дифференциалдық оқытудың бір формасы. Өзінің
ұйымдастыру принципі бойынша ол міндетті және кластан тыс сабақтардың
арасындағы аралық күй болып табылады. Факультативті кластан тыс жұмыстың әр
түрлі формаларымен тоғыстыратын бір белгісі – осынау факультативтік курсты
таңдап алу міндетті емес. Ал оның міндетті курсты оқыту сабақтарымен ұқсас
бір белгісі – факультативтердің тақырыптары анықталатын бірыңғай ортақ
программаның бар болуы.
Факультативтік сабақтарды оқытудың әдіс тәсілдерін таңдағанда,
факультативтік курс мазмұнын, оқушылардың дайындық деңгейлерінің дамуын,
олардың бұрынғы және бағдарлама бөліміне қызығушылығын ескеру қажет.
Оқушылардың ойлау белсенділігіне қойылатын бірден-бір негізгі талап әдісі
әртүрлі түрде оның өз бетімен жұмыс істеуін дамытып, байқаудан тұрады.
Оқушыларды реферат жазуға дайындау ең тиімді жұмыс. Мұндай
тапсырмалапды орындау алдымен өз бетімен жұмыс істеу дағдыларын дамытуда,
оқушылардың жеке дара қызығушылығын, қанағаттандыруда бір уақыттағы жеке
тапсырмалары құнды болуы керек. Дайындалған баяндаманы таңдап, талдау
жасауға ұмтылу керек. Факультативтік сабақтарды өткізу методикасы жөніндегі
ұсыныстар көбінесе теріс формада айтылады: факультативтік сабақтар әдеттегі
сабаққа ұқсамауға тиіс, үйірме сабақтарының белгілі формаларын көшірмеуге
артта қалғандарға қосымша сабақ түріне айналмауға тиіс, жоғары оқу
орындарына түсетіндерді даярлайтын репетиторлық сабақ ретінде
пайдаланылмауға немесе жоғары мектеп типіндегі лекция курсына айналмауға
тиіс.
Бұл қағидалардың бәрі де даусыз, өйткені мектептегі оқу-тәрбие
жұмысын ұйымдастырудың принципті жаңа формасы ретінде факультативтік
сабақтар оқушылармен шұғылданудың бұрыннан белгілі, дағдылы формаларын
қайталамауы керек.
Сонымен бірге факультативтік сабақтар құр бос орыннан, жоқтан туа
салған нәрсе емес. Білімді тереңдету міндеттері, оқушылардың ынтасы мен
қабілетін дамыту, оларды бір кәсіпке бейімдеу міндеттері бұрын да, мектеп
жұмысы практикасында факультативтік сабақты енгізгенге дейін де болған.
Оларды шешу үшін осы уақытқа дейін сабақ үстінде және оқушылармен
кластан тыс жеке жұмыс істеудің әр алуан түрлерімен әдістері қолданылып
келген және қолданылып та жатыр. Осынау міндеттерді шешу барысында
мектептің қол жеткен тәжірибелерден факультативтік сабақтарды өткізу
практикасында толығырақ пайдалануға болады.
Факультативтің кейбір белгілері пәндік үйірмеге де ұқсап кетуі
мүмкін. Үйірмедегі сияқты, факультативте де сабақтар оқушылардың ынта-
ықыласы негізінде ұйымдастырылады. Осыған қарап, тіпті үйірме мен
факультатив арасын ажыратудың керегі жоқ деген пікір айтылады. Бірақ
көзделген мақсат қанша ортақ болғанымен (оқушылардың ынтасы мен қабілетін
дамыту) факультативтің үйірмеден бір айырмашылығы – оқу онда белгілі бір
программамен жүйелі түрде жүргізіледі, жұмыс формалары әр алуан болады.
Факультатив мүмкін болғанша физика ғылымы туралы физиканы зерттеу методтары
туралы, қазіргі заман техникасында физикалық білімді пайдаланудың мүмкін
жолдары туралы толық түсінік беруге тиіс.
Жоғары сыныптарда жаңа материалды факультативте баяндайды формасы
жағынан мұғалім жоғары оқу орны лекциясына жақындата түсуіне болады, ал
оқушылардан сабақ сұраудың орнына семинарлық сабақтар жүйесін пайдаланғаны
жөн.
Мысалы, сабақ мұғалімнің жарты сағаттық немесе бір сағаттық
лекциясымен басталып, сонан соң семинар немесе есеп шығарудан практикум
формасында жалғастырып, жаппай лабораториялық жұмысты немесе эксперименттік
тапсырманы орындауымен аяқталса да болады.
Физикалық эксперимент.
Факультативтік курстар ғылыми фактілерді баяндап қана қоймайды,
сонымен бірге сол фактілерді алудың методтарымен таныстырады. Олардың
ішінен физикада эксперимент айрықша орын алады.
Физика – эксперименттік ғылым. Бақылаулар мен тәжірибелер физикалық
құбылыстардың табиғаты туралы білім көзі болып табылады. Кез келген
физикалық теорияны бағалайтын критерий – күрделі тәжірибе. Оқушылардың
практикалық сабақтарда жасайтын бақылаулары, өлшеулері мен алынған
нәтижелерді талдауы шын мәнінде физика ғылымының негізгі методтарын қайта
жасау болып шығады.
Факультативтік сабақтарда физикалық эксперимент ролін арттырудың тағы
бір дәйекті дәлелі - оқушылардың ынта-ықыласын анықтау үшін осынау
факультатив көлемінде олардан алынатын анкеталар нәтижесі.
Оқушылардың факультативтік сабақтағы белсенділігін арттыру мүддесі
міндетті сабақтар өткізу ісінде демонстрациялық және лабораториялық
эксперименттің практикада әбден қалыптасқан ара қатынасын қайта қарауды
талап етеді.
Топтағы оқушылар саны аз болып, факультативтік сабақтардағы физикалық
экмпериментті өткізуге арналан уақытты көбейту оқушылардың өздігінен
жүргізетін физикалық эксперимент үлесін едәуір молайтуға жағдай жасайды.
Приборлар мен құрал-жабдықтар жеткілікті болмағандықтан немесе қауіпсіздік
техникасының талабына сәйкес оқушылар өздігінен орындай алмайтын
тәжірибелерді демонстрациялық вариантта өткізу ұсынылады.
Факультативтегі демонстрациялық тәжірибелер, кейінірек теориялық
тұрғыдан қаралатын проблемалар мақсатына немесе теорияның негізгі
қорытындыларын тексеріп көретін бақылау эксперименті ролін атқаратын
проблемалар мақсатына қызмететуге тиіс. Әуелі демонстрациялық үстелде
жасалған тәжірибелердің көпшілігін кейін оқушылар, бұдан да дәлірек өлшеу
приборларын қолдана отырып, өздігінен жүргізетін лабораториялық
эксперименттерде қайталап орындайды.
Лабораториялық жұмыс формасындағы физикалық эксперимент факультативтік
сабақтарда көптеген жағдайда демонстрациялық экспериментпен салыстырғанда
пайдалырақ деп есептеледі. Экспериментті орындаған кезде оқушылардың жоғары
белсенділігі мен тәуелсіздігі физикалық приборлармен жұмыс іскерлігінің
және бақылаулар мен өлшеулер нәтижелерін өңдеу дағдыларының қалыптасыу,
оқушылар өздерінің шапшаңдықтарына байланысты жеке жоспар бойынша
бақылаулар жүргізу мүмкіндіктерінің болуы – оның даусыз артықшылығы.
Мұғалімге де, оқушыларға да әбден үйреншікті болып кеткен
лабораториялық сабақтар өткізудің екі формасы бар, - жаппай лабораториялық
жұмысты орындау және физикалық практикумды жүргізу.
Факультативтік сабақтарда лабораториялық жұмыстарды физикалық
практикум түрінде өткізудің пайдасына бірқатар дәйекті дәлел келтіруге
болады. Біріншіден, физикалық практикумның лабораториялық жұмыстарын
орындау оқушылардың әрқайсысының ықыласы мен бейімін ескеріп, олардың
творчестволық қабілетін дамытуға зор мүмкіндік туғызады. Практикумда
күрделілігі мен сипатының деңгейі әр алуан жұмыстарды жасатуға болады.
Олардың кейбіреуіне толық түсініктеме, енді біреулеріне қысқаша нұсқаулар
беріп, ал үшіншілерін –орындау үшін қажетті құрал-жабдықтарды оқушы
өздігінен таңдап алып, және экспериментті орындау схемасын жасауды талап
ететін есеп түрінде тұжырымдауға, төртіншілерін конструкторлық тапсырмалар
ретінде ұсынуға болады. Оқушылардың лабораториялық экспериментті өздігінен
қойып және орындап дағдылануы үшін, олардың әрқайсысының жеке басының
ерекшеліктерін ескере отырып, творчестволық қабілетін дамыту үшін физикалық
практикумның кең жол ашатын, жаппай лабораториялық жұмыстарға қарағанда,
факультативтік сабақтарда лабораториялық эксперимент өткізудің осы
формасының аса маңызды бір артықшылығы болып табылады.
Физикалық практикумның екінші артықшылығы факультативтік топ
оқушыларын жұмыс орнымен түгел қамтамасыз етуге мүмкіндік барлығы, сонда
жаппай жұмыстарға қарағанда, бұған приборлар мен құрал-жабдықтар әлдеқайда
аз пайдаланылады.
Оқушылардың пәнге деген ықыласын қуаттап, дамытып үшін физикалық
практикумды ұйымдастырумен бірге жаппай лабораториялық жұмыстарды да өткізу
қажет.
Жаппай лабораториялық жұмысты енгізу, сабақтарды өткізу формасын
таңдап алар кезде мұғалімнің мүмкіндіктерін кәдімгідей молайта түседі. Ол
оқушылардың өз бетімен жасайтын практикалық жұмысына бөлінген уақыт үлесін
көбейтуге жағдай жасайды, оқушылардың өздігінен жүргізетін физикалық
эксперименттің оқылған теориялық материалмен байланысын қамтамасыз етеді,
өйткені жаппай жұмыс та, әдетте оны орындау кезінде пайдаланатын теориялық
материалдар оқып үйретілетін сабақ үстінде жасалады. Бірқатар жаппай
лабораториялық жұмысты қою арқылы оқушыларға аса маңызды физикалық
нәтижелер шығарып алуға күрделі құрал-жабдықтарды қолдануға міндетті түрде
қажет ете бермейтінін анық көрсетуге болады.

1.3. Факультативтік сабақтарда есеп шығару негіздері
және физикалық олимпиадалар
Факультативте есеп шығару сабағын өткізудің өзіндік қиындықтары
болады. Қазіргі кезде қиындатылған есептер жинақтары жетіп жатыр, солардың
ішінен кез келген тақырыпқа есептер таңдап алу қиын емес. Қиындатылған
есептер шартынан әдетте жұмбақ шешу талап ететін кейбір элементтер кездессе
де, есеп шығарудың негізгі мақсаты – фихикадан алған теориялық білімді
практикада қолдана білуге машықтандыру. Аса көп, әр алуан физикалық
есептердің ішінен, сол есептерді шығарған кезде оқушылар физиканың тиісті
бөлімі есептерінің негізгі типтері жәйлі неғұрлым толығырақ түсінік алып,
оларды оңтайлы тәсілмен шығаруды үйренетін түрлерін таңдап-талғап алу
мұғалімнің негізгі міндеті болып табылады.
Физика есептерін шығару жөніндегі сабақты өткізгенде бір
факультативтік топ ішіндегі оқушылардың осы типтегі жұмысқа әзірлігі әр
алуан болатынын ескеру қажет. Оқушылардың дара ерекшеліктерін есепке алудың
жиі қолданылып жүрген варианты оқушылардың даярлығына байланысты, олардың
әрбір тобына әр түрлі есептерді лайықтап алу болып табылады. Есептер шығару
жөніндегі сабақты өткізудің көп жағдайда ұтымды саналатын формасында бір
топтың оқушылары бірдей есептерді шығарады. Мұнда олардың бәрінің жағдайы
бірдей болады, мұғалімнің оқушылар қабілетіне күн ілгері қойған бағасы
жұмыс нәтижесіне әсер етпейді. Осы типтегі сабақтар факультативке
қатысушылардың бәріне пайдлы болуы үшін, сұрыпталып алынған есептер
оқушылардың бәріне бірдей болуы, ал күрделірек дәрежесі жағынан күшті
оқушыларға лайықтап алынуы тиіс.оқушылардың ойлануына берілетін бірқатар
уақыттан кейін, есепті шығарған немесе оны шығару жолын білетін бір оқушы
тақтаға шақырылады. Есептің мазмұны мен оны шығарудың мүмкін жолдарын
коллектив болып талдау факультативтік топқа қатысушылардың физика есептерін
өз бетімен шығаруға деген дағдысын жеделірек дамытуға жағдай жасайды.
Физиканың факультативтік сабақтарында эксперименттік есептер шығаруға
айрықша көңіл бөлген жөн.
Эксперименттік есеп терминімен түрлі сипаттағы тапсырмаларды белгілейді.
Физикалық олимпиадаларды өткізу практикасында, әдетте, өздігінен физикалық
эксперимент немесе шағын лабораториялық зерттеу ісін жүргізгенде ғана
шешімі табылатын тапсырмаларды осы терминмен атайды. Эксперименттік
есептердің бір бағалы жері - ол оқушылардың алған білімін практикада
қолдана білуін тексеруге жол ашады. Қалта фонары лампасының электрлік
кедергісін эксперимент жүзінде анықтау сияқты әншейін қарапайым тапсырманы
орындау кезінде оқушылардың бірқатар іскерліктері мен дағдылары
тексеріледі: электр тізбегін құру, электр тізбегінде токтың күші мен
кернеуін өлшеуге арналған приборларды қосу, приборлардың көрсетулерін жазып
алу, ток пен кернеуді өлшейтін приборларды тізбекке бір мезгілде қосқандағы
олардың өзара әсерін ескеру, өлшеулердің қателіктерін ескеру.
Екінші жағынан алғанда, тіпті оп-оңай эксперименттік тапсырманың өзі
зерттеушілік қабілеті бар оқушыларды табуға жағдай жасайды. Мәселен,
лампаның кедергісін анықтаған кезде көптеген оқушылар кернеудің мәні мен
ток күшін бір рет өлшеп қана қояды. Кейбір оқушылар ток күші мен кернеудің
мәндерін өзгертеді, бірақ лампа кедергісін есептеу нәтижелеріндегі
айырмашылықты көргеннен кейін, нәтижелердегі алшақтықты еш дәлелсіз
приборлар қатесіне жатқызады да, орташа бір мәндерді тауып, нәтижелерді
қолдан жақсартуға тырысады. Кейбір оқушылар ғана ток күшін өзгерткен
кезде лампаның электрлік кедергісінің мәндерінің өзгеретінін көргеннен
кейін, осы эффектіні арнайы зерттеп, оны түсіндіру үшін өз болжамын айтады.
Міне, осындай оқушылар егер олар теорияны оқып үйрену үстінде тіпті онша
көзге түспесе де, факультатив жетекшілерінің назарын айрықша аударуға тиіс.
Факультативтік сабақтармен тығыз байланысты физика жөніндегі сыныптан
тыс жұмыстың бір түрі – физикалық олимпиадалар.
Олимпиаданың өзгеше бір белгісі – жарыс рухы жұмыстың осы түрінде ең
күштідерді айқындау болып саналады. Мектептің ең таңдаулы физигі атану
жолындағы күрес және аудандық, облыстық, республикалық олимпиадалар
дәрежесіне көтеріліп, соларға қатысуға мүмкіндік алу көптеген оқушылар үшін
мектепте физикамен шұғылдануға негіз болады.
Дегенмен олимпиаданың басты мақсаты – аса қабілетті және даярлығы
күшті екі-үш оқушыны табу емес, мектеп оқушыларының басым көпшілігінің
физикаға деген ықыласын арттыру.
Факультативтік сабақтарда олимпиаданың әрбір келесі кезеңдерінде
ұсынылатын есептерді шығару әдістерін талдауды практикаға айналдырып
отырған да пайдалы.

1.4.Физиканы тереңдетіп оқытудағы өзекті мәселелер
Осы тақырып төңірегінде көп әңгіме айтуға болады . Мектепте жеке
пәндерден тереңдетіп оқыту оқушылар білімін жоғарлатуға көп септігін
тигізеді.
Осы жекелеген пәндер бойынша жылпы білім беретін сыныптарға қарағанда
терең білім беретін сыныптарда білім дәрежесі анағұрлым жоғары екендігі
күнделікті сабақта дәлелдеуге болады.
Себебін сабақ беріп жүрген сыныптарды салыстыра отырып дәлелдеуге
болады.
Оларға тапсырма берілсе ой қорыту, тұжырым жасау арқылы жауап
дайындау, оны орындау мүмкіншіліктер толық жетеді.
Сонымен қосы оқушыларға жеке пәнді оқыту ауыл мектептерінде өте қажет.
Қала мектептерінде оқушылар мұндай тәсілді пайдаланып жеке пәндер бойынша
білім алу енгізгелі 15 жылдай бұрын басталды деуге болады немесе лицей,
колледждерде ондай тәсілдерге барып оқу жеке санаулы оқушылардың
мүмкіншілігі жоқ. Сондықтан көптеген тәжірибелерден қорытындылатынымыз
тереңдетіп оқыту ең қажетті.
А.Байтұрсыновтың айтқан мына сөздеріне назар аударсақ көп нәрсені
ұғуға болады:
Оқусыз халық қанша бай болса да біраз жылдардан кейін оның байлығы
өнерлі, білімді халықтардың қолына көшпекші. Осы сөзден басшылық басқа
ұлттың қолында болады деген сөз. Біздің келешегіміз болуы үшін қағаз
бетіне жазылатын баға арқылы жазылған білім емес санада негізделген білім
қажет сияқты. Мұны айтудағы себебім қалыпты жағдайдағы білім беруге
бөлінген физика пәнінің сабақ саны осы пәннен толық мағлұмат бере алмайды.
Білім сапалы болуы үшін оқушының осы пәнді түсініп орындай алуға
қабілеті жететін болуы қажет. Ол мектепте берілген жоспарлы сабақ тек сол
пәннің атын ғана анықтайды. Әрбір пән мұғалімі өзінде жинақтаған білімді
екінші адамның яғни шәкірт санасына жеткізе білу үшін жоспарлы сабақ саны
(аз) қанағаттандыра алмайды. Пәнге қызыққан шәкірт өз бетінше оқып табысқа
жететіні санаулы ғана болады.
Отанымыздың салауатты сауатты азаматын тәрбиелеу үшін, жеке пәндер
бойынша тереңдетіп оқыту физика пәнінен, математика, химия т.б. өте қажет.
Ұлы адамдарымыздың бірі Жүсіп Баласағұни айтқан мына сөзді келтіруге
болады.
Парасат қайда болса, ұлық сонда
Білім қайда болса, биіктік сонда.
Осындай мысалдар келтіре отырып мектепте оқуға қабілеті жететін баланы
жетелеу үшін, оның білімге деген құштарлығын арттыру үшін қажет деген
тұжырым жасауға болады.
Оқу тәрбие ісі ағартушылық деп бекер айтпаған. Оқудың адам санасына
тигізер ықпалы осындай. Сана деген бір шырақ зиялы тәлімге оның отын
тұтаса, ізгілік игілікке, әдептілік әдемілікке, білімділікке ұласады.
Мұндай сөздерден айтайын дегенім білімді азамат ұлт тағдырын, ұрпақ
тағдырын құрметтейтін азамат болады. Мектеп – мемлекетпен бұқараның
арасындағы алтын көпір деп атап жүр. Бұлай аталу себебі мемлекет
басқаратын, соны құратын азаматты тәрбиелеп жеткізетіндігін түсіндіреді. Ал
ол зиялысы мұғалім. Сол мұғалім мәртебесін биік сақтау арқасында
келешектің сауатты азаматын тәрбиелеу осы мамандықты таңдаған ұстаздар
міндеті деп білемін. Пәннің бала сезімін ояту сол пәнге деген қызығушылығын
арттырады.
Мүмкіндігінше бала қабілетін ашуға бағытталған жұмыс іс-әрекет қажет
деп ойлаймын.
Үлкендер мида жеті шырақ болады деуші еді.
Кем дегенде үшеуі жанса – ақылдылық,
Бесеуі маздаса – ұлылық,
Жетеуі бірдей сәуле шашса – пайғамбарлық екен.
Шәкірттің миындағы шырақты мұғалім жаға білу керек, бәрін бірдей
жағуға мүмкіндік болмаса да үш төртеуін жағу мүмкіндігіне ие болуы керек.
Мұғалім деген дарындылық сияқты ерекше қабілет. Осы қабілетті
келешекке сауатты азамат тәрбиелей білуіміз қажет деп ойлаймын.
Мұғалімділік кемелдене келе ағартушылық, ұстаздық дәрежеге жетеді, -
дейді ұлағатты ағаларымыз. Ағартушы, ұстаз болу өзінен озған шәкірті болуы
керек деп ойлаймын. Іргелі елдің ізгілі азаматын тәрбиелеу әрбір жеке пән
мұғалімдерінің негізгі міндеті дей отырып, жеке пәндер соның ішінде физика
пәнін тереңдетіп оқыту ең қажетті деп ойлаймын. Теорияның терең болуы
практикаға, яғни өмірге ең қажеттісі. Ұлы қаламгер Ғабит Мүсірепов Оқушы
жастардың ең сенімді ұстазы, сыр жасырмай ашық айтатын адамы - мұғалім
деген болатын. Оқушы жүрегінің кілтін тауып, миындағы шырақты жаға білсең
нұр үстіне нұр жауар еді. Сонымен қоса мына сөздермен аяқтауға болады:
Білім ордасының тірегі мен жүрегі - мұғалім. Тереңдеген сыныптағы оқу
сапасы 53-60 процент болуы физика пәнін тереңдетіп оқуы нәтижесі –
Зертханалық жұмыстарды осы программа бойынша оқытылатын сынып өте жоғары
дәрежеде орындай алады. Бақылау жұмыстарды, тестік тапсырмаларды ешқандай
кедергісіз орындай алады. Шығармашылық жұмыстарды еркін орындай алады. өз
беінше оқуға берілетін тапсырманы толық өз дәрежесінде орындау мүмкіншілігі
жеткілікті.
Формуланы қолдана білу, физикалық мағынасын ашу, өлшем бірліктерін
талдау, физика заңдарының қолданылатын жерлерді анықтау, оның нәтижесін
дәлелдеу. Осы дәрежеге физиканы тереңдетіп оқыту нәтижесінде келді. Сонымен
осы сынып оқушыларында пәнді жақсы білу керек деген ойдың пайда болуы
оларды біраз көтерді деп ойлаймын. Сабақтан қалмауға, оқымай келуге
болмайды деген ұғымның пайда болуы, көп оқушы санасын көтереді деген ой
тұжырым жасаймыз. Келешекте ауыл мектептері үшін сағатты көбейту үшін емес
білімді жоғарылату үшін ашылса пайдасы жоғары болады.
Жоғары оқу орнына тапсырылатын Тест жұмыстарындағы көп сұрақтар
программада шектеулі теориядан тысқары сұрақтары кездеседі. Мұндай сұрақтар
тек артық сабақтарда орындалады.
Мысалы механикалық тербелістер, беттік керілу күштері, сызықтың
ұлғаюы, тепе-теңдік сақталу заңдары, линза, айналық шағылу заңдары т.б.
Программадан алынып тасталған осыны тереңдетілген программада бұлар
енгізіледі. Олай болса оқушы тестен осы сұрақтарға бере алады деген сөз.
Міне осындай мысалдар арқылы тиімділігін дәлелдеуге болады. Тоқсан
ауыз сөздің тобықтай түйіні тереңдетіп оқытудың қажет екендігі.

II. Лазерлер тақырыбын оқыту әдістемесі
2.1.Лазерлер тақырын мектеп бағдарламасына сай оқыту әдістемесі.

Академик Н.Г.Басов лазер деген не деген сұраққа былай жауап берді:
Лазер – құрылғы, ол, мысалы, жылулық, химиялық, электр энергиясын
электромагниттік өрістің энергиясына – лазер сәулесіне айналдырады. Осындай
түрлену кезінде энергияның бір бөлігі жоғалатындығы сөзсіз, бірақ
маңыздылығы сол – түрлену нәтижесінде алынған лазерлік энергияның сапасы
жоғары болады. Лазерлік энергияның сапасы күшті шоғырланы жоғарылығымен
және едәуір ара қашықтыққа жеткізу мүмкіндігімен анықталады. Лазер сәулесін
диаметрі жарық толқынының ұзындығы шамасында болатын өте кішкентай
саңылауға фокустап, тығыздығы осы күнгі ядролық жарылыс энергиясының
тығыздығынан асып түсетін энергия алуға болады. Лазерлік сәуле шығару
көмегімен температураның, қысымның, магнит индукциясының ең жоғарғы
мәндерін алу мүмкіндігі туды. Ақырында, лазер сәулесі керемет ауқымды
ақпарат тасығыш болғандықтан, ол өзі ақпаратты жеткізу мен өндірудің ең
жаңа принциптік құралы болып табылады.
Лазер деген сөз мынадай ағылшын сөздерінің бірінші әріптерінен
құралған Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation
(индукцияланған сәуле шығарудың жәрдемімен жарықты күшейту).
Индукцияланған сәуле шығару. 1917 жылы Эйнштейн атомдардың индукцияланған
(еріксіз) сәуле шығару мүмкіндігін айтқан болатын. Индукцияланған сәуле
шығару дегеніміз – түскен сәуленің әсерінен қозған атомдардың сәуле
шығаруы. Бұл сәуле шығарудың тамаша ерекшелігі бар: индукцияланған сәуле
шығару кезінде пайда болатын жарық толқынының жиілігі, фазасы,
поляризациясы атомға түсетін толқындыкімен дәлме-дәл болады.
Кванттық теорияның тілінде еріксіз сәуле шығару дегеніміз – жоғарғы
энергетикалық күйдегі атомның төменгі күйге өтуі, бірақ бұл кәдімгі сәуле
шығарудағы сияқты, өздігінен емес, сыртқы әсердің ықпалынан болады.
Лазерлер. 1940 жылдың өзінде -ақ В.А.Фабрикант еріксіз сәуле
шығарудың электромагниттік толқындарды күшейту үшін пайдалануға болатынын
көрсеткен. 1954 жылы орыс ғалымдары Н.Г.Басов пен А.М.Прохоров және оларға
тәуелсіз американ физигі Ч.Таунс толқын ұзындығы см радиотолқынның
генераторын жасау үшін индукцияланған сәуле шығаруды пайдаланды.
Радиотолқындарды генерациялаудың және күшейтудің жаңа принциптері
саласындағы істеген жұмыстары үшін 1959 жылы Н.Г.Басов пен А.М.Прохоровке
Ление сыйлығы берілді. Ал 1963 жылы Н.Г.Басов, А.М.Прохоров және Ч.Таунс
Нобель сыйлығына ие болды.
1960 жылы америкада алғашқы лазер – спектрдің көрінетін диапазонындағы
электромагниттік толқындардың кванттық генераторы жасалды.
Лазерлік сәуле шығарудың қасиеттері. Лазерлік жарық көздерінің басқа
жарық көздерімен салыстырғанда кейбір елеулі артықшылықтары бар:
1. Лазерлік ажырау бұрышы өте кішкене (10-5 радианға жуық) жарық шоғын
туғыза алады. Жерден Айға жіберілген осындай шоқ диаметрі 3 км болатын
дақ берді.
2. Лазер жарығы аса монохроматты болады. Лазерлердің атомдары бір-біріне
тәуелсіз сәуле шығаратын кәдімгі жарық көзінен айырмашылығы – оларда
атомдар үйлесімді жарық шығарады. Сондықтан толқын фазасы ретсіз
өзгерістерге ұшырамайды.
3. Лазерлер ең қуатты жарық көздері болып табылады. Уақыттың қысқа мерзімі
ішінде (10-13с уақыт аралығында) спектрдің жіңішке аралығындағы сәуле
шығарудың қуаты 1017 Втсм2 –қа жетеді, ал Күннің сәуле шығаруы қуаты
тек Втсм2 қана, сонымен бірге бұл барлық спектр бойынша қосынды.
см жіңішке аралыққа (лазердің спектрлік сызықтарының ені). Күннің
бар болғаны тек 0,2 Втсм2 қуаты ғана келеді. Лазер шығаратын
электромагниттік толқындағы электр өрісінің кернеулігі атом ішіндегі
өріс кернеулігінен артып келеді.
Лазердің әсер ету принципі. Әдеттегі жағдайларда атомдардың көпшілігі
ең төменгі энергетикалық күйде болады. Сондықтан төменгі температуралардағы
заттар сәуле шығармайды.
Электромагниттік толқын зат арқылы өткенде оның энергиясы жұтылады.
Толқын энергиясының жұтылуының әсерінен атомдардың бір бөлігі қозады, яғни
жоғарғы энергетикалық күйге өтеді. Бұл жағдайда жарық шоғынан 2 және 1
деңгейлердің арасындағы энергия айырымына тең

энергия шегеріледі. Қозбаған атом мен синусоиданың кескіндісі түрінде
электромагниттк толқын 1, а-суретте сүлбемен көрсетілген. Электрон төменгі
деңгейде тұр. 1,б-суретте энергияны жұтып, қозған атом кескінделген. Қозған
атом соқтығысу кезінде өзінің энергиясының көрші атомдарға беруі немесе кез
келген бағытта шығаруы мүмкін.

1-сурет

2- сурет
Енді біз белгілі бір тәсілмен ортаның атомдарының көптеген бөлігін
қоздырдық делік. Сонда жиілігі

электромагниттік толқын зат арқылы өткенде, бұл толқын әлсіремейді,
керісінше, индукцияланған сәуле шығарудың есебінен күшейтеді. Соның
әсерінен атомдар жиілігі мен фазасы түскен толқындардыкіндей толқын
шығарып, төменгі энергетикалық күйге үйлесімді түрде өтеді. 2,а –суретте
қозған атом мен толқын көрсетілген, ал 2,б – суретте схема түрінде атом
негізгі күйге өтіп, толқынның күшейгендігі көрсетілген.

Бірақ лазер жұмыс істеу үшін энергияның екі деңгейі жеткіліксіз.
Шамның жарығы қаншалық қуатты болғанымен, қозған атомдардың саны қозбаған
атомдардың санынан артық болмайды. Жарық бір мезгілде атомдарды қоздыраты
және жоғарғы деңгейден төменгі деңгейге индукцияланған өтуді туғызады.
Бұдан құтылу жолы энергетикалық үш деңгейді (деңгейлердің жалпы саны
әрқашан да өте көп, әңгіме жұмыс істеуші жеңгейлер жөнінде ғана)
пайдалану арқылы табылады. 3-суретте энергетикалық үш деңгей кескінделген.
Сыртқы әсер жоқ кездегі жүйенің әртүрлі энергетикалық күйлерде (өмір сүрі
мерзімі ) мүлдем түрліше болатындығы өте маңызды. 3-деңгейде жүйе өте аз,
10-8 с шамалас қана, өмір сүреді, одан соң өздігінен жарық шығармайды, жүйе
2 – күйге өтеді. (Энергия бұл жағдайда кристаллдық торға беріледі). 2 –
күйдегі өмір сүру мерзімі бұдан 100 000 есе көп, яғни 10-3 с-қа жуық.
Сыртқы электромагниттік толқынның әсерінен 2 – күйден 1 – күйге өту сәуле
шығарумен қарбалас жүреді, ол лазерлерде пайдаланылады. Қуатты шама жарық
еткеннен кейін жүйе 3 – күйге өтеді де, 10-8 с –қа жуық уақыттан соң 2 –
күйде болады, мұнда ол едәуір ұзақ өмір сүреді. Сөйтіп қозған 2 –
деңгейде, қозбаған 1 –деңгеймен салыстырғанда, асыра қоңыстану пайда
болады.
Қажетті энергетикалық деңгейлер рубин (лағыл) кристалында бар. Рубин – хром
атомдарының қоспасы бар (0,05 процентке жуық) алюминий тотығының Al2O3
ашық қызыл кристал. Дәл осы кристалдағы хром иондары деңгейінің қажетті
қасиеттері бар.
Рубин лазерінің құрылысы. Рубин кристалынан жақтаулары жазық –
параллель болып келген стержень дайындалады. Спираль тәрізді (4-сурет) газ
разрядтық шама көк жасыл жарық береді. Сыйымдылығы бірнеше мыңдаған
микрофарада конденсаторлар батареясының қысқа мерзімді ток импульсі
шаманың аса күшті жарқылын туғызады. Аз уақыттан соң 2 –энергетикалық
деңгей асыра қоныстанған болып шығады.

4- сурет
өздігінен өту нәтижесінде кез келген бағыттағы толқындар
шығарыла бастайды. Кристалл өсімен бұрыш жасай бағытталатындары одан шығып
кетеді де, кейінгі процестерде ешқандай роль атқармайды. Бірақ кристалл
өсінің бағытымен жүретін толқындар оның жақтауынан бірнеше рет шағылады. Ол
хромның қозған иондарының индукцияланған сәуле шығаруын туғызады да, тез
күшейеді.
Рубин стерженьнің бір жақтауын айналы, ал екіншісі жартылай мөлдір
етіп жасайды. Ол арқылы қуатты қысқа мерзімді (ұзақтығы жүздеген
микросекундқа жуық) қызыл жарықтың импульсі шығады, оның осы праграфтың
басында айтылған тамаша қасиеттері бар. Барлық атомдар үйлесімді сәуле
шығаратындақтан, толқын когеренттік және индукцияланған сәуле шығару
кезінде жиналған барлық энергия өте аз уақытта бөлініп шығатындықтан, аса
қуатты болады.
Лазерлердің басқа түрлері. Біз танысқан рубин лазері импульстік
тәртіпке жұмыс істейді. Сондай-ақ үздіксіз әсерлі лазерлер де бар.
Осы типтес газ лазерлерінде жұмыстық зат газ болып табылады.жұмыстық
заттың атомдары электр разрядымен қоздырылады.
Үздіксіз әсер ететін жартылай өткізгішті лазерлер де қолданылады. Олар
алғаш рет біздің елімізде жасалған. Бұларда сәуле шығару үшін энергия
электр тогынан алынады.
Жүздеген киловаттық өте қуатты үздіксіз әсер ететін газодинамикалық
лазерлер жасалған. Бұл лазерлерде асыра қоңыстанушылық - ұлғаю кезінде
және бірнеше мыңдаған кельвинге қыздырылған асыра дыбыстық газ ағындарын
адиабаттық салқындату арқылы жоғарғы энергетикалық деңгейлерде пайда
болады.
Лазерлердің қолданылуы. Лазер сәулесін байланыс үшін, әсіресе жарықты
жұтатын бұлттары жоқ ғарыш кеңістігінде қолданудың болашағы зор.
Лазер сәулесінің зор қуаты вакуумдағы материалдарды кептіру, пісіру,
және т.б. үшін пайдаланады. Лазер сәулесінің жәрдемімен хирургиялық
операция жасауға, мысалы, көз түбінен ажырап кеткен торды дәнекерлеуге
лазер сәулелерінің когеренттігін пайдаланып, денелердің көлемдік
кескіндерін алуға болады.
Лазерлер жарық лакаторын жүзеге асыруға мүмкіндік береді, олардың
жәрдемімен, нәрселерге дейінгі қашықтықтық бірнеше миллиметрге дейінгі
дәлдікпен өлшенеді. Радиолакатор үшін мұндай дәлдік мүмкін емес.
Лазерлік сәулелер мен атомдарды немесе молекулаларды қоздыра отырып,
кәдімгі жағдайларда жүзеге аспайтын химиялық реакцияларды жүргізуге болады.

Термоядролық реакцияны басқаруды жүзеге асыру үшін қуатты лазер
сәулелерін пайдаланудың болашағы зор.
Қазіргі кезде лазерлердің қолданылатын жерлері әртүрлі және көп, оның
бәрін айтып шығу бір сағат көлемінде қиынға түседі.
Лазерлерді жасау – іргелі ғылымның (кванттық теорияның) дамуы техника
мен технологияның алуан түрлі салаларында зор прогресс жасайтындығының
мысалы.

2.2. Лазер сәулесінің қолданылуы тақырыбын
тереңірек оқыту әдісі
11–сыныпта Кванттық физика бөлімінің атомдық физика тарауындағы
тақырыптар күрделі және оқушылардың көзбен көріп, тәжірибе жасау мүмкіндігі
жоқ болғандықтан бұл тарауды ұғыну оқушыларға көп қиындық келтіреді.
Сондықтан ғылыми теориялар мен ашылған заңдылықтар арқылы тақырыпты
түсіндіре отырып, оқушылардың қызығушылығын дамытып, білімдерін тереңдету
мақсаты мұғалімнен көп ізденісті ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Физикадан факультативтік курстар
Сабақтан тыс жұмыстар арқылы оқушылардың дүниетанымын қалыптастыру
Оқыту әдістерінің классификациясы
Физика сабағын оқыту үрдісіне көптілділік білім беруді енгізу жұмысының нәтижесі
Физикадан жеке сыныптан тыс жұмыстар
Дыбыстың физикалық сипаттамалары
Физиканы оқыту әдістемесі – педагогикалық ғылым, оның зерттейтін мәселелері мен зерттеу әдістері. Физика курсының басқа пәндермен байланысы
Физиканы оқыту әдістемесі – педагогикалық ғылым саласы, оқытудың негізгі мәселелері мен тәсілдері
Физиканы оқыту әдістемесі
Лабораториялық жұмыстарға қажетті құралдар
Пәндер