Imię i nazwisko autora:

Jerzy Ginter i Michał Kurek

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Interferencja fal

Grupa docelowa:

III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres rozszerzony

Podstawa programowa:

Cele kształcenia – wymagania ogólne
II. Rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem praw i zależności fizycznych.
III. Planowanie i przeprowadzanie obserwacji lub doświadczeń oraz wnioskowanie na podstawie ich wyników.

Zakres rozszerzony
Treści nauczania – wymagania szczegółowe
I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
11) opisuje przebieg doświadczenia lub pokazu; wyróżnia kluczowe kroki i sposób postępowania oraz wskazuje rolę użytych przyrządów i uwzględnia ich rozdzielczość;
19) wyodrębnia zjawisko z kontekstu, nazywa je oraz wskazuje czynniki istotne i nieistotne dla jego przebiegu.
X. Fale i optyka. Uczeń:
20) doświadczalnie:
c) obserwuje zjawisko interferencji fal.

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. tłumaczy, kiedy fale wzmacniają się maksymalnie oraz kiedy się wygaszają

2. stosuje zasadę superpozycji,

3. opisuje, w jaki sposób interferują dźwięki,

4. analizuje oraz interpretuje obraz powstający poprzez oświetlenie wąskiej szczeliny laserem.

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:

laser, płytka z podwójną szczeliną do interferencji, siatka dyfrakcyjna, dwa głośniki, generator dźwięków, mikrofon podłączony do urządzenia wyświetlającego wykres odbieranych dźwięków (np. oscyloskop)

Materiały pomocnicze:

e‑materiał „Badanie zjawiska interferencji fal”

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Nauczyciel inicjuje dyskusję mającą na celu przypomnienie wiadomości na temat fal i wielkości charakteryzujących fale, takie jak długość, prędkość, częstotliwość itd. Jednocześnie nauczyciel ma szansę ocenić wiedzę wyjściową uczniów. Może też postawić problem dotyczący wyniku nakładania się kilku fal.

Faza realizacyjna:

Nauczyciel wykonuje doświadczenie 2: podłącza dwa głośniki do generatora dźwięków, a następnie ustawia je w tej samej odległości od mikrofonu. Na urządzeniu można zaobserwować wzmocnienie dźwięku odbieranego przez mikrofon. Następnie odsuwa on jeden z głośników do momentu, gdy fale odbierane przez mikrofon wygaszą się.

Uczniowie proponują wyjaśnienia zaobserwowanego zjawiska. Zostają one zapisane na tablicy a następnie przedyskutowane. Następnie nauczyciel opisuje zjawisko interferencji dwóch fal harmonicznych. Uczniowie odpowiadają na pytanie: „Które wielkości fizyczne opisujące fale muszą być takie same, aby fale interferowały konstruktywnie, a które – by destruktywnie?”. O ile istnieje możliwość, propozycje uczniów są sprawdzane doświadczalnie. Na koniec przeprowadzane jest doświadczenie Younga jako dowód na interferencję fal światła.

Faza podsumowująca:

W ramach utrwalenia zdobytych wiadomości i zrozumienia, czym jest interferencja destruktywna oraz konstruktywna, uczniowie rozwiązują zadania 1, 2, 3 i 4 z zestawu ćwiczeń.

Praca domowa:

W ramach pracy domowej uczniowie rozwiązują zadania 5, 6, 7 i 8 z zestawu ćwiczeń.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium

Multimedium może posłużyć do demonstracji doświadczenia Younga.