Міністерство освіти І науки україни полтавський державний педагогічний університет




Сторінка16/34
Дата конвертації02.12.2016
Розмір5.09 Kb.
1   ...   12   13   14   15   16   17   18   19   ...   34

Звітна наукова конференція викладачів, аспірантів, магістрантів і студентів фізико-математичного факультету
135
отримання кольору К потрібно взяти r одиниць червоного, g одиниць зеленого і b одиниць синього кольору. Отримуємо співвідношення
K
rR gG bB





(2), яке називають рівнянням кольорів. Очевидно, що r+g+b=1 Оскільки вибір одиниць для R, G та B ґрунтувався на умові, що взяті у рівних кількостях, вони дадуть білий колір, то для білого кольору рівняння (2) приймає вигляд
3 1 3 3
K
R
G B





(3). Все сказане вище показано нарис, що носить назву трикутник
кольорів. З допомогою малюнка можна визначити, який колір буде при змішуванні r частин кольору R, g – кольору G та b частин кольору B. Як видно з рис .1, при змішуванні 0,1 частин R, 0,35 G та 0,59 B (точка А) отримаємо голубувато-синій відтінок. Звичайно, діаграма рис. 1 є дещо спрощеною, оскільки не всі кольори, які сприймаються оком, можна отримати, змішуючи три кольори
R, G і B. Тому у колориметрії використовують складніші, але точніші діаграми.
Література
1. Миннарт М. Свет и цвет в природе. – М Физматгосиздат, 1958.
2. Шаронов В. Свет и цвет. – М ГИФМЛ, 1961 – 311 с.
3. Хеджкоу Д. Искусство цветной фотографии. – М Планета, 1988.

Акустична спектроскопія водних розчинів ПЕО 1500

Ростислав Павелко, Олександр Приходько,
Василь Коломієць, Віталій Прокопенко
У роботі представлено результати експериментальних досліджень густини, в’язкості, швидкості поширення і поглинання звуку у розплаві
ПЕО-1500 та водних розчинів на його основі. Досліджувалися розчини з концентраціями 80, 75, 60, 50 40 і 25 мас. % ПЕО у воді. Вимірювання проводились від температури плавлення до 353 К для ПЕО та розчинів 80 і
75 %, і у інтервалі температур 283÷353 К для розчинів 25 – 60 %. Швидкість звуку вимірювали імпульсно-фазовим методом на частоті
15 МГц. Амплітудний коефіцієнт поглинання досліджували у інтервалі частот 5 ÷ 75 МГц. Густину вимірювали пікнометричним методом з похибкою ±0,1%, в’язкість – капілярним віскозиметром з похибкою 2 %. Вимірювання проводили за методиками описаними у [1, 2]. Результати досліджень представлено у табл.1. Аналіз експериментальних даних показав, що як густина, такі в’язкість досліджених розчинів зменшується при зменшенні вмісту ПЕО у розчині. Температурні залежності густини у досліджуваному інтервалі


Полтавський державний педагогічний університет імені В.Г. Короленка, 15 травня 2008 р.
носять лінійний характер для усіх розчинів, крім 25%. В’язкість розчинів різко знижується при підвищенні температури. Особливо різкий її спад спостерігається поблизу температури тверднення. Для концентраційної залежності швидкості звуку спостерігається максимуму той час, як температурні залежності швидкості носять лінійний характер. Дослідження амплітудного коефіцієнта поглинання вказують на наявність у досліджуваному нами інтервалі частоті температур релаксаційного процесу. Отже акустичний спектр досліджених розчинів складається із однієї простої області дисперсії. На основі даних про густину, зсувні в’язкості і швидкості звуку були розраховані величини поглинання, обумовленого зсувною в’язкістю модуль адіабатичної стисливості та класичне поглинання. за допомогою формул [1, 2 ,3]:
2 3
26.3
ęë
S
f
c

 

,
2
K
c


,


2 2
3 8
3
ęë
S
f
c

 


Результати проведених розрахунків представлено у табл.1.
Таблиця 1
Температурні залежності густини, в’язкості та швидкості поширення
звуку в ПЕО 1500 та його водних розчинах
T, K
ρ,10
3
кг/м
3

η
S
, 10
-3
Пас
с, мс
К, 10
-9
Нм ПЕО
323 1,1017 97,6 1503 2,49 6,7 333 1,0936 65,0 1470 2,36 4,9 343 1,0855 44,6 1444 2,26 3,6 353 1,0774 31,2 1410 2,14 2,7 80 % ПЕО
305.2 1,1138 122,3 1674 3,12 6,2 313 1,1070 79,4 1638 2,97 4,3 323 1,0988 50,6 1596 2,8 2,9 333 1,0895 33,0 1555 2,63 2,1 343 1,0807 22,1 1512 2,47 1,6 353 1,0719 15,2 1469 2,4 1,1 50 % ПЕО
283 1,0994 69,2 1829 3,68 2,7 293 1,0916 39,9 1797 3,53 1,6 303 1,0839 23,6 1765 3,38 1,0 313 1,0761 15,6 1733 3,23 0,7 323 1,0683 10,5 1701 3,09 0,5 333 1,0605 7,4 1669 2,95 0,4 343 1,0527 5,8 1637 2,82 0,3 25 %ПЕО
293 1,0439 6,4 1676 2,93 0,34 303 1,0393 4,2 1672 2,90 0,23 313 1,0376 3,1 1663 2,87 0,15 323 1,0285 2,4 1658 2,83 0,13 333 1,0224 1,8 1642 2,76 0,10 343 1,0159 1,4 1622 2,67 0,86


Звітна наукова конференція викладачів, аспірантів, магістрантів і студентів фізико-математичного факультету
137
Дослідження амплітудного коефіцієнта поглинання вказують на наявність у досліджуваному нами інтервалі частоті температур релаксаційного процесу. Акустичний спектр досліджених розчинів складається із однієї області дисперсії.

Література
1. Руденко О.П., Сперкач В.С. Експериментальні методи визначення поглинання звуку в рідинах Методичні рекомендації для студентів фізичних спеціальностей. – Полтава, 1992. – 68 с.
2. Чолпан ПФ, Гаркуша Л. Н. Экспериментальные методы определения плотности и вязкости жидкостей: Метод. рекомендации для студентов физических специальностей вузов. – К, 1987. – 20 с.
3. Михайлов И. Г, Соловьёв В. А, Сырников Ю. П. Основы молекулярной акустики.
– Мс

Проблемне введення елементів біофізики
в старшій школі

Наталія Піддубна
Одним зважливих завдань сучасної старшої школи є формування в учнів загальної картини світу в її єдності та багатогранності. Уявлення про цілісну картину світу формується за допомогою прийомів внутрішньопредметної та міжпредметної інтеграції [4]. Під впливом негативних наслідків діяльності людини на природу змінилася світоглядна орієнтація в науці з антропоцентризму на антропокосмізм, що спричинило виникнення науки біоніки, яка вивчає можливість застосування біологічних закономірностей у техніці для підвищення якості і розширення функцій систем машин, приладів. Інженерні задачі стали розв’язуватись на основі аналізу структури і життєдіяльності організмів. Тому дуже важливо ознайомити школярів з основними тенденціями розвитку сучасної біофізики. Так, наприклад, творець класичної фізики Ісаак Ньютоні поет Іоганн Вольфганг Гете, любитель і гість науки, як він себе називав, що народився через 22 роки після смерті Ньютона. Яке відношення ці дві людини мають один до одного Який слід вони могли залишити в історії біофізики Мало кому, а особливо з учнів, відомо, що Гете і Ньютон вивчали з різних сторін проблему кольору. Гете досліджував біофізику кольорового бачення, Ньютон – фізику зовнішніх оптичних подразників, що викликають відчуття кольору [1]. Щоб самостійно існувати, біологія повинна визначити свій предмет дослідження, провести межу між живим і неживим. Фізика та біологія у
ХІХ столітті – дві самостійні і незалежні науки.


Полтавський державний педагогічний університет імені В.Г. Короленка, 15 травня 2008 р.
Біофізика зараз переживає етап бурхливого розвитку, перетворюється в теоретичну основу сучасної біології – науку, що вивчає фізичні механізми і явища нарізних рівнях структурної організації живих систем. Встановлення міжпредметних зв’язків між фізикою і біологією дає великі можливості для формування особистості, яка матиме уявлення про цілісну сучасну картину світу. Взявши підручники для старшої школи з фізики, можна звернути увагу, що в них міститься дуже мало інформації про природу, пояснення природних явищ, біологічних процесів мовою фізики. Дуже багато тем підручників зводиться до суто математичного і абстрактного пояснення. Тому часто вчитель наштовхується на проблему нерозуміння дітьми багатьох фізичних явищ саме через те, що вони не пов’язують фізику з природою, біологією, хімією. Зв’язок фізики та біології більше представляється як вплив безпосередньо фізики, фізичних явищ (електричного струму, магнітного поля, електромагнітних випромінювань тощо) наживі організми, але дуже мало показано, щоці науки взаємно доповнюють одна одну, не розкривається їх органічна єдність. З метою перевірки знань учнів з біофізики і виявленням проблемних питань, було проведено констатуючий експерименту школах міста Полтави. Він проходив у два етапи. Завданням першого етапу було виявити рівень засвоєння учнями знань з біофізики. В результаті було виявлено, що учні добре орієнтуються в завданнях репродуктивного характеру, але допускають помилки у процесі розв’язування якісних задач. Причина цього вбачається втому, що інформацію, втому числі і біофізичного змісту, учні можуть отримати не лишена уроці, але і із інших джерел. Це наводить на думку, що елементи біофізики на уроках фізики слід вводити не інформативно, а проблемно. З метою перевірки гіпотези була проведена друга серія експериментів. В результаті формуючого експерименту вдалося виявити, що учні з більшою зацікавленістю бралися за виконання завдань, активно намагалися обговорити свої думки і припущення. А знання, набуті у такий спосіб, є міцними. Розглянемо приклади проблемних ситуацій, які були запропоновані учням старшої школи. Вони описані авторами [3, 2]. Десятикласники вже мають досить знань, щоб вирішувати більшість проблем самостійно. Цікавий приклад з біології стимулює учнів до необхідності розв’язку цієї проблеми На висоту більше 19 км людина не може піднятися без спеціального костюму, і річне лише в малій кількості кисню в повітрі націй висоті Можна запропонувати учням зробити фронтальний експеримент в шприц з запаяним кінцем для голки наливають на ¼ об’єму воду і різко піднімають поршень – вода закіпа (з’являється багато бульбашок. Чому


Звітна наукова конференція викладачів, аспірантів, магістрантів і студентів фізико-математичного факультету
139
Таке поетапне введення в проблемну ситуацію сприяє розвитку мислення учнів, появи і формуванню пізнавального інтересу. Вивчаючи шкалу електромагнітних випромінювань в 11 класі, можна розповісти учням про орієнтацію ямкоголових змій до цього сімейства відносять такі ядовиті види, як гримуча змія, яка полює вночі на теплокровну здобич. На відстані півметра змія відчуває коливання водну десяту градуса Причому ця система працює незалежно від інших органів змії. Вчені позбавили змію слуху, зору і нюху і піднесли до неї ввімкнену лампочку (про всяк випадок обгорнули її в чорний папір. Змія миттєво накинулася на неї, причому, коли змії піднесли незасвічену лампочку також загорнуту в чорний папір, змія продовжувала нерухомо лежати. Обговорення проблеми призводить учнів до наступних висновків
-
Будь-яке, навіть слабо нагріте тіло дає випромінювання, на яке не реагують органи відчуттів людини.
-
Ямкоголові змії та інші представники тваринного світу мають приймачі теплового випромінювання, яке називають інфрачервоним випромінюванням. Біофізичний матеріал концентрує увагу дітей, розвиває навички застосування одержаних теоретичних знань на практиці та в нестандартних ситуаціях. Для більшості дітей біофізичні приклади можуть слугувати засобом розвитку пізнавальних можливостей у фізиці та біології. В результаті тривалої еволюції природа створила на Землі величезну скарбницю, в якій не перерахувати дивовижних творінь, що відрізняються доцільністю, гармонічністю будови організму, здатного дивним чином реагувати на найменші зміни зовнішнього середовища. Чи не диво, що деякі риби відчувають стомілліардні долі пахучої речовини в 1 м води. Це рівносильне тому, що відчути присутність трьох ложок такої речовини в Аральському морі. Чорний тарган бачить радіацію, а деякі мікроби реагують на найменші її зміни. Маленький коник здатний реагувати на коливання, амплітуда яких рівна половині діаметра атома водню. Можна наводити ще безліч таких прикладів, але якщо вчитель ще на початку вивчення учнями науки фізики покаже, що світ – це єдність і різноманітність властивостей живої і неживої природи, то можна говорити, що він виховує всебічно розвинену особистість. Однак, як показали дослідження, забезпечити розвиток творчої самостійності учнів може лише відповідна система спеціально зроблених проблемних ситуацій по кожній темі з урахуванням індивідуальних можливостей.

Література
1. Иваницкий ГР. Мир глазами биофизика. – М Педагогика, 1985. – 128 с.
2. Никулин В. М. От чудес природы – к чудесам техники. – Днепропетровск:
Проминь, 1988.– 166 с.


Полтавський державний педагогічний університет імені В.Г. Короленка, 15 травня 2008 р.

140 3. Увицкая Е. С. Использование биологического материала на уроках физики //
Физика. – 2002. – №31. – С. 1–2, 13.

Методика викладання загальної фізики в гімназії
політехнічний аспект
Микола Касяненко, Діана Гавриленко

Загальна демократизація нашого суспільства відкриває небувалі горизонти в підготовці учнів, атому вимагає нового творчого підходу до викладання загальної фізики, об’єктом дослідження якої є явища природи навколишнього світу, побуту та технічні досягнення. Ми глибоко переконані, що навчання в загальноосвітніх закладах – школах, ліцеях, гімназіях – має бути передусім політехнічним. Але, ознайомлюючи учнів з основними принципами найважливіших виробничих процесів і даючи їм навички роботи з найпростішими механізмами в різних галузях виробництва, слід пам’ятати, що методика уроків з елементами політехнічного навчання набуває деяких особливостей. Вивчення фізичних явищ не завершується їх дослідним демонструванням, а є підставою для розгляду їх застосування. При цьому можна використовувати інтерактивні дошки, а також найсучасніші комп’ютерні технології. Для кращого усвідомлення, поглиблення й закріплення фізичного змісту явища або поняття, зв’язку чи закономірності можна використовувати різні технічні ілюстрації, наводити приклади сучасних досягнень у галузі комп’ютерних технологій, енергетики, машинобудування, транспорту, зв’язку. Однак такий процес навчання є віртуальним і не зовсім сприяє, на нашу думку, формуванню практичних навичок. Розглянемо, наприклад, із курсу фізики для 11 класу тему Змінний електричний струм, при викладанні якої ми неминуче маємо висвітлити поняття фази коливань та різниці фаз між коливанням сили струму і напруги. Оскільки в цій темі окремо розглядаються активний та реактивний опори з їхніми властивостями, то теоретичний виклад такого матеріалу на першому етапі доцільно закріпити, розв’язуючи серію задач, користуючись одним із відомих способів – методом векторних діаграм.

Задача №1
Побудувати векторну діаграму для кола з послідовним з’єднанням котушки і резистора та знайти повний опір цього кола. Визначити зсув фаз. Параметри елементів кола і частоту коливань напруги джерела струму вважати заданими.
Розв’язок:


Звітна наукова конференція викладачів, аспірантів, магістрантів і студентів фізико-математичного факультету
141
R; L;

Z – ?

– ? Зобразимо електричне коло згідно з умовою задачі (мала. Котушка L є ідеальною, тому вона має тільки індуктивний опір
Х
L
. Оскільки опори Х
L та R різні за своєю природою із єднані послідовно, то напруга на всій ділянці завжди менша за суму напруг на кожному опорі U < U
L
+ U
R
. Побудуємо векторну діаграму (мал. б.
L
R
U
U
U


2
L
2
R
2
U
U
U


2
L
2 2
2 2
2
X
I
R
I
Z
I



2 2
2 2
2
L
2
)
L
2
(
R
)
L
(
R
X
R
Z








;
(
)
2
L
R
L
tg
U U
IX IR
L R
L R



 



;


2
arctg
L R


 
Відповідь:
2 2
)
L
2
(
R


;
2
arctg
L R


Задача №2
Побудувати векторну діаграму для кола з паралельним з’єднанням конденсатора і резистора та знайти повний опір цього кола. Визначити зсув фаз. Параметри елементів кола і частоту коливань напруги джерела струму вважати заданими.
Розв’язок:
С; R;

Z – ?

– ? Зобразимо електричне коло згідно з умовою задачі (мала. Оскільки опори X
С та R різні за своєю природою із єднані паралельно, то сила струму на всій ділянці завжди менша за суму сил струму, що протікають через кожний опір I < I
C
+ I
R
. Побудуємо векторну діаграму (мал. б.
R
C
I
I
I


;
2
R
2
C
2
I
I
I


;
;
R
U
X
U
Z
U
2 2
2
C
2 2
2



2 2 2 2
1 1
;
Z
c
R





2 2 2 2
2 1
1
Z
c R
R



;
2 2 2
2 1
(2
)
1
Z
R
c R
R
cR



 

;
2
C
R
C
tg
I I
UR X U
R c R
c







; Відповідь
2
(2
)
1;
R
cR


arctg cR
2

На другому етапі вивчення теми корисно здійснити демонстраційний експеримент. Так, із допомогою двоканального найпростішого комутатора та шкільного осцилографа можна продемонструвати зсув фаз між коливаннями струму та напруги в різноманітних випадках.


Полтавський державний педагогічний університет імені В.Г. Короленка, 15 травня 2008 р.
На третьому етапі неминуче виникає питання практичного значення матеріалу вивченої теми. Його можна реалізувати, спираючись на формулу потужності в колі змінного струму

cos
UI
P

, де

– зсув фаз між коливаннями струму та напруги, а множник

cos
є коефіцієнтом потужності. В електричному колі він характеризує втрати енергії, а отже, залишається найважливішою характеристикою, наприклад, для проектування ліній електропередачі змінного струму. Якщо навантаження в колі мають великі ємнісні або індуктивні опори, то
0


і

cos може бути набагато менший від одиниці. У цих випадках, щоб передавати потрібну потужність, необхідно збільшити силу струму, що призводить до виділення в колі великої кількості теплоти. Тому доводиться або збільшувати переріз проводів, або так розподіляти навантаження, щоб

cos максимально наближався до одиниці. Проектуючи лінії електропередачі, треба прагнути до підвищення коефіцієнта потужності, а це однозначно відображається на рентабельності енергетичних систему цілому. Подібна технічна задача виникає в колах трифазного змінного струму приз єднанні елементів кола зіркою чи трикутником. Узагалі, політехнічний аспект викладання фізики постійно змушує вчителя творчо працювати, шукати ефективні прийоми і методи навчання. Але з урахуванням специфіки теоретичного матеріалу перевагу, очевидно, слід надавати методові інтригуючого експерименту за такою схемою Крім інтригуючого експерименту, варто, на нашу думку, використовувати і метод евристичної бесіди, яка дає змогу вчителеві фізики керувати самостійною пізнавальною діяльністю учнів, процесом творчого засвоєння знань, виробленням необхідних умінь і навичок, аналізувати фізичні явища природи. Метод евристичної бесіди дозволяє під час проведення уроків із загальної фізики підтримувати тісний інтелектуальний взаємозв’язок між учителем і кожним учнем Без усякого сумніву, такі методи роботи створюють ситуацію, за якої педагог виступає не лектором, котрий викладає істину в останній інстанції, а людиною, яка шукає істину разом із учнями. Отже, цей принцип передбачає демократизацію навчання, коли молодь, яка вчиться, стає творцем своїх знань.
Проблема
Учитель
Учень
Експеримент
Класичний
Індивідуально-якісний
1.

Цього не може бути.
2.

У цьому щось є.
3.

Це ж усім відомо.


Звітна наукова конференція викладачів, аспірантів, магістрантів і студентів фізико-математичного факультету
143
Виняткова роль на уроках загальної фізики, які викладаються в політехнічному руслі, належить проблемним ситуаціям, що передбачають активне введення учнів у суть вузлових питань фізичної науки через організацію інтелектуальних утруднень на основі вже набутих знань (у попередніх класах) і саме цим збуджують пізнавальний інтерес в учнів, бажання знайти правильне рішення за допомогою розкриття внутрішніх логічних зв’язків між окремими поняттями, фізичними явищами в природі. Проблемні завдання створюють таку оптимізацію навчального процесу яка дає змогу врахувати фактор часуй активізує самостійну роботу учнів (вони заздалегідь до наступного уроку готові відповісти на проблемне питання, поставлене в кінці попереднього уроку, як розв’язується ними за рахунок випереджаючого навчання.
Будь-яка демократія, і демократія в навчанні, зумовлює можливість обговорення різних позицій, альтернативних поглядів, терпимість до іншого, навіть помилкового, судження (Не забороняти дітям висловлюватися з будь-якого питання, а, навпаки, уважно, з повагою ставитися до висловленої учнем думки. В умовах творчого пошуку потрібної відповіді знаходить своє належне місце досить продуктивний прийом блокування фізичного матеріалу (Фотоефект, Змінний струм, за допомогою якого сума фізичних понять, принципів і закономірностей сприймається як елементи чи ознаки цілісної системи. Такий метод викладання фізичного матеріалу ефективний безпосередньо на уроках- лекціях. Кожен урок даного типу вимагає такої побудови і темпу, щоб учні могли робити конспекти у вигляді чітко сформульованих положень, висновків і підсумків. Викладаючи новий матеріал із загальної фізики, слід пам’ятати, що використання яскравих прикладів з історії науки і техніки як ілюстрації тісного зв’язку між розвитком науки і потребами виробництва) сприяє підвищенню рівня і якості уроку. При цьому увага учнів зосереджується на предметі вивчення і вони починають розуміти виняткову важливість практичного значення цієї науки. Досить часто знаходить своє ефективне застосування комбінований урок, на якому особливо доцільно використовувати такі методи контролю знань, як робота всіх учнів класу за індивідуальними завданнями (шаблони, картки За вибором учителя. За вибором учнів, але з диференціюючим завданням.
3.
Комп’ютерні програми. Ефективні наслідки в підвищенні знань учнів з фізики дають і уроки- колоквіуми, на яких також варто створити ситуацію дослідницького підходу до фізичних явищі фактів. При цьому проблемна ситуація, яка, безумовно, можлива і для такого типу уроку, створить умови не тільки для чіткого висловлення думки, суворої логіки доказів, алей сприяє ефективному використанню емоційних моментів (в основному


Полтавський державний педагогічний університет імені В.Г. Короленка, 15 травня 2008 р.
інтелектуального характеру, створить невимушену атмосферу для творчої дискусії. У цьому випадку треба дбати, щоб емоції, роблячи переконливим і яскравим зміст уроку, впливали на почуття і думки учнів, на формування в них потрібного переконання. Це проблема виконавчого характеру – використання емоцій з метою виховання учнів через викладання матеріалу з фізики.


Поділіться з Вашими друзьями:
1   ...   12   13   14   15   16   17   18   19   ...   34


База даних захищена авторським правом ©divovo.in.ua 2017
звернутися до адміністрації

войти | регистрация
    Головна сторінка


загрузить материал