ПӘннің ОҚУ-Әдістемелік кешені «Физикадағы компьютерлік әдістер» 5В012000 – «Кәсіптік білім» мамандығы үшін ОҚУ-Әдістемелік материалдары


Есептеу физикасы Тест тапсырмаларын құру



бет4/5
Дата02.05.2016
өлшемі0.85 Mb.
1   2   3   4   5

Есептеу физикасы

  • Тест тапсырмаларын құру



    Тақырыптың қысқаша мазмұны:

    Қай заманда да педагогикалық сұраныстар өмір талаптарына сай болады. Теория мен тәжіриенің жаңа үлгілері соңғы жылдарда айтарықтай нәтижелерге жетуде.

    Физиканы оқыту жаңа компьютерлік технологиялардың көмегімен терең де толық орындалады.

    Компьютермен орындалатын жұмыс түрлері жөнінде мынадай:

    -диагностика,

    -оқыту режимі,

    -компьютерлік оқыту жағдайында физика курсынан өтілген тақырыпты бекітуге арналған есептерді шығару кезінде қарапайым білік пен дағдыны қалыптастыру,

    -зертханалық жұмыс жүргізу кезіндегі режимінде компьютерлік оқыту құралдарының мүмкіндігін пайдалану,

    -күрделі процестерде моделдеу режимінде компьютерлік оқыту құралдарының мүмкіндігін пайдалану,

    -оқылатын материалдың сызбалық иллюстрациясы,

    -деректер базаларымен жұмыс.

    Компьютерлік класының мүмкіндіктерін физика сабағын оқытуда пайдалану жолдары:

    -дайын оқулық компакт-дискілері пайдалану;

    -жаңа тақырып түсіндіруде компьютердің көрнекілік, програмалау және есептеу мүмкіндіктерін пайдалану;

    -интернеттен жаңа мәліметтер іздеу, оны пайдалану;

    -оқушылардың білімін тексеруде компьютерді пайдалану;

    -дидактикалық, үлестірмелі материалдар дайындау;

    -дарынды балалармен сабақтан тыс жұмыстарда компьютерді пайдалану.

    Компьютердің көмегімен бұрынғы сабақ түсіндіру әдістерін жандандырып, жаңартуға болады. Компьютердің мультимедия мүмкіндіктерін пайдаланып, Microsoft Power Point редакторында анимация мүмкіндіктерін, дыбыс меншіктеуді, гиперссылка деген көріністерді байланыстыру әрекеттерін пайдаланып, тамаша, көрнекі, оқушыларды қызықтыра түсетін білім беру және тексеру сабақтарын ұйымдастыруға болады.

    Жаңа тақырып түсіндіруге жаңа материал, әдістер іздегенде Интернетті пайдалану әдетке айналуда.

    Білім тексру кезінде, тест ұйымдастырғанда компьютердің көмегі ерекше. Көптеген тесттер орыс тіліндегі электрондық құралдарда бар. Өте тиімді және көрнекі етіп Microsoft Excel ортасында тест жазуға болады. Қағаз жүзіндегі тесттер көпке шыдамайды, өзгертуге қолайсыз. Ал, компьютерлік тестті редакциялау оңай. Электрондық тесттерді ұйымдастыру үшін тестмастер программалары бар. Бірақ оларға текст енгізуге шрифтар сәйкес келе бермейді. Сол себептен де Excel ортасымен жұмыс жасаған жеңіл.

    Қағаздағы бір тест үлгісі төменде келтірілген.

    $$$ 1 А

    Поезд 36 км/сағ жылдамдықпен қозғалып келеді. Егер ток берілуін тоқтатсақ, онда поезд бірқалыпты баяу қозғала отырып, 20с өткеннен кейін тоқтайды. Поездің үдеуіні:



    A. а=-0,5м/с2

    B. а=-2м/с2

    C. а= 4м/с2

    D. а= 1 м/с2

    E а=-3м/с2

    $$$ 2 А


    Дененің жүрген S жолының t уақытқа тәуелділігі теңдеуі S=At-Bt2+Ct3 арқылы берілген, мұндағы А=2м/сек,В=3м/сек2,С=4м/сек3. Қозғалыс басынан 2 сек уақыт өткеннен кейінгі дененің жүріп өткен жолы:

    А. s=24м


    В. s=10м

    С. s=25м


    D. s=30м

    Е. s=40м
    $$$ 3 А

    Белгіленген сызықтарының қайсысы бір қалыпты үдемелі қозғалыстың графигі болады:

    А. 4

    В. 1

    С. 2


    D. 3

    Е. 5

    $$$ 4 С

    Қай қатынас бір қалыпты қозғалысқа тура: (- радиус-вектор ):

    А.

    В.

    С.

    D.

    Е.

    $$$ 5 В


    Нүктенің қозғалыс теңдеуі мына формуламен берілген: х=(t2+2)м. 0÷1сек уақыт аралығында орташа жылдамдықты анықтаңыз:

    А.2,5м/с.

    B.3м/с.

    C.1м/с.


    D.1,5м/с.

    Е. 2,33м/с.

    $$$ 6 А

    Нүктенің қозғалыс теңдеуі мына формуламен берілген х=t3/3. t=5сек уақыт кезіндегі үдеуді анықтаңыз:



    A. 10м/с2

    B. 5,4м/с2

    C. 5м/с2

    D. 3м/с2

    E. Дұрыс жауап жоқ.

    $$$ 7 В


    Қозғалмайтын ості айнала дене мына заң бойынша φ=A+Bt2+Ct2,B=20 рад/с2 айналады. t=4с уақыт кезіндегі осьтегі нүктенің бұрыштық жылдамдығын табу керек:

    A. ω=-2 рад/с.

    B. ω=4 рад/с.

    C. ω=1 рад/с.

    D. ω=-2,5 рад/с.

    E. ω=5 рад/с.

    Excel ортасын пайдалану ретінде осы тест жазылған кітапты не оның парақтарын «журнал» жасалған кітаппен немесе парақтарымен байланыстырса, оқушылардың бағалары бірден тіркеліп отырады.

    Тестерді бір программа ретінде жинақтап, тест сабақтарын компьютер класында желі арқылы қызықты өткізуге болады.

    Осы әдіспен қорытынды бақылаулар, емтихан алуға болады. Информатика мұғалімінің көмегімен әр сыныпқа компьютерде журнал ашып, алған бағалары журналға өзі баратындай байланыстырып қоюға болады.

    Сыныптан тыс жұмыстарға да компьютерді қолдануға болады.

    -олимпиада сайыстарына дйындық;

    -физика сабақтарына көмекші құрал-жабдықтар жасау;

    -компьютер көмегімен көрнекіліктер, дидактикалық материалдар жасау;

    -техникаға байланысты атаулы күндерді (космонавтика күні, радио күні), физика апталығын өткізу.


    Өзін өзі бақылау сұрақтары:

    1. Компьютермен орындалатын жұмыс түрлері қандай?

    2. Тест тапсырмаларын құру жайында қандай амалдар бар?


    10,11 -тақырып. Физикалық есептерді компьютер арқылы шешу әдістері.

    Дәріс мақсаты: Физика есептерін компьютер көмегімен шығарудың әдіс-тәсілдерін көрсету.

    Жоспар:


    1. Компьютерді пайдаланып есеп шығару кезеңдері

    2. Физика есептерінің топтастырылуы және оларды компьютерде шығару

    Тақырыптың қысқаша мазмұны:

    Физика сабақтарында оқушыларды компьютерлік техникаға қатыстырудың әртүрлі тәсілдерін қолдануға болады. Олардың бірі – компьютердің көмегімен физикалық есептерді шығару.

    Жалпыға бірдей білім беретін мектеп жүйесіндегі физика курсында есептерді шығару сабақтары оқу процесінде маңызды орын алады.

    Есеп шығару – оқушылардың ой-өрісін дамытудың негізгі құралы, алған теориялық білімді іс жүзінде қолданудың жолы. Олар физикалық құбылыстар мен заңдарды тереңірек және берік меңгеруге, логикалық ойлаудың дамуына, игерген білім негіздерін өзара байланыстырып қолданабілуге үйретеді. Есеп шығару барысында кейде физикалық жаңа ұғымдар формулаларды алғашқы рет енгізуге, оқушыларға оқып үйренілетін заңдылықтарды алдын-ала түсіндіруге, жаңа оқу материалының мазмұнымен алдын-ала таныстыруға болады.

    Оқу процесінде, физикалық есептер онша үлкен қиындықтар тудырмайды, ол жалпы алғанда логикалық тұжырымның көмегі арқылы физиканың заңдары мен әдістері негізінде математикалық есептеулер мен эксперименттердің көмегімен шығарылады.

    Есептерді шығару көптеген мақсаттарды көздейді: физикалық құбылыстардың мазмұнын түсінуге, ұғымдарды қалыптастыруға, оқушылардың шығармашылық ойлауын дамыту және оларға өз біліміндерін іс жүзінде қолдана білуге үйрету, оқушыларды тәрбиелеу, білімін, дағдылары мен іскерліктерін қадағалау және есепке алу.

    Осы маңызды мақсаттарға қол жеткізу үшін есептің шартын терең түсіну қажет, оған жетудің тиімді жолдарының бірі – есеп шығаруда компьютерді пайдалану.

    Оқыту барысында ЭЕМ физика мұғаліміне физикалық есептеу экспериментіне жиірек сүйенуге, қандай да бір физикалық шамалардың арасындағы байланысты көрнекі түрде көрсетуге, оқытудың қолданбалы бағытталуын күшейтуге себептестігін физика-техникалық мазмұндағы есептерді тереңірек зерделеуге мүмкіндік береді. Машиналы графиканы пайдалана отырып, экранда суреті көрсетілген бағдарлама жазуға, сондай-ақ қозғалысқа келтіруге болады. ЭЕМ-нің бұл мүмкіндігі көзге байқалмайтын кейбір физикалық процестерді демонстрациялап көрсетуге пайдаланылады. Атап айтқанда, альфа бөлшектердің шашырауы, тізбекті реакция және т.б.

    ЭЕМ-мен жұмыс істеуге бағытталған есептердің оқу материалына, ең алдымен, белгілі бір психология-педагогикалық және дидактикалық талаптар қойылуы тиіс. Міндетті түрде оқушылардың осы кезеңге дейін меңгерген білімдеріне сүйену қажет (бірінші кезекте информатикадан, математикадан, физикадан).

    Жалпы алғанда ЭЕМ-ді мүмкіндігінше тек қажетті кезде ғана пайдалану керек. Физика есептерін шығаруда10-20%-не ғана ЭЕМ-ді тиімді пайдалануға болады. Ондай есептерге төмендегілер жатады:



    а)белгілі формулалар бойынша көп қайталап есептеу жүргізуді талап ететін есептер;

    ә)жоғары дәрежелі теңдеулермен өрнектелетін есептер.

    Бұндай есептерде әртүрлі сандық әдістерді пайдалануға тура келеді. Әдетте, сандық әдістердің көбі бірнеше рет қайталап есептеуді талап етеді.



    б)физикалық процестерді модельдегенде, кейбір құбылыстарды сөзбен түсіндіру, көзбен көру қиын болатын есептер.

    Таңдалынып алынатын есептер ЭЕМ-нің көмегімен шығару тиімді екенін көрсете алатындай болуы керек. Олардың ішінде техникалық обьектінің немесе нақты физикалық моделді есептеуге мүмкіндік беретін есептердің болғаны дұрыс.

    Есептерді іріктеу кезінде төмендегі талаптарды ескерген орынды:

    -есеп тек ЭЕМ-нің көмегімен шығарылады немесе шешілуі өте қиын;

    -ЭЕМ-ді қолданғанда есеп тез шығарылады және сәйкес бағдарламаны құру көп уақытты талап етпейді;

    -есептер оқушылардың логикалы ойлауын дамытатындай, оларға сабақ болатындай мағыналы болуы тиіс.

    Компьютерді пайдаланып есеп шығару процесін шарты түрде бірнеше кезеңдерге бөлуге болады:



    -есептің қойылуы;

    -математикалық модель құру;

    -алгоритм құру;

    -компьютерде бағдарламалау;

    -алынған нәтижелерді талдау.

    Әртүрлі есептердің қиындықтарына қарай бұл кезеңдер әртүрлі қолдануы мүмкін. Кейбір жағдайларда жекелеген кезеңдердің орындалуы өте қрапайым болып келсе олар байқалмай кетуі мүмкін.

    Шығарылу жолы қиын және күрделі болса, ондай есептердің алгоритмін түзіп, бағдарламасын құрып ЭЕМ арқылы шешу тиімді. Ол үшін есеп бірнеше бөліктерге бөлініп, олардың қандай тізбекпен шешілетіндігі анықталады. Яғни, бірнеше кезең есептің қойылуы. Бұл кезең есептің шартары мен алынатын нәтижелерін ажыратып көрсетуге арналады. Екінші кезеңде, формула түрінде жазылатын оның математикалық моделі жасалады. Есеп шығаруда математикалдық моделді құру үшін алдымен:

    -математикалық модель негізделетін болжамды бөліп алу;

    -алғашқы мәліметтер мен нәтижені анықтап алу;

    -алғашқы мен нәтижені байланыстыратын математикалық қатынастарды (формула, теңдеу, теңсіздік және т.б.) жазу қажет.

    ЭЕМ-де қажетті есептеуді жүргізіп, жауабын беру үшін оған қажетті нұсқаулар мен әрекетер тізбегін беру қажет. Мұндай нұсқау есепті шешу алгоритмі деп аталады. Алгоритм құру – ЭЕМ-мен есеп шығарудың үшінші кезеңі болып табылады. Бұл процесс арқылы математикалық моделдің жәрдемімен есептің жауабы табылатын тәсілдер тағайындалады. Ол үшін, алгоритм ЭЕМ-ге түсінікті арнайы тілде, яғни қандай да бір бағдарламалау тілінде жазылуы тиіс. Бағдарламалау тілінде жазылған алгоритм бағдарлама деп аталады. Төртінші кезең – бағдарламалау процесі. Бұл кезде блок-схема құрылады және бағдарлама ЭЕМ тілінде жазылатын болады. Бесінші кезең – ЭЕМ тапсырма алғаннан кейін есепті автоматты түрде өзі шешеді.



    Физика есептерінің топтастырылуы және оларды компьютерде шығару

    Орта мектепте пайдалануға берілген барлық есептерді әртүрлі негізде топтастыруға болады.

    Дидактикалық мақсатта есептер мынадай түрге бөлінеді:

    а)жәй есептер, өтілген анықтамаларды бекітуге арналған, формулалардың мәнін, заңдарды түсіндіретін, дайын формула арқылы кейбір өлшемдерді табуға арналған жаттығу есептері;

    б)күрделі есептер, белгілі бір физикалық жағдайдың таладауын талап ететін, берілген есепте қандай физикалық заңдылық құбылысты сипаттайтынын түсіне отырып өтіп кеткен тақырыпты қодана білу және т.б.. Мұндай есептер көбінесе ек қана есте сақтауға ғана емес, сондай-ақ тиімді түрде ойлауға – олар оқушылардан алған білімдерін өз беттерінше берілген есеп шартына қарай қайта өңдеуін талап етеді. Бұл есептер білімді, іскерлдікті тереңірек меңгеруге және оларды қолдана білуге жәрдемдеседі;

    в)есеп шарты оқулықта берілгеніне қарағанда онша таныс емес немесе сабақта шығарған есептерге ұқсастығы аз, есепті шығару кезінде білімді қолдану аумағынан екінші бір аумақта қолдана білу талап етілетін: механика заңдарын, электродинамикада электр немесе магнит өрісінде зарядталған бөлшектің қозғалысын есептеуге;

    г)оқушыладың жаңа білім алуы үшін пайдаланылатын есептер болып келеді. Оларды шығару процесінде оқушылар есепті қайта құру жолымен оны қайта өзгертетін проблемалы жағдайда болады.

    Физикалық есептер зерттеу сипаттары мен әдістеріне байланысты физиканы оқыту әдістемесінде сапалық және сандық есептер болып бөлінеді.

    Бірнеше мысалдар қарастырайық. Есептің алгоритмі ЭЕМ-гн түсінікті тіл – Visual Basic бағдарламалау тілінде жазылды.

    1.Сандық есептер. Септердің бұл түрі математикалық есептеуді қажет етеді. Дұрыс іріктеп алынған жағдайда мұндай есептер оқушылардың бойында ұтымды білімнің қалыптасуына ықпалын тигізеді.

    Шығарылу тәсіліне қарай андық есептер: ауызша, эксперменталдық, есептеу және графикалық болып бөлінеді.

    1)есептеу есептерін шығару бағдарламаның көптеген тақырыптарын жете түсініп, практикалық тұрғыдан бекіту үшін қажет.

    1-есеп. Сутегі атомының жұтылу спектрінің алғашқы бес сериясындағы сегіз сызықтан тұратын толқын ұзындығының мәнін 0.1 нм дәлдікке дейін табыңдар.

    Сутегі атомының жұтылу сызығының толқын ұзындығы ;

    Халықаралық бірліктер жүйесі бойынша Ридберг тұрақтысы ; берілген үшін және т.б.

    Private Sub Command 1-Click()

    R=0.01097373

    For N=1 To 4

    Print «N=»; N

    For M=N+1 To N+6

    X=R*(1/(N^2)-1/(M^2))

    Print Tab(5); «M=»; M; «L=»; 1/X

    Next M

    Next N


    End Sub

    2-есеп. Толқын ұзындығы аралығындағы сутегі атомының спектрінің жиілігін есептеңдер (Балмер сериясы бойынша).

    Private Sub Command 1-Click()

    R=3.298E+15: c=300000000#

    For n=2 To 9

    For m=n+1 To 10

    L=

    If L<0.0000004 Then Go To 110

    If L>0.0000008 Then Go To 110

    Print «»; : Print «L=»; L

    Next m


    Next n

    End Sub


    2)физиканы оқытуда графикалық есептердің маңызы негізінен екі жағдаймен анықталады.

    а)физикалық құбылыстарды оқытуда бізді қоршаған ортада, табиғатта және техникадағы процестерді сипаттайтын өлшемдер арасындағы функционалдық тәуелділіктер жиі анықталады. Функционалдылық тәуелділіктің графикалық бейнесі бұл тәуелділіктерді анағұрлым айқын және түсінікті етіп береді. График физикалық заңдылықты көрнекі түрде ашып береді. Бірқатар жағдайларда, орта мектепте физиканы оқытуда соңғы кезеңдерде талдау арқылы кейбір процестерді графикалық түрде беріп беріп жүр.

    б)графикалық есептер мен жаттығулар физикалық заңдылықтарды саналы түрде меңгеруге ықпал етеді.

    Көпшілік жағдайда, физиканы оқытуда графиктер құрып есептер шығарудың қиындығы оны қолданбауға әкеліп соғады. Сөйтсе де, көптеген жағдайларда графикті құру және графиктер негізінде орындалып шығарылған есептеулер нәтижесінде маңызды физикалық тұжырымдар жасауға болады.

    Құбылыстар мен процестердің физикалық мәнін тереңірек ашуға, функционалдық байланыстардың графикалық әдіспен берілуін меңгеруге компьютерлік моделдеу айтарлықтай көмек көрсетеді. Ақпараттың графикалық бейнеленуін оқу компьютерлік моделдері өтіп жатқан құбылыстардың басқа жолдарымен табуға қиындық тудыратын аспектілерін талдауға мүмкіндік туғызады.

    Мысал. 3-есеп. Электрон массасының жылдамдыққа тәуелділік графигін сызыңыздар. Электронның тыныштық массасы -ға тең.

    Салыстырмалы теория бойынша массаның жылдамдыққа тәуелділігі: .

    Private Sub Command 1-Click()

    c=300000000#

    M0=9E-31

    J=1


    N=600

    Line (50,230*5)-(600*5,230*5), 5

    Line (50,230*5)-(50,0), 5

    For V=0 To C-C/N Step C/N

    M=M0/Sqr(1-V^2/C^2)

    Pset (50+(V/600000#)*5,1000-(18*M/M0)*5),200

    Next V

    End Sub


    Өзін өзі бақылау сұрақтары:

    1. Есеп шығару кезеңдері атаңдар.

    2. Физика есептерінің классификациясы атаңдар.

    3. Есептерді компьютерде шығару қалай жүзеге асады?


    12,13 -тақырып. Физикадағы компьютерлік моделдеу. Физикалық процестерді математикалық моделдеу

    Дәріс мақсаты: Физикадағы компьютерлік моделдеу, физикалық процестерді компьютерлік моделдеу жайында түсінік беру.

    Жоспар:


    1. Компьютерлік моделдеу

    2. Физикалық процестерді математикалық моделдеу.
      Тақырыптың қысқаша мазмұны:

    Физикалық білім адамның өзін қоршаған табиғатты танып зерттеуінің нәтижесі. Ол нақты ғылым элементтерін құрайтын түсініктер, заңдар, теориялар түрінде қалыптасады.

    Сабақты тиімді ұйымдастырудың ұтымды жолдарының бірі – динамикалық компьютерлік моделдерді (ДКМ) қолдану. Физика сабағында жаңа технологиялық материалды түсіндіру барысында қолданылатын ДКМ-дің кейбір ерекшеліктерін толығырақ тоқталайық. ДКМ-ді қолдану құбылыстардың механизмін түсіндіруде ерекше рол атқарады. 11-класс оқушыларымен өткізілетін сабақ барысынан мысал келтірейік.

    Сабақтың тақырыбы: Фотоэффект. Орта мектептің физика сабағында жарық кванттары таруының негізгі түйіні болып есептелетін фотоэффект құбылысы мен заңдарын түсіндіру кезінде қолданылып жүрген тәжірибелерден оқушылар электрометр разрядын, яғни, фотоэффект құбылысының соңғы нәтижесін көреді. Құбылыстардың механизмі оқушылар үшін көрінбейді. Бұл жеткіліксіздікті ДКМ-ң көмегімен түзетуге болады. ДКМ құбылыстың барысын түсініп білуге көмектеседі. Бұл тәжірибенің механизмін терең түсіну үшін компьютер экранында кескінделген қондырғының схемасы пайдаланылады.

    Мырыш пластинаны электрометрге қосып, оны теріс зарядпен зарядтайды. Егер пластинкаға схемадағы 1-ші түймені шерту арқылы ультракүлгін сәуле түсірсек, пластина разрядала бастайды. Сәуле жолына 2-ші түймені шерту арқылы кедергі қойылса, разрядталу тоқтайды. Ал пластинаны 3-ші түймені шерту арқылы оң зарядпен зарядтасақ, онда сәуле түскенмен электрометр разрядталуды көрсетпейді. Мұны бір ғана жолмен түсіндіруге болады. Жарық электрондарды пластинаның бетінен ыршытып шығарады. Егер ол теріс зарядталса, электрондар одан тбіліп, электрометр разрядталады. Пластинада оң заряд болғанда жарық әсерінен ыршып шыққан электрондар пластинаға тартылады да, лның бетіне қайта шөгеді. Сондықтан, электрометрдің заряды өзгермейтіндігін айтамыз. Берілетін сәуленің интенсивтілігін 4-ші түймені шерту арқылы арттырса, разрядталу жылдамырақ жүретіндігін көреді.



    1-суртет


    Тәжірибе басын талқылай келіп, оқушылар өздері мынадай қорытынды жасайды: жарық электрондарды металл пластинаның бетінен ыршытып шығарады. Егер ол теріс зарядталса, электрондар одан тебіліп, электрометр разрядталады. Пластинада оң заряд болғанда, жарық әсерінен ыршып шыққан электрондар пластинаға тартылады да, оның бетіне қайта шөгеді.

    Сондықтан электометрдің заряды өзгермейді. Яғни, фотоэффект – жарықтың әсерінен металдардан электрондардың ыршып шығу құбылысы. Фотоэффект құбылысын тереңірек зерттеу үшін жоғарыдағы 1-суретте кескінделген құрылғының жұмыс жасау механизміне толығырақ тоқталайық.

    Құрылғының басты бөлігі – вакуумдық фотоэлемент, оның көмегімен фототоктың берілетін кернеуге, жарық интенсивтілігіне және оның спектральдық құрамына тәуелделігі зерттеледі. Мұнда анод (А) пен катод (К) пластинкалары ішінен ауасы шығарылған шыны түтіктің ішіне орнатылған. Бұл түтіктің бүйіріндегі кварц шынымен жабылған кішкене саңылаудан түсірілген монохрамат жарық әсерінен К пластинка бетінен электрондар бөлініп шығады, олар К мен А арасында батарея қоздырған электр өрісінде қозғалып оң полюспен жалғастырылған А пластинкаға барады, одан әрі сыммен жүріп миллиамперметрден өтеді, тізбекте фототок байқалады. Фототок күші миллиамперметрмен, А мен К пластинкалары арасындағы потенциалдар айырмасы вольтметрмен өлшенеді. Тәжірибеге қарағанда А мен К пластинкалары потенциалдарының айырмасы нолге тең болған жағдайда да тізбекте фототок болады.

    Әсер етуші жарықтың спектрлік құрамы мен оның ағынының қуаты тұрақты болған жағдайда фототоктың күші А мен К пластинкаларының потенциалдар айырмасына тәуелді болады. Үдетуші потенциалдар айырмасы артқанда фототок күші де артады. Үдетуші потенциал мәні бір белгілі шамаға жеткен соң фототок күші артпайды, фототок күші қанығу мәніне жетеді. Яғни, алдымен тәжірибе жүзінде қанығу тогы болатындығы, оның мәні жарық интенсивтілігне тәуелді екендігі анықталады. Өлшеу нәтижесінде фототоктың кернеуге және жарық интенсивтілігіне тәуелділігінің графигі салынады. Мұнда интенсивтілігіне сәйкес қанығу тогы , ал интенсивтілігіне сәйкес қанығу тогы ().

    Фотоэффект туралы толығырақ түсінік алу үшін, металдың бетінен жарықтың әсерінен ыршып шығатын электрондардың санын және олардың жылдамдығын немес кинатикалық энергиясын анықтап алу керек. Осы мақсатта ДКМ-ді пайдаланып оқушылардың өздеріне эксперименттік зерттеулер жүргізуді ұсынамыз. Олар: компьютер экранында көрініп тұрған 1-ші түймені шертіп фотоэлементтің кварц шынымен жабылған кішкене саңылауына ултьракүлгін сәулелерді бағыттайды. Сонда катодтан электрондар бөлініп шығады. Катодпен анодтың арсындағы батареясы тудырған электр өрісінің көмегімен электрондар анодқа қарай қозғала бастайды. Катод пен анодтың арасындағы кернеу потенциометрдің, яғни 2-ші түйменің көмегімен реттейді. Ол вольтметрмен өлшенеді. Катод пен анодтың арасындағы потенциалдар айырмасы нолге тең болғанда да, қарастырып отырған тізбекте фототок болатынын тәжірибеден көреді. Олай болса, пластина бетінен ұшып шыққан фотоэлектрондардың кинетикалық энергиясы бар. Егер электронның массасы деп, оның бастапқы ең үлкен жылдамдығын десек, онда бұл фотоэлектронның кинетикалық энергиясы: өрнегімен анықталады.

    Анод пен катод арасындағы электр өрісінің тарапынан пайда болатын кедергіні жеңіп шығуға фототэлектронның кинетикалық энергиясы жұмсалатынын көреді.

    Фотоэлектронның кинетикалық энергиясы электрон заряды мен бөгеуші потенциалдың көбейтіндісіне тең: ; мұндағы -бөгеуші потенциал, -электрон заряды.

    Пластинаға әсер етуші жарықтың спектрлік құрамы мен оның ағынының қуаты тұрақты болғанда фототоктың күші (І) пластинкалардың арасындағы потенциалдар айырмасына тәуелді болады. Потенциалдар айырмасы артқан сайын, фототок күші де арта түсетінін, ал ол белгілі бір мәнге жеткенде, қанығу мәніне жететінін көреді. Сонда, жарық әсерінен фотокатодтан бір секундта бөлініп шыққан электрондар анодқа түгел жетеді.

    Оқушылар, катод пен анод арасындағы кернеудің таңбасы мен шамасын өзгерте отырып, яғни 3 және 4-ші түймелерді шертіп, қанығу тогын таба алады: Iқанығу , -электрондар саны.

    Оқушылар 5-ші түймені солдан оңға қарай жылжыта отырып, түсетін сәуленің жиілігін өзгертеді. Бұдан, олар түскен сәуленің жиілігі артқанда фотоэлектрондардың жылдамдығы артатынын, ал жиілігі кемігенде фотоэлектондардың жылдамдығы кемитінін көреді.

    Бұдан оқушылар мынадй қорытынды жасайды:

    1.Фотоэлектрлік қанығу тогы жарық ағынына тура пропорционал: Iқанығу , -пропорционалдық коэффициент.

    2.Фотоэлектрондардың жылдамдығы түсетін жарықтың жиілігі артқан сайын көбейе түседі. Фотоэлектронның жылдамдығы жарықтың интенсивтілігіне байланысты болмайды. ; .

    3.Фотоэффект құбылысы жарық жиілігінің белгілі бір мәнінде пайда болады: .

    Осы мәнді фотоэффектінің қызылшекарасы деп атайды. Әртүрлі металдардың қызылшекарасы түрліше болады.

    Уақыт бірлігінде металдан ыршып шығатын электрондардың саны неғұрлым көп болса, соғұрлым электрометрдің разрядталуы тез жүреді; электронның жылдамдығы неғұрлым көп болса, соғұрлым күштірек тежеу өрісін қолдану керек. Бұдан оқушылар, пластинкадан электрондардың бөлініп шығуына қарсы тұру үшін, фотоэффектінің екі басты сипаттамасын – ток шамасын және электрондардың жылдамдығын білулері қажет екенін түсінеді.

    Өрістің тежелу шамасы арқылы біз ұшатын электондардың жылдамдығын анықтай аламыз .

    Осы материалды бекіту кезінде ДКМ-ді қолданғанда оқушылардың өздері алған, фотоэффект заңдарын анықтайтын шамалардың арасындағы байланысты көрсетейік:

    1) , , . Осы берілген шартта экраннан электронның анодқа жетпейтіндігін көруге болады.

    2)шартты өзгертейік: , , -бұл кезде де электрон анодқа жетпейді.

    3)бастапқы шартты қалдырып, те -мәнін өзгертейік: , , - бұл кезде электрон анодқа жетеді.

    4)тек түсетін жарық толқынының ұзындығын өзгертеміз: , , -жарық фотоэффект құбылысын қоздыра алмайды. Фотоэффект қозу үшін болуға тиісті. -фотоэффектінің қызыл шекарасы.

    Қорыта айтқанда, компьютерлік модельдің динамикалылығы әртүрлі жағдайлар кезінде, мысалы: катодтан анодқа электрондар ұшып жетуі немесе жетпей қалуын көруге оқушыларға мүмкіндік беріп, оларды қорытынды жасауға итермелейді.

    Сабақтың тақырыбы: Рентген сәулелері. Рентген түтікшесі

    Бұл тақырыпты қарастырған кезде рентген сәулесіне анықтама бермес бұрын оқушыларға ретнген түтігінің құрылысы мен жұмыс істеу принципін таныстыратын және техникада пайдаланылатын жерлерін көрсететін ДКМ-ді ұсынуға болады.

    Оқушылар компьютер дисплейінде рентген түтігін көреді де (2-сурет), оның құрылысымен танысады.

    Одан кейін арнайы түймелерді шертіп, рентген түтігін іске қосады. 1-ші түймені шертіп тәжірибе режимін, яғни стандарт тәжірибені таңдап алып ДКМ-ді іске қосады. Бұл кезде оқушылар компьютер дисплейінен рентген түтігінің ішінде катод (К) пен анод (А) орналасатынын, түтікшеде электрондар ерекше батареямен немесе қыздыру трансформаторымен қыздырылып, өте қызған катодтың (К) вольфрам спиралынан ұшып шығатынын байқайды. Ұшып шыққан электрондар ағыны анодтың бір орнына шоғырланып соғылуы үшін вольфрам спиральды әдетте металл циллиндрдің ішіне орналастырылатынын көреді.



    2-сурет


    Ұшып шыққан электрондар ағыны циллиндрде фокусталып анод пен катод арасындағы жоғары кернеуді ток көзінен жасалған күшті электр өрісінде үдетіліп жылдамдығы -қа дейін жететінін байқайды. Осындай жылдамдықпен ұшып келе жатқан электрондардың үдетілген ағыны өз жолында 450 бұрышпен орналасқан анод айнасына барып соқтығысатынын, анодтық айнаға соқтығысқан электрондар кенет тежелгенде рентгендік сәуле шығару

    пайда болатынын, сәуле анод бетінен тарайтындығын көреді. Анод электрондардың күшті соқтығысына түскенде өте қызатынын, сондықтан да оны ерекше тетік арқылы сумен әлсін-әлсін салқындатындығын көреді. Сонда, рентген сәулелері шыны түтікшенің қабырғасындағы бериллийден жасалған терезеден өтіп сыртқа шығатынын байқайды. ДКМ-нің барысын талқылай ккеліп, оқушылар өздері мынадай қорытынды жасайды:

    Рентген сәулелері дегеніміз - өте тез қозғалып келе жатқан электрондардың кенеттен тежелгенде пайда болатын электромагниттік сәулеленуі. Рентген сәулелерін алу үшін арнаулы түтіктер қолданылады. Бұл түтіктің ішіндегі ауа сиретілген, оның қысымы 10-5 – 10-7 мм.сын.бағ. тең болады.

    Енді рентген сәулесін түтікшенің сыртында зерттеуге болады. Ол үшін арнайы түймелерді шертіп тәжірибе режимін таңдап алып, ДКМ-ді іске қосамыз. Яғни, 2-ші түймені шертіп келесі тәжірибеге көшеміз. Ол кезде оқушылар компьютер дисплейінен қара қағазға оралған фотопластинкаға рентген сәулесін түсіргеннен кейін, пластинканы өңдегенде оған жарық сәулесі әсер еткендегідей қарайып кететіндігін көреді. Осы тәжірибенің 2-ші кезеңінде оқушылар компьютер дисплейінен, рентген түтікшесі қараңғыда жұмыс істеп тұрғанын және одан шыққан рентген сәулесінің таралу жолына күкіртті мырышпен жабылған картон экран қойылғанда, онда экранға жасыл көгілдір жарық түсетіндігін көреді.

    Рентген сәулелері электр өрісінде де магнит өрісінде де бұрылмайды (3-сурет(а)).



    3-сурет


    Одан кейін, 3-ші түймені шертіп келесі режимге көшеміз. Ол кезде оқушылар компьютер дисплейінен рентген сәулесін зарядталған электроскоп маңындағы ауаға түсірілген және электроскоптің заряды қандай таңбалы болғанына қарамастан ол тез разраяталатындығын көреді (3-сурет (б)).

    Осыдан кейін ДКМ-нің барысын талқылай келіп, оқушылар өздері мынадай қорытынды жасайды: Рентген сәулесі газдарға әсер еткенде оларды иондайды. Рентген сәулелері электр өрісінде де магнит өрісінде де бұрылмайды.
    Өзін өзі бақылау сұрақтары:

    1. Компьютерлік моделдеу деген не?

    2. Физикалық процестерді математикалық моделдеуді қалай түсінесің?



    14,15 -тақырып. Теориялық физикадағы компьютерлік эксперимент әдістері. Детерминизм әдісі

    Дәріс мақсаты: Компьютерлік эксперимент әдістеріне талдау жасау.

    Жоспар:


    1. Компьютерлік эксперимент әдістері

    2. Детерминизм әдісі
      Тақырыптың қысқаша мазмұны:

    Компьютерлендірілген оқыту жүйесі программалау тілдерімен жасалынады. Программалар жазуда түрлі-түсті графиктер, видеофрагменттер, дыбыстар және тағы басқаларды қолдануға болады.

    Есеп. Бастапқы жылдамдығы нөлге тең дене 0,5 сағатта 10м/с үдеумен қозғалатын болса, ол қандай жылдамдыққа жетер еді?

    Берілгені:



    Каталог: ebook -> umkd
    umkd -> Семей мемлекеттік педагогикалық институты
    umkd -> 5 в 020500 «Бастауыш оқытудың педагогикасы мен әдістемесі»
    umkd -> «Баспа қызметіндегі компьютерлік технологиялар»
    umkd -> Гуманитарлық-заң, аграрлық факультетінің мамандықтарына арналған
    umkd -> 5B050400 «Журналистика» мамандығына арналған
    umkd -> Әдебиет (араб тілінде «адаб» үлгілі сөз) тыңдарман, оқырманның ақылына, сезіміне, көңіліне бірдей әсер беретін дарынды сөз зергерлерінің жан қоштауынан туған көрнек өнері
    umkd -> 5В020500 «Филология: қазақ тілі» мамандығына арналған ХІХ ғасырдағы қазақ әдебиеті пәнінің
    umkd -> «Өлкетану тарихы және мәдениеті»
    umkd -> Қазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі шәКӘрім атындағы семей мемлекеттік
    umkd -> 5 в 011700 : -«Қазақ тілі мен әдебиеті» мамандығына арналған


    Достарыңызбен бөлісу:
  • 1   2   3   4   5


    ©netref.ru 2019
    әкімшілігінің қараңыз

        Басты бет