Уроку фізики за темою: «квантові генератори»



Сторінка1/3
Дата конвертації07.11.2018
Розмір1.63 Mb.
#61589
ТипУрок
  1   2   3
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

УПРАВЛІННЯ ОСВІТИ І НАУКИ ЛУГАНСКОЇ

ОБЛДЕРЖАДМІНІСТРАЦІЇ

МЕТОДИЧНА РОЗРОБКА

УРОКУ ФІЗИКИ ЗА ТЕМОЮ: «КВАНТОВІ ГЕНЕРАТОРИ»

НАУКОВО-ПРАКТИЧНА ПРЕС-КОНФЕРЕНЦІЯ

ВИКОНАЛА: ВИКЛАДАЧ ФІЗИКИ



ЕФРЕМЕНКО Т.А

КРАСНОДОНСЬКИЙ ПРОФЕСІЙНИЙ ГІРНИЧИЙ ЛІЦЕЙ

2012 р.

Тема уроку: Квантові генератори.

Мета уроку:

-навчальна: розглянути історію відкриття лазерного випромінювання, будову, принцип дії та практичне застосування квантових генераторів;

-виховна: на прикладі застосування квантових генераторів показати внесок фізико-технічних відкриттів в розвиток науково-технічного прогресу, виховувати у учнів творче ставлення до праці, формувати діалектико-матеріалістичний світогляд;

-розвивальна: розвивати інтерес до вивчення фізики, формувати вміння самостійно здобувати знання, виробити вміння виступати перед аудиторією, формувати вміння міркувати, робити висновки з фактів.

Обладнання: портрети фізиків Н.Г.Басова, А.М. Прохорова, Ч. Таунса;

таблиці «Квантові генератори», «Рубіновий лазер»; лазерна указка, лазерний принтер, комп’ютер, мультимедійний проектор, диск «Квантові генератори» (слайди, кінофільми, відеоролики).



Плакат:«Нам надзвичайно пощастило, що ми живемо в епоху, коли ще можна робити відкриття» (Р. Фейнман).

Таблички: «Науковці» «Кореспонденти»

  1. Фізики-історики. 1. Журнал «Наука і техніка».

  2. Фізики-теоретики. 2. Журнал «Земля і Всесвіт».

  3. Фізики- практики. 3. Журнал «Здоров’я».

  4. Інженери. 4. Журнал «Захист Вітчизни»

  5. Медики.

  6. Астрономи.7.Продюсери. 8.Військові.


Тип уроку: удосконалення знань, вмінь та навичок учнів.

Вид уроку: прес-конференція.

Форма проведення уроку: ділова гра, навчальна співпраця в групах.

Методичні вказівки:

  1. Учні групи заздалегідь об’єднуються в групи «Науковці» та «Кореспонденти». Після вивчення теми проводиться ділова гра у формі прес-конференції.

  2. Учасники кожної групи готують повідомлення та запитання для обговорення, опрацьовують необхідну літературу згідно заданої теми завдання:

Фізики-історики - «Історія відкриття лазера».

Фізики-теоретики - «Принцип дії та будова лазера».

Фізики-практики – «Класифікація лазерів».

Фізики-науковці – «Застосування квантових генераторів ».

Медики – «Лазери в медицині».

Продюсери – «Лазер-художник».

Астрономи – «Лазерні радіоінтерферометри. Термоядерні реакції».

– «Бойові лазери».

– «Проблеми та перспективи використання лазерів у науці, техніці, космосі, медицині, тощо.»

За тиждень до уроку учні опрацьовують необхідну літературу, готують свої виступи на конференцію, детальніше знайомляться з новинами науки, використовують інформаційні засоби навчання.

Доповіді учнів проектуються на екран за допомогою мультимедійного проектора та комп’ютера, демонструються презентації, відеоролики та фільми, проводяться інтерактивні вправи «Броунівський рух», «Мозковий штурм», «Цікавий журнал».

План-схема уроку



Етап уроку

Час,

хв.

Форми і методи діяльності вчителя

Результат

1.

Організаційний момент

1

Організація рольової гри, розподіл ролей

Підготовка учнів до уроку

2.

Мотивація навчальної діяльності


1

Вступне слово вчителя. Пояснення вчителя щодо порядку проведення конференції

Усвідомлення учнями поставлених завдань

3.

Актуалізація опорних знань

5

Презентація «Ювілей лазера"

Розширення уяви учнів про наукову картину світу

4.

Сприйняття та засвоєння навчального матеріалу

22

Виступи наукових співробітників перед кореспондентами.Метод

«Броунівський рух».



Поглиблення та застосування нових знань, засвоєння вивченого матеріалу.

5.

Осмислення об’єктивних зв’язків

6

Метод «Бліц-інтерв’ю», «Мозковий штурм».

Закріплення вивченого матеріалу

6.

Узагальнення знань

6

Заповнення повідомлень до журналів. Вправа «У світі цікавого», «Лотерея»

Узагальнення вивченого матеріалу, систематизація знань

7.

Підсумки уроку.

2

Випуск-презентація статей журналів

Підбиття підсумків уроку,оцінювання

8.

Домашнє завдання

2

Завдання репродуктивного та творчого характеру, вправа «Зроби сам»

Ефективне засвоєння навчального матеріалу

Хід уроку


  1. Організаційний момент

Перевірка наявності учнів та підготовка їх до уроку.

  1. Мотивація та стимулювання навчальної діяльності учнів.

Вступне слово вчителя фізики. Повідомлення теми, мети, завдань уроку. Ознайомлення учнів з правилами ділової гри та очікуваних результатів, пояснення ролі та значення колективної співпраці, представлення учасників кожної групи. Пояснення вчителем щодо порядку проведення конференції.

3. Цільова установка та актуалізація опорних знань учнів.

Лазери відіграють дуже велику роль у сучасному науково-технічному прогресі. Іх випромінювання має унікальні й дуже цінні властивості, які забезпечили їм широке застосування в найрізноманітніших галузях науки, техніки, медицини і т.д. Якість лазерної енергії визначається її високою концентрацією і можливістю передавання на значну відстань. Лазерний промінь можна сфокусувати в крихітну цяточку діаметром порядку довжини світлової хвилі й добути густину енергії, яка вже сьогодні перевищує густину енергії ядерного вибуху. За допомогою лазерного випромінювання вже вдалося досягти найвищих значень температури, тиску, магнітної індукції. Нарешті, лазерний промінь є найємніснішим носієм інформації і в цій ролі – принципово новим засобом її передавання й обромлення.



( Презентація конференції «Ювілей лазера».)

  1. Сприйняття та засвоєння навчального матеріалу.

Звіти-презентації наукових співробітників перед кореспондентами провояться за методом інтерактивного навчання «Броунівський рух», який дозволяє кожному учневі виступити у « ролі вчителя», передаючи свої знання присутнім слухачам. В процесі обговорення «кореспонденти» задають питання щодо проблем та перспектив використання лазерів на практиці.
Доповідь фізиків-істориків за темою «Історія відкриття лазера».

Квантова електроніка - область фізики, що вивчає методи посилення і генерації електромагнітного випромінювання на основі явища вимушеного випромінювання в неврівноважних квантових системах. Ще в 1940 році радянський фізик .А.Фабрикант вказав на можливість використання явища вимушеного випромінювання для посилення електромагнітних хвиль.



Взагалі, датою народження квантової електроніки можна вважати 1954 рік, коли М. Г. Басов і А. М. Прохоров в СРСР і незалежно від них Дж. Гордон, Х. Цайгер і Ч. Таунс у США створили перший квантовий генератор (мазер) на молекулах аміаку, де застосували явище індукованого випромінювання для створення мікрохвильового генератора радіохвиль довжиною 1, 27 см.

Наступним важливим кроком у розвитку квантової електроніки став запропонований в 1955 році М. Г.Басовим та А. М. Прохоровим метод трьох рівнів, що дозволив істотно спростити досягнення інверсії і використовувати для цієї мети оптичне накачування. На цій основі в 1957-1958 роках Г. Е. Д. Сковілом та іншими були створені квантові підсилювачі на парамагнітних кристалах (наприклад, на рубіні), що працювали в радіодіапазоні.

Для просування квантових генераторів в область оптичних частот, важливою виявилася ідея А. М.Прохорова про використання відкритих резонаторів (системи паралельних дзеркал, як у резонаторі), вкрай зручних для здійснення накачування. Перший лазер на кристалі рубіна, що давав випромінювання на довжині хвилі 0,6934 мкм, був створений Т. Мейманом у 1960 рік. Оптична накачка в ньому реалізується за допомогою імпульсних газорозрядних ламп. Рубіновий лазер був першим твердотілим лазером, також виділяються лазери на неодимовому склі й на кристалах гранату з неодимом (довжина хвилі 1,06 мкм). Накачування в ньому здійснюється електронним ударом в газовому розряді і резонансною передачею енергії від допоміжного газу (у даному випадку - гелію) основному (неону). Твердотільні лазери дозволили отримати генерацію потужних коротких і надкоротких імпульсів світла.

Невдовзі А. Джаван створив перший газовий лазер на суміші атомів гелію і неону (довжина хвилі 0,6328). Серед інших типів газових лазерів виділяються потужні лазери на вуглекислому газі (довжина хвилі 10,6 мкм, допоміжні гази - азот і гелій), аргонові лазери (+0,4880 і 0,5145 мкм), кадмієвий лазер (+0,4416 і 0,3250 мкм), лазер на парах міді, (ланцюгової реакції сполуки фтору з воднем), ексимерні лазери (накачування за рахунок розпаду молекул в основному стані), хімічні лазери (накачування за рахунок хімічних реакцій).

У 1958 році М. Г. Басов, Б. М. Вул і Ю. М. Попов заклали основи теорії напівпровідникових лазерів, а вже в 1962 році був створений перший інжекційний лазер. Інтерес до них обумовлений простотою у виготовленні, високим ККД і можливістю плавної перебудови частоти в широкому діапазоні. Істотним результатом є також створення в 1968 році лазерів на напівпровідникових гетероструктурах.

В кінці 1960-х були розроблені і створені лазери на молекулах органічних барвників, які мають надзвичайно широку смугу підсилення, що дозволяє плавно перебудовувати частоту генерації при використанні дисперсійних елементів (призми, дифракційної решітки). Набір з декількох барвників дозволяє охопити весь оптичний діапазон.

Лазери дозволили здійснити новий метод отримання об’ ємних і кольорових зображень, названих голографією.

За розробку нового принципу генерації та посилення радіохвиль М.Г. Басову та А.М. Прохорову була в 1959 році присуджена Ленінська премія. В 1963 році М.Г. Басов, А.М. Прохоров та Ч.Таунс були удостоєні Нобелівської премії.

Доповідь фізиків-теоретиків за темою «Принцип дії та будова лазера».

Лазер (англ. laser - посилення світла за допомогою вимушеного випромінювання), оптичний квантовий генератор - пристрій, що перетворює енергію накачування (світлову, електричну, теплову, хімічну та іншу) в енергію електромагнітної хвилі.



Випромінювання лазера може бути безперервним, з постійною потужністю, або імпульсним, що досягає гранично великих пікових потужностей. У деяких схемах робочий елемент лазера використовується в якості оптичного підсилювача для випромінювання від іншого джерела в енергію когерентного, монохроматичного, поляризованого і вузькоспрямованого потоку випромінювання. Існує велика кількість видів лазерів, які використовують в якості робочого середовища всі агрегатні стани речовини. Деякі типи лазерів, наприклад лазери на розчинах барвників або поліхроматичних твердотільні лазери, можуть генерувати цілий набір частот у широкому спектральному діапазоні. Габарити лазерів різняться від мікроскопічних ( для ряду напівпровідникових лазерів) до розмірів футбольного поля (для деяких лазерів на неодимовому склі). Унікальні властивості випромінювання лазерів дозволили використовувати їх у різних галузях науки і техніки, а також у побуті, починаючи з читання і запису компакт-дисків і закінчуючи дослідженнями в галузі керованого термоядерного синтезу.


Каталог: attachments
attachments -> Обґрунтування вибору проблеми
attachments -> Обладнання: комп’ютерні слайди, тексти поезій Архілока, Тіртея Актуалізація опорних знань
attachments -> Урок з Зарубіжної художньої культури 11 клас Культова арабо-мусульманська архітектура
attachments -> Склад і функції крові. Лабораторна робота. Мікроскопічна будова крові людини та жаби
attachments -> Серцево судинні
attachments -> Тема: Хімія та їжа Девіз: Хіміки це ті, хто дійсно розуміють світ!
attachments -> План Пояснювальна записка. Тема Науково-теоретична підготовка вчителя фізичної культури. Тема Питання педагогіки та психології в фізичному вихованні
attachments -> Урок Обміркуйте ситуацію


Поділіться з Вашими друзьями:
  1   2   3




База даних захищена авторським правом ©uchika.in.ua 2022
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка