Imię i nazwisko autora:

Józef Ginter

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Interferencja fal wysyłanych przez identyczne źródła

Grupa docelowa:

III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres rozszerzony

Podstawa programowa:

Cele kształcenia - wymagania ogólne
III. Planowanie i przeprowadzanie obserwacji lub doświadczeń oraz wnioskowanie na podstawie ich wyników.
Zakres rozszerzony
Treści nauczania - wymagania szczegółowe
I. Wymagania przekrojowe Uczeń:
10) przeprowadza wybrane obserwacje, pomiary i doświadczenia korzystając z ich opisów; planuje i modyfikuje ich przebieg; formułuje hipotezę i prezentuje kroki niezbędne do jej weryfikacji;
X. Fale i optyka. Uczeń:
10) stosuje zasadę superpozycji fal; wyjaśnia zjawisko interferencji fal; podaje warunki wzmocnienia oraz wygaszenia się fal;

Kształtowane kompetencje kluczowe:

Zalecenie 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. odróżnia fale harmoniczne od fal o bardziej złożonych kształtach przebiegów czasowych.

2. wykonuje doświadczenie pokazujące interferencję fal dźwiękowych i analizuje jego wyniki.

3. stosuje zdobytą wiedzę w celu wyznaczenia spodziewanych wyników nakładania się fal z różnych źródeł, a następnie ocenia słuszność swoich przewidywań.

Strategie nauczania:

strategia eksperymentalno‑obserwacyjna

Metody nauczania

- pogadanka,
- pokaz multimedialny,
- analiza pomysłów.

Formy zajęć:

- wykład,
- praca grupowa.

Środki dydaktyczne:

Projektor multimedialny, komputer z podłączonymi dwoma głośnikami. Ewentualnie oscyloskop i różne instrumenty, w tym organy elektryczne.

Materiały pomocnicze:

e‑materiał „Na czym polega zasada superpozycji fal?”,
materiały internetowe: generator akustyczny (np. wpisując w wyszukiwarce „generator akustyczny online”, grafiki przedstawiające przebiegi czasowe (np. wpisując w wyszukiwarce „acoustic wave shape flute”).

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Nauczyciel przedstawia zagadnienia nakładania się dźwięków organów elektrycznych dobywających się z dwóch głośników, zadając pytanie, jaki będzie spodziewany wynik ich nałożenia. Propozycje uczniów zostają hasłowo zapisane na tablicy (np. „głośniej z dwóch niż z jednego głośnika” ...)

Faza realizacyjna:

1. Zapisy czasowe dla różnych instrumentów. Jeśli jest taka możliwość - nauczyciel z pomocą uczniów może wykonać własny zapis na oscyloskopie, jeśli nie - przykładowe zapisy można znaleźć wpisując w wyszukiwarce internetowej „acoustic wave shape flute”. Uczniowie opisują jakościowo, czym różni się kształt fali z różnych instrumentów i jak wyglądałby ten zapis dla fal harmonicznych, których niezłym źródłem mogą być proste organy elektryczne.

2. Doświadczenie. Nauczyciel przedstawia oprogramowanie (jeśli nie posiada własnego, można je znaleźć wpisując w wyszukiwarce internetowej hasło „generator akustyczny online”), które zostanie wykorzystane jako generator fal harmonicznych i tłumaczy przebieg doświadczenia zgodny z opisanym w tekście e‑materiału. Uczniowie przygotowują i wykonują doświadczenie, wykorzystując smartfon jako detektor do zapisu dźwięku i obrazu. Wynik nagrania zostaje przeanalizowany przez uczniów.

3. Wyjaśnienie. Nauczyciel przedstawia animację i w formie pogadanki wyjaśnia sposób powstawania wzmocnień i wygaszeń fali.

Faza podsumowująca:

Uczniowie sprawdzają, które przewidywania zgłoszone w fazie wprowadzającej się potwierdziły.
Uczniowie rozwiązują zadanie 6.

Praca domowa:

W domu uczniowie mają wykonać zadania 1‑5 oraz 7‑8.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium:

Animacja służy do wykorzystania na lekcji oraz do powtórzenia wiadomości w domu.