Програми для загальноосвітніх навчальних закладів фізика

Вид материала

Содержание

Подобный материал:

1 2 3 4 5 6

Узагальнююче заняття

(1 год)

Механіка і механізація виробництва

ОСНОВНА МЕТА Рівень А

Узагальнити і систематизувати знання про класичну механіку як фізичну теорію, про роль законів збереження; переконати учнів у тому, що механізація — один з основ-них напрямків сучасного науково-технічного прогресу.

Рівень В

(додатково до вимог, зазначених у рівні А)

На цьому рівні доцільно на прикладі класичної ме-ханіки розкрити структуру фізичної теорії.

Лабораторний практикум

(10 год)

Вивчення прямолінійного рівноприскореного руху.
Визначення прискорення вільного падіння тіла.
Перевірка сталості відношення прискорень двох
тіл під час їх взаємодії.
Вимірювання маси тіла.
Вивчення другого закону Ньютона.
Вивчення руху під дією сили тяжіння
Вивчення закону збереження імпульсу.
Вивчення закону збереження механічної енергії
Дослідження залежності потужності на валу елек-
тродвигуна від навантаження.

10. Визначення коефіцієнта тертя ковзання з вико-
ристанням закону збереження і перетворення енергії.

Екскурсія

Можливі об'єкти екскурсії: будівельний майданчик, ремонтно-механічна майстерня, машинно-тракторний парк, сільськогосподарське чи промислове підприємство (потокові лінії, підйомні, транспортні машини, механіз-ми), парк (депо) сільськогосподарських машин.

II. ПРОФІЛЬНІ ПРОГРАМИ

ДЛЯ 10-11-х КЛАСІВ

(рівні А, В)

10-й КЛАС

(Рівень А: 2 год на тиждень, усього 68 год. Рівень В: 3 год на тиждень, усього 102 год)

1. Молекулярна фізика

(А — 25 год; В — 32 год)

1.1. Основи молекулярно-кінетичної теорії (А — 19 год; В — 23 год)

Основи молекулярно-кінетичної теорії та її дослідне обґрунтування. Дослід Штерна. Броунівський рух. Маса і розміри молекули. Взаємодія атомів і молекул речо-вин у різних агрегатних станах.

Ідеальний газ. Основне рівняння молекулярно-кіне-тичної теорії ідеального газу. Температура та її вимірю-вання. (Швидкість молекул ідеального газу.)

Рівняння Менделєєва—Клапейрона. Ізопроцеси в газах.

Насичена і ненасичена пара. Залежність темпера-тури кипіння рідини від тиску. Вологість повітря та її вимірювання. (Точка роси.)

Властивості поверхні рідини. Поверхневий натяг. Змочування. Капілярні явища. Явища змочування і ка-пілярності в живій природі й техніці.

Кристалічні та аморфні тіла. (Природне і штучне утворення кристалів.) Поняття про рідкі кристали. (Ме-ханічні властивості твердих тіл і матеріалів: пружність, міцність, пластичність. Види деформацій. Створення матеріалів із заданими фізичними властивостями.)

Фронтальні лабораторні роботи

Вивчення одного з ізопроцесів.
Визначення модуля пружності гуми.
Вимірювання відносної вологості повітря.

Демонстрації

Модель броунівського руху.
Ізотермічний процес.
Ізобаричний процес.
Ізохоричний процес.
Залежність між об'ємом, тиском і температурою.
Властивості насиченої пари.
Кипіння води за зниженого тиску.
Будова і принцип дії психрометра.
Скорочення поверхні мильних плівок.

Капілярне піднімання рідини.
Ріст кристалів.
Пружна і залишкова деформації.
Вирощування кристалів.

ОСНОВНА МЕТА

Рівень А

Основою вивчення теми має стати молекулярно-кіне-тична теорія будови речовини. Оскільки деякі елементи цієї теорії учням уже відомі, вчителеві слід, спираючись на них, вводити нове, зокрема розширити знання про молекулярно-кінетичну теорію ідеального газу, а на-прикінці вивчення теми на узагальнюючому уроці звес-ти все в систему, показати структуру молекулярно-кіне-тичної теорії та проілюструвати елементи системи конк-ретними поняттями, законами, прикладами.

Слід також використати знання учнів з хімії про масу молекули, число Авогадро, моль, молекулярну та відносну молекулярну масу для оперування теоретичним матеріа-лом у подальшому, але не розв'язувати розрахункові за-дачі на використання зв'язку між цими поняттями.

Значну увагу слід приділити формуванню поняття ідеального газу — фізичної моделі реального газу, до-слідити межі використання цього поняття. На прикладі основного рівняння молекулярно-кінетичної теорії іде-ального газу показати зв'язок між величинами, що ха-рактеризують фізичні явища мікро- і макросвіту; пояс-нюючи виведення рівняння, не вимагати цього від учнів. Поняття температури — найважливішої термоди-намічної характеристики стану теплової рівноваги — вводиться на основі понять: термодинамічна система, термодинамічні параметри системи, теплова рівновага як стан системи. Разом з тим, учні мають добре усвідо-мити, що температура є мірою середньої кінетичної енергії молекул, знати, що таке абсолютний нуль тем-ператури, вміти визначати температуру за різними шка-лами та на практиці. Не слід вивчати матеріал про ви-значення швидкості молекул газу.

Учні повинні знати рівняння Менделєєва — Клапейро-на, його окремі випадки для ізопроцесів, уміти їх виво-дити та використовувати під час розв'язування задач. При цьому графіки ізопроцесів можна не розглядати.

Вивчаючи питання про властивості поверхні рідини (явища змочування і капілярність), механічні власти-вості твердих тіл і матеріалів, поняття насиченої та не-насиченої пари, вологості, учні повинні вміти поясню-вати їх із застосуванням молекулярно-кінетичної теорії. При цьому не слід вимагати від них знання формул сили поверхневого натягу, висоти підняття рідини у капілярах. Розв'язування задач на визначення вологості та закон Гука обмежити найпростішими випадками за-стосування формул:  = 100 % ;  = ;  = E|ε|.

Рівень В

Додатково до мети, викладеної у рівні А, зазначимо таке.

Поглиблене вивчення молекулярної фізики має відбуватися за рахунок введення певного математичного апарату, що її обслуговує, та інтерпретації фізичного змісту величин і формул.

Учні мають усвідомити:

• зв'язок між масою і кількістю молекул та вміти розв'язувати відповідні задачі;

логіку виведення основного рівняння молекуляр-
но-кінетичної теорії для ідеального газу;
фізичний зміст сталої Больцмана;
метод Штерна для визначення швидкості тепло-
вого руху молекул.

Під час вивчення розділу «Взаємне перетворення рідин і газів» докладно розглядають питання про за-лежність тиску насиченої пари від температури — пар-ціальний тиск водяної пари — та способи визначення вологості повітря.

Пояснення поверхневого натягу рідини та явища капі-лярності, крім зазначеного у рівні А, доповнюється запи-сом відповідних формул та розкриттям їх фізичного змісту.

Під час вивчення всієї теми слід використовувати графічний метод подання матеріалу — графіки ізопро-цесів, закону Гука, залежності густини рідини, її пари від температури. Потрібно вчити учнів застосовувати цей метод для розв'язування фізичних задач.

ОСНОВНІ ВИМОГИ Рівень А

Учні повинні знати:

поняття: тепловий рух частинок, маса, розміри
молекул; ідеальний газ, броунівський рух, температура,
насичена і ненасичена пара; вологість повітря;
кристалічні та аморфні тіла, пружна і пластична
деформації;
закони і формули: основне рівняння молекулярно-
кінетичної теорії газів; рівняння Менделєєва—Клапей-
рона, зв'язок між параметрами стану газу в ізопроцесах;
експериментальні методи перевірки рівняння ста-
ну газу, визначення вологості повітря, модуля пружності;
практичне використання явищ змочування і ка-
пілярності, властивостей кристалів та інших матеріалів
у техніці й природі; засоби профілактики і боротьби із
забрудненням навколишнього середовища.

Учні повинні вміти:

• використовувати положення молекулярно-кіне-
тичної теорії для пояснення будови газоподібних і твер-дих тіл та вивчення молекулярних явищ для розв’язу-вання якісних задач;

• розв'язувати задачі з використанням основного
рівняння молекулярно-кінетичної теорії, рівняння Мен-
делєєва— Клапейрона, формул:

 = 100 % ;  = E| ε |;  = .

• користуватися психрометром, визначати експери-
ментально параметри стану газу, модуль пружності.

Рівень В

(додатково до вимог, зазначених у рівні А)

Учні повинні знати:

поняття: критична температура, парціальний тиск
газу, пари, анізотропія монокристалів;
зв'язок між масою і кількістю молекул, залежність
тиску газу від концентрації молекул і температури, гус-
тини пари і рідини від температури;
фізичний зміст сталої Больцмана, універсальної
газової сталої, модуля пружності;

графіки ізопроцесів, характер залежності меха-
нічної напруги од відносного видовження зразка;
методи визначення швидкості руху молекул, тем-
ператури;
приклади створення матеріалів із заданими влас-
тивостями.

Учні повинні вміти:

доводити, що температура є енергетичною харак-
теристикою стану речовини, мірою середньої кінетичної
енергії молекул газу;
читати і креслити графіки ізопроцесів у різних
системах координат;
розв'язувати задачі на застосування здобутих знань.

1.2. Основи термодинаміки (А — 6 год; В — 9 год)

Робота газу. Перший закон термодинаміки. (За-стосування першого закону термодинаміки до ізо-процесів.) Рівняння теплового балансу для найпростіших теплових процесів. Адіабатний процес.

Необоротність теплових процесів.

Принцип дії теплових двигунів. (Двигун внут-рішнього згоряння. Парова і газова турбіни. Реактивний двигун. Холодильна машина.) ККД теплового двигуна. Шляхи підвищення ККД теплових двигунів. Роль теп-лових двигунів у народному господарстві. Екологічні проблеми, пов'язані з використанням теплових двигунів.

Демонстрації

1. Зміна внутрішньої енергії тіла внаслідок виконання
механічної роботи.

Зміна температури повітря під час адіабатного
розширення та стискання.
Необоротність явища дифузії (на моделі).
Моделі теплових двигунів.

ОСНОВНА МЕТА

Рівень А

Основним матеріалом теми є перший закон тер-модинаміки, але до його вивчення слід повторити і по-глибити поняття внутрішньої енергії, сформоване в учнів у 8-му класі: показати, що внутрішня енергія ідеально-го газу пропорційна температурі.

Учні мають добре усвідомити, що внутрішню енер-гію можна змінити двома шляхами:

під час виконання роботи; роботу газу обчислюють
за формулою А = р(V₂ –V₁). Вона чисельно дорівнює площі
прямокутника на графіку залежності тиску від об'єму;
під час теплообміну; кількісною мірою зміни внут-
рішньої енергії є кількість теплоти.

Слід повторити відомі учням формули для об-числення кількості теплоти в різних теплових процесах та пояснення зміни внутрішньої енергії у кожному з них на основі положень молекулярно-кінетичної теорії.

Перший закон термодинаміки трактують як закон збереження енергії стосовно теплових явиш. Учням пояснюють зміст рівняння U = А +Q.

Розглядають випадок, коли термодинамічна система ізольована (ΔU = 0) і коли до неї підводять деяку кількість теплоти, що витрачається на зміну її внутрі-шньої енергії та виконання роботи; пояснюють не-можливість створення вічного двигуна. Під час роз-гляду застосування першого закону термодинаміки до різних процесів вивчається тільки матеріал про адіа-батний процес і теплообмін у замкненій системі.

На конкретних прикладах пояснюють необоротність процесів у природі, розповідають про напрям самочин-ного переходу теплоти.

Значну увагу вчитель приділяє вивченню принципу дії теплових двигунів, холодильної машини, ККД дви-гунів, пояснює їх значення у народному господарстві, необхідність охорони навколишнього середовища від негативних наслідків використання теплових двигунів.

Від учнів не слід вимагати застосування першого за-кону термодинаміки до ізопроцесів, розв'язування за-дач на визначення ККД теплової установки чи тепло-вого двигуна.

Рівень В

Поряд із тим, що зазначено у рівні А, учитель глиб-ше розглядає питання про роботу в термодинаміці, роз-межовуючи поняття роботи газу і роботи над газом, при цьому використовує відповідні математичні моделі та графік ізотермічного процесу. Більше уваги приділяє аналізу рівняння першого закону термодинаміки щодо різних теплових процесів. Питання про необоротність поширюють на будь-які процеси у природі, що їх охоп-лює другий закон термодинаміки.

Знання та вміння учнів з даної теми збагачуються також розв'язуванням задач, в основі яких лежать перший закон термодинаміки, поняття внутрішньої енергії ідеального од-ноатомного газу, роботи газу, ККД теплової установки.

ОСНОВНІ ВИМОГИ

Рівень А

Учні повинні знати:

• поняття: внутрішня енергія ідеального одноатом-

ного газу, необоротність теплових процесів, робота газу, ККД теплового двигуна;

перший закон термодинаміки;
принцип дії теплових двигунів, застосування теп-
лових двигунів на транспорті, в енергетиці, у сільсько-
му господарстві, методи профілактики і боротьби із за-
брудненням навколишнього середовища.

Учні повинні вміти:

обчислювати за графіком залежності тиску від об'єму
роботу газу;
розв'язувати задачі з використанням рівняння пер-
шого закону термодинаміки та формул, які були ви-
вчені в даній темі.

Рівень В

(додатково до вимог, зазначених у рівні А)

Учні повинні знати:

• принцип дії холодильної машини компресорного
типу, двигуна внутрішнього згоряння, парової й газо-
вої турбін.

Учні повинні вміти:

• застосовувати перший закон термодинаміки до
різних процесів.

2. Електродинаміка

(А — 30 год; В — 47 год)

2.1. Електричне поле

(А — 10 год; В — 14 год)

Електричний заряд, його дискретність, елементарний заряд. Закон збереження електричного заряду. Закон Кулона. Напруженість електричного поля. (Дослід Йоф-фе—Міллікена.)

Провідники в електричному полі. Електростатич-ний захист. Дія електричного поля на живі орга-нізми.

Робота електричного поля під час переміщення за-ряду. Потенціал. Різниця потенціалів. Напруга. (Зв'я-зок між напругою і напруженістю.)

Електроємність. Конденсатор. Види конденсаторів та використання їх у техніці. (Послідовне та паралельне з'єднання конденсаторів.)

Енергія електричного поля. Діелектрики в елек-тричному полі. Діелектрична проникність.

Демонстрації

Будова і дія електрометра.
Закон Кулона.
Електричне поле заряджених кульок.
Електричне поле двох заряджених пластин.
Провідники в електричному полі.
Будова і дія конденсатора постійної та змінної
ємності.
Залежність ємності плоского конденсатора від
площі пластин, відстані між ними та діелектричної про-
никності середовища.
Енергія зарядженого конденсатора.

ОСНОВНА МЕТА

Рівень А

Мета і завдання цієї теми визначаються тим, що з нею вперше починається поглиблене вивчення другого виду матерії — поля. Початкові відомості про електричне поле, сформовані в учнів у 8-му класі на якісному рівні, по-глиблюються вивченням його кількісних характеристик.

Вивчення електричного поля є першим етапом на шляху формування знань про електромагнітне поле. Електростатичне поле є одним з окремих випадків про-яву електромагнітного поля, на прикладі якого простіше засвоюються основні характеристики силового поля.

У змісті теми виділяються три основні групи питань:

Закон збереження електричного заряду. Закон
Кулона.
Електричне поле. Напруженість. Робота елек-
тричного поля під час переміщення заряду. Напруга.

3. Електроємність. Ємність плоского конденсатора. Ді-електрики в електричному полі. Діелектрична проникність.

Вивчаючи першу групу питань, важливо звернути увагу на формування правильних уявлень про елек-тричний заряд як властивість елементарних частинок, що проявляється в процесі їх електромагнітної взає-модії; дискретність заряду. Вивчення дискретності за-ряду вимагає введення поняття елементарного заряду. (Дослід Йоффе—Міллікена на рівні А не вивчаються.) Засвоєння понять «елементарний заряд», «два знаки електричного заряду» створює базу для пояснення яви-ща електризації тіл і встановлення закону збереження електричного заряду. Слід зазначити, що закон збере-ження електричного заряду є першим законом, який вивчається в електродинаміці. Важливо нагадати, що закони завжди справджуються, якщо виконуються певні умови. Такою умовою для даного закону є електрична ізольованість системи.

Вивчення закону Кулона на рівні А вимагає чіткого розуміння характеру залежності сили взаємодії точко-вих зарядів від значення зарядів і відстані між ними. Коефіцієнт пропорційності в законі Кулона подається в числовій інтерпретації.

Для кращого засвоєння закону Кулона і закону збе-реження заряду на рівні А слід розв'язувати якісні та прості кількісні задачі. Наприклад, задачі на закон збе-реження заряду для випадку, коли приводяться в зіткнення сферичні провідники однакового радіуса. Останнє обов'язково слід обумовити. Оскільки задачі, в яких йдеться про однойменні заряди, особливих труд-нощів в учнів не викликають, то слід звернути більшу увагу на розв'язування задач, в умовах яких заряди різнойменні, що може викликати деякі труднощі.

Вивчення другої групи питань спрямоване на фор-мування початкових уявлень про електричне поле. Слід пам'ятати, що в учнів ще недостатньо теоретичних і експериментальних фактів для формування цілісних уявлень про електричне поле, тому, вивчаючи електро-статичне поле, можна лише почати формувати знання про матеріальність електромагнітного поля. Засобами для цього є розгляд питання про близько- і далекодію, вивчення силових і енергетичних характеристик поля.

При вивченні теорії близько- і далекодії слід детальніше зупинитися на теорії близькодії для загальної характеристики електричного поля.

Напруженість електричного поля доцільно ввести як силову його характеристику, підкреслюючи векторний її характер (вводиться лише загальна формула напру-женості). Розв'язування графічних задач на визначення напруженості електричного поля точкових зарядів дає змогу під час їх розв'язування ввести принцип су-перпозиції полів і сформувати поняття силової лінії точ-кового заряду.

Важливим етапом вивчення властивостей електричного поля є дослідне вивчення спектрів електричних полів за-ряджених тіл різної форми і знаків. Метою цих досліджень є встановлення умов утворення однорідних електричних полів і особливостей розподілу вільних носіїв електричного заряду в провідниках. На рівні А поняття електростатичної індукції вводити недоцільно, а увагу учнів слід акцентувати на відсутності електричного поля всередині провідника і на практичному застосуванні цього явища.

У процесі встановлення енергетичних характеристик електричного поля важливо вивести формулу роботи, встановити залежність її від напруженості, заряду, про-екції переміщення на силову лінію. За аналогією з гравітаційним полем вводиться поняття потенціального поля, потенціальної енергії електричного поля, потенціалу, різниці потенціалів. На рівні А зв'язок між напруженістю і різницею потенціалів не розглядається. Розв'язуючи задачі з даного розділу теми, слід орієнтуватись на розв'язування якісних і простих розрахункових задач.

Вивчення третьої групи питань передбачає фор-мування в учнів поняття електроємності. Формула ємності плоского конденсатора не виводиться. Характер залежності ємності від ефективної площі пластин кон-денсатора і відстані між ними встановлюється експе-риментально. Ці досліди дають можливість установити залежність характеристик електричного поля плоского конденсатора від електричних властивостей діелектри-ка і сформувати поняття діелектричної проникності середовища. Вивчення електричних властивостей се-редовища слід обмежити розглядом механізму поляри-зації полярних діелектриків.

Не вимагаються знання матеріалу про електричну ста-лу, напруженість поля точкового заряду, поле зарядженої кулі, поляризацію неполярних діелектриків, нульовий рівень потенціальної енергії, енергію зарядженого конденсатора.

Рівень В

(додатково до мети, зазначеної у рівні А)

Поняття «дискретність заряду», «елементарний за-ряд» формуються в процесі вивчення досліду Йоффе— Міллікена, вивчення електризації тіл включає вивчен-ня технічного використання і врахування цього явища.

У процесі вивчення закону Кулона формується понят-тя електричної сталої; під час розв'язування задач на за-кон Кулона доцільно використовувати задачі на визна-чення сили взаємодії зарядів, що містяться на одній прямій.

Вивчення напруженості електричного поля роз-ширюється виведенням формул для визначення на-пруженості поля точкового заряду, рівномірно зарядженої сфери, нескінченної площини, двох паралельних площин.

Для систематизації знань про електричне поле прово-диться аналогія між електричним і гравітаційним поля-ми. Під час розв'язування задач у більшому обсязі вико-ристовується математичний апарат для визначення на-пруженості електричного поля точкового заряду, заряд-женої електропровідної сфери, нескінченної площини.

Зміст розділів теми «Різниця потенціалів. Напруга» розширюється вивченням нульового рівня потенціальної енергії, потенціалу електричного поля точкового заря-ду, еквіпотенціальних поверхонь.

Формування кількісних характеристик електричного поля завершується встановленням взаємозв'язку між ними. В процесі вивчення розділу учні повинні знати способи вимірювання різниці потенціалів, будову і прин-цип дії електрометра.

Вивчення третьої групи питань передбачає формування знань про ємність плоского конденсатора (оскільки з по-переднього матеріалу теми учням відома формула для ви-значення напруженості електричного поля двох паралель-них пластин, то співвідношення між ємністю плоского конденсатора та іншими його характеристиками можна вивести теоретично), про способи з'єднання конденса- торів у батарею, про енергію електричного поля конден-сатора та її обчислення. Формула для енергії плоского конденсатора дається з виведенням.

ОСНОВНІ ВИМОГИ

Рівень А

Учні повинні знати:

поняття: електричний заряд, електричне поле, на-пруженість електричного поля, різниця потенціалів,
напруга, електроємність;
закони: Кулона, збереження заряду;
формули: напруженості електричного поля, роботи під час переміщення заряду в однорідному електричному полі, електроємності, енергії зарядженого конденсатора;
практичне використання в техніці й медицині яви-ща електростатичної індукції, в науці й техніці — кон-денсаторів.

Учні повинні вміти:

• розв'язувати прості задачі на закон збереження електричного заряду, закон Кулона, на розрахунок напруженості, роботи електричного поля, напруги, електроємності. Під час розв'язування задач використовуються лише формули, які випливають безпосередньо з визначень відповідних законів і фізичних величин.

Рівень В

(додатково до вимог, зазначених у рівні А)

Учні повинні знати:

поняття: принцип суперпозиції полів, діелектрична
проникність середовища, полярні й неполярні ді-електрики, енергія електричного поля, нульовий рівень
потенціальної енергії, еквіпотенціальні поверхні;
формули: напруженості точкового заряду, кулі, пло-щини, зв'язку між напругою і напруженістю, електро-ємності плоского конденсатора, визначення характери-стики батареї конденсаторів, енергії електричного поля.

Учні повинні вміти:

• розв'язувати задачі: на визначення напруженості й потенціалу електричного поля в даній точці простору, якщо поле утворене накладанням одного, двох, трьох полів точкових зарядів; напруженості зарядженої площини, двох площин, електропровідної сфери; на використання зв'язку між напругою і напруженістю електричного поля, електроємності плоского конденсатора; на визначення енергії електричного поля;

робити розрахунки для батареї конденсаторів;
розрізняти типи конденсаторів і читати їх ха-рактеристики.

2.2. Закони постійного струму

(А — 6 год; В — 10 год)

Умови, необхідні для існування електричного струму. Закон Ома для ділянки кола. Електричні кола. По-слідовне і паралельне з'єднання провідників. Робота і потужність струму. Електрорушійна сила (ЕРС). (Закон Ома для повного кола.)

Фронтальні лабораторні роботи

(4. Визначення питомого опору провідника.)

Послідовне і паралельне з'єднання провідників.
Визначення ЕРС, внутрішнього опору джерела
струму.

Демонстрації

Закон Ома для ділянки кола.
Розподіл струмів і напруг у колах із послідовним і
паралельним з'єднаннями провідників.
Залежність сили струму від ЕРС джерела і повного опору кола.

ОСНОВНА МЕТА

Рівень А

Поглибити знання учнів про дію струму, напругу, силу струму, опір; виробити послідовний підхід до обчислення електричних характеристик складних з'єднань споживачів електричного струму з використанням закону Ома для кола; сформувати поняття «ЕРС»; навчити учнів роз'язувати прості задачі на визначення роботи і потужності струму; закріпити практичні навички вимірювання сили струму і напруги за допомогою амперметра і вольтметра в колах постійного струму; формувати вміння складати електричні кола, робити спостереження.

Не вимагаються знання про залежність сили струму заряду, концентрації, швидкості носіїв заряду і площі поперечного перерізу провідника, доведення закону Ома для повного кола.

Рівень В

(додатково до мети, зазначеної в рівні А)

Встановити залежність сили струму від характеристик носіїв заряду і площі поперечного перерізу провідника.

Сформувати поняття і практичні навички щодо ви-значення питомого опору провідника.

Використовуючи закон збереження і перетворення енергії в замкненому електричному колі, вивести закон Ома для повного кола.

ОСНОВНІ ВИМОГИ

Рівень А

Учні повинні знати:

поняття: сила струму, опір, внутрішній опір дже-рела струму, робота і потужність струму, ЕРС;
закони Ома для ділянки кола та повного кола;
формули: залежності опору провідника від мате-ріалу та його геометричних розмірів; характеристик па-ралельного і послідовного з'єднань провідників; робо-ти і потужності постійного струму;
практичне застосування законів послідовного і па-ралельного з'єднань споживачів струму, залежності опо-ру від матеріалу і геометричних розмірів, характеристик
паралельного і послідовного з'єднань провідників, ро-
боти і потужності постійного струму.

Учні повинні вміти:

• розв'язувати задачі на визначення сили струму, спаду напруги на ділянці кола, ЕРС із застосуванням закону Ома для ділянки і замкненого кола, роботи і потужності струму;

складати електричні кола з послідовним і пара-
лельним з'єднаннями провідників;
вимірювати силу струму і напругу амперметром і
вольтметром у колах постійного струму.

Рівень В

(додатково до вимог, зазначених у рівні А)

Учні повинні знати:

поняття: питомий опір провідника;
формули залежності опору від матеріалу провід-
ника та його геометричних розмірів; визначення ЕРС і
внутрішнього опору батареї елементів живлення при
послідовному і паралельному їх з'єднанні;
практичне застосування з'єднання елементів жив-
лення в батарею.

Учні повинні вміти:

розв'язувати задачі на розрахунок кіл зі змішаним
з'єднанням провідників електричного струму;
вимірювати ЕРС і внутрішній опір джерела струму;
виконувати розрахунки елементів живлення, по-
слідовно або паралельно з'єднаних у батарею;
визначати питомий опір провідника;
користуватися міліамперметром, амперметром або
авометром.

2.3. Магнітне поле

(А — 5 год; В — 9 год)

Взаємодія струмів. Магнітна індукція. Магнітний потік. Сила Ампера. Принцип дії електровимірювальних приладів. Гучномовець. Сила Лоренца.

Магнітні властивості речовини. Феромагнетики. (Магнітна проникність. Магнітний запис інформації.)

Фронтальна лабораторна робота

7. Спостереження дії магнітного поля на струм.

Демонстрації

1. Взаємодія паралельних струмів.

2. Дія магнітного поля на струм.

3. Розмагнічування за допомогою нагрівання.

4. Модель доменної структури феромагнетиків.

5. Будова і дія амперметра і вольтметра.

6. Відхилення електронного пучка магнітним полем.

7. Будова і дія гучномовця.

8. Магнітний запис звуку.

ОСНОВНА МЕТА Рівень А

Дослідним шляхом довести існування магнітного поля і встановити його основні властивості; сформувати поняття «магнітна взаємодія», «індукція магнітного поля», «силова лінія магнітного поля»; навчити учнів визначати напрям дії магнітного поля прямого і колового струмів за допомогою правила лівого гвинта і магнітної стрілки; дослідно довести існування сили, що діє на провідник зі струмом у магнітному полі (сили Ампера), та встановити правило визначення напряму дії цієї сили; розглянути практичне використання сили Ампера на прикладі принципу дії гучномовця; як окремий випадок дії сили Ампера показати, що на кожну заряджену частинку, яка рухається в магнітному полі, діє сила (сила Лоренца). Не вимагаються знання кількісних характеристик цієї взаємодії; без ознайомлення з природою діа- та парамагнетизму розглянути гіпотезу Ампера та природу феромагнетизму і напрями використання феромагнітних матеріалів як засобів запису інформації.

Не вимагаються знання матеріалу про модуль сили Ампера, модуль сили Лоренца, магнітну проникність.

Рівень В

(додатково до мети, зазначеної в рівні А)

При вивченні характеристик магнітного поля сфор-мувати поняття «вектор магнітної індукції»; встановити, від чого залежить сила, що діє на провідник зі струмом і вільний рухомий заряд у магнітному полі; розглянути ви-користання сили Ампера на прикладі дії приладів магні-тоелектричної системи і сили Лоренца на прикладі мас-спектрографа і магнітного пристрою, що керує рухом елек-тронного пучка в кінескопі телевізора; сформувати в учнів поняття «магнітна проникність» і «температура Кюрі».

ОСНОВНІ ВИМОГИ

Рівень А

Учні повинні знати:

поняття: магнітне поле, індукція магнітного поля,
лінія магнітної індукції;
формули модуля вектора магнітної індукції, прак-
тичне використання сили Ампера в акустичних прила-
дах та інших технічних пристроях, принцип магнітного
запису інформації на феромагнітні плівки.

Учні повинні вміти:

• розв'язувати якісні задачі на визначення напряму
дії магнітного поля та сил Ампера і Лоренца.

Рівень В

(додатково до вимог, зазначених у рівні А)

Учні повинні знати:

поняття: напрям вектора магнітної індукції; маг-
нітна проникність, температура Кюрі;
формули: модуля сили Ампера, сили Лоренца,
магнітної проникності середовища, радіуса обертання
зарядженої частинки в магнітному полі;
практичне використання сили Ампера, дію при-
ладів магнітоелектричної системи, використання сили
Лоренца для керування рухом електронних пучків, ви-
значення маси елементарних частинок.

Учні повинні вміти:

• розв'язувати розрахункові задачі з використанням
формул для визначення індукції магнітного поля, сили
Ампера, сили Лоренца.

2.4. Електричний струм у різних середовищах

(А —9 год; В— 14 год)

Електричний струм у металах. Основні положення електронної теорії провідності металів. (Залежність опору від температури. Надпровідність.)

Електричний струм у вакуумі. Електронна емісія. (Двохелектродна лампа.) Електронно-променева труб-ка. (Принцип роботи осцилографа.)

Електричний струм в електролітах. Закони електролізу Застосування електролізу. (Визначення заряду електрона.)

Електричний струм у газах. Несамостійний і са-мостійнйй розряди в газах. Поняття про плазму. Ви-користання розрядів у газах.

Електричний струм у напівпровідниках. Електро-провідність напівпровідників. Терморезистор. Власна і домішкова провідності напівпровідників. Електронно-дірковий перехід. Напівпровідниковий діод. (Транзистор.) Застосування напівпровідникових приладів. (Інтегральні схеми.)

Фронтальна лабораторна робота

(8. Вимірювання заряду електрона.)

Демонстрації

1. Залежність опору металів від температури.

2. Термоелектронна емісія.

3. Однобічна електронна провідність вакуумного діода.

4. Будова і дія електронно-променевої трубки.

5. Порівняння електропровідності води і розчину солі
або кислоти.

6. Електроліз розчину сульфату міді.

7. Несамостійний розряд.

8. Самостійний розряд у газах за зниженого тиску.

9. Залежність опору напівпровідників від температури.

10. Дія терморезистора.

11. Однобічна електрична провідність напівпро-
відникового діода,

12. Залежність сили струму в напівпровідниковому
діоді від напруги.

13. Електронно-діркові переходи транзистора.

14. Підсилення постійного струму за допомогою транзистора.

ОСНОВНА МЕТА Рівень А

Механізм електропровідності металу розглядається з позицій електронної теорії. Важливо акцентувати увагу учнів на її основних положеннях та розглянути методи дослідного їх обґрунтування. Питання залежності електропровідності металу від температури та його пояснення з точки зору електронної теорії на рівні А не вивчається.

Під час розгляду умови проходження електричного струму у вакуумі формуються поняття «термоелектронна емісія», «електронний пучок». Не вивчається принцип дії двохелектродної електронної лампи, тому утворення електронного пучка, його властивості й використання в техніці слід розглядати на прикладі електронно-променевої трубки.

Визначення закону електролізу обмежити встановленням залежності т = kIΔt. Розглянути застосування електролізу в техніці та інших галузях діяльності людини.

Розкрити природу несамостійного і самостійного розрядів, ознайомити учнів з видами самостійного розряду в газах та особливостями умов, за яких вони відбуваються. Іонізація електронним ударом вивчається на рівні ознайомлення з явищем.

Розглядаючи технічне застосування самостійного роз-ряду, слід продемонструвати дослід з електрофільтрації повітря за допомогою коронного розряду і вказати на важливість використання цього явища для вирішення екологічних проблем.

У процесі вивчення видів самостійного розряду та їх застосування підкреслити роль українських учених (Є.О.Патона) в дослідженні й використанні газових розрядів.

Завершити вивчення електричного струму в газах ознайомленням учнів з основними властивостями чет-вертого стану речовини — плазми — і технічним її вико-ристанням (МГД-генератор). Слід підкреслити роль вітчиз-няних учених у розв'язанні проблем утворення високо-температурної плазми і керованих термоядерних реакцій.

Вивчення природи електричного струму в напівпровід-никах розпочати з формування понять «електропровідність напівпровідників», «дірка». Дослідно визначити характер залежності електропровідності чистих напівпровідників від температури й освітленості і показати практичне застосування цієї залежності у техніці. Розкрити механізм електропровідності напівпровідників за наявності домішок.

Вивчити основні закономірності електронно-діркового переходу. Розгляд технічного використання електронно-діркового переходу обмежити вивченням принципу дії та застосування напівпровідникового діода, не розглядаючи транзистор.

Не вимагаються знання матеріалу про діод, вольтамперну характеристику діода, закон Фарадея, визначення заряду електрона.

Рівень В

(додатково до мети, зазначеної у рівні А)

Розглянути залежність опору металів від температури та обґрунтувати її характер з точки зору електронної теорії, природу явища надпровідності й перспективи його технічного використання.

Вивчити будову і принцип дії двохелектродної лампи, принцип роботи і використання осцилографа. Сформувати поняття «робота виходу електрона».

Розглядаючи закон електролізу, слід, крім встановлення залежності m~q, визначити фізичний зміст електрохімічного еквівалента та сталої Фарадея, а також ознайомити учнів з одним із методів визначення елементарного заряду.

У процесі вивчення провідності газів розглянути механізм ударної іонізації та пояснити процеси, які при цьому відбуваються. Ознайомити учнів з будовою, принципом дії та застосуванням транзистора.

ОСНОВНІ ВИМОГИ

Рівень А

Учні повинні знати:

• основні положення електронної теорії провіднос-
ті металів;

• поняття: термоелектронна емісія, іонізація, ре-комбінація, дисоціація, власна і домішкова провідність
напівпровідників, переходи у напівпровідниках, само-
стійний і несамостійний розряди у газах;

закони електролізу, формулу m = kIt;
будову, принцип дії та використання електронно-
променевої трубки; використання електролізу в металургії
й гальванотехніці; напрями застосування іскрового, ду-
гового, коронного розрядів у техніці; принцип дії та за-
стосування напівпровідникового діода;

• будову, принцип дії та застосування МГД-генератора.

Учні повинні вміти:

• розв'язувати кількісні та якісні задачі з викорис-
танням закону електролізу.

Рівень В

(додатково до вимог, зазначених у рівні А)

Учні повинні знати:

поняття: залежність електричного опору від тем-
ператури для різних середовищ; робота виходу елек-
трона, стала Фарадея, хімічний еквівалент, перехід у
напівпровідниках;
формулу залежності між хімічним і електрохімічним
еквівалентами; визначення роботи виходу електрона при
ударній іонізації газу;
практичне використання явища надпровідності,
двохелектродної лампи, осцилографа, транзистора.

Учні повинні вміти:

розв'язувати задачі на закони електролізу з вико-
ристанням залежності між хімічним і електрохімічним ек-
вівалентами, формул роботи і потужності електричного стру
му, закону Ома для ділянки кола, на визначення характери-
стик електрона, що залишає атом при ударній іонізації, на
зв'язок між опором металевого провідника і температурою;

визначити елементарний заряд, використовуючи
закони електролізу.

Узагальнююче заняття

(А — 1 год; В — 11 год)

Основні закони електродинаміки та їх технічне застосування

ОСНОВНА МЕТА

Систематизувати й узагальнити навчальний матеріал з електродинаміки. Розглянути перспективи розвитку електроенергетики, електротехнічної та електроприла-добудівної промисловості. Розвивати вміння застосо-вувати знання на практиці.

Лабораторний практикум

(12 год)

Дослідження залежності між тиском, об'ємом і
температурою газу.
Спостереження броунівського руху.
Вивчення властивостей рідин.
Вивчення властивостей твердих тіл
Вимірювання відносної вологості повітря.

(6. Вимірювання електроємності конденсатора.)

(7. Дослідження залежності опору металів від тем-ператури.)

(8. Дослідження залежності опору напівпровідників від температури.)

9. Зняття вольт-амперної характеристики напівпро-відникового діода.

(10. Вивчення транзистора.)

Вивчення роботи холодильника і визначення його
характеристик.
Вивчення електровимірювальних приладів.
Вимірювання індукції магнітного поля постійного
магніту.

З переліку робіт, що пропонуються, за вибором учи-теля виконуються роботи тривалістю 1 або 2 години. При одногодинних роботах обсяг завдань для учнів скоро-чується.

11-й КЛАС

(Рівень А — 2 год на тиждень, усього 68 год.

Рівень В — 3,5 год на тиждень, усього 119 год)

1. Електромагнітна індукція

(А — 6 год; В —10 год)

Електромагнітна індукція. Індукційне електричне поле. (Закон електромагнітної індукції. Правило Лен-ца.) Електродинамічний мікрофон. Індуктивність. (Са-моіндукція. Енергія магнітного поля струму.)

Фронтальна лабораторна робота

(1. Вивчення явища електромагнітної індукції.)

Демонстрації

Електромагнітна індукція.
Правило Ленца.
Залежність ЕРС індукції від швидкості зміни маг-
нітного потоку.

(4. Самоіндукція.)

5. Залежність ЕРС самоіндукції від швидкості змі-ни сили струму в колі та індуктивності провідника.

ОСНОВНА МЕТА

Рівень А

Ознайомити учнів з явищем електромагнітної індукції, наголошуючи, що закон електромагнітної індукції підтверджує взаємозв'язок і взаємообумовленість явищ, навчити учнів визначати напрям індукційного струму; сформувати уявлення про фундаментальність закону збе-реження енергії, що підтверджує незнищуваність матерії та її руху; систематизувати й узагальнити знання про електричні й магнітні поля та взаємозв'язок між ними.

Не вимагаються знання матеріалу про індукційні струми в масивних провідниках, застосування феритів, виведення формули для визначення ЕРС індукції в ру-хомих провідниках.

Рівень В

(додатково до вимог, зазначених у рівні А)

Дати поняття про вимірювання магнітної проникності заліза, одиниці магнітної індукції та магнітного потоку, сфор-мувати поняття про індукційне електричне поле; з'ясувати роль сили Лоренца у виникненні ЕРС індукції в рухомих провідниках; дати кількісний вираз енергії магнітного поля струму; ознайомити з практичним застосуванням явища електромагнітної індукції; навчити застосовувати теоретичні знання для пояснення принципу дії технічних засобів; си-стематизувати й узагальнити знання учнів про енергію; підтвердити зв'язок між явищами різної природи на ос-нові аналізу математичних виразів для різних видів енергії.

ОСНОВНІ ВИМОГИ

Рівень А

Учні повинні знати:

поняття: електромагнітна індукція, правило Лен-
ца, закон електромагнітної індукції;
явище самоіндукції поняття «індуктивність» як
одну з характеристик провідника.

Учні повинні вміти:

• визначати напрям індукційного струму, розв'язу-вати найпростіші якісні задачі, наводити приклади прак-
тичного застосування явища електромагнітної індукції.

Рівень В

(додатково до вимог, зазначених у рівні А)

Учні повинні знати:

закон електромагнітної індукції як підтвердження
взаємозв'язку і взаємообумовленості явищ;
поняття: магнітна проникність, самоіндукція;
аналогію між самоіндукцією та інерцією; кількісний
вираз енергії магнітного поля.

Учні повинні вміти:

• обчислювати ЕРС індукції за законом електро-магнітної індукції або за формулою:  =vBlsin;

• обчислювати енергію магнітного поля струму.

2. Механічні коливання і хвилі

(А — 7 год, В — 13 год)

Коливальний рух. Вільні коливання. Амплітуда, пе-ріод, частота. Математичний маятник. Формула періоду коливань математичного маятника. Коливання ванта-жу на пружині.

Перетворення енергії в коливальному русі. Вимушені коливання. Резонанс.

Поширення коливань у пружних середовищах. По-перечні та поздовжні хвилі. Довжина хвилі. Зв'язок дов-жини хвилі зі швидкістю її поширення і періодом (час-тотою). Вібрація та її вплив на живі організми.

Звукові хвилі. Швидкість звуку. Гучність звуку і ви-сота тону. Луна. (Інфра- та ультразвуки. Екологічні про-блеми акустики.)

Фронтальна лабораторна робота

2. Визначення прискорення вільного падіння за до-помогою маятника.

Демонстрації

Вільні коливання вантажу на нитці та вантажу на
пружині.
Записування коливального руху.
Залежність періоду коливання вантажу на пружині
від її жорсткості та маси вантажу.
Залежність періоду коливання вантажу на нитці
від її довжини.
Вимушені коливання.
Резонанс маятників.
Застосування маятника в годиннику.
Поширення поперечних і поздовжніх хвиль.
Тіла, що коливаються, як джерела звуку.

Залежність гучності звуку від амплітуди коливань.
Залежність висоти тону від частоти коливань.
Залежність довжини хвилі від частоти коливань.
Акустичний резонанс.
Застосування ультразвуку.

ОСНОВНА МЕТА

Рівень А

Сформувати поняття коливального руху та його най-простішого виду — гармонічного руху матеріальної точки, з'ясувати властивості такого руху (періодичність, затухан-ня), умови існування гармонічних коливань (наявність сили, пропорційної зміщенню, інерції) та основні характеристи-ки таких коливань (амплітуда, період, частота).

Дати уявлення про:

• залежність періоду власних коливань від параметрів
і системи (довжини і прискорення вільного падіння для системи «маятник—Земля», маси маятника і жорсткості для системи «пружина—маятник»);

взаємні перетворення кінетичної й потенціальної енергій матеріальної точки під час коливань;
затухання коливань за наявності сил тертя і пору-шення закону збереження повної механічної енергії.

Поняття про вимушені коливання і резонанс доцільно сформувати на основі відповідних дослідів, у яких учні побачать, що частота вимушених коливань дорівнює час-тоті дії сили, що їх збуджує, а за їх рівності амплітуда різко зростає. Явище резонансу слід пов'язати із зростанням енергії тіла, що коливається (енергія пропорційна квадра-ту амплітуди), пояснити, звідки тіло отримує цю енергію.

Питання про хвилі та звук (як механічні коливання) розглядаються переважно описово, механізм їх утво-рення пояснюється на прикладах поперечних хвиль. Після введення поняття «довжина хвилі» розглядається формула залежності її від швидкості й періоду (часто-ти) коливань. Учні мають зрозуміти, що хвиля перено-сить не речовину, а енергію.

Вивчення звукових хвиль обмежується формуван-ням понять гучності й висоти тону. На конкретних до-слідах розкривається сутність явищ акустичного резо-нансу і луни, пояснюються їх значення й застосування в музичних інструментах та ехолоті.

Серед задач, що пропонуються учням — задачі з ви-користанням формул періоду власних коливань матема-тичного і пружинного маятників та довжини хвилі. Більшу увагу слід приділяти завданням якісного характеру.

Рівень В

(додатково до мети, зазначеної у рівні А)

Домагатися, щоб учні вміли пояснювати, як зміню-ються величини, що описують гармонічний рух (швидкість, прискорення, сила, енергія), як утворюються поперечні й поздовжні хвилі. Учням треба показати, що коливальний рух тіні від кульки, яка рівномірно рухаєть-ся по колу, може бути моделлю коливального руху на пружині.

ОСНОВНІ ВИМОГИ

Рівень А

Учні повинні знати:

поняття: амплітуда, період, частота коливань, ре-
зонанс, поперечні й поздовжні хвилі, довжина хвилі;
залежність періоду власних коливань від параметрів
системи;

• практичне застосування звукових хвиль у
техніці.

Учні повинні вміти:

вимірювати й робити найпростіші розрахунки для
визначення періоду коливань маятника;
розв'язувати найпростіші задачі на визначення пе-
ріоду коливань, довжини хвилі, використовуючи формули:

T=2; T=2; =T;

• пояснювати перетворення енергії в коливальній
системі.

Рівень В

(додатково до вимог, зазначених у рівні А)

Учні повинні знати:

зв'язок між амплітудою і максимальною швидкі-
стю коливань;

моделі коливальних рухів.

Учні повинні вміти:

пояснювати гармонічність коливань вантажу на
пружині та математичного маятника;
пояснювати, як і чому змінюється координата, швидкість, прискорення, енергія тіла, що здійснює гар-
монічні коливання, як утворюються поперечні хвилі.

3. Електромагнітні коливання

(А — 10 год; В — 18 год)

Гармонічні коливання. Амплітуда. Період, частота, фаза коливань. Вільні електромагнітні коливання в кон-турі. Перетворення енергії в коливальному контурі. (Власна частота коливань у контурі, формула Томсона. Автоколивання. Генератор незатухаючих коливань на транзисторі.) Вимушені електричні коливання. Змінний електричний струм. Генератор змінного струму. Елект-ричний резонанс. Трансформатор.

Передача електроенергії на відстань та її раціональ-не використання. Проблеми пошуку та використання нових, екологічно чистих джерел енергії. Розвиток енергетики в Україні.

Демонстрації

Вільні електромагнітні коливання низької частоти
в коливальному контурі.
Залежність частоти вільних електромагнітних ко-
ливань від електроємності та індуктивності контуру.
Осцилограми змінного струму.
Незатухаючі електромагнітні коливання в гене-
раторі на транзисторі.
Електричний резонанс.
Одержання змінного струму під час обертання рам-
ки в магнітному полі.
Будова і принцип дії генератора змінного струму
(на моделі).
Випрямлення змінного струму колектором та за
допомогою діодів.
Будова і принцип дії трансформатора.
Передача електроенергії на відстань за допомогою
підвищувального та знижувального трансформаторів.

ОСНОВНА МЕТА Рівень А

З'ясувати механізм виникнення вільних електрич-них коливань та енергетичні перетворення в коли-вальному контурі, розкрити взаємозв'язок та взаємо-залежність явищ природи, закону збереження енергії, з'ясувати залежність власної частоти коливань конту-ру від його параметрів. Дати поняття про гармонічні коливання та їх основні характеристики, не вимага-ючи їх визначення,

Сформувати в учнів знання про змінний електричний
струм як вимушені коливання, ознайомити з промис-
ловим способом вироблення електроенергії за допомо-
гою індукційного генератора.

Дати поняття про резонанс в електричному колі та умови його виникнення, використання резонансу і за-побігання йому.

Сформувати знання про будову, принцип дії та при-
значення трансформатора.

Ознайомити учнів із соціально-економічним зна-ченням розвитку енергетики для України. Розкрити екологічні та енергозберігаючі проблеми, що постають із розвитком енергетики, способи їх розв'язання.

Рівень В

(додатково до вимог, зазначених у рівні А)

Сформувати уміння: виведення формули Томсона, Визначення амплітуди, періоду, частоти і фази коливань. Дати поняття про автоколивання, домогтися усвідомлен-ня учнями принципу дії генератора незатухаючих коли-вань (на транзисторі) як автоколивальної системи.

Навчити учнів вимірювати силу струму і напругу в колі змінного струму, користуватися трансформатором для перетворення струмів і напруг, визначати один із параметрів коливального контуру, обчислювати частоту вільних коливань у ньому.

основні вимоги

Рівень А

Учні повинні знати:

• поняття: індуктивність, вільні та вимушені коли-вання, коливальний контур, змінний струм, резонанс, екологічні та енергозберігаючі проблеми, пов'язані з розвитком енергетики.

Не вимагаються знання про діючі значення сили струму і напруги, конденсатор і котушку індуктивності в колі змінного струму.

Учні повинні вміти:

• користуватися міліамперметром, омметром (або аво-метром), називати джерела забруднення навколишнього
середовища, можливі способи захисту середовища.

Рівень В

(додатково до вимог, зазначених у рівні А)

Учні повинні знати:

• поняття: автоколивання, автоколивальна систе-
ма; практичне застосування генератора змінного стру-
му, генератора незатухаючих коливань на транзисторі.

Учні повинні вміти:

вимірювати силу струму і напругу в колі змінного
струму;
користуватися трансформатором для перетворен-
ня струмів і напруг;
обчислювати частоту вільних коливань у коли-
вальній системі з відомими параметрами і визначати
невідомий параметр коливального контуру, якщо ві-
домі інший параметр і частота вільних коливань.

4. Електромагнітні хвилі

(А — 13 год; В — 34 год)

Електромагнітне поле. Електромагнітні хвилі та швидкість їх поширення. Енергія електромагнітної хвилі. (Густина потоку випромінювання.)

Винайдення радіо О.С.Поповим. Принцип радіо-телефонного зв'язку.

(Радіолокація. Поняття про телебачення. Розвиток засобів зв'язку.) Швидкість світла. Закони відбивання і заломлення світла. (Повне відбивання.)

Когерентність. Інтерференція світла та її застосування в техніці. Дифракція світла. Дифракційні ґратки. Дис-персія світла. (Поляризація світла.)

Електромагнітні випромінювання різних діапазо-нів довжин хвиль: радіохвилі, інфрачервоне, видиме, ультрафіолетове та рентгенівське проміння. Праці І.П.Пулюя. (Енергія електромагнітних хвиль, механізм взаємодії електромагнітних хвиль із живою природою, захист її від дії електромагнітного проміння. Власти-вості та застосування цих випромінювань.)

Фронтальні лабораторні роботи

3.Визначення показника заломлення скла.

4. Спостереження інтерференції та дифракції світла.

(5. Вимірювання довжини світлової хвилі за до-
помогою дифракційних ґраток.)

Демонстрації

Випромінювання і приймання електромагнітних хвиль
Відбивання електромагнітних хвиль.
Заломлення електромагнітних хвиль.
Інтерференція й дифракція електромагнітних хвиль.
Поляризація електромагнітних хвиль.
Модуляція і детектування високочастотних елек-
тромагнітних коливань.
Закони заломлення світла.
Повне відбивання.
Утворення інтерференційних смуг.

Дифракція світла від тонкої нитки.
Дифракція світла від вузької щілини.
Розкладання світла в спектр за допомогою диф-
ракційних ґраток.
Світловод.

(14. Поляризація світла поляроїдами.)

(15. Застосування поляроїдів для вивчення меха-нічних напруг у деталях конструкцій.)

(16. Невидимі випромінювання в спектрі нагрітого тіла.) (17. Властивості інфрачервоного проміння.)

18. Властивості ультрафіолетового проміння.

19. Шкала електромагнітних випромінювань (таблиця).
(20. Залежність поверхневої густини потоку ви-
промінювання од відстані до точкового джерела.)

ОСНОВНА МЕТА

Рівень А

Сформувати в учнів знання про електромагнітні хвилі, з'ясувати умови їх випромінювання і експериментально визначити основні властивості; сприяти розвитку мате-ріалістичного світогляду учнів, ознайомлюючи їх із ви-дами матерії та формами її існування.

Ознайомити учнів з історією винайдення радіо і прин-ципами радіотелефонного зв'язку, сприяти усвідомленню соціально-економічного значення розвитку засобів зв'язку.

Вивчаючи світлові явища, ознайомити учнів з різними методами вимірювання швидкості світла, дати поняття про закони заломлення і відбивання, переконати учнів у пізна-ваності світу і безмежності пізнання; формуючи поняття про дисперсію, дифракцію та інтерференцію світла, роз-вивати уміння спостерігати явища природи і давати їм на-укове тлумачення; виховувати прагнення до самостійного поповнення знань; показати застосування вивчених явищ у різних галузях науки, техніки, народного господарства.

Електромагнітні випромінювання різних діапазонів довжин хвиль вивчаються лише побіжно.

Рівень В

(додатково до мети, зазначеної у рівні А)

З'ясувати залежність енергії електромагнітної хвилі від частоти; сформувати в учнів поняття поверхневої густини потоку випромінювання;

показати практичне застосування модуляції та де-тектування;

формувати в учнів знання про основні напрями на-уково-технічного прогресу, пов'язані з застосуванням електромагнітних хвиль;

виробити вміння конструювати і складати прості радіотехнічні пристрої;

сформувати знання про одне з основних положень хвильової теорії — принцип Гюйгенса; на його основі пояснити закон відбивання світла;

з'ясувати умови повного відбивання і використання цього явища;

формувати знання про поляризацію світла, розкрити її суть з позиції електромагнітної теорії світла, ознайо-мити із застосуванням поляроїдів;

сформувати, узагальнити й систематизувати знання про різні види електромагнітних випромінювань, роз-глянути перехід кількісних змін у якісні, на їх прикладі розвивати мислення учнів;

формувати практичні навички, розвивати полі-технічний кругозір.

ОСНОВНІ ВИМОГИ Рівень А

Учні повинні знати:

поняття: електромагнітне поле, електромагнітні
хвилі, інтерференція, дифракція, дисперсія світла;
закони відбивання й заломлення світла, принцип
сталості швидкості світла у вакуумі.

Оскільки на рівні А елементи теорії відносності як окремий розділ не вивчаються, учнів ознайомлюють зі швидкістю світла як фізичною константою.

Учні повинні вміти:

• розв'язувати задачі на застосування формул, що
пов'язують довжину хвилі з частотою і швидкістю, період коливань із циклічною частотою; на застосування
закону заломлення хвиль. З цією метою при вивченні
електромагнітних хвиль розглянути параграф «Довжина хвилі. Швидкість хвилі».

Blog

Програми для загальноосвітніх навчальних закладів фізика

Содержание

Рівень А

Рівень А

Демонстрації

Демонстрації