Imię i nazwisko autora:

Przemysław Michalski 

Przedmiot:

fizyka 

Temat zajęć:

Jak obliczyć energię jonizacji w atomie wodoru?

Grupa docelowa:

III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres podstawowy i rozszerzony 

Podstawa programowa:

Cele kształcenia – wymagania ogólne
II. Rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem praw i zależności fizycznych.

Zakres podstawowy
Treści nauczania – wymagania szczegółowe
I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
6) tworzy teksty, tabele, diagramy lub wykresy, rysunki schematyczne lub blokowe dla zilustrowania zjawisk bądź problemu; właściwie skaluje, oznacza i dobiera zakresy osi;
14) przeprowadza obliczenia i zapisuje wynik zgodnie z zasadami zaokrąglania oraz zachowaniem liczby cyfr znaczących wynikającej z dokładności pomiaru lub z danych.
X. Fizyka atomowa. Uczeń:
5) opisuje zjawiska jonizacji, fotoelektryczne i fotochemiczne jako wywołane tylko przez promieniowanie o częstotliwości większej od granicznej. 

Zakres rozszerzony
Treści nauczania – wymagania szczegółowe
I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
6) tworzy teksty, tabele, diagramy lub wykresy, rysunki schematyczne lub blokowe dla zilustrowania zjawisk bądź problemu; właściwie skaluje, oznacza i dobiera zakresy osi;
16) przeprowadza obliczenia i zapisuje wynik zgodnie z zasadami zaokrąglania oraz zachowaniem liczby cyfr znaczących wynikającej z dokładności pomiaru lub z danych.
XI. Fizyka atomowa. Uczeń:
7) opisuje zjawiska jonizacji, fotoelektryczne i fotochemiczne jako wywołane tylko przez promieniowanie o częstotliwości większej od granicznej. 

Kształtowane kompetencje kluczowe:

Zalecenia 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. objaśnia strukturę atomu,

2. tłumaczy, na czym polega jonizacja atomu,

3. wyznacza i interpretuje wartość energii jonizacji w atomie wodoru.

Strategie nauczania:

blended learning

Metody nauczania:

wykład, prezentacja

Formy zajęć:

praca indywidualna, praca w grupach

Środki dydaktyczne:

tablica, komputer z rzutnikiem

Materiały pomocnicze:

-

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Nauczyciel wprowadza pojęcie jonizacji atomu. Opowiada, z czego wynika wartość energii jonizacji (z oddziaływań elektrycznych między elektronami i jądrem oraz kwantowych oddziaływań między elektronami, wyjaśnianych przez fizykę współczesną). Nauczyciel wzbudza ciekawość uczniów stwierdzeniem, że istnieje jeden atom, którego energię jonizacji są oni w stanie policzyć, nawet bez znajomości fizyki kwantowej. Jest to atom wodoru, zawierający jeden elektron, który „nie ma z kim” oddziaływać kwantowo.

Faza realizacyjna:

Uczniowie oglądają animację prezentującą model atomu wodoru. Uczniowie przypominają założenia Bohra i przy pomocy nauczyciela „przekształcają je” na język matematyki. Następnie, nauczyciel, prosi chętnego ucznia (lub uczniów – pracę można wykonać etapami) o doprowadzenie początkowych równań do ostatecznego wyniku i przeprowadzenie obliczeń w celu wyznaczenia energii elektronu, promienia orbity atomu wodoru i prędkości.

Faza podsumowująca:

Przypisanie sensu otrzymanym wielkościom – promień orbity elektronu jest jednocześnie promieniem atomu wodoru. Energia elektronu wzięta z przeciwnym znakiem odpowiada energii jonizacji.
Czas na dodatkowe pytania i wątpliwości uczniów.
Uczniowie, w grupach, rozwiązują zadania 5, 6, 7 z zestawu ćwiczeń.

Praca domowa:

Jako kontynuację zagadnień z lekcji nauczyciel prosi uczniów o dalsze poszerzenie swojej wiedzy dotyczące energii jonizacji przy wykorzystaniu e‑materiału oraz rozwiązanie pozostałych zadań z zestawu ćwiczeń.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium

Multimedium można również wykorzystać do samodzielnej pracy ucznia w metodzie flipped classroom.