Алгоритмы в преподавании физики средней школы

1.

СЛАЙД-ШОУ:
« АЛГОРИТМЫ В
ПРЕПОДАВАНИИ ФИЗИКИ
СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ»
Разработала учитель физики МОУ «Средняя
общеобразовательная школа №6» города
Череповца Бурлова Ольга Николаевна
2010 год

2. Содержание цифрового образовательного ресурса

использование законов
преломления и отражения
света
построение изображений
предметов и точек в линзах
построение графиков
изопроцессов

3. Цель методической разработки

создание условий для
успешного освоения
материала тем физики
«Световые явления (8
класс),«Геометрическая
оптика» (11 класс) и
«Газовые законы»
(10 класс)

4. Цифровой образовательный ресурс предполагает

обучение в диалоговом режиме
(компьютер-учащийся)
управляемость (в любой момент
возможна корректировка процесса
обучения учителем)
адаптивность процесса обучения
индивидуализацию и дифференциацию
активную самостоятельную работу
возможность организации как
индивидуальной, так и групповой работы

5.

Группы слайдов
слайды для объяснения
нового материала
опорные слайды
слайды - алгоритмы решения
задач

6.

Слайды для объяснения
нового материала
Используются при введении
понятий:
дисперсии света
полного внутреннего отражения
применение полного отражения
ход лучей в плоскопараллельной
пластинке и треугольной призме

7. Ход лучей в плоскопараллельной пластинке

Пластинка не изменяет направление луча, а
только его смещает.
Величина смещения зависит от толщины
пластинки

8. Ход лучей в треугольной призме.

Призма отклоняет падающий на неё луч к основанию

9. Разложение белого света в спектр

с
п
е
к
т
р
Каждый охотник желает знать, где сидит фазан.
Как однажды Жак Звонарь головой сломал фонарь.

10. Полное отражение

Возникает только при переходе света
из более плотной среды в менее
плотную.
1
2
воздух
3
4
5
5
4
вода
3
2
1
Луч 5 испытывает полное отражение, так как угол его
падения на границу раздела сред больше предельного
угла полного отражения.

11. Применение полного отражения

Ход лучей в поворотной призме
1
2
2
1

12. Применение полного отражения

Ход лучей в оборотной призме
1
2
2
1

13. Применение полного отражения

Ход лучей в поворотной призме
1
2
α0 = 40
1
2

14.

Опорные слайды
Характерные лучи собирающей и
рассеивающей линзы (8 класс)
Параллельные лучи собирающей
и рассеивающей линзы
(11 класс)
Характеристики изображения
(8 класс)
Графики изопроцессов (10 класс)
Сравнение графиков
изопроцессов (10 класс)

15. Основные лучи для собирающей линзы

Характерные лучи
3
1
F
2
F
1. луч, идущий параллельно
главной оптической оси ,
после преломление идёт
через главный фокус
линзы
2. луч, проходящий через
оптический центр линзы,
не преломляется
3. луч, проходящий через главный фокус линзы, после
преломления идёт параллельно главной оптической оси
линзы.

16. Основные лучи для рассеивающей линзы

Характерные лучи
1
F
2
3
F
1. Луч проходящий
параллельно главной
оптической оси
преломляется так, что его
продолжение проходит
через фокус
2. Луч проходящий через
оптический центр линзы не
преломляется
3. Луч падающий на линзу в направлении фокуса
преломляется параллельно главной оптической оси

17. Основные лучи для собирающей линзы

Параллельные лучи
1
Фокальная плоскость
2
3
Fгл
Fпоб
Лучи, падающие на линзу под углом к главной оптической оси,
будут пересекаться в точке, которую называют побочным
фокусом.

18. Основные лучи рассеивающей линзы

Параллельные лучи
1
1. Луч 2 не преломляется,
поэтому строим его
продолжение
2
Fпоб
3
F
F
2. Проводим фокальную
плоскость через мнимый
фокус
3.Находим точку пересечения
луча 2 с фокальной
плоскостью и отмечаем
побочный фокус
4.Лучи 1 и 3 проводим так, чтобы их продолжения прошли
через побочный фокус

19. Характеристика изображения предмета

характеристики
Ориентация
Прямое или перевёрнутое
Размер
Увеличенное, уменьшенное или
в натуральную величину
тип
Действительное или мнимое
Если изображение точки получается на пересечении
самих лучей, то изображение действительное
Если изображение точки получается на пересечении
продолжения лучей, то изображение мнимое

20. Графики изопроцессов

21. Изотермический процесс

(Т = const)
P
P
V
V
T
T

22. Изохорный процесс

(V = const)
P
P
T
T
V
V

23. Изобарный процесс

(p = const)
P
V
T
P
V
T

24. Сравнение графиков

PV
Сравним изобары
V
P1
T
= const
Так как
P2
T1 < T 2 < T 3
P3
то
P1 < P2 < P3
T1
T2
T3
T

25. Сравнение графиков

PV
Сравним изохоры
P
V1
T
= const
Так как
v2
T1 < T 2 < T 3
V3
то
V1 < V2 < V3
T1
T2
T3
T

26. Сравнение графиков

Сравним изотермы
PV
= const
T
Так как
P
V1 < V2 < V3
T3
T2
T1
V1
V2 V3
то
T1 < T 2 < T 3
V

27. Алгоритмы решения задач

28.

Задачи по теме:
« Построение
изображений
предметов и точек
в линзах»
(8 класс)

29. Изображения линейного предмета в собирающей линзе

Предмет находится за двойным
фокусом
В
А1
А
2F
F
F
В1
Изображение предмета действительное,
перевёрнутое, уменьшенное
характеристика
Характерные лучи

30. Изображения линейного предмета в собирающей линзе

Предмет находится в двойном фокусе
В
А1
А
2F
F
2F
F
В1
Изображение предмета действительное,
перевёрнутое, в натуральную величину

31. Изображения линейного предмета в собирающей линзе

Предмет находится между фокусом
В
и двойным
фокусом
В
А1
2F
А
F
F
Изображение действительное,
перевёрнутое, увеличенное
В1

32. Изображения линейного предмета в собирающей линзе

Предмет находится в фокусе линзы
В
А
2F
F
Изображения предмета нет
F

33. Изображения линейного предмета в собирающей линзе

Предмет находится между фокусом и
линзой
В1
В
2F А1
F А
F
Изображение предмета мнимое, прямое, увеличенное

34. Изображение линейного предмета в рассеивающей линзе.

В
В1
А
F А1
F
Изображение мнимое, прямое и
уменьшенное

35. Изображение линейного предмета в рассеивающей линзе.

1. Провести из точки В луч параллельный главной
оптической оси, продолжение которого после
преломления пройдет через фокус
2. Из точки В провести луч
через фокус – он не
преломляется
В
F
А
В1
А1
F
3. Отметить точку
пересечения лучей В1
- это и будет
изображение точки В
4. Опустить перпендикуляр из точки В1 на главную
оптическую ось и отметить точку А1

36. Нахождение местоположения линзы и её фокусов.

1. Соединить точки S и S1
S
М
F
2. В точке пересечения линии
с главной оптической
осью нарисовать линзу
F
S1
3. Так как изображение
действительное, то
линза собирающая
4. Провести луч параллельно главной оптической оси (SM)
5. Соединить точки М и S1 и на пересечении линии с главной
оптической осью отметить фокус линзы

37. Нахождение местоположения линзы и её фокусов.

1. Через точки S и S
1
провести прямую до
пересечения с главной
оптической осью.
М
S
2. В точке пересечения линии
с главной оптической
осью нарисовать линзу
S1
F
F
3. Так как изображение
точки мнимое, то
линза рассеивающая
4. Провести луч параллельно главной оптической оси (SM)
5. Через точки М и S1 провести прямую и на пересечении линии с
главной оптической осью отметить фокус линзы

38. Построить дальнейший ход луча в призме.

1. При переходе из менее плотной
среды (воздух) в более плотную
(стекло) угол преломления
меньше угла падения
2. На нижней грани луч будет
переходить из более плотной
среды (стекла) в менее
плотную (воздух), поэтому
угол падения будет меньше
угла преломления

39. Построить дальнейший ход луча в призме.

1. Луч падает на призму
перпендикулярно ( = 0), поэтому
он преломляться не будет ( =0)
2. На правой грани луч будет
переходить из более плотной
среды (стекла) в менее
плотную (воздух), поэтому
угол падения будет меньше
угла преломления

40. Построить изображение предметов в плоском зеркале

В
М
N
А
М
В
А
С
А1
А1
С1
В1
N
В1
1. Из точек А и В опустить перпендикуляры на зеркало и
продлить их на такое же расстояние за зеркало, получив
точки А1 и В1
2. Соединить точки А1 и В1

41.

Задачи по теме:
«Газовые законы»
(10 класс)

42. Задачи на построение графиков изопроцессов

1 уровень
Р
1
Дан график 2-х
изопроцессов в
2
3
координатах P и T.
T
Построить графики данных
изопроцессов в координатах
P,V и V,T

43. Алгоритм решения задачи

Проведём анализ
данных
изопроцессов:
Построим
графики
изопроцессов
p
1-2: T = const,
P- уменьшается,
V- увеличивается
2-3: P = const,
T-увеличивается,
V- увеличивается
1
3
2
V
V
3
2
1
T

44. Задачи на построение графиков изопроцессов

2 уровень
p
2
Дан график 3-х
1
изопроцессов в
3
координатах P и T.
T
Построить графики данных
изопроцессов в координатах
P,V и V,T

45. Алгоритм решения задачи

1-2: V = const
P- увеличивается
T- увеличивается
2-3: T = const
P-уменьшается
V- увеличивается
p
2
3
1
V
V
3
3-1: P –const
V- уменьшается
T- уменьшается
1
2
T

46. Задачи на построение графиков изопроцессов

3 уровень
V
2
3
Дан график 4-х
1
изопроцессов в
4
координатах V и T.
T
Построить графики данных
изопроцессов в координатах P,V и
P,T

47. Алгоритм решения задачи

1-2: T = const
V- увеличивается
P- уменьшается
2-3: V = const
T-увеличивается
P- увеличивается
3-4: T –const
V- уменьшается
P- увеличивается
4-1: V – const
P - уменьшается
T - уменьшается
4
p
1
3
2
P
4
V
1
2
3
T

48. Решение задач на сравнение параметров газа

P
2
1
3
4
T
На рисунке дан
график
зависимости
давления
идеального газа от
температуры. В
какой точке объём
газа будет
максимальным, а в
какой минимальным

49. Алгоритм решения задачи

V1
P
2
1
V2
3
1. проведём изохоры через
точки 1,2,3 и 4
V3
V4
4
T
2. Из рисунка видно, что
V1 < V2 < V3 < V4
3. Следовательно в точке
4 объём наибольший, а
точке 1 – наименьший.

50.

Задачи по теме:
«Построение
изображений
предметов и точек в
линзах»
(11 класс)

51. Изображение предмета в собирающей линзе.

Предмет расположен на главной
оптической оси
1. Из точек А и В проводим
два произвольных
параллельных луча
Fпоб
А
B
F
F
А1
B1
2. Провести побочную
оптическую ось,
параллельную данным
лучам
3. Построить фокальную
плоскость
4. Отметить побочный фокус и провести через него преломленные
в линзе лучи
5. Отметить точки А1 и B1 и соединить их

52. 1. Соединить точки А и А1

Нахождение
местоположения линзы и
её фокусов
1. Соединить точки А и А1
С
B
F
A
2.На пересечении линии с главной
оптической остью нарисовать
линзу перпендикулярно оси
A1
3.Так как изображение
предмета перевёрнутое,
то линза собирающая
F
B1
4. Провести из точки В луч
параллельно главной
оптической оси ВС
5. Соединить точки С и В1
6. На пересечении луча СВ1 с главной оптической осью
отметить фокус линзы

53. Построение преломленного луча

ПОСТРОЕНИЕ
ПРЕЛОМЛЕННОГО ЛУЧА
1. Провести побочную оптическую
ось, параллельную падающему
лучу
F
Fпоб
2. Построить фокальную
плоскость
3. Отметить побочный фокус
4. Через побочный фокус провести
преломленный луч

54. Построение падающего луча

1. Проведём побочную оптическую ось, параллельную
отражённому лучу
2. Воспользуемся обратимостью
светового луча
F
F
Fпоб
3. Построим фокальную
плоскость
4. Отметим побочный фокус
5. Через побочный фокус проведём преломленный луч
6. Снова воспользуемся обратимостью светового луча и
построим падающий луч

55.

Построение преломленного
луча в рассеивающей линзе.
1. Провести прямую
параллельную
падающему лучу
Fпоб
F
F
2. Построить фокальную
плоскость
3. Отметить побочный фокус
4. Провести луч так, чтобы его продолжение проходило
через побочный фокус

56. Изображение точки в собирающей линзе.

Точка расположена на главной
оптической оси
1. Из точки S проводим
произвольный луч,
падающий на линзу
Fпоб
S
F
F
S1
2. Параллельно проводим
побочную оптическую
ось
3. Строим фокальную плоскость и отмечаем побочный фокус
4. Через побочный фокус проводим преломленный луч до
пересечения с главной оптической осью и отмечаем точку
s
1

57. Изображение точки в рассеивающей линзе.

1. Из точки S провести произвольный луч на линзу
2. Провести побочную оптическую ось параллельную данному
лучу.
3.Построить фокальную
плоскость
S
F
S1
Fпоб
F
4. Отметить побочный
фокус
5. Преломленный луч будет иметь такое направление, что его
продолжение пройдёт через побочный фокус
6. Изображение S 1 точки получается на пересечении с главной
оптической осью

58. Найти фокусное расстояние системы 2-х собирающих линз

1. Провести луч параллельно главной оптической оси,
который после преломления в линзе 1 пойдёт в
направлении её фокуса (F1)
2. Через центр линзы 2 провести прямую параллельную
падающему на линзу лучу.
1
2
F
О1
О2
F2
Fпоб
F1
3. Построить
фокальную
плоскость и
отметить
побочный
фокус линзы
4.Через побочный фокус провести преломленный в линзе 2 луч.
5. Отметить искомый фокус системы двух линз

59. Фокусное расстояние системы собирающей и рассеивающей линз.

1.Провести луч, параллельно главной оптической оси,
который преломляется так, что его продолжение проходит
через фокус F1
1
2
Fпоб
F1
F2
F1
F
2. На собирающую линзу луч падает под углом, поэтому надо
провести прямую, параллельную этому лучу через центр линзы
3. Построить фокальную плоскость и отметить побочный
фокус, через который и пройдёт преломленный луч