Imię i nazwisko autora:

Józef Ginter, Michał Kurek

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Efekt Dopplera i jego zastosowanie

Grupa docelowa:

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

Podstawa programowa

Cele kształcenia – wymagania ogólne
I. Wykorzystanie pojęć i wielkości fizycznych do opisu zjawisk oraz wskazywanie ich przykładów w otaczającej rzeczywistości.
II. Rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem praw i zależności fizycznych.

Zakres podstawowy
Treści nauczania – wymagania szczegółowe
I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
14) przeprowadza obliczenia i zapisuje wynik zgodnie z zasadami zaokrąglania oraz zachowaniem liczby cyfr znaczących wynikającej z dokładności pomiaru lub z danych;
15) wyodrębnia zjawisko z kontekstu, nazywa je oraz wskazuje czynniki istotne i nieistotne dla jego przebiegu.
IX. Fale i optyka. Uczeń:
4) analizuje efekt Dopplera dla fal w przypadku, gdy źródło lub obserwator poruszają się znacznie wolniej niż fala; podaje przykłady występowania tego zjawiska.

Zakres rozszerzony
Treści nauczania – wymagania szczegółowe
I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
16) przeprowadza obliczenia i zapisuje wynik zgodnie z zasadami zaokrąglania oraz zachowaniem liczby cyfr znaczących wynikającej z dokładności pomiaru lub z danych;
19) wyodrębnia zjawisko z kontekstu, nazywa je oraz wskazuje czynniki istotne i nieistotne dla jego przebiegu.
IX. Fale i optyka. Uczeń:
13) analizuje efekt Dopplera dla fal w przypadku, gdy źródło lub obserwator poruszają się znacznie wolniej niż fala; podaje przykłady występowania tego zjawiska.

Kształtowane kompetencje kluczowe:

Zalecenia Parlamentu Europejskiego i Rady UE z 2018 r.:

• kompetencje w zakresie rozumienia i tworzenia informacji,

• kompetencje cyfrowe,

• kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii,

• kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się.

Cele operacyjne:

Uczeń:

1. zdefiniuje widma emisyjne i absorpcyjne;

2. opisze widmo emisyjne Słońca;

3. wyjaśni, na czym polega efekt Dopplera;

4. zastosuje efekt Dopplera do obliczenia prędkości gwiazd względem Ziemi.

Strategie nauczania

strategia eksperymentalno‑obserwacyjna - dostrzeganie i definiowanie problemów oraz odkrywanie rzeczywistości poprzez eksperymenty

Metody nauczania

pogadanka, wykład informacyjny

Formy zajęć:

praca indywidualna

Środki dydaktyczne:

projektor multimedialny

Materiały pomocnicze:

e‑materiał „Zastosowanie efektu Dopplera w astronomii”

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Nauczyciel prosi uczniów o przypomnienie wiadomości na temat efektu Dopplera dla fal mechanicznych oraz pyta o jego przejawy i zastosowania w codziennym życiu (na przykład w diagnostyce medycznej, technice i wykorzystanie przez niektóre zwierzęta). Wspomina, że ten sam efekt występuje także dla fal elektromagnetycznych.

Faza realizacyjna:

Nauczyciel zapoznaje uczniów z widmem emisyjnym i absorpcyjnym kilku pierwiastków oraz widmem Słońca. Następnie prosi uczniów o połączenie tych informacji z efektem Dopplera. Podaje wzór na długość fali światła obserwowanego λlambdaȹ w czasie ruchu źródła. Wprowadza pojęcie prędkości radialnej i prosi uczniów o samodzielne wyznaczenie tej wielkości (wyprowadzenie wzoru (2) z części „Warto przeczytać”).
Uczniowie zapoznają się z grafiką i wykonują polecenie tam zawarte.

Faza podsumowująca:

W ramach utrwalenia zdobytych wiadomości i zrozumienia efektu Dopplera uczniowie rozwiązują zadania 1, 3, 4 i 7 z zestawu ćwiczeń e‑materiału.

Praca domowa:

W celu powtórzenia i utrwalenia wiadomości dotyczących zastosowania efektu Dopplera uczniowie rozwiązują zadania: 2, 5 i 8 z zestawu ćwiczeń .

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium

Z grafiką interaktywną uczniowie mogą zapoznać się w ramach pracy domowej.