Рабочая программа элективного курса «Плазма - четвертое состояние вещества» для 11 класса
Данный курс предназначен для учащихся 11 классов общеобразовательных средних школ естественнонаучного или естественно-математического профиля.
Основные задачи курса:
развитие представлений школьников о физической картине мира на основе знакомства с четвертым состоянием вещества;
расширение, углубление и обобщение знаний о строении вещества;
реализация внутрипредметных и межпредметных связей, так как при изучении плазменного состояния вещества актуализируются не только знания из разных разделов физики, но и из других наук, прежде всего химиии астрономии;
развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей на основе ознакомления учащихся с современными достижениями науки и техники, связанными с изучением и применением плазмы, в процессе решения физических задач и самостоятельного приобретения новых знаний, выполнения экспериментальных исследований, подготовки докладов, рефератов и других творческих работ. Учебный материал по физике плазмы имеет огромное познавательное и мировоззренческое значение, а также большой практический интерес. На этом материале решаются такие педагогические проблемы, как создание политехнической направленности школьного курса физики, формирование естественнонаучной картины мира, развитие познавательной активности и самостоятельности школьников.
Скачать:
Вложение | Размер |
---|---|
Рабочая программа элективного курса «Плазма - четвертое состояние вещества» для 11 класса | 146.5 КБ |
Предварительный просмотр:
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
Родниковская средняя общеобразовательная школа № 6
«Рассмотрено» «Согласовано» «Утверждаю»
на заседании МО заместитель директора директор школы
естественного цикла школы по УВР Приказ № _______
Протокол №___ «______» _______2018 г. «____» _______2018 г. «_____» _______2018 г. ____________________ _________________
___________________ Земляная Л.В. Коробейникова Т.В.
Лещёва Т.Ф.
Рабочая программа элективного курса
«Плазма - четвертое состояние вещества»
для 11 класса
Разработала программу:
учитель физики
первой квалификационной категории
Сбитнева Елена Анатольевна
с. Родники
2018
Пояснительная записка
Данный курс предназначен для учащихся 11 классов общеобразовательных средних школ естественнонаучного или естественно-математического профиля.
Основные задачи курса:
развитие представлений школьников о физической картине мира на основе знакомства с четвертым состоянием вещества;
расширение, углубление и обобщение знаний о строении вещества;
реализация внутрипредметных и межпредметных связей, так как при изучении плазменного состояния вещества актуализируются не только знания из разных разделов физики, но и из других наук, прежде всего химиии астрономии;
развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей на основе ознакомления учащихся с современными достижениями науки и техники, связанными с изучением и применением плазмы, в процессе решения физических задач и самостоятельного приобретения новых знаний, выполнения экспериментальных исследований, подготовки докладов, рефератов и других творческих работ. Учебный материал по физике плазмы имеет огромное познавательное и мировоззренческое значение, а также большой практический интерес. На этом материале решаются такие педагогические проблемы, как создание политехнической направленности школьного курса физики, формирование естественнонаучной картины мира, развитие познавательной активности и самостоятельности школьников.
В основном курсе физики изучить на достаточном уровне эти вопросы не представляется возможным из-за недостатка времени. Поэтому элективный курс является хорошей возможностью дополнить знания учащихся о четвертом состоянии вещества — плазме и сформировать у них более полное представление о физической картине мира.
Важной задачей данного элективного курса наряду с углублением понятия о строении вещества является формирование у школьников умений находить сведения по избранной теме в книгах, журналах и электронных источниках информации, готовить рефераты, выступать с докладами, проводить экспериментальные исследования, анализировать полученные результаты и формулировать выводы.
Основным методом изложения теоретического материала курса является активный диалог учителя с учащимися, предполагающий постановку проблемы с последующим обсуждением вариантов ее разрешения. Практика показывает эффективность совмещения лекции и диалога при работе с небольшой группой учащихся.
Использование лекционных занятий целесообразно лишь при изучении наиболее сложных в теоретическом отношении разделов курса. Поэтому основными формами занятий должны стать семинары и экспериментальные исследования. Они способствуют развитию умений самостоятельно приобретать знания, критически оценивать полученную информацию, излагать свою точку зрения по обсуждаемому вопросу, выслушивать другие мнения и конструктивно обсуждать их.
Содержание курса
10 (11) класс
Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях
(6 ч)
Электромагнитное поле. Сила Лоренца. Движение заряженной частицы в электрическом поле. Движение заряженной частицы в магнитном поле. Движение заряженных частиц при наличии электрического и магнитного полей. Дрейф частиц.
Демонстрации
Действие электростатического поля на электрические заряды.
Действие магнитного поля на движущиеся электрические заряды.
Электронно-лучевая трубка с электростатическим управлением электронного пучка.
Электронно-лучевая трубка с магнитным управлением электронного пучка.
Осциллограф.
Фрагмент кинофильма «Электронно-лучевая трубка».
Плазма.
Основные характеристики плазмы
(8 ч)
Электрический ток в газах. Виды электрических разрядов. Плазма. Степень ионизации плазмы. Коллективное движение частиц в плазме. Квазинейтральность плазмы. Дебаевский радиус экранирования. Температура плазмы.
Демонстрации
Несамостоятельный и самостоятельный разряды в газах.
Коронный, дуговой, тлеющий и искровой разряды.
Фрагмент из кинофильма «Плазма — четвертое состояние вещества».
Фрагменты из кинофильмов «Плазма в однородноммагнитном поле» и «Плазма в неоднородном магнитном поле».
Методы описания плазмы
(5 ч)
Магнитная гидродинамика и неустойчивости плазмы. Магнитное давление. Вмороженность магнитного поля. Число Рейнольдса. Кинетическое описание плазмы.
Демонстрации
Действие магнитного поля на плазменный шнур.
Сжатие плазмы магнитным полем.
Действие электрического и магнитного полей на плазму пламени.
Процессы в плазме
(4 ч)
Газовая (идеальная) плазма. Условие идеальной плазмы. Колебания в плазме. Ленгмюровская частота колебаний. Волны в плазме.
Демонстрации
Фрагмент из кинофильма «Плазма — четвертое состояние вещества».
Плазма в природе
(6 ч)
Геомагнитное поле. Пояса радиации. Магнитосфера Земли. Магнитные бури и причины их возникновения. Ионосферы Земли. Полярные сияния. Космическая плазма. Солнечный ветер. Космические лучи.
Демонстрации
Изучение магнитного поля Земли.
Вращение витка с током в магнитном поле Земли.
Проекция диапозитивов: виды полярных сияний.
Кинофильм «Полярные сияния». Видеофильмы «Радиационные пояса планеты» и «Уроки из космоса».
Плазма в технике
(1 ч)
Плазменные генераторы (плазматроны): электродуговые, высокочастотные, магнитогидродинамические. МГД-генератор. Плазменный двигатель. Плазменный дисплей. Проблема управляемого термоядерного синтеза (УТС). Магнитные ловушки. Токамак. Методы нагрева плазмы. Лазерный УТС. Электронный УТС.
Демонстрации
Свечение газосветных трубок в поле высокой частоты.
Люминесцентная лампа.
Плазменный генератор релаксационных колебаний.
Применение дугового разряда.
Обобщающее занятие
(1ч)
Физико-техническая конференция по теме «Плазма на Земле и в космосе».
Аттестация учащихся
Научный уровень предлагаемого курса достаточно высок. Но поскольку это элективный курс, от каждого ученика не требуется воспроизведение всех изучаемых тем курса: кто-то интересуется теоретическими вопросами и с удовольствием будет готовить рефераты и делать доклады, а кому-то более интересно решать задачи или выполнять экспериментальные исследования. Важно, чтобы достижения каждого ученика стали достоянием всех учащихся.
В качестве основной формы оценки достижений учащихся предполагается использовать выступления на семинарах, подготовленные доклады и рефераты, выполненные экспериментальные исследования. По результатам исследовательских заданий желательно, чтобы ученики сделали сообщения на общем занятии с демонстрацией подготовленных экспериментов.
Решение задач в данном курсе не является решающим фактором оценки успешности. Вместе с тем многие задачи, представленные в учебном и методическом пособиях, позволяют глубже усвоить теоретический материал элективного курса, а также лучше подготовиться к сдаче единого государственного экзамена, поступлению в вуз, продолжению образования.
Литература
- Милантьев В. П., Темко С. В. Физика плазмы. М.: Просвещение, 1983.
- Энциклопедический словарь юного физика / Сост. В. А. Чуянов. М.: Педагогика, 1991. Энциклопедический словарь юного техника / Сост. Б. В. Зубков, С. В. Чумаков. М.: Педагогика, 1988.
- Энциклопедический словарь юного астронома / Сост. Н. П. Ептылев. М.: Педагогика, 1986.
- Энциклопедия для детей. Том 16. Физика. Части 1 и 2. М.: Аванта+, 2000.
Литература для учителя
- Алексеев Б. В., Котельников В. А. Зондовый метод диагностики плазмы. М.: Энергоатомиздат, 1988.
- Арцимович Л. А. Элементарная физика плазмы. М.: Атомиздат. 1969.
- Арцимович Л. А. Что каждый физик должен знать о плазме. М., 1976.
- Арцимович Л. А., Лукьянов С. Ю. Движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях. М.: Наука, 1972.
- Воронов Г. С. Штурм термоядерной крепости. М.: Наука, 1985.
- Глазунов А. Т., Фабрикант В. А. Техническое использование плазмы // Физика и техника. М.: Знание, 1977.
- Грановский В. Л. Электрический ток в газах. М.: Наука, 1971.
- Димитров С. К., Фетисов И. К. Лабораторный практикум по физике газоразрядной плазмы и пучков заряженных частиц. М.: МИФИ, 1989.
- Жданов С. К. и др. Основы физических процессов в плазме и плазменных установках. М.: 2000.
- Капица П. Л. Плазма и управляемая термоядерная реакция (Нобелевская лекция) // Эксперимент. Теория. Практика. М.: Наука, 1987.
- Романовский М. К. Элементарные процессы и взаимодействие частиц в плазме. М.: МИФИ, 1984.
- Фортов В. Е., Якубов И. Т. Неидеальная плазма. М.: Энергоатомиздат, 1994.
- Франк-Каменецкий Д. А. Лекции по физике плазмы. М.: Атомиздат, 1964. Рабинович М. С. Управляемый термоядерный синтез // Школьникам о современной физике; Сост. В. А. Угаров. М.: Просвещение, 1974.
- Райзер Ю. П. Физика газового разряда. М.: Наука, 1992.
- Фабрикант В. А. Физика. Оптика. Квантовая электроника. Избранные статьи. М.: МЭИ, 2000.
- Физический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия, 1983.
- Чен Ф. Введение в физику плазмы. М.: Мир, 1987.
Журналы
- Александров А., Елесин Е. Лед и пламень // Наука и жизнь. 1987. № 11, 12.
- Ашкенази Л. МГД-генератор // Квант. 1980. № 11.
- Баранов В. Б. Что такое солнечный ветер // Со- росовский образовательный журнал. 1996. № 12.
- Бойко В. И. Управляемый термоядерный синтез и проблемы инерциального термоядерного синтеза // Соросовский образовательный журнал. 1999. № 6.
- Быковский Ю. А. Лазерно-плазменный источник ионов и ядер // Соросовский образовательный журнал. 1996. № 9.
- Вокруг света. № 1, 2003. «Океан энергии» (с. 22— 25), «Сияющая ночь» (с. 92—99), «Плазма» (с. 192).
- Гальпер А. М. Радиационный пояс Земли // Соросовский образовательный журнал. 1999. № 6.
- Герштейн С. С. Загадки солнечных нейтрино // Соросовский образовательный журнал. 1997. № 8.
- Гильденбург В. Б. Плазменный резонанс в лаборатории и в верхней атмосфере // Соросовский образовательный журнал. 2000. № 12.
10. Ерухимов JI. М. Ионосфера Земли как космическая плазменная лаборатория // Соросовский образовательный журнал. 1998. № 4.
\\. Железняков В. В. От плазмы солнечной короны к плазме на нейтронных звездах // Соросовский образовательный журнал. 1997. № 7.
- Кикоин А. К. Полярные сияния // Квант. 1989. №5. Кингсепп А. С. Плазма как объект физических исследований // Соросовский образовательный журнал. 1996. № 2.
- Козловский В. Электрическое действие пламени // Квант. 1992. № 10.
- Кочаров Г. Е. О загадках Солнца//Соросовский образовательный журнал. 1998. № 3.
- Курт В. Г. Солнце и межзвездная среда // Соросовский образовательный журнал. 1999. № 1.
- Панкратов С. ТОКАМАК — новый шаг // Наука и жизнь. 1989. № 4.
- Плотников А. «Термояд» в плазменном шнуре // Наука и жизнь. 1971. № 3.
«ТОКАМАК-7» — еще один шаг к реактору // Наука и жизнь. 1980. № 3.
- Пудовкин М. И. Солнечный ветер // Соросовский образовательный журнал. 1996. № 12.
- Райзер Ю. П. Непрерывный оптический разряд — поддержание и генерация плотной низкотемпературной плазмы лазерным излучением // Соросовский образовательный журнал. 1996. № 3.
- Рожанский В. А. Удержание плазмы в магнитных ловушках // Соросовский образовательный журнал. 2000. № 10.
- Славатинский С. А. Космические лучи и их роль в развитии физики высоких энергий и астрофизики // Соросовский образовательный журнал. 1999. № 10.
Шиканов А. С. Лазерный термоядерный синтез // Соросовский образовательный журнал. 1997. №8.
Интернет-сайты
http://www.inp.nsk.su/chairs/plasma/bookmark.ru.shtml — сайт «Физика плазмы в Интернете» http://www.membrana.ru/articles/global/2002/03/07/ 150800.html
Холодный ядерный синтез — научная сенсация или фарс?
http://phys.web.ru/db/msg.html?mid=l 161258 Человек, приручивший термояд (к 100-летию со дня рождения Л. А. Арцимовича). http://www.ug.ru/00.25/t48.htm
Идея ТОКАМАК. Термоядерный синтез на Земле близок к осуществлению.
http://www.inno.ru/newstech.shtml Двести десять секунд Солнца. http://www.academic.ru/misc/enc3p.nsf/ByID/ NT00047D22
Энциклопедия: ТОКАМАК. http://nauka.relis.ru/06/0109/06109051 .ht m Термояд: сквозь тернии к звездам. http://wyw.skc.ru/museum/page3.shtml На пути в будущее. (Из истории создания первых отечественных ТОКАМАКов.)
ПОУРОЧНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ
№ урока | Тема урока | Число часов | Параграф учебника | Дата проведения | ||
План | Факт | |||||
Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях | 6 | |||||
1 | Электромагнитное поле | 1 | 1 | |||
2 | Движение заряженной частицы в электрическом поле | 1 | 2 | |||
3 | Движение заряженной частицы в магнитном поле | 1 | 3 | |||
4 | Движение заряженной частицы при наличии электрического и магнитного полей | 1 | 4 | |||
5 | Электронные приборы, основанные на движении частиц в электростатических полях | 1 | 5 | |||
6 | Электронные приборы, основанные на движении частиц в магнитных полях | 1 | 6 | |||
Плазма. Основные характеристики плазмы | 8 | |||||
7 | Электрический ток в газах | 1 | 7 | |||
8 | Плазма – четвёртое состояние вещества | 1 | 8 | |||
9 | Степень ионизации плазмы | 1 | 9 | |||
10 | Коллективные свойства плазмы | 1 | 10 | |||
11 | Квазинейтральность плазмы | 1 | 11 | |||
12 | Дебаевский радиус | 1 | 12 | |||
13 | Температура плазмы | 1 | 13 | |||
14 | Практикум по решению задач | 1 | ||||
Методы описания плазмы | 5 | |||||
15 | Магнитная гидродинамика и неустойчивости плазмы | 1 | 14 | |||
16 | Вмороженность магнитного поля | 1 | 15 | |||
17 | Кинетическое описание плазмы | 1 | 16 | |||
18 | Диагностика плазмы | 1 | 17 | |||
19 | Практикум по решению задач | 1 | ||||
Процессы в плазме | 4 | |||||
20 | Идеальная (газовая) плазма | 1 | 18 | |||
21 | Колебания в плазме | 1 | 19 | |||
22 | Волны в плазме | 1 | 20 | |||
23 | Практикум по решению задач | 1 | ||||
Плазма в природе | 6 | |||||
24 | Геомагнитное поле. Пояс радиации. Магнитосфера Земли | 1 | 21 | |||
25 | Строение и свойства ионосферы Земли | 1 | 22 | |||
26 | Солнечный ветер | 1 | 23 | |||
27 | Полярные сияния | 1 | 24 | |||
28 | Космическая плазма | 1 | 25 | |||
29 | Солнечные космические лучи | 1 | 26 | |||
Плазма в технике | 5 | |||||
30 | Техническое применение плазмы. Плазменный генератор | 1 | 27 | |||
31 | Плазменный магнитогидродинамический генератор | 1 | 28 | |||
32 | Плазменный дисплей | 1 | 29 | |||
33 | Термоядерные реакции | 1 | 30 | |||
34 | Термоядерный реактор. Управляемый термоядерный синтез | 1 | 30 | |||
35 | Обобщающее занятие | 1 |