Imię i nazwisko autora:

Krystyna Wosińska

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Jak wykorzystać zasadę zachowania energii do wyznaczenia częstotliwości emitowanego i absorbowanego promieniowania?

Grupa docelowa:

III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres rozszerzony

Podstawa programowa:

Cele kształcenia – wymagania ogólne
I. Wykorzystanie pojęć i wielkości fizycznych do opisu zjawisk oraz wskazywanie ich przykładów w otaczającej rzeczywistości.
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;
7) wyodrębnia z tekstów, tabel, diagramów lub wykresów, rysunków schematycznych lub blokowych informacje kluczowe dla opisywanego zjawiska bądź problemu; przedstawia te informacje w różnych postaciach;
XI. Fizyka atomowa. Uczeń:
4) rozróżnia widma emisyjne i absorpcyjne gazów; interpretuje linie widmowe jako skutek przejść między poziomami energetycznymi w atomach z emisją lub absorpcją kwantu światła; rozróżnia stan podstawowy i stany wzbudzone atomu;
5) analizuje seryjny układ linii widmowych na przykładzie widm atomowych wodoru; posługuje się wzorem Rydberga;
6) posługuje się pojęciem pędu fotonu; stosuje zasadę zachowania energii i zasadę zachowania pędu do opisu emisji i absorpcji przez swobodne atomy; opisuje odrzut atomu emitującego kwant światła.

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. opisuje budowę atomu,

2. wyjaśnia mechanizm emisji i absorpcji fotonów przez atomy,

3. analizuje procesy związane ze zmianą energii atomu wodoru,

4. stosuje zasadę zachowania energii do analizy emisji i absorpcji promieniowania przez atomy.

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: „Na czym polega stan podstawowy atomu”, „Na czym polega stan wzbudzony atomu”, „Emisja i absorbcja promieniowania przez swobodne atomy”

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Wprowadzenie zgodnie z treścią w części pierwszej „Czy to nie ciekawe?”.
Odwołanie do wiedzy uczniów o zasadzie zachowania energii.

Faza realizacyjna:

Uczniowie przypominają zasadę zachowania energii. Nauczyciel wyjaśnia falowo‑korpuskularną naturę promieniowania elektromagnetycznego i pojęcie kwantu energii promieniowania.
Nauczyciel omawia budowę atomu, odwołując się do wiedzy uczniów w tym zakresie. Następnie nauczyciel tłumaczy ideę skwantowania energii elektronu w atomie i wyjaśnia, czym jest stan podstawowy i stany wzbudzone. Wyjaśnia, że emisja i absorpcja fotonów przez atomy związana jest z przeskokiem elektronu z jednego poziomu energetycznego na inny. Uczniowie w dyskusji starają się wyjaśnić, jak zastosować zasadę zachowania energii w procesie emisji i absorpcji fotonu przez atom. Dyskusja powinna doprowadzić do wniosku, jak energia fotonu emitowanego przez atom powiązana jest z energią początkową i końcową atomu. Uczniowie w grupach obliczają częstotliwość promieniowania emitowanego przez atom wodoru przy przeskoku elektronu z poziomu n = 5 na poziom n = 1 oraz z poziomu n = 5 na poziom n = 4, a następnie określają do jakiego zakresu fal elektromagnetycznych należy to promieniowanie.
Uczniowie oglądają film‑samouczek, w którym analizowany jest proces absorpcji promieniowania przez atom wodoru. Następnie rozwiązują w grupach polecenia aktywizujące towarzyszące filmowi.

Faza podsumowująca:

Aby sprawdzić stopień przyswojenia materiału, uczniowie w grupach przy pomocy nauczyciela rozwiązują zadania 7 i 8 z zestawu ćwiczeń.

Praca domowa:

Zadania z zestawu ćwiczeń, 1 - 3 obowiązkowo, 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.