Урок подготовки к ЕГЭ по теме

Выпускная квалификационная работа

Урок физики в 11 классе

Урок подготовки к ЕГЭ по теме «Волновая и квантовая физика».                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            Слушатель:                                                                              Вяткина Татьяна       Борисовна                                                                  1 квалификационная категория                                                                 Учитель физики МБОУ «СОШ                                                                         № 3 г. Осы»

Программа: Актуальные проблемы преподавания в средней школе.

 

 

 

 

 

Пермь 2013

 

Содержание I.       Введение    _________________________________с 3-4                       II.     Урок по теме «Волновая и квантовая физика» (подготовка к ЕГЭ). 1.мотивация._____________________________с 5-6 2.решение  разноуровневых  задач по  волновой  и            квантовой физике. а ) вариант 1______________________________с7-12 б ) вариант 2____________________________ с13-17 3.проверка и самооценка работы__________       с18 4. релаксация____________________________    с19 5. домашнее задание – тест._______________с20-26    III.   Заключение.__________________________________с27    IV.   Список литературы.____________________________с28.

 

 

 

                                                             

Урок подготовки к ЕГЭ по теме «Волновая и квантовая физика».

Введение.

Цель 

1.Расширение, углубления и обобщения знаний и умений учащихся по теме «Оптика»                                                                                               

  2.  Развитие  умения работать в группе, высказывать собственные суждения и аргументировать свою точку зрения.
Задачи

Образовательная

 Способствовать актуализации, закреплению и обобщению полученных знаний, самостоятельному конструированию новых знаний. 

Воспитательная

      Способствовать возможности школьников проявить себя и добиться             

     успеха.

Развивающая

     Развить познавательные, интеллектуальные способности учащихся,       умения рационально мыслить, самостоятельно организовывать свою деятельность

     Способствовать развитию речи, мышления.  Совершенствовать умственную деятельность:  анализ, синтез, классификацию,  способность наблюдать, делать выводы,  выделять существенные признаки объектов, выдвигать гипотезы,  проверять результаты.

 Ожидаемый результат: 

1.     Успешная самореализация учащихся в учебной деятельности.

Умения ставить перед собой задачи, решать их, представлять полученные результаты.                                                                                                          Структура урока

Этапы урока	Средства и методы обучения	Необходимое время
Введение	Орг. момент. Мотивация. Выдвижение  целей и задач урока.	5 минут
Работа в группах. Самостоятельное исследование	Решение разноуровневых  задач.	30 мин.
Проверка решения.	Самооценка	3 мин.		10 минуты
Итоги урока	Релаксация. Домашнее задание. Пожелания.	2мии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мотивация

Физика — это настоящая наука. Красивая. Парадоксальная. И очень интересная. «Натаскаться» здесь невозможно – надо изучать саму физику как науку.

А как вы считаете, что необходимо для успешной подготовки к  ЕГЭ по физике? Нужно четко осознавать, для чего вам это нужно; ведь не только для того, чтобы сдать ЕГЭ и куда-то поступить?                                              Возможный  ответ  может быть  таким:   « Готовиться к ЕГЭ по физике надо для того, чтобы стать в будущем высококлассным,  востребованным специалистом» ).   Более того – знание физики поможет  стать по-настоящему образованным человеком.

-А что вам необходимо, чтобы стать образованным человеком?

(  Возможные ответы:  уметь  рассуждать,  расширять свой кругозор, самообразовываться, высказывать свою точку зрения и уметь отстаивать ее и т.д.)

- Каким образом вы можете это осуществить?

( Например, путем решения задач)

И сегодня мы действительно с вами будем решать задачи и готовиться к ЕГЭ по физике, а какую тему я для вас выбрала, вам нужно догадаться самим.

Чудный дар природы вечной,

Дар бесценный и святой.

В нем источник бесконечный

Наслажденья красотой.

Солнце, небо, звезд сиянье,

Море в блеске голубом,

Всю природу и сознанья

Мы лишь в свете познаем.

 

Учащиеся формулируют цели урока и записывают свои личные цели, чего они хотят достичь в процессе урока.

(На доске появляется запись общей цели урока).

- Как вам интереснее будет работать: в группах, индивидуально, в парах - решать вам, но главное вы должны уяснить, что результат работы всей группы зависит от каждого из вас. Вы выбираете задания в соответствие со своими силами, в  соответствие со своими интересами, в соответствие со своими возможностями и в то же время работаете вместе.

Итак, вам предлагается решить разноуровневые  задания по теме «Волновая и квантоавя физика».

        

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Разноуровневые задачи по волновой и квантовой физике.

Вариант 1

Уровень 1.

1.Иногда сразу после дождя на небе можно увидеть радугу. Выберите правильное утверждение.

  А. Это явление объясняется поглощением света.

  Б. Это явление объясняется интерференцией света.

  В. Это явление объясняется дисперсией света.

  Г. Это явление объясняется поляризацией света.

2. Свет обнаруживает как волновые, так и корпускулярные свойства. Выберите из приведенных ниже утверждений правильное.

  А. Дисперсия света свидетельствует о его корпускулярной природе.

  Б. Существование красной границы фотоэффекта можно объяснить на основе волновой теории.

  В. Согласно теории Бора атомы излучают свет отдельными квантами.

  Г. Интерференция света свидетельствует о его корпускулярной природе.

Уровень 2

1. Узкий пучок белого света, пройдя через стеклянную призму, дает на экране полоску с радужной окраской. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие — неправильные.

  А. Скорость света в стекле меньше, чем в воздухе.

  Б. Скорость света в вакууме не зависит от длины волны.

  В. Пройдя через стеклянную призму, зеленый свет отклоняется на больший угол, чем фиолетовый.

  Г. В стекле скорость желтого света больше, чем скорость синего.

2. В излучении разреженного одноатомного газа, находящегося при высокой температуре, присутствует свет с длиной волны 550 нм. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие — неправильные.

  А. Если газ охладить, он будет хорошо пропускать свет с длиной волны 550 нм.

  Б. Спектр излучения одноатомного газа непрерывный.

  В. Спектр поглощения газа линейчатый.

  Г. Если газ конденсируется, спектр поглощения станет непрерывным.

Уровень 3

1. На рисунке показаны четыре нижних энергетических уровня некоторого атома. Стрелки соответствуют переходам между уровнями; n_i — частота фотона, излучаемого или поглощаемого при переходе. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие — неправильные.

  А. При переходе 4 происходит излучение фотона.

  Б. При переходе 2 происходит излучение фотона.

  В. Выполняется соотношение n₃ = n₁ – n₄.

  Г. Частота n₅ — самая маленькая из всех частот n_i.

 

 

 

 

 

2. От дифракционной решетки до экрана 1 м. При освещении решетки монохроматическим светом с длиной волны 500 нм расстояние между нулевым и первым максимумами на экране равно 1 см. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие — неправильные.

А. Расстояние между первым и вторым максимумами на экране равно 2 см.

Б. В дифракционном спектре можно наблюдать максимум 50-го порядка.

В. Если осветить решетку светом с длиной волны 750 нм, то рассто­яние между нулевым и первым максимумами будет больше 1,4 см.

Г. У дифракционной решетки на 1 мм приходится 20 штрихов.

Уровень 4

1. На непрозрачную ширму, в которой проделаны две узких параллельных щели на расстоянии 0,4 мм друг от друга, нормально падает белый свет (длины волн от 400 нм до 780 нм). За ширмой на расстоянии 8 м находится экран. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие — неправильные.

  А. В первом интерференционном максимуме красная полоса располо­жена ближе к центру   экрана, чем фиолетовая.

  Б. Интерференционный максимум нулевого порядка имеет радужную окраску.

  В. В центре интерференционной картины на экране находится темная полоса.

  Г. Ширина первого интерференционного максимума меньше 6 мм.

 2. На рисунке показан график зависимости максимальной кинетической энергии фотоэлектронов E_к от частоты n падающего на поверхность металла излучения. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие — неправильные.

  А. Красной границе фотоэффекта соответствует точка пересечения графика с осью абсцисс.

  Б. Фотоэффект возможен при частоте падающего излучения 4 × 10¹⁴ Гц.

  В. Работа выхода электронов из металла больше 1 эВ.

  Г. Точке C на графике соответствует энергия, меньшая 2 эВ.

 

Задача части С

Два параллельных пучка световых волн 1 и 2, расстояние между которыми b = 2 см, падают на стеклянную призму с преломляющим углом α = 30^о и после преломления выходят из нее (рис. 2.4). Найти оптическую разность хода Δ световых волн после преломления их призмой.

                                        

                                                                         Рис. 2.4.

Ответы к варианту 1.

Уровень 1: 1.В   2. В

Уровень 2: 1.А, Б, Г   2. В, Г

Уровень 3: 1. -    2. Б, В, Г

Уровень 4: 1. -   2. В, Г

Задача уровня С

         Дано: b = 0,02 м, α = 30^о. Определить  Δ - ?

 

         Оптическая разность хода лучей I и II формируется на участке между перпендикулярами к лучам  АВ и ED и она равна Δ = L₃ – L₁ – L₂. Здесь L₃ = |BD|·n – оптическая длина второго луча на этом участке, n – абсолютный показатель преломления стекла.

         Отрезок |BD| определим из прямоугольного треугольника ΔОBD (угол <ОBD = 90^о). Обозначим отрезок |ОВ| = d,  тогда  |BD| = |ОВ|·tgα = dtgα. Тогда для луча II оптическая длина будет L₃ = ndtgα.

         Оптическая длина луча I на этом участке будет L₁ + L₂ , где L₁ = |AC|·n - оптическая длина второго луча на отрезке |AC|,  L₂ = |CE|. Отрезок |AC| определим из прямоугольного треугольника ΔОАС: |AC| = |ОА|·tgα = (d – b)tgα. Тогда оптическая длина луча |AC| равна  L₁= n(d – b)tgα.

         Луч I  при выходе из призмы в воздух преломляется в соответствии с законом  преломления                          sinα/sinβ = 1/n  или  sinβ = n·sinα  (1).

           Треугольник ΔЕСD прямоугольный (угол <СЕD = 90^о), тогда 

                                            |СЕ| =|СD|·cosθ = |СD|·cos(90^о – β) = |СD|·sinβ.

        Воспользуемся формулой закона преломления (1):  |СЕ| =|СD|·n·sinα. Отрезок |СD| выразим из треугольника  ΔCND:  |СD| = |CN|/cosα = b/cosα.

         Тогда оптическая длина луча |СЕ| равна L₂ = b·n·sinα/cosα= nbtgα.

         И, окончательно, оптическая разность хода лучей  I и II равна

                                      Δ = L₃  – L₁ – L₂  = ndtgα – n(d – b)tgα - nbtgα = 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 2.

Уровень 1

 

А. Это объясняется отражением света от облаков.

Б. Это объясняется поляризацией солнечного света.

В. Это объясняется рассеиванием света в атмосфере.

Г. Это объясняется преломлением света на границе атмосферы

А. Фотоэффект.

Б. Интерференция света.

В. Дисперсия света.

Г. Преломление света.

Уровень 2

 

А. Длина волны больше 0,7 мкм.

Б. Чем больше частота света, тем больше импульс фотона.

В. Энергия фотона меньше 5 × 10^–19 Дж.

Г. Импульс фотонов рентгеновского излучения больше, чем импульс фотонов данного излучения.

А. При переходе из воздуха в стекло изменяется длина волны света.

Б. Красный свет распространяется в стекле быстрее, чем зеленый.

В. Все световые волны распространяются в стекле с одинаковой скоростью.

Г. Проходя через призму, световой луч отклоняется к ее основанию

Уровень 3

А. Если система находится в воздухе, в точке A наблюдается
взаимное усиление двух световых волн.

Б. Если система находится в воздухе, расстояние между ближайшими интерференционными максимумами на отрезке O₁O₂ больше 400 нм.

В. Если система находится в воде, расстояние между ближайшими интерференционными максимумами на отрезке O₁O₂ меньше 200 нм.

Г. Если система находится в воде (показатель преломления 1,33),
в точке A  наблюдается взаимное ослабление двух световых волн.

 

А. Если уменьшить интенсивность излучения, максимальная энергия фотоэлектронов уменьшится.

Б. Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов больше 5 эВ.

В. Энергия фотона падающего излучения больше 10 эВ.

Г. Если бы частота излучения была больше 1,5 × 10¹⁵ Гц,
оно вызвало бы фотоэффект в вольфраме.

Уровень 4

А. Работа выхода электронов из катода 1 больше 1,5 эВ.

Б. Работа выхода электронов для катода 1 больше, чем для катода 2.

В. Точке C на графике соответствует напряжение, меньшее 5 В.

Г. Энергия фотонов падающего излучения, соответствующая точке C на графике, меньше 7 эВ.

А. Если поднять верхнюю пластинку на 0,19 мкм, светлая поверхность потемнеет.

Б. Поверхность верхней пластинки периодически светлеет
и темнеет.

В. Изменение освещенности поверхности обусловлено дифракцией света на тонком воздушном зазоре.

Г. Если поднять верхнюю пластинку на 0,76 мкм, светлая поверхность потемнеет.

 

 

Задача уровня  С

Два точечных монохроматических источника света S₁ и S₂ расположены на расстоянии d друг от друга. На расстоянии Н = 8 м от источника S₁ наблюдается интерференция.  Источник  S₂ отодвигают от источника S₁. Первый раз потемнение в точке А наблюдается при расстоянии между источниками d₁ = 2 мм. В следующий раз потемнение наступает при расстоянии d₂. Найти это расстояние.

 

 

 

Ответы к варианту 2.

Уровень 1:  1.В  2. А

Уровень 2: 1.Б, В, Г  2. А, Б, Г

Уровень 3: 1. А  2. Б,  В,  Г

Уровень 4: 1. А  2. А, Б

Задача уровня С:

         Дано: Н = 8 м, d₁ = 0,002 м.  Определить d₂ - ?

 

Разность хода между волнами, попадающими в точку А от источников  S₁ и  S₂  в общем случае, когда расстояние между источниками будет d (рис.2.13):

         Потемнение в первом случае (при расстоянии  d₁) наблюдается, если разность хода волн (1)равна половине длины  волны: Δ₁ = λ/2,  откуда получаем:

                                                               

         Порядок следующего интерференционного минимума соответствует разности хода волн Δ₂ = 3λ/2. Воспользуемся выведенной формулой (1) для определения расстояния d₂:

                                                                

         Решаем совместно уравнения (2) и (3), получаем:

                                                             

 

 

                                                         

Проверка и самооценка. А сейчас пришло время проверить наши решения и оценить свою работу. Критерии оценки: 1 уровень: каждое задание оценивается 1 баллом. 2 уровень: каждое задание оценивается 2 баллами. 3 уровень: каждое задание оценивается 3 баллами. 4 уровень: каждое задание оценивается 4 баллами.  За решение задачи уровня С дается 5 баллов. Итого вы можете набрать 25 баллов. Оценка «3» - 8-15 баллов             «4» - 16-20 баллов             «5» - 21-25 баллов.

 

 

 

 

 

 

 

Релаксация

- Напомните цели нашего урока.                                                                  -    Посмотрите свои личные цели и попробуйте сделать вывод : справились вы с ними или нет.

- Попробуйте проанализировать свою работу: что у вас получилось и над чем еще нужно поработать.

- А сейчас попробуйте  выразить свое отношение к уроку – выберите смайлик, соответствующий вашему настроению.

 

 

    
Человек живет интересно тогда, когда задает себе вопросы и старается найти на них ответы. Вот и вы по мере своих сил сделали это, а значит, вы одержали  хоть и небольшую, но победу над собой. Желаю вам дальнейших успехов на этом пути.

 

Домашнее задание

Вам предстоит решить небольшой тест из трех частей.

Тест.

Часть 1

1.Какие волны называются когерентными?

А. Если они имеют одинаковую частоту и разность фаз, независящую от времени;

Б. Если они имеют одинаковую амплитуду;

В. Если они имеют одинаковую частоту и разность фаз, равную нулю;

Г. Если они имеют одинаковую частоту и амплитуду.

 

2. Какие условия необходимы и достаточны для наблюдения минимума  интерференции    электромагнитных волн от двух источников?

А. Источники волн когерентны, разность хода может быть любой;

Б. Источники волн когерентны, разность хода Δd = (2k + 1) λ/2;

В. Разность хода Δd = (2k + 1) λ/2, источники могут быть любые;

Г. Источники волн когерентны, разность хода Δd = kλ.

     3. Зеленый цвет листвы деревьев объясняется тем, что

           А. световые лучи, имеющие длину волны, соответствующую

               зеленому цвету, поглощаются листвой

           Б. световые лучи, имеющие длину волны, соответствующую

              зеленому цвету, отражаются листвой

           В. листья деревьев содержат хлорофилл, излучающий зеленый

                    свет

           Г. листья деревьев содержат хлорофилл, отражающий    

                   зеленый  свет

 

4. На рисунке приведены фрагмент спектра поглощения неизвестного разреженного атомарного газа (в середине), спектры поглощения атомов водоро­да (вверху) и гелия (внизу).В В химический состав газа входят атомы

       А.только водорода

       Б. только гелия

       В.водорода и гелия

       Г.водорода, гелия и еще какого-то вещества

5. Абсолютно черное тело и серое тело имеют одинаковую температуру. При этом

интенсивность излучения…

Варианты ответов:

      А.  одинакова  у обоих  тел;

      Б. больше у абсолютно черного тела ;

      В.  больше у серого тела;

      Г.  определяется площадью поверхности тела

6. Кинетическая энергия электронов при внешнем фотоэффекте увеличивается, если…

Варианты ответов:

      А. уменьшается работа выхода электронов из металла;

      Б. уменьшается энергия кванта падающего кванта;

      В. увеличивается интенсивность светового потока;

      Г.увеличивается работа выхода электронов из металла.

 

7. В некотором спектральном диапазоне угол преломления лучей на границе воздух-стекло падает с увеличением частоты излучения. Ход лучей для трех основных цветов при падении белого света из воздуха на границу раздела показан на рисунке.

Цифрам соответствуют цвета

      А. 1 — красный, 2 — зеленый, 3 — синий
      Б. 1 — красный, 2 — синий, 3 — зеленый
      В. 1 — зеленый, 2 — синий, 3 — красный
      Г. 1 — синий, 2 — зеленый, 3 — красный

8. Технология «просветления» объективов оптических систем основана на использовании явления

      А. дифракция
      Б. интерференция
      В. дисперсия
      Г. Поляризация

 

Часть 2.

9. Установите соответствие между физическими яв­лениями и приборами, в которых используются или наблюдаются эти явления.

К каждой позиции первого столбца подберите соответствую­щую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ   ПРИБОР

А) Ионизация газа                          1) Вакуумный фотоэлемент

Б) Фотоэффект                                2) Дифракционная решетка

                                                        3)Счетчик Гейгера

                                                                 4)Лупа

 

 

А	Б

             

10. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать (ν - частота фотона, Е - энергия фотона, h - постоянная Планка, с - ско­рость света в вакууме). К каждой позиции первого столбца под­берите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ А) длина волны Б) импульс фотона

 

А	Б

11. К каждому элементу первого столбца подберите  соответствующий

элемент из второго и внесите в строку ответов выбранные цифры  под

соответствующими буквами.

ОСОБЕННОСТИ НАЗВАНИЕ

ПРОЦЕССА (ЯВЛЕНИЯ)                                                         СВОЙСТВА ВОЛН

А. Зависимость показателя                                                1) преломление

     преломления вещества                                                 2) дисперсия

     от длины волны (частоты) света                                 3) интерференция

Б. Сложение в пространстве двух                                    4) дифракция

     (или нескольких) когерентных

     световых волн,   вследствие

    которого наблюдается устойчивая

    во времени картина усиления или

    ослабления  результирующих

   световых колебаний в различных

   точках пространства

А	Б

 

12. Металлическую пластину освещали монохроматическим светом с

длиной волны λ = 500 нм одинаковой интенсивности. Что  произойдет                             

 с частотой падающего света, импульсом фотонов и кинетической

 энергией вылетающих электронов при освещении этой пластины

 монохроматическим светом с длиной волны λ = 700 нм?

 

К каждому элементу первого столбца подберите  соответствующий

элемент из второго и внесите в строку ответов выбранные цифры  под

соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКИЕ         ВЕЛИЧИНЫ                                        ХАРАКТЕР        ИЗМЕНЕНИЙ

                                                                                                                               

А. Частота падающего света                                          1) увеличится

Б. Импульс фотонов                                                         2) уменьшится

В. Кинетическая энергия                                                 3) не изменится

вылетающих электронов

А	Б	В

13. Световой пучок выходит из стекла в воздух (см. рисунок). Что происходит при этом с частотой электромагнитных колебаний в световой волне, скоростью их распространения, дли­ной волны? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

 

Частота	Скорость	Длина волны

1) увеличилась

2)уменьшилась

3)не изменилась

 

 

Часть 3.

14. Фотокатод, покрытый кальцием (работа выхода А = 4,42·10^-19 Дж), освещается светом с длиной волны λ = 300 нм. Вылетевшие из катода электроны попадают в однородное магнитное поле с индукцией   В = 8,3·10^-4 Тл перпендикулярно линиям индукции этого поля. Рассчитайте максимальный радиус окружности R, по которой движутся электроны?

15. Дифракционную картину наблюдают с помощью дифракционной

решетки длиной 2 см, имеющей 100 штр/мм. В  спектрах  каких порядков будут  разрешены две спектрально близкие линии с длинами волн 589,0 и 589,1 нм?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ожидаемые результаты

• Повышение эрудиции.
• Развитие культуры речи.
• Развитие логической культуры.
• Выработка аналитических навыков.
• Развитие творческих способностей.
• Выработка коммуникативных навыков.
• Приобретение опыта саморазвития.

   Большая доля самостоятельности при выполнении работы способствует лучшему усвоению изучаемого материала, формирует познавательный интерес учащихся.

   При анализе «движений» своих мыслей, чувств, ощущений, которые возникают у учащихся в течение урока, получены следующие ответы:

    « Большое спасибо за урок, он учит меня работать в коллективе».

    « Очень люблю решать сложные задачи, они оттачивают мой ум».

    « Спасибо, что учите нас мыслить».

    « Вместе и решается легче».

    « Я не очень силен в физике, но есть желание получше научиться решать        задачи. Но, пока что решаю свободно уровень 2».

    « Хочу сдать как можно лучше ЕГЭ, а такие задания мне помогают, заставляют шевелить мозги и не лениться».

 

 

 

 

 

 

Список литературы.

1.Балаш В.А. Задачи по физике и методы их решения. М.: Просвещение, 1983

2.Кабардин О.Ф., Орлов В.А. международные физические олимпиады. М.:     Наука, 1985.

3. Каменецкий Е.Е., Орехов В.П.. Методика решения задач по фи зике в средней школе. М.:   Просвещение, 1972.

4.Меледин Г.В. Физика в задачах: экзаменационные задачи с решениями.    

 

М.:Наука, 1985.

5.Пинский А.А. Физика-11 класс.-М.: Просвещение, 2003.-430с.

6. Пинский А.А. Задачи по физике. М.: Наука, 1977.

7. Тульчинский М.Е.Качественные задачи по физике. М.: Просвещение, 1972

8. Задачи по физике для поступающих в вузы. М.: Наука, 1976.