Imię i nazwisko autora:

Nina Tomaszewska

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Jak działa i do czego służy spektrometr masowy

Grupa docelowa:

III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres rozszerzający zapis podstawy programowej dla kształcenia rozszerzonego

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;

VII. Elektrostatyka. Uczeń:

7) analizuje ruch cząstek naładowanych w polu elektrycznym;

IX. Magnetyzm. Uczeń:

3) analizuje tor cząstki naładowanej w jednorodnym polu magnetycznym;

Zakres rozszerzający zapis podstawy programowej dla kształcenia rozszerzonego.

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. potrafi omówić budowę spektrografu masowego;

2. wyjaśnia rolę pola magnetycznego i elektrycznego w spektrografie;

3. wyjaśnia pojęcie- spektrogram.

Strategie nauczania:

blended learning

Metody nauczania:

wykład informacyjny wspomagany pokazem multimedialnym

Formy zajęć:

Praca w zespole klasowym.

Środki dydaktyczne:

Niniejszy e‑materiał + komputer z rzutnikiem lub tablety do dyspozycji każdego ucznia.

Materiały pomocnicze:

brak

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Nauczyciel pyta uczniów o pojęcie izotopu pierwiastka. Może zapoznali się z tym pojęciem już wcześniej na chemii, albo pamiętają z wcześniejszych etapów kształcenia. Jeśli nie, to nauczyciel wyjaśnia to pojęcie. Mówi pobieżnie o historii odkrycia izotopów i doświadczalnego potwierdzenia ich istnienia poprzez wyodrębnienie izotopów danego pierwiastka za pomocą pola magnetycznego.

Faza realizacyjna:

Nauczyciel opowiada o idei spektrometru masowego na przykładzie spektrometru Bainbridge’a. Omawia budowę i zasadę działania poszczególnych elementów spektrometru, w tym - selektor prędkości. Wyprowadza wzór opisujący promień półokręgu, po którym poruszają się jony. Zwraca uwagę na zależność masy od promienia, co daje możliwość badania za pomocą spektrografu różnych jonów. Tak więc następuje rozdzielenie jonów o różnych masach występujących w składzie pierwiastka. W obrazie śladów jonów – widmie jonowym widać linie o różnych natężeniach, świadczących o proporcjach między ilościami jonów uderzających w płytę fotograficzną. Stąd można wyciągnąć wnioski o składzie procentowym poszczególnych izotopów danego pierwiastka. Warto zaprezentować uczniom spektrogram rtęci (Rys. 5. w części „Warto przeczytać”), jako wynik badań składu izotopowego pierwiastka wykrytego za pomocą spektrometru masowego. Samouczek, jako przykład rachunków dotyczących konkretnego przypadku dwóch izotopów chloru uczniowie powinni przestudiować samodzielnie, tym bardziej, że ułatwi im to późniejsze rozwiązywanie zadań.

Faza podsumowująca:

W fazie podsumowującej nauczyciel wraz z uczniami powinien rozwiązać następujące zadania: 5., 6. i 7. z zestawu ćwiczeń.

Praca domowa:

Jako pracę domową można zadać zadania: 1., 2., 3., 4. i 8. z zestawu ćwiczeń.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium:

Symulacja, jako pewne ćwiczenie rachunkowe, (ale zawierająca też pytania aktywizujące) może być równie dobrze użyta jako praca domowa.