Розглянемо технічні деталі досвіду Фуко. Джерелом світла служив геліостат — прилад, що дозволяє концентрувати сонячне проміння і за допомогою спеціального механізму що орієнтувався так, що у міру зміни положення Сонця на небі зміна світила виникала в одному і тому ж місці. Як об'єкт, зображення якого спостерігалося в зорову трубу, використовувалися тонкі платинові нитки, натягнуті паралельно один одному. Для того, щоб краще розрізняти зображення, що даються різними увігнутими дзеркалами, застосовувався зелений світлофільтр для світла, що проходило через трубу з водою (оскільки світло в зеленій ділянці спектру менше поглинається водою). Були виготовлені спеціальні маски на дзеркала, щоб зробити однаковим розмір зображень від обох дзеркал. Світло проходило через свинцеву трубу з водою завдовжки 3 м. Торці труби були закриті скляними пластинами. Для обертання легкого круглого дзеркальця діаметром 14 мм використовувався струмінь пари від маленької моделі парової машини Уатта, яка працювала на спиртівці.
Важливим чинником в досвіді Фуко було те, що швидко зображення, що рухається, виходило нерухомим. Двократне віддзеркалення від плоского дзеркала і спеціально підібране розташування двох увігнутих дзеркал дозволяли спостерігати ті, що швидко зміняли один одного, виникаючі в одному і тому ж місці зображення. Через «інерцію» зору зображення сприймалися як нерухомі.
Перші досліди Фуко були якісними. Вони показали відмінність швидкостей світла в повітрі і воді. Через 12 років — в 1862 р. — була зміряна швидкість світла в повітрі. Її значення виявилося рівним 298 000 км/с. Цей результат більш близький до сучасних даних, ніж отриманий в дослідах такого результату використовувалося велике число увігнутих дзеркал, що дозволило збільшити шлях, прохідний світлом, до 20 м.
Надалі швидкість світла виміряли багато разів. Один з дослідів був поставлений в 1926 р. американським фізиком А. Майкельсоном (1852-1931). Прилади розміщувалися на двох гірських вершинах на відстані, приблизно рівному 35 км. На одній вершині були встановлено восьмигранне сталеве дзеркало, джерело світла, зорову трубу, що обертається. На іншій вершині знаходилося плоске дзеркало. Світло могло потрапити в зорову трубу в двох випадках: при нерухомому восьмигранному дзеркалі і при обертанні дзеркала з такою швидкістю, при якій за час повороту дзеркала на 1/8 обороту світло пройшло б відстань від однієї вершини до іншої. Майкельсон отримав значення швидкості світла, рівне 299 796 км/с.
В 1972 р. американським вченим К.Івенсоном і його співробітниками було отримано значення швидкості світла з = 299 792 456,2 м/с (з точністю ± 0,2 м/с). Розрахунок швидкості світла був виконаний за наслідками вимірювань частоти і довжини хвилі лазерного випромінювання.
В 1983 р. було прийнято визначення метра як довжини шляху, пройденого світлом у вакуумі протягом тимчасового інтервалу, рівного V299792 458 с-Тому тепер швидкість світла у вакуумі приймається рівній точно 299 792 458 м/с для того, щоб кожного разу при збільшенні точності вимірювань не міняти визначення метра.
Розділ 3
3.1 Розподіл навчального матеріалу за уроками
| Дата | Номер уроку | Тема уроку | Види роботи на уроці, хв. | Домашнє завдання | |||||
| Вивчення теоретичного матеріалу | демонстрації | Розв’язування задач учителем | Закріплення вивченого матеріалу | Контроль знань | Творча робота з учнями | ||||
| 1 | Зародження квантової теорії | 31 | 5 | 4 | 3 | - | 2 | 1.вступ | |
| 2 | Фотоелектричний ефект. | 32 | 6 | - | 5 | - | 2 | 1. П 53 | |
| 3 | Теорія фотоефекту | 31 | - | 5 | 3 | 4 | 2 | 1.П.53 2.зб: №10.2,10.3. | |
| 4 | Розв’язування задач | - | - | 25 | 12 | 5 | 3 | 1.П.53 2.зб:10.13,10.14, 3.Д:с.р.№26. | |
| 5 | Застосування фотоефекту | 20 | 8 | - | 3 | 12 | 2 | 1.П54 2.зб:10.5,10.23, | |
| 6 | Фотони | 35 | - | 5 | 3 | - | 2 | 1.П.56. 2.Д:с.р.№11 | |
| 7 | Корпускулярно- хвильовий дуалізм | 27 | - | 5 | 5 | 5 | 3 | 1.зб№10.27 2.Д:с.р.№28 | |
| 8 | Тиск світла | 20 | 5 | 5 | 3 | 12 | - | .П.53 2.зб:10.13,10 | |
| 9 | Хімічна дія світла | 20 | 5 | 5 | 3 | 12 | - | Підгот.до темат. Оцінюв | |
| 10 | Тематичне оцінювання | 20 | 6 | 5 | 2 | 40 | 5 | ||
3.2 Рекомендації з проведення самостійних та контрольних робіт
Самостійні роботи, розраховані звичайно на 10 15 хв, призначені для поточного оцінювання знань і містять у собі якісний експериментальні і розрахункові задачі. Усі самостійні роботи складаються з декількох варіантів чотирьох рівнів складності. Учень сам вибирає рівень складності а вчитель повідомляє йому № задачі протягом семестру учень може переходити з одного рівня складності на інший. Якщо учень успішно розв’язав звдачу середнього рівня (і здобув не менше як 6 балів), він може братися до достатнього рівня (і здобути 9 білів), і т. д.
Самостійні роботи – досить ефективна система зворотного зв’язку вчитель – учень. Наприклад, якщо 30 учнів класу 20 самі вибрали високий і достатній рівень то клас добре засвоїв вивчений матеріал. Якщо 2 учні вибрали високий рівень, 5 – достатній а інші учні середній і низький то навчальний матеріал засвоєно слабо. Учитель відразу може відмінити самостійну роботу й повернутися до погано засвоєного матеріалу.
Рекомендації з проведення контрольних робіт.
Контрольні роботи складаються з 6 варіантів 4 рівні складності, і призначені для тематичного контролю знань учень сам вибирає рівень складності контрольної роботи (від початкового до високого), а вчитель призначає йому номер варіанта. Якщо учень добре впорався з розв’язуванням задач даного рівня складності, він може звернутися до вчителя з проханням дати йому варіант контрольної роботи більш високого рівня для підвищення підсумкової оцінки.
Рекомендації з проведення тестування.
По перше, тести допоможуть учневі систематизувати навчальний матеріал і виділити в ньому найголовніше. По-друге, вони орієнтовані на розвиток умінь застосовувати здобуті знання. По-третє, тести допоможуть провести тематичне оцінювання цих досягнень за допомогою тестування.
Кожний блок тестів охоплює, як правило, одну навчальну тему або її частину. В основу тестів покладено методичні принципи завдяки яким вони є не тільки контролюючими але й навчальними.
Тести можуть бути органічно введені в усі форми й методи навчання і застосовуватися на різних етапах навчального процесу для забезпечення оперативного зворотного зв’язку, для контролю й самоконтролю учні у процесі оволодіння матеріалом теми.
Наприклад:
· Під час пояснення нового матеріалу можна розглянути тестові завдання й обговорити, які твердження правильні а які не правильні (і чому);
· Під час початкового закріплення навчального матеріалу можна запропонувати учням виконати за 5 – 10 хв. Два – три тестові завдання, вибрані ними або вчителем;
· Виконання окремих тестових завдань можна запропонувати у вигляді домашньої або самостійної роботи;
· Варіанти тестових завдань можна використовувати для підготовки учнів до самоконтролю.
Висновки
Фізика, як обов’язкова частина шкільного навчання, не повинна зводитись до передачі учням розрізнених і невзаємопов’язаних знань та вмінь, а проводитись таким чином, щоб все пізнане в теорії закріплювалось практикою. Щоб досягти цього необхідно розширювати та зміцнювати взаємозв’язок трудового навчання із суміжними дисциплінами, зокрема, хімія, метематика.. Слід відмітити, що при правильному підході до здійснення взаємозв’язків фізики і суміжних дисциплін надається можливість повніше розкрити перед учнями об’єктивні закони природи, виробити в школярів науковий підхід до вирішення пізнавальних, практичних завдань, озброїти їх відповідними знаннями.
В роботі було розглянуто деякі фундаментальні досліди з квантової оптики зокрема: Випромінювання Вавілова-Черенкова, Ефект Доплера, Фотонна теорія світла. Маса та імпульс фотона. Досліди Боте та Вавилова,Тиск світла. Досліди Лебедєва,Ефект Комптока. Також розроблені плани конспекти для вивчення розділу квантова оптика в профільних класах.
Список використаної літератури
1. Павленко Ю.Г. "Оптика" - М.: Видавництво МГУ, 1992.
2. Чернощекова Т.М. "З історії розвитку поглядів на природу світла". - Горький, 1982.
3. Сивухин Д.В. "Загальний курс фізики" - М.: "Наука", 1980.
4. Ландсберг Г.С. "Оптика" - М.: "Наука", 1976.
5. Линец Ю.. "Використання принципу Ферма у викладанні геометричної оптики" /Фізика. - 1998, №7.
6. Волковыский Р.Ю. "Організація диференційованої роботи учнів при навчанні фізики" - М.: "Освіта", 1993.
7. Василихина Т. В. "Урок з разноуровневым навчанням по геометричній оптиці" /Фізика в школі. - 1994, "1.
8. Вавилов С.. "Око і сонце" - М.: Изд-во АНСССР, 1961.
9. Перельман Я.И. "Цікава фізика" - М.: "Освіта", 1990.
10. Солнцев В.. "Оптичні спостережливі прилади" - М.: "Освіта", 1988.