Imię i nazwisko autora:

Przemysław Michalski

Przedmiot:

fizyka

Temat zajęć:

Czy światło może zmienić kolor po zderzeniu z elektronami?

Grupa docelowa:

III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres rozszerzony

Podstawa programowa:

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

2Zakres 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;
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. wyjaśnia, czym jest dualna natura światła;

2. opisuje zjawisko Comptona;

3. analizuje różne przypadki rozproszenia w zjawisku Comptona;

4. oblicza pęd i energię fotonu;

5. podaje zależność między pędem i energią dla cząstek relatywistycznych;

6. wykorzystuje zasadę zachowania energii do obliczania energii elektronu po rozproszeniu.

Strategie nauczania:

blended learning

Metody nauczania:

pogadanka, pokaz multimedialny

Formy zajęć:

praca indywidualna

Środki dydaktyczne:

tablica, komputer, projektor

Materiały pomocnicze:

-

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Nauczyciel wzbudza ciekawość uczniów poprzez wprowadzenie pojęcia „zmiany koloru światła przy jego oddziaływaniu z elektronami”. Nauczyciel sprawdza wiedzę uczniów, prosząc ich o wyjaśnienie podstawowych pojęć, takich jak elektron i pęd.

Faza realizacyjna:

Nauczyciel wprowadza koncepcję dualnej natury światła. Omawia kolejno „dzieje” odkryć falowej natury światła w XIX wieku, doświadczenia, które do tego doprowadziły, a następnie wątpliwości – zjawiska, których falowa natura światła nie była w stanie wyjaśnić. Następnie omawia drugie podejście – korpuskularną naturę światła i jej „dzieje”. Nauczyciel wspomaga się prezentacją multimedialną, w której pokazuje m.in. ideę i wyniki eksperymentów dyfrakcji światła, ideę i wyniki eksperymentów obrazujących naturę korpuskularną. Wyjaśnia, że obydwie te natury nie istnieją niezależnie od siebie. Wyjaśnia uczniom pojęcia pędu i energii fotonu i omawia zjawiska zderzenia fotonów z innymi cząstkami (np. w odniesieniu do ciśnienia promieniowania), gdzie manifestują się obydwie natury. Następnie nauczyciel omawia relatywistyczny związek między pędem i energią dla elektronu, niezbędny, by opisać zjawisko Comptona.

Faza podsumowująca:

Po wprowadzeniu powyższych informacji, nauczyciel prosi uczniów o samodzielne opracowanie zagadnienia zjawiska Comptona, na podstawie animacji z tego e‑materiału.
Czas na pytania uczniów i wyjaśnienie wątpliwości.

Praca domowa:

Rozwiązanie zadań dołączonych do e‑materiału.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium

Multimedium można zlecić uczniom do samodzielnej analizy (jak w zaproponowanym konspekcie), wykorzystać podczas lekcji dotyczących zjawiska Comptona jako pokaz multimedialny, a także wykorzystywać przy lekcjach na temat zasad zachowania i prezentować zjawisko Comptona jako przykład spełnienia tych zasad w mikroświecie.