Волновые и квантовые свойства света
план-конспект урока по физике (11 класс) по теме

Отдел образовательных учреждений службы управления персоналом 

 ВСЖД - филиала ОАО «РЖД»

Негосударственное общеобразовательное учреждение «Школа – интернат № 26 среднего (полного) общего образования ОАО «РЖД»

Повторительно–обобщающий урок

11 класс        

Учитель ПРОКУШЕВА

НАТАЛЬЯ АНАТОЛЬЕВНА        

Нижнеудинск 2009

Предварительный анализ урока

«ВОЛНОВЫЕ И КВАНТОВЫЕ СВОЙСТВА СВЕТА»

Изучая физику, школьники приобретают множество сведений о понятиях и идеях, которые являются фундаментальными в физической науке. К числу таких идей относятся, например, атомизм, принцип близкодействия, идея корпускулярно-волнового дуализм.

Последнюю точку в формировании двойственности свойств света, а это и есть корпускулярно-волновой дуализм, предстоит поставить на предлагаемом уроке. Закончено изучение оптики, имеющей большое научное, воспитательное и политехническое значение. Этому способствует необыкновенное разнообразие оптических явлений, огромное значение их в жизни людей, успехи отечественной оптической промышленности. Введено понятие кванта, как основополагающее понятие современной картины мира.

Систематизирующим фактором при обобщении знаний по теме «Волновые и квантовые свойства света» является сопоставление разных точек зрения на природу света.  Для облегчения показа борьбы убеждений сторонников волновой и квантовой теорий  выбрана  нетрадиционная форма проведения урока – театрализованная.

При подготовке к уроку учащимся было рекомендовано просмотреть соответствующую литературу и, либо кратко описать биографию одного из ученых, внесших вклад в понимание природы света, либо познакомиться и описать любое световое явление, подтверждающее волновые (квантовые) свойства света. По ходу изучения соответствующего материала, выступления учащихся включались в уроки, а творческие листы «подошьются» к делу на обобщающем уроке.

Самостоятельное овладение знаниями, умение выделить основополагающую идею, требуют сосредоточенного внимания, напряженной работы мысли и творческой активности. Приобщение же к истории науки обогащает и интеллектуальный, и духовный мир наших учеников.

С целью показа учащимся эстетических элементов научной деятельности ученых используется прием лаконичного упоминания о том, какие компоненты эстетического сознания вычленяют ученые путем самоанализа. Например, Эйнштейн назвал величайшим поэтом XIX века русского физика П.Лебедева, «поймавшего и  взвесившего  световой луч». Подобные высказывания включаются в выступления учащихся.

В результате генерализации естественнонаучных знаний на основе общих законов выпускники приобретают умение делать философские обобщения, являющиеся  завершением естественнонаучных обобщений.

Во время заключительной беседы учитель акцентирует внимание учащихся на основополагающих идеях, выслушивая ответы, определяет для себя вопросы, требующие дальнейшей доработки, и дает качественную оценку знаний учащихся. Их убежденность в двойственности свойств света, в познаваемости окружающего нас мира, умение аргументировать свою точку зрения позволяет сделать вывод о достижении поставленных на урок целей.

Урок проводится в форме суда над Волновой и  Квантовой теориями света

Действующие лица:

Волновая Теория Света

Квантовая Теория Света

Судья

Адвокаты

Томас Юнг

Генрих Герц

Христиан Гюйгенс

Макс Планк

Учащийся

Используемая литература

1.Басов Н.Г., Афанасьев Ю.В. Световое чудо века.- М.: Педагогика,1984.-127с.

2.Вавилов С.И. Глаз и солнце.- М.: Наука, 1976. - 126с.

3.Дягилев Ф.М. Из истории физики и жизни её творцов. – М.: Просвещение, 1986.-203с.

4.Ильченко В.Р. Формирование естественнонаучного миропонимания  школьников.- М.: Просвещение,1993.-190с.

5.Ильченко В.Р. Перекрёстки физики, химии и биологии.- М.: Просвещение,1993.-172с.

6. Колтун М. Мир физики.- М.: Детская литература, 1987.-270с.

7.Кузнецов В.И. Свет.- М.: Педагогика, 1977.-115с.

8.Мощанский В.Н., Савелова Е.В. История физики в средней школе.- М.: Просвещение, 1981.-205с.

9.Пинский А.А. Физика-11класс.- М.: Просвещение, 2003.-430с.

10.Трофимова Т.И. Курс физики.- М.: Высшая школа, 2002.-540с.

11.Храмов Ю.А. Физики.- М.: Наука, 1983.-400с.

12.Энциклопедический словарь юного физика.- М.:Педагогика,1984.-350с.

Тема. Волновые и квантовые свойства света

Тип урока. Повторительно – обобщающий

Форма проведения. Нестандартный урок в форме физического суда (театрализация)

Цели

1. (О)  Обобщить и систематизировать знания учащихся по теме «Волновые и квантовые свойства света».
2. (В) Способствовать дальнейшему формированию материалистического мировоззрения выпускников.
3. (К-Р) Совершенствовать умение старших школьников доказательно отстаивать свою точку зрения.

Задачи урока

1.Акцентировать внимание учащихся на дискретности энергии в микромире (понятие кванта).

2.Продолжить развитие навыков самостоятельной работы с дополнительной литературой, умения выделять основополагающие идеи.

3.Содействовать раскрытию творческих способностей личности с учётом индивидуальных особенностей (художественные навыки, ораторское искусство, артистизм, технические способности).

4.Воспитание интереса к физике, как науке, к её истории.

5.Сопоставляя различные взгляды на природу света, подвести  школьников к выводу о корпускулярно – волновом дуализме свойств света, обратив внимание на дуализм свойств частиц вещества.

Начало урока

Учитель (На фоне лёгкой приглушённой музыки):

Доброе утро! Прошу садиться.

Молюсь оконному лучу - он бледен, тонок, прям.

Сегодня я с утра молчу, а сердце - пополам.

На рукомойнике моём позеленела медь.

Но так играет луч на нём, что весело глядеть.

Так писала о луче света Анна Ахматова. Именно о нём, о свете и его свойствах  мы и будем сегодня рассуждать.

Тысячелетия назад в Ветхом завете уже говорилось о световых явлениях. А первой строкой библии стала фраза « Да будет свет!»

И действительно, жизнь на земле возникла и существует благодаря лучистой энергии солнечного света. Костёр первобытного  человека, нефть, сгорающая в двигателях машин, топливо космических ракет - всё это световая энергия, запасённая когда-то растениями и животными. Остановись солнечный поток, и на землю выпадут дожди из жидкого азота и кислорода. Температура приблизится к абсолютному нулю. Семиметровый панцирь из замёрзших атмосферных газов покроет земную поверхность. Только иногда в этой ледяной пустыне встретятся лужицы жидкого гелия.

 Но не только энергию несёт на землю свет. Щедрость светового потока открывает нам красоту окружающей природы: голубизну морской волны и зарево заката, золото осеннего листа и палитру Левитана.

Так что же такое свет? Какова его природа? Над этим вопросом ломали головы учёные всех времён, начиная с древних греков.

Иногда физики шутят, вспоминая старый каламбур: « Свет – это самое тёмное пятно в физике».

А вот академик Вавилов в книге « Глаз и солнце» писал: «… на пути понимания природы света человек получил микроскопы, телескопы, радио, лучи Рентгена; это исследование помогло овладению энергией атомного ядра. В поисках истины человек безгранично расширяет области своего владения природой». Где же нам искать истину, как не в суде? Я приглашаю вас на физический суд. Встать, суд идёт. (Участники спектакля занимают свои места).

Суд над Волновой и Квантовой теориями света

Судья:

Сегодня слушается дело по взаимному обвинению двух теорий - Волновой  и Квантовой. Каждая из них считает, что только она одна способна объяснить световые явления и имеет право на существование. Я призываю суд выслушать все показания и вынести справедливый  приговор. Обвиняемые, представьтесь.

Волновая:

Я - Волновая Теория. Родилась в 1678 году, когда мой отец голландский учёный Христиан Гюйгенс меня разработал. Объявил же он обо мне в 1690 году в «Трактате о свете». Меня растили французский физик Френель и англичанин Томас Юнг. Проживаю на территории науки Физики, в городе Оптика, улица Природы света.

Судья: Прошу садиться.

Квантовая:

Я - Квантовая Теория. Родилась 14 декабря 1900 года, когда мой отец Макс Планк доложил на заседании Берлинского физического общества о теоретическом выводе закона излучения, для обоснования которого пришлось предположить, что свет излучается не в виде непрерывных волн, а в виде определённых порций энергии - квантов. Тоже проживаю на территории науки Физики, в городе Оптика, улица Природы света.

Судья: Прошу садиться. Переходим к заслушиванию свидетелей. Слово предоставляется Христиану Гюйгенсу.

Христиан Гюйгенс: Ваша честь! В «Трактате о свете» я высказал мысль о том, что свет представляет собой волновое движение в эфире. Когда мы видим светящийся предмет, это не может происходить вследствие переноса материи, доходящей до нас от этого предмета наподобие пули или стрелы, пересекающей воздух. Конечно, нельзя сомневаться в том, что свет состоит в движении какого-то вещества, т.к. употребляет для своего прохождения некоторое время. Из этого следует, что движение, сообщённое веществу, распространяется постепенно, такими же сферическими поверхностями и волнами, которые можно наблюдать на воде, при бросании в неё камня; хотя оно и происходит  по другой причине и в плоской поверхности. Вот как это происходит. Внимание на экран. Показывает видеофрагмент «Принцип Гюйгенса». Каждая точка, до которой доходит волна, служит центром вторичных волн, а огибающая этих волн даёт положение волнового фронта в следующий момент времени. Этот принцип позволяет анализировать распространение света и даже вывести, известные из опыта, законы отражения и преломления. Выводит закон отражения света.

.Лично я убеждён: Свет - это волна! (проходит на место).

Адвокат Волновой:

Ваша честь! Прошу предоставить слово известному врачу, а также физику с огромной интуицией, астроному, механику, металлургу, египтологу, физиологу, талантливому музыканту и способному гимнасту.

Судья: Как, всем сразу?

Адвокат Волновой: Да, поскольку это всё сказано об одном человеке.

Судья: Кто же он?

Адвокат Волновой: Это Томас Юнг.

Судья: Слово имеет Томас Юнг.

Томас Юнг: Ваша честь! Позвольте, я процитирую Марка Твена. «Мыльный пузырь, витая в воздухе зажигается всеми оттенками цветов, присущими окружающим предметам. Мыльный пузырь, пожалуй, самое изысканное чудо природы». Выдувает пузырь.

Судья: (Стучит молотком, призывая к порядку.) Попрошу Вас высказываться по существу вопроса!

Томас Юнг: Ваша честь! Это и есть суть вопроса. Мне пришла в голову гениальная  мысль о возможности объяснения цветов тонких плёнок сложением волн, одна из которых отражается от наружной поверхности (показывает рис.), а вторая от внутренней. В результате наблюдается усиление или ослабление результирующих световых колебаний в разных точках пространства.  Если вторая волна отстанет от первой на целое число длин волн, то произойдёт усиление света. А т. к. белый свет немонохроматичен, т. е. содержит электромагнитные волны различной длины, от 400  до 780 нм, то максимум интерференции для разных длин получается в разных точках приёмника; которым, в частности, может быть сетчатка нашего глаза. Этим и объясняется цветовая окраска пятен бензина на асфальте, мыльных плёнок, крыльев насекомых.

Судья: Почему же тогда не все мыльные пузыри имеют радужную окраску?

Томас Юнг: Ваша честь! Всё дело в том, что разность хода световых волн кроме длины волны зависит от угла падения волны и  толщины плёнки. А поскольку плёнка сначала имеет примерно одинаковую толщину - то она бесцветна. Затем раствор во внутреннем слое плёнки постепенно стекает вниз, нижняя часть плёнки утолщается и появляется радужная окраска. Способность света интерферировать доказывает его принадлежность к волновым явлениям.

Судья: Вызывается следующий свидетель – Генрих Герц.

Герц: Я английский физик Генрих Герц. В 1888 году мне удалось экспериментально доказать существование электромагнитных волн, теоретически предсказанных моим соотечественником Джеймсом Максвеллом. Я установил, что они имеют такие же свойства как свет. Они отражаются, преломляются, интерферируют, дифрагируют, имеют такую же скорость распространения в вакууме. Таким образом, свет – волна.

Адвокат Квантовой: (с места) Разрешите, Ваша честь! (обращается к Герцу)  Господин Герц! Но ведь из теории Максвелла следует, что электромагнитные волны, а значит и свет, должны оказывать давление на различные тела, поскольку под действием электрического поля волны, заряженные частицы вещества будут упорядоченно двигаться и подвергаться со стороны магнитного поля этой же волны действию силы Лоренца.

Герц: Да, Вы правы. И давление света действительно существует. Ещё за 250 лет до теории  Максвелла немецкий астроном Кеплер объяснил форму хвоста кометы именно действием светового давления. А русский физик Пётр Лебедев, названный Эйнштейном величайшим поэтом XIX века, «поймавшим и взвесившим солнечный луч», в 1899 году впервые измерил давление света на твёрдое тело, в качестве которого он использовал подвижную крыльчатку, освещаемую дуговой лампой.

Спустя 8 лет он же измерил давление света на газы. Эти опыты принесли Лебедеву славу выдающегося  экспериментатора и убедительно подтвердили выводы теории Максвелла о том, что свет представляет собой электромагнитные волны. Описание опытов отражено в материалах следствия. Прошу учесть это при вынесении приговора. (Садится на место)

Адвокат Квантовой: Ваша честь!  (Просит слова)

Судья: Пожалуйста.

Адвокат Квантовой: Меня поражает неискренность оппонентов. Во-первых, сам Пётр Лебедев так и не сумел объяснить причину светового давления. А мы располагаем доказательствами того, что это объяснение можно дать исходя не только из волновой теории, но и рассматривая свет как поток фотонов, взаимодействующих с поверхностью. Эти доказательства также отражены в материалах следствия. Во-вторых, защитники Волновой теории молчаливо обошли ещё ряд моментов. Возьмём, например, закон отражения света. Несмотря на то, что Гюйгенс объяснил его с волновых позиций, не нужно забывать о возможности объяснения этого закона и с квантовой точки зрения, если уподоблять отражение света отражению шариков от отражающей поверхности. А известное ещё с глубокой древности прямолинейное распространение световых лучей, которое можно рассматривать лишь как следствие закона инерции! Сколько интересных явлений объясняются прямолинейным распространением света. Вы никогда не задумывались, почему в летний день в тени дерева у всех светлых пятен на дорожке одинаковые очертания (показывает рисунок из книги «Свет» Кузнецова В.И). Причина в том, что каждый из небольших просветов дает на почве изображение солнца, так как солнце круглое – то пятна кругловаты, а поскольку солнечные лучи падают на землю косо – то пятна слегка вытянуты. А образование тени и полутени! Существуют целые театры теней. И не прямолинейностью ли распространения света объясняются солнечные  и лунные затмения (обращается к таблице). Между прочим, во время частного затмения солнца, когда темный диск луны надвигается на солнце, заслоняя его и превращая в яркий серп, круглые пятна под деревьями принимают форму маленьких серпов. Это ли не доказательства квантового характера света!

Судья: У Вас всё?

Адвокат Квантовой: Да.

Судья: Садитесь.

Адвокат Волновой: В таком случае разрешите мне, Ваша честь. (Судья кивает) Всем хорошо известно, что авторитет госпожи Квантовой базируется на якобы прочных убеждениях, отсутствующего на суде, Исаака Ньютона в квантовом характере света. Мне бы хотелось развеять этот миф. Совершено точно известно, и это подтверждено документально, что Ньютон никогда полностью не отвергал волновой теории. Он понимал несовершенство корпускулярной  теории и выдвигал её лишь как рабочую гипотезу, объясняющую то, что не может объяснить волновая теория. Его высказывания о природе света очень осторожны. Цитирую: «Справедливо, что я заключаю из моей теории о телесности света, но я делаю это без всякой абсолютной определенности». И далее « не являются ли лучи света очень малыми телами, испускаемыми светящимися веществами?» И в этой осторожности – мудрость гения, дающая нам поучительный урок того, как чужда подлинно научному стилю мышления безапелляционная категоричность, как не надо ни осуждать, ни провозглашать ту или иную точку зрения, пока одну из них не вынудят признать факты. Что же касается прямолинейного распространения света, то господа, прищурьте свои глаза и посмотрите на яркий источник света. Если у вас реснички не очень густые, можно сделать то же самое через капроновую ленту, тонкий носовой платок, наконец, или же взять оптический прибор под названием дифракционная решетка (показывает её). Наличие спектра должно убедить вас в нарушении прямолинейного распространения света. А ваше обращение к закону инерции  навряд ли объяснит, почему два световых луча не пересекаются, ведь частицы не могут пройти одна сквозь другую, зато это могут сделать две волны. Так что, уважаемый коллега, считаю ваши аргументы не убедительными. Вижу, вы ещё сомневаетесь! Тогда внимание на экран. (Показывает видеопроект «Доказательства волновых свойств света»).

Судья: Слово предоставляется Максу Планку.

Планк: Ваша честь! Хочу заметить, что день 14 декабря 1900 года был назван французским учёным Луи де Бройлем «одной из самых замечательных дат в истории человеческой мысли». Мне это высказывание нравится больше, чем дерзкое замечание Эйнштейна, согласно которому я «посадил в ухо физикам блоху». Хотя я уже простил его, т. к. этой «блохой» была мысль о квантовом характере электромагнитного излучения. В дальнейшем выяснилось, что свет не только излучается, но и поглощается тоже вполне определёнными порциями энергии – квантами. Что я вам сейчас и докажу. Внимание на экран. (Показывает видеопроект  «Доказательства квантовых свойств света»).

Адвокат Квантовой:

Хочу добавить, что исключительно с квантовых позиций можно объяснить образование загара, выцветание тканей на свету, фотографию, люминесценцию. С поглощением хлорофиллом квантов света начинается фотосинтез. Поглощённая энергия кванта приводит к изменению пространственной структуры в молекулах световоспринимающего вещества сетчатки глаза и образованию зрительного импульса. Всё сказанное подтверждено документально в материалах следствия.  Но поскольку критерием истины является практика, я прошу вызвать ещё одного свидетеля.

Судья: Не возражаю. (Входит следующий свидетель.)        

Судья: Представьтесь.

Свидетель: Я - Минаев Иван, учащийся школы-интерната №26.

Хочу представить вам электронную модель нейрона. Но  вначале напомню, что высшей интегрирующей и координирующей системой в организме человека является нервная система, состоящая из нервных клеток, или нейронов. Помимо согласованной деятельности внутренних органов, нервная система осуществляет связь организма с внешней средой.

По аналогии с нервной системой человека, создаются искусственные нейронные сети, которые представляют собой электронные системы, способные воспроизводить такие функции мозга человека, как обучение, запоминание, реакции на различные стимулы. Каждый элемент такой сети, как и обычный нейрон, «возбуждается», то есть выдаёт сигнал, когда суммарное действие на него превышает некоторое пороговое значение.

Я построил очень упрощённую модель искусственной нейронной сети с использованием электромотора и радиодеталей. Несмотря на примитивность, она способна следить за перемещением источника света. Обратите внимание на принципиальную схему этой модели. Нейрону в модели соответствует операционный усилитель, собранный на интеграционной схеме mA 741, сенсорам – 2 фоточувствительных элемента из сульфида кадмия. Величина сигнала, поступающего от сенсора на вход нейрона, зависит от  освещённости.  Пока источник освещает сенсоры равномерно, на входе нейрона сигнала нет. При движении источника, равномерность освещения нарушается, и сигнал от одного сенсора становится больше, чем от  другого. Нейрон вырабатывает управляющий сигнал, который через конечный каскад и приводит в действие двигатель. Поворот двигателя восстанавливает баланс освещённости. Давайте убедимся в этом. (Демонстрирует действие модели). Возможные практические применения этого устройства достаточно широки, но об этом в другой раз. Думаю, что блоха, о которой сегодня упоминали, подкована, ведь всем известно, что действие, используемых здесь фотоэлементов, основано на явлении фотоэффекта, теория которого строится исключительно на квантовых представлениях о природе света. У меня всё. (Проходит на своё место).

Судья: Мы выслушали всех свидетелей. Думаю, принять решение будет непросто, ибо складывается такое же впечатление, как у Брэгга, который недоумевал - «неужели мы должны в понедельник, вторник и среду, рассматривая явления интерференции и дифракции, считать свет волной, а в остальные дни недели, при изучении фотоэффекта, например, считать свет частицей». Тем не менее, решение должно быть принято, поэтому я попрошу общественных заседателей заполнить выданные вам бюллетени и передать их суду. (Через минуту собирает листы «Будьте судьёй в споре»). Благодаря современным технологиям, ваши мнения проанализированы, и вердикт готов.

Читает, стоя.

«Именем справедливости и всеобщности законов природы, физический суд, в составе учащихся 11 «А» класса школы-интерната №26, заслушав показания свидетелей в пользу  Волновой и Квантовой теорий света, постановил:

Признавая существование в природе закона единства и борьбы противоположностей, соединить прерывистость и непрерывность в представлении о свете и считать, что свет обладает двойственностью свойств; при излучении и поглощении он ведёт себя как  частица, а при распространении – как волна. Таким образом, и госпожа Волновая и госпожа Квантовая теории света имеют полное право занимать достойное место в физической науке».

Учитель. От лица всех присутствующих, я благодарю высокий суд за мудрое решение. Спасибо всем участникам спектакля. Сегодня мы ещё раз увидели, насколько тернист путь в науке, как не просто постичь истину. История развития взглядов на природу света подтверждает спиралеобразное развитие законов природы. Как вы это понимаете?

Предполагаемый ответ.

Исследования, выполненные в начале XX века, показали, что для объяснения ряда явлений, например, фотоэффекта, световой пучок необходимо представить  в виде потока частиц - квантов или, иначе говоря – фотонов. Но ведь ещё 200 лет назад Ньютон придерживался аналогичной точки зрения на природу света. Это доказывает, что  в развитии наука как бы вновь возвратилась к прежним представлениям, но на более высоком уровне, поскольку ньютоновские корпускулы не имеют ничего общего с  фотонами. Это и доказывает развитие науки по спирали.

Учитель.  Говоря о двойственности свойств света, можем ли мы говорить о двойственности его природы?

Ожидаемый ответ.

Нет, природа света единая – электромагнитная. Да и сами волновые и квантовые свойства света не исключают друг друга, а находятся в диалектическом единстве, дополняя друг друга. Просто чем больше длина волны света, тем труднее обнаружить квантовые свойства. Мы же знаем, например, о существовании «красной границы» фотоэффекта, когда явление вырывания электронов с поверхности вещества происходит только при энергиях фотонов, больших или равных работе выхода электрона из вещества. А при уменьшении длины волны труднее обнаруживаются волновые свойства, так рентгеновские лучи дифрагируют лишь на очень «тонкой» решётке, а именно на кристаллической решётке твёрдого тела.

Учитель. Рассматривая на предыдущих уроках такие явления, как выцветание тканей на свету, восприятие света глазом нам приходилось использовать знания физики, биологии, химии. Это убеждает нас в том, что природа познаваема, а её познание происходит на стыке разных наук. Эти связи помогают осознать естественнонаучную картину мира, включающую в себя философские положения, физические идеи и теории в развитии. Об этом мы поговорим на следующих уроках.

Хочу ещё раз обратить ваше внимание на то, что результат взаимодействия в микромире зависит от дискретного значения энергии кванта. Если её достаточно для наблюдения эффекта – он наступает, а несколько квантов меньшей энергии не могут вызвать тот же эффект, по крайней мере, вероятность такого события мала.

Подводя итог нашему разговору, вновь обращусь к блестящему популяризатору физики Сергею Вавилову. В книге «Глаз и солнце» он писал: «Загадка о природе света оказалась неразгаданной в обычном смысле слова и сделалась ещё более сложной, чем казалась во времена Ньютона и Ломоносова. Но такова судьба всякой области настоящих знаний. Чем ближе мы подходим к истине, тем больше обнаруживается её сложность  и тем яснее её неисчерпаемость.

Мы уверены, что история исследования света, его природы далеко не закончена; несомненно, что впереди науку ждут новые открытия в этой области». 

С тех пор, как это было написано (1950 г.), сделано не одно открытие. Родились квантовые генераторы света – лазеры, в оптике развился новый раздел – нелинейная оптика. Двойственность свойств обнаружили у всех элементарных частиц, экспериментально подтвердив гипотезу де Бройля о корпускулярно–волновом дуализме свойств вещества. Современная трактовка корпускулярно–волнового дуализма может быть выражена словами академика В.А.Фока (1898-1974): «Можно сказать, что для атомного объекта существует потенциальная возможность проявлять себя, в зависимости от внешних условий, либо как волна, либо как частица, либо промежуточным образом. Именно в этой потенциальной возможности различных проявлений свойств, присущих микрообъекту, и состоит дуализм волна-частица. Всякое иное, более буквальное, понимание этого дуализма в виде какой-нибудь модели неправильно».

Ещё раз подчеркну: результатом множества открытий, сделанных в области атомной физики, явилось окончательное утверждение квантово-волнового дуализма и единства противоположностей как важнейшей диалектической идеи современной физики.

Несмотря на все открытия, сегодня можно смело повторить изречение Галилея, сделанное более трёх столетий назад: «Кто решится утверждать, что мы знаем всё, что может быть познано?».  Несомненно, науку ждут новые открытия.

А мы ещё раз вспомним каламбур, о котором говорили в начале урока. Согласны ли вы с тем, что «Свет – самое тёмное пятно в физике?».

Может быть вы правы, лично мне больше нравится высказывание английского физика Брэгга, думаю, оно ближе к истине: «В слове свет  заключена  вся  физика      и тем  самым  все  науки»

Итог урока

Учитель. Если сегодня вы окончательно убедились в существовании дуализма свойств вещества, в познаваемости законов природы, а я уверена, что это так, то урок своей цели достиг. Урок окончен.

Анализ урока физики в 11 классе по теме

«ВОЛНОВЫЕ И КВАНТОВЫЕ СВОЙСТВА СВЕТА»

Одной из основных идей физики является идея корпускулярно-волнового дуализма. На предлагаемом уроке ставится последний штрих в формировании двойственности свойств вещества. Уже закончено изучение основных вопросов школьного курса физики и началось обобщающее повторение, поэтому учащимся  легче придти к идее дуализма, так как они уже знакомы не только с волновыми и квантовыми свойствами света, но и с гипотезой де Бройля о существовании волновых и квантовых свойств у любой материальной частицы.

Общим в структуре обобщающих уроков является повторение материала. Отличие – в уровне обобщения: на уровне понятий и законов после изучения темы, на уровне теории после изучения раздела, на уровне научной картины мира после изучения курса. Несмотря на то, что предлагаемый урок является обобщением по нескольким разделам, в него включены элементы более высокого уровня обобщения (законы диалектики, элементы научной картины мира).

Обобщающие уроки имеют большие возможности для развития познавательных и творческих способностей учащихся, умений самостоятельно пополнять знания. Это учтено при постановке целей и задач урока, а также при выборе формы проведения урока. Кроме того, выбранная  нетрадиционная форма (физический суд) облегчает показ борьбы убеждений сторонников волновой и квантовой теорий.

Обобщение выступает на уроке ведущим приёмом: и  как результат изученного материала, и как процесс его усвоения. Учащиеся показали знание конкретных явлений, умение их объяснять, а также умение переходить от конкретных явлений к их моделям, умение конкретизировать общие положения отдельными фактами.

В урок включён приём цитирования учёных как элемент нравственного воспитания. Систематизирующим фактором является сопоставление взглядов учёных.

На отдельных этапах урока, традиционные приёмы дополнялись работой с компьютером. В момент мотивации урока, постановки задач использовалась презентация учителя, которая помогла создать эмоциональный настрой на урок, иллюстрировать значение световых явлений. В ходе выступления учащихся на монитор выводились: принципиальная  электрическая схема, чертёж, что экономило время. Для защиты своих позиций, было представлено два проекта (одиночные, краткосрочные).

С учётом ограничения времени (один урок), не все элементы выполнены в полном объёме. Например, на этапе самоконтроля учащимся было предложено лишь семь вопросов, не все явления были объяснены (законы фотоэффекта). Компенсацией этого можно считать подготовительный этап, во время которого составлялись творческие листы на бумажных носителях, на которых описывались явления, доказывающие волновые (квантовые) свойства света, биографии учёных. Авторы работ выступали на предыдущих уроках.

Несколько слов о главном – об учениках. В целом по познавательным способностям класс средний, по занимаемой позиции к уровню активности в урочной и неурочной деятельности ученики на высоком уровне. Миронов Артём -  неоднократный участник и победитель городских олимпиад по физике, участник областной олимпиады, победитель городской научно-практической конференции. Грабовский Алексей – победитель городской олимпиады  по физике 2006 года, по итогам двух лицейских сессий он в числе лучших. Минаев Иван, автор «Электронной модели нейрона», действие которой демонстрировалось на уроке - лауреат городской научно-практической конференции.

Более значима на подобных уроках эмоциональная оценка деятельности учащихся, их самовыражение. Домашнее задание даётся  всегда опережающее, с тем, чтобы на уроке обобщения не терялся эмоциональный финал урока.

Умение учащихся аргументировать свою точку зрения позволяет сделать вывод о достижении поставленных на урок целей.

Издавна рождались и умирали различные догадки о природе света. И лишь в XYII веке появились первые научные гипотезы. Спор между сторонниками волновой и квантовой теорий света затянулся на два столетия. Вы узнаете, чем закончился этот спор, побывав на ПОУ физики  «Волновые и квантовые свойства света». Вместе с выпускниками 11 «А» класса вы приобщитесь к драме идей, развёртывающейся на арене исторического процесса. В борьбе за истину будут использованы словесные баталии, факты, изложенные на бумажных носителях, видеоматериалы.

Я приглашаю Вас на физический суд в кабинет №9.

Учитель Прокушева Н.А.

Будьте судьёй в споре.

Какие свойства света подтверждают перечисленные ниже явления?

Вывод: свет обладает…………………………………………….………..свойствами.

Мнение высказал (ФИО)………………………………………………………...

Подпись………………….