Imię i nazwisko autora:

Krystyna Wosińska

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Z jaką prędkością porusza się foton?

Grupa docelowa:

III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres rozszerzony

Podstawa programowa:

Cele kształcenia – wymagania ogólne
II. Rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem praw i zależności fizycznych.

Zakres rozszerzony
Treści nauczania – wymagania szczegółowe
I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
4) przeprowadza obliczenia liczbowe posługując się kalkulatorem;
19) wyodrębnia zjawisko z kontekstu, nazywa je oraz wskazuje czynniki istotne i nieistotne dla jego przebiegu.
XI. Fizyka atomowa. Uczeń:
2) opisuje dualizm korpuskularno‑falowy światła; stosuje pojęcie fotonu oraz jego energii.

Kształtowane kompetencje kluczowe:

Zalecenia Parlamentu Europejskiego i Rady UE z 2018 r.:

• kompetencje w zakresie rozumienia i tworzenia informacji,

• kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii,

• kompetencje cyfrowe,

• kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się.

Cele operacyjne:

Uczeń:

1. określa, czym jest foton i jaką niesie energię oraz pęd,

2. wyjaśnia, czym jest prędkość maksymalna,

3. stosuje definicję metra, wykorzystującą wartość prędkości światła,

4. analizuje wartość prędkości światła w próżni w różnych układach odniesienia,

5. zna historię pomiarów prędkości światła.

Strategie nauczania:

strategia eksperymentalno‑obserwacyjna (dostrzeganie i definiowanie problemów)

Metody nauczania:

wykład informacyjny, pokaz multimedialny, analiza pomysłów

Formy zajęć:

praca w grupach, praca indywidualna

Środki dydaktyczne:

komputer z rzutnikiem lub tablety do dyspozycji każdego ucznia

Materiały pomocnicze:

e‑materiał: „Natura korpuskularna promieniowania elektromagnetycznego”

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Wprowadzenie zgodnie z treścią w części pierwszej „Czy to nie ciekawe?”.
Odwołanie do wiedzy uczniów o dualizmie korpuskularno‑falowym.

Faza realizacyjna:

Nauczyciel wprowadza pojęcie fotonu jako kwantu energii, podając wzory na energię i pęd fotonu. Wyjaśnia, że wszystkie ciała można podzielić na bezmasowe, jak fotony, które poruszają z prędkością światła c, oraz ciała o masie spoczynkowej większej od zera, których prędkości są zawsze mniejsze od c. Uczniowie rozważają, czy prędkość fotonu w próżni oraz w ośrodkach materialnych zależy od częstotliwości fali, dochodząc do wniosku, że w próżni nie zależy i zawsze wynosi c, a w ośrodkach materialnych jest odwrotnie proporcjonalna do współczynnika załamania światła, zależnego od częstotliwości fali. Nauczyciel wyjaśnia, że prędkość światła w próżni, jako stała uniwersalna, jest jednakowa w każdym układzie odniesienia i fakt ten jest podstawowym założeniem szczególnej teorii względności. Następnie krótko opowiada o historii pomiarów prędkości światła. Uczniowie oglądają grafikę interaktywną, a następnie w grupach rozwiązują zadanie tam zawarte.

Faza podsumowująca:

Aby sprawdzić stopień przyswojenia materiału, uczniowie w grupach rozwiązują zadanie 8 z zestawu ćwiczeń, a następnie dyskutują odpowiedź na forum klasy.

Praca domowa:

Obowiązkowo zadania 1 – 3 z zestawu ćwiczeń. Do wyboru jedno z pozostałych zadań.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium

Multimedium bazowe może też być wykorzystane przez uczniów po lekcji do powtórzenia i utrwalenia materiału.
Zadania z zestawu ćwiczeń można potraktować jako zadania domowe lub niektóre z nich rozwiązać na lekcji.