Imię i nazwisko autora:

Przemysław Michalski

Przedmiot:

fizyka

Temat zajęć:

Do czego naukowcy wykorzystują promieniowanie rentgenowskie?

Grupa docelowa:

III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres rozszerzony

Podstawa programowa:

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

Zakres rozszerzony
Treści nauczania – wymagania szczegółowe
I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
4) przeprowadza obliczenia liczbowe posługując się kalkulatorem;
7) wyodrębnia z tekstów, tabel, diagramów lub wykresów, rysunków schematycznych lub blokowych informacje kluczowe dla opisywanego zjawiska bądź problemu; przedstawia te informacje w różnych postaciach.
XI. Fizyka atomowa. Uczeń:
8) opisuje jakościowo obraz dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego na kryształach.

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. omawia podział ciał stałych ze względu na ich budowę atomową;

2. wyjaśnia, czym jest bliski i daleki porządek w ciele stałym;

3. opisuje budowę i zasadę działania dyfraktometru rentgenowskiego;

4. stosuje prawo Wulfa‑Braggów do określania odległości między atomami w ciele krystalicznym;

5. analizuje i interpretuje dyfraktogramy rentgenowskie ciał krystalicznych i niekrystalicznych.

Strategie nauczania:

blended learning

Metody nauczania:

wykład, prezentacja

Formy zajęć:

praca indywidualna

Środki dydaktyczne:

tablica, ekran, projektor, komputer

Materiały pomocnicze:

-

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Nauczyciel prosi uczniów o przypomnienie podstawowych informacji dotyczących promieniowania rentgenowskiego – długość fali, miejsce w widmie EM. Nauczyciel wzbudza ciekawość uczniów podając różnorodne zastosowania promieniowania rentgenowskiego w przemyśle i w budynkach publicznych. Następnie zadaje pytanie wprowadzające: A jak promieniowanie X wykorzystują naukowcy?

Faza realizacyjna:

Nauczyciel prosi uczniów o porównanie długości fali promieniowania X ze znanymi obiektami. Wskazuje, że podobną wielkość do długości fali mają atomy i na tej podstawie przechodzi do wprowadzenia metody dyfrakcji rentgenowskiej na ciele stałym. Nauczyciel prosi uczniów o przypomnienie definicji dyfrakcji i interferencji.
Następnie nauczyciel odtwarza film opisujący zjawisko dyfrakcji na ciele stałym (bardzo dobry film pod adresem https://www.youtube.com/watch?v=QHMzFUo0NL8) i na bieżąco omawia go z uczniami.
Następnie nauczyciel prezentuje uczniom przykładowe dyfraktogramy dla ciała krystalicznego oraz amorficznego i omawia, z czego wynika kształt wykresów.
Nauczyciel prosi uczniów o rozwiązanie zagadnienia związanego z prawem Wulfa‑Braggów, np. zadania 6 z e‑materiału (lub podobnego).

Faza podsumowująca:

Uczniowie, wykorzystując zdobytą wiedzę, rozwiązują zadania: 5, 8 z zestawu ćwiczeń.
Czas na pytania i wątpliwości uczniów. Poprzez analizę wypowiedzi uczniów nauczyciel określa, w jakim stopniu osiągnięte zostały wyznaczone cele.

Praca domowa:

Przygotowanie prezentacji dotyczących zastosowania promieni X bezpośrednio poza nauką (np. przemysł, żywność, bezpieczeństwo, sterylizacja).

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium

Film można wykorzystać podczas dowolnej lekcji dotyczącej dyfrakcji jako przykład zastosowania. Można też zlecić uczniom obejrzenie filmu do samodzielnego opracowania zagadnienia dyfrakcji rentgenowskiej.