Imię i nazwisko autora:

Aleksandra Fijałkowska

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Jak definiujemy foton i jego energię?

Grupa docelowa:

III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres rozszerzony

Podstawa programowa:

Cele kształcenia - wymagania ogólne
I. Wykorzystanie pojęć i wielkości fizycznych do opisu zjawisk oraz wskazywanie ich przykładów w otaczającej rzeczywistości.
Zakres rozszerzony
Treści nauczania - wymagania szczegółowe
I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
1) przedstawia jednostki wielkości fizycznych, opisuje ich związki z jednostkami podstawowymi; przelicza wielokrotności i podwielokrotności;
3) prowadzi obliczenia szacunkowe i poddaje analizie otrzymany wynik;
XI. Fizyka atomowa. Uczeń:
2) opisuje dualizm korpuskularno‑falowy światła; wyjaśnia pojęcie fotonu oraz jego energii.

Kształtowane kompetencje kluczowe:

• 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. wyjaśni, że foton jest cząstką przenoszącą porcje energii promieniowania elektromagnetycznego;

2. porówna wartości energii fotonów dla różnych rodzajów promieniowania elektromagnetycznego;

3. wyznaczy energie fotonów światła zielonego i fal radiowych.

Strategie nauczania:

IBSE (Inquiry‑Based Science Education)

Metody nauczania:

Pogadanka

Formy zajęć:

Praca indywidualna

Środki dydaktyczne:

Projektor i komputer lub tablety do dyspozycji uczniów

Materiały pomocnicze:

Widmo fal elektromagnetycznych

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Wprowadzenie uczniów do dualnej natury promieniowania elektromagnetycznego na podstawie światła widzialnego. Przypomnienie o zjawisku interferencji jako przykładu falowej natury światła oraz o efekcie fotoelektrycznym, którego nie sposób wyjaśnić na gruncie teorii falowej.

Faza realizacyjna:

Nauczyciel wprowadza pojęcia fotonu, jako cząstki elementarnej transportującej pojedynczą porcję energii promieniowania elektromagnetycznego. Ważne jest podkreślenie faktu, że energia składa się ze skończonych porcji - kwantów.
Nauczyciel przedstawia wzór E = hf na energię fotonu w zależności od częstotliwości (zgodnie z częścią „Przeczytaj”), wyjaśnia znaczenie symboli użytych we wzorach.
Nauczyciel wprowadza jednostkę elektronowolt jako alternatywną jednostkę energii.
Uczeń zapoznaje się z grafiką interaktywną oraz energiami fotonów w różnych obszarach widma promieniowania elektromagnetycznego zgodnie z poleceniami z materiału interaktywnego.
Uczeń wykorzystuje wzór E = hf do wyznaczenia energii fotonu promieniowania radiowego o częstotliwości f = 92,4 MHz
Nauczyciel wprowadza wzór E = hc/$\lambda$ na energię fotonu w funkcji długości fali w próżni.
Uczeń wyznacza energię fotonów emitowanych przez laserowy wskaźnik helowo‑neonowy (wskaźnik czerwony) i porównuje ją z energiami fotonów dla światła widzialnego w grafice interaktywnej.

Faza podsumowująca:

W ramach zastosowania zdobytej wiedzy uczniowie rozwiązują zadania 2, 3, 5 i 8 z części „Sprawdź się”.

Nauczyciel ocenia pracę uczniów rozwiązujących zadania dając im informację zwrotną odnośnie ich wiedzy i umiejętności.

Praca domowa:

W ramach pracy domowej nauczyciel zadaje pracę pisemną w postaci zadań 1, 4 i 7 z części „Sprawdź się”.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium:

Grafika interaktywna może zostać wykorzystana do zaprezentowania jaką energię przyjmują fotony z różnych zakresów widma promieniowania elektromagnetycznego. Ponadto grafika ugruntowuje wiedzę uczniów o samym widmie i rodzajach promieniowania elektromagnetycznego.