Обучение (стр. 13 из 20)

Демонстрации

Действие магнитного поля на плазменный шнур.

Сжатие плазмы магнитным полем.

Действие электрического и магнитного полей на плазму пламени.

Процессы в плазме

(4 ч)

Газовая (идеальная) плазма. Условие идеальной плазмы. Колебания в плазме. Ленгмюровская частота колебаний. Волны в плазме.

Демонстрации

Фрагмент из кинофильма «Плазма — четвертое состояние вещества».

Плазма в природе

(4 ч)

Геомагнитное поле. Пояса радиации. Магнитосфера Земли. Магнитные бури и причины их возникновения. Ионосферы Земли. Полярные сияния. Космическая плазма. Солнечный ветер. Космические лучи.

Демонстрации

Изучение магнитного поля Земли. Вращение витка с током в магнитном поле Земли. Проекция диапозитивов: виды полярных сияний. Кинофильм «Полярные сияния». Видеофильмы «Радиационные пояса планеты» и «Уроки из космоса».

Плазма в технике

(6 ч)

Плазменные генераторы (плазматроны): электродуговые, высокочастотные, магнитогидродинамические. МГД-генератор. Плазменный двигатель. Плазменный дисплей. Проблема управляемого термоядерного синтеза (УТС). Магнитные ловушки. Токамак. Методы нагрева плазмы. Лазерный УТС. Электронный УТС.

Демонстрации

Свечение газосветных трубок в поле высокой частоты.

Люминесцентная лампа.

Плазменный генератор релаксационных колебаний.

Применение дугового разряда.

Лабораторный практикум

(6 ч)

Лабораторные работы

Измерение отношения заряда электрона к его массе по отклонению плазменного пучка в магнитном поле.

Измерение индукции магнитного поля Земли по отклонению электронного пучка.

Расчет периода релаксационных электрических колебаний в R—С-цепи и его экспериментальная проверка.

Регистрация и исследование космических лучей.

Изучение люминесцентной лампы. Сравнение коэффициентов световой отдачи люминесцентной лампы и лампы накаливания.

Обобщающее занятие

(1ч)

Физико-техническая конференция по теме «Плазма на Земле и в космосе».

Экскурсии

Возможные объекты: обсерватория, метеорологическая станция, лаборатории НИИ.

Творческие и конструкторские задания

Изготовление действующей модели МГД-генератора.

Аттестация учащихся

Научный уровень предлагаемого курса достаточно высок. Но поскольку это элективный курс, от каждого ученика не требуется воспроизведение всех изучаемых тем курса: кто-то интересуется теоретическими вопросами и с удовольствием будет готовить рефераты и делать доклады, а кому-то более интересно решать задачи или выполнять экспериментальные исследования. Важно, чтобы достижения каждого ученика стали достоянием всех учащихся.

В качестве основной формы оценки достижений учащихся предполагается использовать выступления на семинарах, подготовленные доклады и рефераты, выполненные экспериментальные исследования. По результатам исследовательских заданий желательно, чтобы ученики сделали сообщения на общем занятии с демонстрацией подготовленных экспериментов.

Решение задач в данном курсе не является решающим фактором оценки успешности. Вместе с тем многие задачи, представленные в учебном и методическом пособиях, позволяют глубже усвоить теоретический материал элективного курса, а также лучше подготовиться к сдаче единого государственного экзамена, поступлению в вуз, продолжению образования.

Литература для учащихся

1. Милантьев В. П., Темко С. В. Физика плазмы.
М.: Просвещение, 1983.

2. Энциклопедический словарь юного физика / Сост.
В. А. Чуянов. М.: Педагогика, 1991.

3. Энциклопедический словарь юного техника / Сост.
Б. В. Зубков, С. В. Чумаков. М.: Педагогика, 1988.

4. Энциклопедический словарь юного астронома /
Сост. Н. П. Ептылев. М: Педагогика, 1986.

5. Энциклопедия для детей. Том 16. Физика. Части 1
и 2. М.:Аванта+, 2000.

Литература для учителей

1. Алексеев Б. В., Котельников В. А. Зондовый
метод диагностики плазмы. М.: Энергоатомиздат, 1988.

2. Арцимович Л. А. Элементарная физика плазмы.
М.: Атомиздат. 1969.

3. Арцимович Л. А. Что каждый физик должен знать
о плазме. М., 1976.

4. Арцимович Л. А., Лукьянов С. Ю. Движение
заряженных частиц в электрических и магнитных полях.
М: Наука, 1972.

5. Воронов Г. С. Штурм термоядерной крепости. М.:
Наука, 1985.

6. Глазунов А. Т., Фабрикант В. А. Техническое
использование плазмы // Физика и техника. М.: Знание,
1977.

7. Грановский В. Л. Электрический ток в газах. М.:
Наука, 1971.

8. Димитров С. К, Фетисов И. К. Лабораторный
практикум по физике газоразрядной плазмы и пучков
заряженных частиц. М.: МИФИ, 1989.

9. Жданов С. К. и др. Основы физических процес
сов в плазме и плазменных установках. М.: 2000.

10. Капица П. Л. Плазма и управляемая термоядер
ная реакция (Нобелевская лекция) // Эксперимент. Те
ория. Практика. М.: Наука, 1987.

11. Романовский М. К. Элементарные процессы и
взаимодействие частиц в плазме. М.: МИФИ, 1984.

12. Фортов В. Е., Якубов И. Т. Неидеальная
плазма. М.: Энергоатомиздат, 1994.

13. Франк-Каменецкий Д. А. Лекции по физике
плазмы. М.: Атомиздат, 1964.

14. Рабинович М. С. Управляемый термоядерный
синтез // Школьникам о современной физике; Сост. В.
А. Угаров. М.: Просвещение, 1974.

15. Райзер Ю. П. Физика газового разряда. М.: Нау
ка, 1992.

16. Фабрикант В. А. Физика. Оптика. Квантовая
электроника. Избранные статьи. М.: МЭИ, 2000.

17. Физический энциклопедический словарь. М.: Со
ветская энциклопедия, 1983.

18. Чен Ф. Введение в физику плазмы. М.: Мир,
1987.

Журналы

1. Александров А., Елесин Е. Лед и пламень //
Наука и жизнь. 1987. № 11, 12.

2. Ашкенази Л. МГД-генератор // Квант. 1980. № 11.

3. Баранов В. Б. Что такое солнечный ветер // Со-
росовский образовательный журнал. 1996. № 12.

4. Бойко В. И. Управляемый термоядерный синтез
и проблемы инерциального термоядерного синтеза //
Соросовский образовательный журнал. 1999. № 6.

5. Быковский Ю. А. Лазерно-плазменный источ
ник ионов и ядер // Соросовский образовательный жур
нал. 1996. № 9.

6. Вокруг света. № 1, 2003. «Океан энергии» (с. 22—
25), «Сияющая ночь» (с. 92—99), «Плазма» (с. 192).

7. Гальпер А. М. Радиационный пояс Земли // Со
росовский образовательный журнал. 1999. № 6.

8. Герштейн С. С. Загадки солнечных нейтрино //
Соросовский образовательный журнал. 1997. № 8.

9. Гильденбург В. Б. Плазменный резонанс в лабо
ратории и в верхней атмосфере // Соросовский образо
вательный журнал. 2000. № 12.

10. Ерухимов Л. М. Ионосфера Земли как космиче
ская плазменная лаборатория // Соросовский образова
тельный журнал. 1998. № 4.

11. Железняков В. В. От плазмы солнечной короны
к плазме на нейтронных звездах // Соросовский образо
вательный журнал. 1997. № 7.

12. Кикоин А. К. Полярные сияния // Квант. 1989.
№5.

13. Кингсепп А. С. Плазма как объект физических
исследований // Соросовский образовательный журнал.
1996. №2.

14. Козловский В. Электрическое действие пламе
ни//Квант. 1992. № 10.

15. Кочаров Г. Е. О загадках Солнца // Соросовский
образовательный журнал. 1998. № 3.

16. Курт В. Г. Солнце и межзвездная среда // Соро
совский образовательный журнал. 1999. № 1.

17. Панкратов С. ТОКАМАК — новый шаг // Нау
ка и жизнь. 1989. № 4.

18. Плотников А. «Термояд» в плазменном шнуре //
Наука и жизнь. 1971. № 3.

«ТОКАМАК-7» — еще один шаг к реактору // Наука и жизнь. 1980. №3.

19. Пудовкин М. И. Солнечный ветер // Соросов
ский образовательный журнал. 1996. № 12.

20. Райзер Ю. П. Непрерывный оптический
разряд — поддержание и генерация плотной низкотем
пературной плазмы лазерным излучением // Соросов
ский образовательный журнал. 1996. № 3.

21. Рожанский В. А. Удержание плазмы в магнит
ных ловушках // Соросовский образовательный журнал.
2000. № 10.

22. Славатинский С. А. Космические лучи и их
роль в развитии физики высоких энергий и астрофизи
ки //Соросовский образовательный журнал. 1999. № 10.

23. Шиканов А. С. Лазерный термоядерный син
тез // Соросовский образовательный журнал. 1997. № 8.

Интернет-сайты

http://www.inp.nsk.su/chairs/plasma/bookmark.ru.shtml — сайт «Физика плазмы в Интернете» http://www.membrana.ru/articles/global/2002/03/07/

150800.html

Холодный ядерный синтез — научная сенсация или фарс?

http://phys.web. ru/db/msg.html?mid= 1161258

Человек, приручивший термояд (к 100-летию со дня рождения Л. А. Арцимовича).

http://www.ug.ru/00.25/t48.htm

Идея ТОКАМАК. Термоядерный синтез на Земле близок к осуществлению.

http://www.inno.ru/newstech.shtml

Двести десять секунд Солнца.

http://www.academic.ru/misc/enc3p.nsf/ByID/ NT00047D22

Энциклопедия: ТОКАМАК.

http://nauka.relis.ru/06/0109/06109051.htm

Термояд: сквозь тернии к звездам.

http://wyw.skc.ru/museum/page3.shtml

На пути в будущее. (Из истории создания первых отечественных ТОКАМАКов.)

Программа элективного курса «Нанотехнология»

(68 часов) Автор И. В. Разумовская

Пояснительная записка

Элективный курс предназначен для учащихся 11 классов. Курс опирается на знания, полученные учащимися при изучении физики, химии и биологии в основной школе, и рассчитан на два полугодия (68 часов, по 2 часа в неделю). Вместе с тем качественный характер курса и самостоятельность содержания ряда его разделов допускает полугодовой курс (34 часа).