Методика использования схем и рисунков при изучении оптики в курсе физики средней школы (стр. 4 из 5)

Рис. 99 Мякишев 11 класс

На рисунке (100) изображена механическая модель опытов с турмалином. Это простая механическая модель, аналог естественной световой модели. Она более наглядно представляет поляризацию света и упрощает понимание сути этого явления.

Рис. 100 Мякишев 11 класс

Анализ рисунков из учебников для подготовки к единому государственному экзамену

Закон отражения: падающий луч, отраженный луч и перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости. Угол отражения равен углу падения.

Рис. 101

На рисунке рассмотрен ход луча падающего и преломлённого. Указан перпендикуляр к поверхности. Акцентировано внимание на том, что луч падает и преломляется, проходя через среду с другим показателем преломления. Но недостатком рисунка является то, что углы падения и отражения указаны одной дугой, что может быть неправильно интерпретировано учащимися. Так же дугу, отображающую угол преломления следовало бы указывать ниже, т. к. она сливается с другими элементами рисунков.

Задача 1

Перед зеркалом воткнуты две булавки А и В, как показано на рис. Х.14. Какое расположение изображений этих булавок увидит наблюдатель при различных положениях глаза? Как он должен расположить глаз, чтобы изображения булавок накладывались друг на друга?

Рис. 102

На рисунке показано зеркало и расположенные перед ним две булавки. Этот рисунок содержит много обозначений и поэтому сложен для восприятия. Для лучшего понимания его следует разделить на два: 1) расположение изображений булавок, которые увидит наблюдатель при различных положениях глаза; 2) рисунок расположения глаза при наложении изображений булавок.

Задача 2

На стене висит зеркало высотой h=1 м. Человек стоит на расстоянии а=2 м от зеркала. Какова высота H участка противоположной стены, который может видеть в зеркале человек, не изменяя положения головы? Стена находится на расстоянии b=4 м от зеркала.

Рис. 103

Недостатками данного рисунка считаю: Неудачное обозначение высоты зеркала h, т.е. стрелка указателя высоты пересекается с перпендикуляром, что может сбить учащихся от правильного восприятия рисунка. Для исправления данного недостатка необходимо перенести обозначения правее.

Следовало бы ярче выделить условное обозначение зеркала. Также следовало бы выделить обозначение стены. Кроме того, на рисунке изображён посторонний объект, который не относится к условию задачи.

Достоинством данного рисунка является то, что углы обозначены двумя разными, отстоящими по высоте друг от друга дугами. А на многих других рисунках это часто не соблюдается.

Задача 3

Пловец, нырнувший с открытыми глазами, рассматривает из-под воды светящуюся лампочку, находящуюся над его головой на расстоянии h = 75 см от поверхности воды. Каково будет кажущееся расстояние Н от поверхности воды до лампочки? Показатель преломления воды п = 1,33.

Рис. 104

На изображении (104) показан рисунок к задаче.

Недостатком этого рисунка считаю, что изображение угла a является непонятным. Т.е. можно предположить что угол a – это совершенно другой угол, расположенный между двумя лучами, а не лучом и перпендикуляром. Дуга, обозначающая угол b на нижней части рисунка практически не различима. Кроме того не указаны границы на обозначении высоты h.

Задача 4

На дне водоема, имеющего глубину Н – 3 м, находится точечный источник света. Какой минимальный радиус Rдолжен иметь круглый непрозрачный диск, плавающий на поверхности воды над источником, чтобы с вертолета нельзя было обнаружить этот источник света? Показатель преломления воды п = 1,33

Рис. 105

На рисунке показан рисунок к задаче. Недостатком этого рисунка является то, что при указании радиуса диска необходимо указывать выноски центра и края диска.

В задачах идёт речь о двух средах, в которых распространяется свет, а именно: воздух и вода. А на рисунке это никак не отображено.

Задача 5

Луч света падает на стеклянную пластинку с показателем преломления под углом а. Толщина пластины d. Определить, насколько сместился вышедший из пластины луч относительно падающего.

Рис. 106

Глядя на этот рисунок можно ошибочно предположить, что луч распространяется в двух одинаковых средах, но по условию задачи имеется две среды с различными показателями преломления. А на рисунке это никак не отображено. Кроме того, на рисунке неудачно отображена разность хода лучей l. А в остальном рисунок приемлем.

Задача 6

На расстоянии d = 40 см от тонкой собирающей линзы находится предмет высотой h = 10 см. Определить величину изображения Н, если фокусное расстояние линзы F = 15 см

Рис. 107

В целом рисунок отображает правила построения изображения предмета в линзе. Но недостатком считаю обозначение расстояния от линзы до объекта, т. к. к обозначению какого-либо расстояния делаются выноски.

Задача 7

Луч света падает на прозрачную пластинку толщиной 2 см под углом, синус которого 0,8. На сколько миллиметров сместится луч при прохождении пластинки? Показатель преломления вещества пластинки 4/3.

Рис. 108

На рисунке показании среда, в которой падает луч на прозрачную пластину и сама пластина обозначены разными цветами, что акцентирует внимание на том, что луч идёт в различных средах с различными показателями преломления. Еще одним достоинством рисунка считаю обозначением углов a и b. Они обозначены разным количеством дуг, что указывает на то, что эти углы различны.

Задача 8

Какая часть изображения стрелки зеркале видна глазу (см. рис.)?

1)Вся стрелка.

2)1/2.

3)1/4.

4)Стрелка не видна вообще

Рис. 109

Задание является нестандартным и требует умения применять знания на практике. Рисунок выполнен на расчерченном в клетку поле, что позволяет легче увидеть и оценить результат. На рисунке все предметы изображены условно, но достаточно легко для восприятия. В целом рисунок приемлем.

Задача 9

При отражении от тонкой пленки (см. рис.) интерферируют световые пучки:

1)1 и 2; 2) 2 и 3; 3) 3 и 4; 4) 4 к 5.

Рис. 110

В целом рисунок удачен. Указан ход лучей, лучи пронумерованы. Но недостатком считаю то, что тонкая плёнка сама по себе никак не обозначена. Я думаю, что для лучшего восприятия тонкую плёнку следовало выделить каким-то образом, например, выделить другим цветом или подписать.

Задача 10

В призме угол при вершине равен 30°. Луч, пушенный перпендикулярно одной из граней, выходит из нее так, как показано на рисунке. Каков показатель преломления материала призмы?

Рис. 111

Недостатком данного рисунка считаю: 1) не указано на рисунке, что угол падения луча на призму равен 90⁰; 2) Не указано в какой среде находится призма, хотя для решения данной задачи эти данные требуются.

Задача 11

Если луч лазера направить в торец плоской прозрачной пластмассовой линейки под углом 30° к нормали, как показано на рисунке, то он выйдет из линейки на отметке 5,7 см. Определите показатель преломления материала линейки. Ответ округлите до десятых, умножьте его на 10 и полученное число впишите в бланк ответов.

Рис. 112

Донный рисунок слева очень загромождён: стрелки изображены очень крупно. Обычно если разговор идёт о нормали к поверхности, то указывается на рисунке угол в 90⁰, чтобы подчеркнуть что это является нормалью. На рисунке такого обозначения нет.

Задача 12

На рисунке представлена схема получения интерференции света с помощью плоского зеркала. Центральный интерференционный максимум наблюдается в точке О экрана. Расстояние от источника до зеркала равно h, длина волны источника А, = 600 нм. Луч / идет параллельно зеркалу и попадает в точку А экрана, где наблюдается второй интерференционный минимум. Чему равно расстояние hв этом опыте?

Рис. 113

Рисунок полностью отображает условия задачи. Делает его более наглядным. Все данные, приведённые в условии задачи, отображены на рисунке очень грамотно.

Основные рекомендации по созданию схем и рисунков с помощью компьютерных программ

Создание схем, рисунков, таблиц, диаграмм и многих других способов графического отображения данных, задача не из лёгких. Многие учителя порой испытывают затруднение в создание на компьютере тех или иных изображений, порой даже не зная, что существуют множество программ, облегчающих создание схем и рисунков, необходимых для преподнесения ученикам материала курса физики. Ниже я привёл самые популярные и простые в использовании программы, с помощью которых учителя смогут делать схемы, рисунки, таблицы, диаграммы и многие другие иллюстрации.