Урок физики в 11 классе

Тема: Единая физическая картина мира.

Цель:

Образовательные: обеспечение усвоения сложного понятия «Физическая картина мира» (ФКМ), через обобщение курса физики и астрономии, раскрытия фундаментальных физических идей, их диалектико-материалистического толкования.

Воспитательные: обеспечение осознания учащимися своего места в материальном физическом мире, выработка интереса к этому миру с целью формирования собственной позиции; развитие познавательной самостоятельности учащихся, способствование их нравственному и эстетическому воспитанию.

Развивающие: развитие умения выделять главное, существенное, сравнивать изучаемые факты, логически излагать мысли; развивать у учащихся умения находить аналогии, приводить собственные примеры физических явлений в окружающей действительности; развивать эмоции, для чего создавать на уроке ситуации удивления, парадоксальности.

Тип урока: изучение нового материала.

Форма урока: лекция.

Д/з: § 117,118.

Ход урока

1. Организационный этап. 
2. Актуализация знаний (постановка темы и основной проблемы урока)

Фронтальная беседа по карточкам, закреплённым на доске: Как устроен окружающий мир? Каким образом он произошёл и какова его дальнейшая судьба? Каковы его «самые простейшие кирпичики»? Чем заканчивается иерархия его материальных форм при переходе из глубокого микромира в далёкий космос? Можно ли познать мир «до конца» и построить единую, всеобъемлющую теорию, которая бы объясняла и в принципе позволяла бы рассчитать любое физическое явление природы?

3. Лекция учителя.

Всё пространство можно представить следующим образом (табл. 1):

Таблица 2

? Какой основной закон физики описывает гравитационное взаимодействие?

Ответ: Закон всемирного тяготения.

?Какие основные законы лежат в основе электромагнитного взаимодействия?

Ответ:  Законы Кулона, Ампера, Фарадея – они были объединены Максвеллом.

Рассмотрим основные этапы развития физической картины мира.

1. Механическая картина мира. Сформулируйте принцип относительности, пожалуйста.

Учащиеся. Равномерное и прямолинейное движение замкнутой системы тел относительно некоторой инерциальной системы не влияет на механические процессы, протекающие в ней при одинаковых начальных условиях.

Учитель. По какому закону происходит движение звёзд внутри нашей Галактики? (Показывает интерактивную модель «Вращение Галактики» из раздела «Лаборатории» мультимедийного курса?)

Учащиеся. По закону всемирного тяготения Ньютона.

Учитель. Проведём эксперимент. (Проводит опыт с движущейся платформой и движущимся на ней автомобилем.) Галилей первым сформулировал чёткую механическую картину мира. Целостная картина мира была создана И.Ньютоном. В чём заключаются основные положения механики Ньютона? Сформулируйте законы движения и взаимодействия тел в ньютоновской механике. Каковы ньютоновские представления о пространстве и времени? В чём ограниченность законов Ньютона? Как действуют тела друг на друга в механике Ньютона?

Учащиеся. Такие взаимодействия осуществляются мгновенно через пустоту (теория дальнодействия).

Учитель. Итак, сделаем вывод: «Законы Ньютона имели огромную предсказательную силу, они универсальны. Законы Ньютона дали возможность представить мир как стройное, единое, упорядоченное целое».

Перейдём ко второму этапу формирования картины мира.

2. Электромагнитная картина мира. Сформулируйте, пожалуйста, основные положения законов электромагнетизма Максвелла.

Учащиеся. На основании изучения экспериментов Фарадея Максвелл предположил существование в природе особых волн, которые он назвал электромагнитными волнами. Процесс распространения электрического и магнитного полей и есть распространение электромагнитной волны. Напряжённости этих полей зависят от времени и координаты.

Учитель. В основе теории Максвелла лежат некоторые законы, известные вам из курса физики. Какие?

Учащиеся. Закон электромагнитной индукции, законы Кулона и Ампера, эксперименты Фарадея. (По желанию выходят и демонстрируют соответствующие опыты по электростатике и электродинамике.)

Учитель. Итак, некоторые выводы электромагнитной теории: «Взаимодействие между заряженными телами осуществляется посредством электромагнитного поля. Электромагнитное поле – особая форма материи. Электромагнитные волны распространяются со скоростью света, они поперечны».

Развитие электродинамики привело к попыткам построить единую электромагнитную картину мира. Все события в мире, согласно этой картине, управляются законами электромагнитных взаимодействий.

Кульминации электромагнитная картина мира достигла после создания специальной теории относительности (СТО). Было понято фундаментальное значение конечности скорости распространения электромагнитных взаимодействий, найдены релятивистские уравнения движения, заменяющие уравнения Ньютона при больших скоростях.

Однако свести все процессы в природе к электромагнитным не удалось. Уравнения движения частиц и закон гравитационного взаимодействия нельзя вывести из теории электромагнитного поля. На рубеже XIX и XX вв. был сделан ряд открытий, которые не согласовывались с вышеперечисленными взглядами. Рассмотрим эти открытия. (На каждом столе лежит таблица «Научные открытия», учитель демонстрирует кодослайд «Атом и атомное ядро» из «Конспекта» 5.1 и интерактивную модель «Квантование электронных орбит» из «Лаборатории».)

И опять встал вопрос о замене научной картины мира, а это означало, что в физике произошла научная революция – революция во взглядах и стиле мышления.

Попытки объяснить в рамках механической картины мира электромагнитные явления оказались безуспешными. (Работа с табл. 3.)

Таблица 3

Отсюда следует объективный вывод, что перечисленные выше новые открытия состоят в том, что материя многообразна по своим формам и свойствам, что свойства материи, пространства, времени зависят от движения, что все явления взаимосвязаны и представляют собой единство противоположных сторон, что количественные различия приводят к изменениям качественным.

3. Основные черты современной картины мира. Представления о материи. С точки зрения современной физики существуют два вида материи: вещество и поле. Ещё раз обратимся к табл. 1. (Беседа.) Таким образом, познание окружающего мира бесконечно. Единство мира не исчерпывается единством строения материи. Оно проявляется и в законах движения частиц, и в законах их взаимодействия. Корпускулярно-волновой дуализм присущ всем формам материи.

4.  Закрепление материала 

Фронтальная беседа: Что мы знаем о материи? Приведите примеры бесконечного разнообразия материи. Какими свойствами обладает материя? Каковы формы движения материи? Каковы основные структурные элементы материи? Что объединяет все материальные объекты? (Единая природа – небольшое число стабильных элементарных частиц, четыре типа взаимодействия и законы сохранения.) Какие виды движения вы знаете? Что такое механическое движение? Какое движение называется тепловым? Что подразумеваем мы под электромагнитной формой движения? Что мы имеем в виду под химическим движением? под биологическим движением?

5. Подведение итогов урока.

Основной вывод нашего урока: «Физическая картина мира – система представлений о строении, взаимодействии и движении материи, описываемых универсальными и специфическими законами физики». Почему для нас с вами важны представления о физической картине мира? Где мы их можем применить?

В качестве домашнего задания предлагаю каждому для себя определить, как влияют наши познания о физической картине мира на развитие других наук. Подготовьте сообщения о связи физики с другими науками.

6. Рефлексия.

ize� +0t�E �?G ght:115%;font-weight: normal'>

В России: 25 декабря 1946 г., И.В.Курчатов.

Устройство и принцип работы (слайд).

4. Закрепление.

1. № 1165-1168, 1178-1182  (Рымкевич)
2. Подготовка к ЕГЭ: Типовые тесты 2013.

5. Итог урока.
6. Рефлексия.
7. Д/з.