Дипломна робота на тему: «ПОСТАНОВКА ЛАБОРАТОРНОГО ПРАКТИКУМУ З ФІЗИКИ НА ОСНОВІ ЛАЗЕРНОЇ ТЕХНІКИ»

Вступ    ……………………………………………………………….    с. 3

І. Аналіз стану використання лазерної техніки при постановці

навчального експерименту

1.1. Теоретичні основи оптичних квантових генераторів………    с. 5

1.2. Сучасний стан використання лазерної техніки в

навчальному процесі………………………………………….    с. 20

1.3. Умови використання лазерів при постановці навчальних

експериментів різного виду………………………………….    с. 31

ІІ. Методичні особливості постановки фізичного практикуму

на основі ОКГ

2.1. Постановка робіт з геометричної оптики…………………    с. 38

2.2 Роботи з вивчення інтерференції…………………………        с. 43

2.3 Постановка та проведення експерименту при вивченні

хвильових властивостей світла у темі

“Дифракція світла”…………………………………………    с. 52

2.4 Роботи на дослідження поляризації……………………….    с. 62

ІІІ. Педагогічний експеримент…………………………………    с. 77

Висновки    ……………………………………………………..        с. 80

Література……………………………………………………….    с. 81

ВСТУП

Сьогодення загальноосвітньої школи вимагає інтенсивних і високо ефективних технологій навчання. В цьому ключі розробляються навчальні програми та посібники, які здатні змінити традиційні підходи до вивчення предметів природничо-математичного спрямування в бік удосконалення змістових та практичних знань, умінь та навичок учнів. Однак аналіз науково-педагогічних джерел показує, що частка натурального фізичного експерименту в загальній методології навчання фізики невпинно скорочується. Демонстраційний та й лабораторний експеримент дедалі частіше замінюється моделюванням ситуацій за допомогою ПЕОМ та відповідного програмного забезпечення. Разом з тим, розвиток сучасної техніки дозволяє все більш інтенсивніше застосовувати різноманітні пристрої із властивостями, які наочно демонструють досягнення науково-технічного прогресу. В першу чергу це відноситься до джерел когерентного світла – лазерів, застосування яких в навчальному шкільному експерименті сприяє як поглибленню знань учнів з окремих розділів фізики, так і розвитку експериментального способу пізнання реальної дійсності та пізнавального інтересу до вивчення фізики, як науки.

Наше дослідження присвячено вивченню можливостей використання в навчальному фізичному експерименті лазерної техніки для підвищення ефективності занять з фізики в загальноосвітній школі в умовах практикуму.

Актуальність проблеми використання на уроках фізики лазерних установок обумовлена постановкою перед середньою загальноосвітньою школою завдань комплексно розв’язувати навчально-виховні проблеми, реалізація яких вимагає підвищення якості знань і активності учнів в навчальному процесі, розвитку в них логічного мислення та пізнавальних здібностей. Проблема впровадження і використання лазерів в навчально-виховному процесі у середній школі виникла у другій половині минулого століття. Їх поява зумовлена бурхливим розвитком експериментальних досліджень в галузі квантової електроніки. Тому це питання потребує подальшої розробки як з педагогічної, так і з психологічної та методологічної точок зору.

Мета дослідження полягає в вивченні можливостей підвищення ефективності фізичного експерименту в умовах практикуму при використанні навчальних лазерів.

Об’єктом дослідження визначено процес організації та проведення навчального фізичного практикуму з фізики у середній школі.

Предметом дослідження є постановка робіт лабораторного практикуму з фізики з використанням лазерної техніки в 11 класі.

Методологічну основу досліджень складають основні теорії пізнання, відображення, принципу єдності свідомості та діяльності, діалектична концепція розвитку, яка обумовлює появу нової якості у процесі зміни кількісних характеристик явищ.

Наукова новизна дослідження полягає:

  1. в розкритті методологічних особливостей використання лазерної техніки в ході проведення навчального експерименту при вивченні оптики.
  2. виявленні умов підвищення ефективності демонстраційного експерименту з фізики у середній школі.
  3. розробці системи завдань для проведення фізичного експерименту з використанням лазера ЛГ-72.

    Практична цінність дослідження визначається формуванням технологічної схеми підготовки і організації лабораторних досліджень в ході фізичного практикуму в 11 класі загальноосвітньої школи.

    Апробація результатів здійснювалась у приватному спеціалізованому ліцеї “Антей” під час проведення лабораторного практикуму з фізики та практикуму з шкільного фізичного експерименту з методики викладання фізики на 5 курсі.

    1. Аналіз стану використання лазерної техніки при постановці навчального експерименту.
    1. Теоретичні основи оптичних квантових генераторів.

    Пристрій і принцип роботи

    У наш час вже розроблено багато різноманітних видів ОКГ, однак кожний з них складається з таких основних елементів, які забезпечують генерацію і випромінювання світла: активне середовище, оптичний резонатор, джерело збудження і живлення.

    Основним елементом квантового генератора є активне середовище або робоче тіло. Робоче тіло повинно відповідати таким умовам: ширина спектральної лінії випромінювання атома чи іона повинна бути мінімальною; поглинання енергії, що не зв’язане з переходом між робочими енергетичними рівнями, повинне бути якнайменшим; час перебування збудженого атома (молекули чи іона) в метастабільному стані повинен бути якомога більшим, а час перебування збудженої частинки на верхньому залежно від типу робочого тіла лазери поділяють на твердотілі, напівпровідникові, рідинні й газові, а за режимом роботи – на прилади безперервного та імпульсного випромінювання.

    Оптичні квантові генератори – це одна з трьох великих самостійних галузей розвитку сучасної квантової електроніки. До неї входять ще такі галузі: молекулярні генератори, парамагнітні підсилювачі. Велику роль у зародженні і розвитку цих галузей відіграли роботи радянських фізиків. Свідченням цього є присудження радянським ученим М. Г. Басову, О. М. Прохорову разом з американським фізиком Ч. Таунсом за фундаментальні дослідження в галузі квантової електроніки в 1964р. Нобелівської премії з фізики.

    Квантова електроніка – область фізики, що вивчає теорію і методи генерації та підсилення електромагнітних хвиль шляхом індукованого випромінювання квантових систем. Індуковане випромінювання передбачив А. Ейнштейн ще в 1917р., виводячи формули Планка для рівноважного випромінювання.

    Про можливість експериментального виявлення «від’ємної абсорбції» вперше було сказано у 1939р. радянським фізиком В. О. Фабрикантом у праці, присвяченій вивченню оптичних властивостей газового розряду. Але ця ідея в той час нікого не зацікавила і її забули.

    Ідею використання індукованого випромінювання для генерації та підсилення електромагнітних хвиль висунули М. Г. Басов і О. М. Прохоров і незалежно від них Ч. Таунс.

    З 1951 р. у фізичному інституті ім. П. М. Лебедєва проводились роботи, в результаті яких було відкрито новий метод генерації і підсилення електромагнітних хвиль, встановлено вирішальну роль когерентного індукованого випромінювання і з’ясовано роль зворотного зв’язку, що здійснюється за допомогою резонансних систем.

    У 1954 р. основні наукові проблеми, створення молекулярного генератора, було розв’язано; запропоновано ефективний спосіб утворення середовища з від’ємним поглинанням (метод сортування молекул), вибрано робочу речовину (пучок молекул аміаку),з’ясовано роль об’ємного резонатора. У 1952—1955рр. було розроблено теорію стаціонарних процесів у молекулярних Про можливість експериментального виявлення “від’ємної абсорбції” вперше було сказано у 1939р. радянським фізиком В. О. Фабрикантом у праці, присвяченій вивченню оптичних властивостей газового розряду. Але ця ідея в той час нікого не зацікавила і її забули.

    ЗАВАНТАЖИТИ

    Для скачування файлів необхідно або Зареєструватись

    Postanovka Lab Praktykuma (3.1 MiB, Завантажень: 5)

Сторінка: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
завантаження...
WordPress: 23.67MB | MySQL:26 | 0,473sec