Методика використання схем і малюнків в курсі з оптики викладання фізики в середній школі
Тест:
1. Який діапазон довжин хвиль має видиме світло?
а) 0,4 - 0,7 мкм
б) 0,3 - 0,5 мкм
в) 0,4 - 0,7 нм
г) 0,3 - 0,7 нм
2. Яке світло відповідає довжині хвилі 0,55 мкм (середина діапазону видимого випромінювання)?
а) жовтий
б) фіолетовий
в) зелений
г) синій
3. Чому дорівнює швидкість світла?
а) 3.10 6 м / с
б) 3.10 8 км / с
в) 3.10 8 м / с
г) 3.10 6 км / с
4. Одиниця виміру сили світла ...
а) кандела
б) ампер
в) люмен
г) люкс
5. Які джерела світла є самостійними?
а) свічка
б) зірка Вега
в) лампочка
г) світлодіод
6. Від якого параметра не залежить яскравість ламбертовскіх джерел світла, на відміну від інших джерел світла?
а) від сили світла
б) від форми джерела
в) від середовища, в якій поширюється світло
г) від напрямку
7. Прозоре тіло, обмежене двома сферичними поверхнями - це:
а) призма
б) лінза
в) напівпрозоре дзеркало
г) абсолютно чорне тіло
8. Що не є лінзою?
а) крапля води
б) скло
в) крапля олії
г) крапля чорнила
9. Поглощательная здатність абсолютно чорного тіла дорівнює:
а) 0
б) 1
в) 0,1
г) ∞
10. Явище дифракції світла доводить які властивості світла?
а) корпускулярні
б) хвильові
в) і а) і б)
г) ні а) ні б)
11. Які властивості світла доводить явище фотоефекту?
а) корпускулярні
б) хвильові
в) і а) і б)
г) ні а) ні б)
12. Здатність ока бачити однаково далекі і близькі об'єкти називається ...
а) акомодація
б) дисторсия
в) астигматизм
г) кома
13. Лупа - це
а) розсіююча лінза
б) збирає лінза
в) ні а) ні б)
г) не є лінзою тіло
14. Зі скількох лінз складається мікроскоп?
а) 1
б) 2
в) 3
г) 4
15. Додавання когерентних світлових коливань при якому відбувається перерозподіл інтенсивності світла - це:
а) дифракція
б) аберація
в) інтерференція
г) поляризація
16. Дисторсия - це залежність між ...
а) яскравістю світла і швидкістю
б) довжиною хвилі і частотою
в) інтенсивністю і частотою
г) швидкістю світла в речовині і частотою хвилі
17. Якого виду спектрів не існує?
а) безперервного
б) лінійного
в) смугастого
г) прямого
18. Хвилі з однаковою частотою, поляризацією і постійної різницею фаз називаються ...
а) поляризованими
б) когерентними
в) світловими
г) відкритими
19. Прояв яких властивостей визначає корпускулярно-хвильовий дуалізм?
а) властивостей частинок
б) хвильових
в) і а) і б)
г) ні а) ні б)
Після аналізу отриманих результатів було встановлено, що найбільш часто учні дають невірну відповідь на питання по розділам оптики: «Фотометрія», «Геометрична оптика». Набагато рідше зустрічаються помилки у відповідях на питання по розділах: «Хвильова оптика», а саме за темами «Інтерференція» і «Дифракція».
Ця курсова робота присвячена аналізу малюнків з різних джерел. Це і шкільні підручники з фізики різних авторів, та навчальні посібники для підготовки до єдиного державного іспиту. Також в цій роботі будуть розглянуті різні програми для створення схем і малюнків з оптики. Будуть розглянуті переваги і недоліки малюнків у названої вище літературі, і способи їх усунення.
Рис. 1 Пінський 9 клас
Рис. 2 Пінський 9 клас
Рис. 3 Перишкін 8 клас
Рис. 4 Перишкін 8 клас
Рис. 5 Пуришева 7 клас Рис. 6 Пінський 9 клас Рис. 7 Перишкін 8 клас
У підручнику Пуришева представлені малюнки, на яких пучок паралельних променів падає на гладку плоску поверхню. Такі малюнки є в підручниках Пінського та Перишкін.
Рис. 8 Пуришева 7 клас Рис. 9 Перишкін 8 клас
Але у Пуришева зображений малюнок, на якому пучок паралельних променів падає на шорстку поверхню. Це розширює уявлення учнів про відображенні світла, тобто вводиться дзеркальне і розсіяне зображення. В інших підручниках цього не представлено. Також у підручнику Пуришева відображення світла уподібнюється відображенню м'яча від стінки. Ця аналогія спрощує розуміння матеріалу школярами.
Рис. 10 Пуришева 7 клас Рис. 11 Пуришева 7 клас
У підручнику Пуришева на малюнку представлено кілька заломлених променів, які переходять з оптично більш густого середовища в менш щільну. Також ілюструється збільшення кута падіння променя, але самого променя, що показує явище повного відображення, не зображено. Це є істотним недоліком. Але в підручнику даного автора на малюнках проілюстровано широке застосування явища повного внутрішнього відображення, що безумовно розширює кругозір учнів. У підручнику Перишкін дане явище не розглядається.
Рис. 12 Пінський 9 клас Рис. 13 Пуришева 7 клас
Рис. 14 Пуришева 7 клас Рис. 15 Пуришева 7 клас
Рис. 16 Пуришева 7 клас
На малюнку (17) зображено хід променів в світловодах. На малюнку (18) представлено ще одне застосування світловодів - передача зображення предмета. Це збільшує уявлення учнів про явище повного відображення світла, розширює їх кругозір.
У підручниках інших авторів дана тема не розглядається.
Рис. 17 Пуришева 7 клас Рис. 18 Пуришева 7 клас
Рис. 19 Перишкін 8 клас
Рис. 20 Пінський 9 клас
На малюнку (21) Перишкін на відміну від інших авторів шкільних підручників проілюстровані зображення сферичних поверхонь обмежують лінзи. Це дає наочне уявлення визначення оптичної осі лінзи і дозволяє визначити її вид.
Рис. 21 Перишкін 8 клас
Хід променів у опуклої й увігнутої лінзи в підручниках Перишкін, Пуришева і Пінського зображені практично однаково. Але у Пінського на малюнку () представлені ілюстрації дефектів лінз: сферичної аберації, хроматичної аберації, що розширює кругозір учнів. Дана тема в інших підручниках не розглядається.
У своїх малюнках Пінський звертає увагу на те, що з усього світлового пучка береться і розглядається тільки кілька променів.
Рис. 22 Перишкін 8 клас Рис. 23 Перишкін 8 клас
Рис. 24 Пінський 9 клас Рис. 25 Пінський 9 клас
Рис. 26 Пуришева 7 клас Рис. 27 Пуришева 7 клас
Рис. 28 Пуришева 7 клас
Розглядається тільки побудова зображення точкового джерела світла. А побудова зображення предмета залишається зовсім не розкритим. Це є серйозним недоліком. У підручнику Пінського розглядається побудова зображення предмета в опуклої лінзі. Лінза зображується на малюнку () не умовним позначенням, що на мою думку декілька захаращує малюнок. Побудова зображень у опуклої лінзи і побудова зображення точкового джерела не розглянуті в даному підручнику.
Рис. 29 Пінський 9 клас
Найбільш вдалі малюнки по даній темі представлені в підручнику Перишкін. Вони легко сприймаються і зрозумілі для учнів. Але побудова зображення точкових джерел також не проілюстровано.
Рис. 30 Перишкін 8 клас
Рис. 31 Перишкін 8 клас
Рис. 32 Перишкін 8 клас Рис. 33 Перишкін 8 клас
У підручниках Пінського та Перишкін більш повно представлено на малюнках ця тема. Але у Пінського на відміну від Перишкін уточнюється і відображається на малюнку те, що з усього світлового потоку, який дає точкове джерело, береться два промені і розглядається їх хід. Це важливе зауваження, яке не знаходить відображення в інших авторів.
Рис. 34 Перишкін 8 клас Рис. 35 Пінський 9 клас
На малюнках у підручнику Пуришева розглядається хід променів при повороті дзеркала на той чи інший кут. Але цей малюнок важкий для сприйняття учнями, так як він захаращений позначеннями кутів і зображеннями перпендикулярів до поверхні. Так само в підручнику Пуришева докладно розглянуто спосіб отримання декількох зображень за допомогою двох дзеркал, розташованих під кутом один до одного. Розглядається залежність між кутом, під яким розташовані дзеркала і кількістю отриманих зображень предмета. Це досить цікавий матеріал, який проілюстрований тільки в цьому підручнику.
Рис. 36 Пуришева 7 клас Рис. 37 Пуришева 7 клас Рис. 38 Пуришева 7 клас
Рис. 39 Пуришева 7 клас Рис. 40 Пуришева 7 клас
У підручнику Пінського тема «Сферичне дзеркало» розкрито більш детально і проілюстрована більш складними малюнками, за допомогою яких здійснюється виведення формули, що визначає фокусна відстань увігнутого дзеркала. Але спосіб побудови зображення в сферичному дзеркалі в підручнику Пінського не розглядається, що є недоліком в розкритті даної теми.
Рис. 41 Пінський 9 клас Рис. 42 Пінський 9 клас Рис. 43 Пінський 9 клас
Рис. 44 Касьянов 11 клас Рис. 45 Касьянов 11 клас Рис. 46 Мякишев 11 клас
Рис. 47 Мякишев 11 клас Рис. 48 Касьянов 11 клас
Рис. 49 Касьянов 11 клас Рис. 50 Касьянов 11 клас
Рис. 51 Касьянов 11 клас Рис. 52 Касьянов 11 клас
Рис. 53 Касьянов 11 клас Рис. 54 Касьянов 11 клас
Рис. 55 Касьянов 11 клас Рис. 56 Касьянов 11 клас
Рис. 57 Касьянов 11 клас Рис. 58 Касьянов 11 клас
Рис. 59 Касьянов 11 клас Рис. 60 Касьянов 11 клас
Рис. 61 Мякишев 11 клас Рис. 62 Мякишев 11 клас
У підручнику Касьянова ефект повного внутрішнього відбиття зображений у зведеному малюнку закону заломлення світла. На мій погляд, це великий недолік і необхідно представити ілюстрацію цього ефекту окремо, як це зроблено в підручнику Мякишева.
Рис. 63 Касьянов 11 клас Рис. 64 Мякишев 11 клас
Рис. 65 Мякишев 11 клас
Так само в підручнику Касьянова наведена ілюстрація поширення світла у світловоді, яка більш широко показує закон відбиття світла, ніж ілюстрація у підручнику Мякишева.
Рис. 66 Касьянов 11 клас Рис. 67 Мякишев 11 клас
Крім того, в підручнику Касьянова є параграф, де розглянуто зображення ходу променів при ламанні світла. Він сповнений різноманітних ілюстрацій і пояснень до них. А в підручнику Мякишева цей аспект не розглядається.
Рис. 68 Касьянов 11 клас Рис. 69 Касьянов 11 клас Рис. 70 Касьянов 11 клас
Введення
Основною метою даної курсової роботи є аналіз малюнків з розділу фізики «Оптика». Для того щоб зрозуміти на які теми з цього розділу слід приділити особливу увагу було вирішено скласти тест, наведений нижче, містить основні питання з оптики.Тест:
1. Який діапазон довжин хвиль має видиме світло?
а) 0,4 - 0,7 мкм
б) 0,3 - 0,5 мкм
в) 0,4 - 0,7 нм
г) 0,3 - 0,7 нм
2. Яке світло відповідає довжині хвилі 0,55 мкм (середина діапазону видимого випромінювання)?
а) жовтий
б) фіолетовий
в) зелений
г) синій
3. Чому дорівнює швидкість світла?
а) 3.10 6 м / с
б) 3.10 8 км / с
в) 3.10 8 м / с
г) 3.10 6 км / с
4. Одиниця виміру сили світла ...
а) кандела
б) ампер
в) люмен
г) люкс
5. Які джерела світла є самостійними?
а) свічка
б) зірка Вега
в) лампочка
г) світлодіод
6. Від якого параметра не залежить яскравість ламбертовскіх джерел світла, на відміну від інших джерел світла?
а) від сили світла
б) від форми джерела
в) від середовища, в якій поширюється світло
г) від напрямку
7. Прозоре тіло, обмежене двома сферичними поверхнями - це:
а) призма
б) лінза
в) напівпрозоре дзеркало
г) абсолютно чорне тіло
8. Що не є лінзою?
а) крапля води
б) скло
в) крапля олії
г) крапля чорнила
9. Поглощательная здатність абсолютно чорного тіла дорівнює:
а) 0
б) 1
в) 0,1
г) ∞
10. Явище дифракції світла доводить які властивості світла?
а) корпускулярні
б) хвильові
в) і а) і б)
г) ні а) ні б)
11. Які властивості світла доводить явище фотоефекту?
а) корпускулярні
б) хвильові
в) і а) і б)
г) ні а) ні б)
12. Здатність ока бачити однаково далекі і близькі об'єкти називається ...
а) акомодація
б) дисторсия
в) астигматизм
г) кома
13. Лупа - це
а) розсіююча лінза
б) збирає лінза
в) ні а) ні б)
г) не є лінзою тіло
14. Зі скількох лінз складається мікроскоп?
а) 1
б) 2
в) 3
г) 4
15. Додавання когерентних світлових коливань при якому відбувається перерозподіл інтенсивності світла - це:
а) дифракція
б) аберація
в) інтерференція
г) поляризація
16. Дисторсия - це залежність між ...
а) яскравістю світла і швидкістю
б) довжиною хвилі і частотою
в) інтенсивністю і частотою
г) швидкістю світла в речовині і частотою хвилі
17. Якого виду спектрів не існує?
а) безперервного
б) лінійного
в) смугастого
г) прямого
18. Хвилі з однаковою частотою, поляризацією і постійної різницею фаз називаються ...
а) поляризованими
б) когерентними
в) світловими
г) відкритими
19. Прояв яких властивостей визначає корпускулярно-хвильовий дуалізм?
а) властивостей частинок
б) хвильових
в) і а) і б)
г) ні а) ні б)
| № питання | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 |
| Варіант відповіді |
Ця курсова робота присвячена аналізу малюнків з різних джерел. Це і шкільні підручники з фізики різних авторів, та навчальні посібники для підготовки до єдиного державного іспиту. Також в цій роботі будуть розглянуті різні програми для створення схем і малюнків з оптики. Будуть розглянуті переваги і недоліки малюнків у названої вище літературі, і способи їх усунення.
Аналіз схем і малюнків 7-9 класи
СОНЯЧНЕ І місячне затемнення
У підручнику Пінського на відміну від навчального посібника автора Пуришева, на малюнках сонячного й місячного затемнення, відповідно показана траєкторія руху місяця навколо Землі, що збільшує світоглядні уявлення учнів. У підручнику Перишкін представлені ілюстрації такого ж змісту. Тому більш вдалими я вважаю малюнки з підручників Пінського та Перишкін.Рис. 1 Пінський 9 клас
Рис. 2 Пінський 9 клас
Рис. 3 Перишкін 8 клас
Рис. 4 Перишкін 8 клас
Відбиття та заломлення світла
У підручнику Пуришева явище відбиття і заломлення світла показано на досвіді з оптичної шайбою. Це вчить школярів хоча б на папері вміти представити і зрозуміти експеримент і зробити висновки за отриманими експериментальними даними. Ті ж самі малюнки цієї установки зображені в підручниках Пінського та Перишкін.Рис. 5 Пуришева 7 клас Рис. 6 Пінський 9 клас Рис. 7 Перишкін 8 клас
У підручнику Пуришева представлені малюнки, на яких пучок паралельних променів падає на гладку плоску поверхню. Такі малюнки є в підручниках Пінського та Перишкін.
Рис. 8 Пуришева 7 клас Рис. 9 Перишкін 8 клас
Але у Пуришева зображений малюнок, на якому пучок паралельних променів падає на шорстку поверхню. Це розширює уявлення учнів про відображенні світла, тобто вводиться дзеркальне і розсіяне зображення. В інших підручниках цього не представлено. Також у підручнику Пуришева відображення світла уподібнюється відображенню м'яча від стінки. Ця аналогія спрощує розуміння матеріалу школярами.
Рис. 10 Пуришева 7 клас Рис. 11 Пуришева 7 клас
Повне внутрішнє відбиття.
У підручнику Пінського повне внутрішнє віддзеркалення розглядається на досвіді з оптичною шайбою. Іншими схемами та малюнками це явище ніяк не представлено.У підручнику Пуришева на малюнку представлено кілька заломлених променів, які переходять з оптично більш густого середовища в менш щільну. Також ілюструється збільшення кута падіння променя, але самого променя, що показує явище повного відображення, не зображено. Це є істотним недоліком. Але в підручнику даного автора на малюнках проілюстровано широке застосування явища повного внутрішнього відображення, що безумовно розширює кругозір учнів. У підручнику Перишкін дане явище не розглядається.
Рис. 12 Пінський 9 клас Рис. 13 Пуришева 7 клас
Рис. 14 Пуришева 7 клас Рис. 15 Пуришева 7 клас
Волоконної оптики.
Ця тема розглядається окремо, як приклад застосування явища повного відображення світла. Пуришева пропонує зробити досвід, схема якого зображена на малюнку і пояснити дане явище. Це вносить різноманітність у досліджуваний матеріал і дає учням уявлення про експеримент у фізиці.Рис. 16 Пуришева 7 клас
На малюнку (17) зображено хід променів в світловодах. На малюнку (18) представлено ще одне застосування світловодів - передача зображення предмета. Це збільшує уявлення учнів про явище повного відображення світла, розширює їх кругозір.
У підручниках інших авторів дана тема не розглядається.
Рис. 17 Пуришева 7 клас Рис. 18 Пуришева 7 клас
ЛІНЗИ
У підручнику Пінського, як втім, і Перишкін на малюнках (19) і (20) зображено види лінз, що розрізняються за формою обмежуючих поверхонь. Це дозволяє учням розрізняти опуклі й увігнуті лінзи між собою.Рис. 19 Перишкін 8 клас
Рис. 20 Пінський 9 клас
На малюнку (21) Перишкін на відміну від інших авторів шкільних підручників проілюстровані зображення сферичних поверхонь обмежують лінзи. Це дає наочне уявлення визначення оптичної осі лінзи і дозволяє визначити її вид.
Рис. 21 Перишкін 8 клас
Хід променів у опуклої й увігнутої лінзи в підручниках Перишкін, Пуришева і Пінського зображені практично однаково. Але у Пінського на малюнку () представлені ілюстрації дефектів лінз: сферичної аберації, хроматичної аберації, що розширює кругозір учнів. Дана тема в інших підручниках не розглядається.
У своїх малюнках Пінський звертає увагу на те, що з усього світлового пучка береться і розглядається тільки кілька променів.
Рис. 22 Перишкін 8 клас Рис. 23 Перишкін 8 клас
Рис. 24 Пінський 9 клас Рис. 25 Пінський 9 клас
Рис. 26 Пуришева 7 клас Рис. 27 Пуришева 7 клас
ПОБУДОВА ЗОБРАЖЕНЬ в лінзах
У підручнику Пуришева хід променів у лінзах представлений на малюнкуРис. 28 Пуришева 7 клас
Розглядається тільки побудова зображення точкового джерела світла. А побудова зображення предмета залишається зовсім не розкритим. Це є серйозним недоліком. У підручнику Пінського розглядається побудова зображення предмета в опуклої лінзі. Лінза зображується на малюнку () не умовним позначенням, що на мою думку декілька захаращує малюнок. Побудова зображень у опуклої лінзи і побудова зображення точкового джерела не розглянуті в даному підручнику.
Рис. 29 Пінський 9 клас
Найбільш вдалі малюнки по даній темі представлені в підручнику Перишкін. Вони легко сприймаються і зрозумілі для учнів. Але побудова зображення точкових джерел також не проілюстровано.
Рис. 30 Перишкін 8 клас
Рис. 31 Перишкін 8 клас
Плоскі дзеркала.
У підручнику Перишкін дана тема представлена на малюнках, що відображають досвід, який пропонує провести автор. Це полегшує розуміння матеріалу учнями.Рис. 32 Перишкін 8 клас Рис. 33 Перишкін 8 клас
У підручниках Пінського та Перишкін більш повно представлено на малюнках ця тема. Але у Пінського на відміну від Перишкін уточнюється і відображається на малюнку те, що з усього світлового потоку, який дає точкове джерело, береться два промені і розглядається їх хід. Це важливе зауваження, яке не знаходить відображення в інших авторів.
Рис. 34 Перишкін 8 клас Рис. 35 Пінський 9 клас
На малюнках у підручнику Пуришева розглядається хід променів при повороті дзеркала на той чи інший кут. Але цей малюнок важкий для сприйняття учнями, так як він захаращений позначеннями кутів і зображеннями перпендикулярів до поверхні. Так само в підручнику Пуришева докладно розглянуто спосіб отримання декількох зображень за допомогою двох дзеркал, розташованих під кутом один до одного. Розглядається залежність між кутом, під яким розташовані дзеркала і кількістю отриманих зображень предмета. Це досить цікавий матеріал, який проілюстрований тільки в цьому підручнику.
Рис. 36 Пуришева 7 клас Рис. 37 Пуришева 7 клас Рис. 38 Пуришева 7 клас
Сферичне дзеркало.
У підручнику Пуришева на малюнку (39) зображені безпосередньо увігнуте і опукле дзеркала і окремо розглядається на малюнку (40) хід променів в увігнутому дзеркалі. Це дозволяє учням поступово освоювати цей матеріал. Але хід променів в опуклому дзеркалі автором не розглядається.Рис. 39 Пуришева 7 клас Рис. 40 Пуришева 7 клас
У підручнику Пінського тема «Сферичне дзеркало» розкрито більш детально і проілюстрована більш складними малюнками, за допомогою яких здійснюється виведення формули, що визначає фокусна відстань увігнутого дзеркала. Але спосіб побудови зображення в сферичному дзеркалі в підручнику Пінського не розглядається, що є недоліком в розкритті даної теми.
Рис. 41 Пінський 9 клас Рис. 42 Пінський 9 клас Рис. 43 Пінський 9 клас
Аналіз схем і малюнків 11 класі
Принцип Гюйгенса
Ця тема найбільш велике й зрозуміло розкрита в підручнику Касьянова. У ньому не тільки представлений малюнок, але й наведений опис всіх його елементів. У той час, як у підручнику Мякишева дано малюнок, який не повною мірою відображає цей принцип, що значно ускладнює розуміння його учнями, до того ж опис до малюнка відсутня. Та й сама ця тема в підручнику Мякишева описана в стислій формі.Рис. 44 Касьянов 11 клас Рис. 45 Касьянов 11 клас Рис. 46 Мякишев 11 клас
ВІДБИТТЯ ХВИЛЬ
Дана тема в підручнику Мякишева ілюстрована всього одним захаращеним всього одним і важким для сприйняття малюнком. А в підручнику Касьянова ця тема представлена безліччю малюнків, які доступно ілюструють окремі пункти даної теми.Рис. 47 Мякишев 11 клас Рис. 48 Касьянов 11 клас
Рис. 49 Касьянов 11 клас Рис. 50 Касьянов 11 клас
Рис. 51 Касьянов 11 клас Рис. 52 Касьянов 11 клас
Рис. 53 Касьянов 11 клас Рис. 54 Касьянов 11 клас
Рис. 55 Касьянов 11 клас Рис. 56 Касьянов 11 клас
Закон заломлення світла
У підручнику Касьянова, дана тема широко представлена визначеннями і описом законів. Крім того, в ньому багато малюнків. Подібні малюнки є і в підручнику Мякишева.Рис. 57 Касьянов 11 клас Рис. 58 Касьянов 11 клас
Рис. 59 Касьянов 11 клас Рис. 60 Касьянов 11 клас
Рис. 61 Мякишев 11 клас Рис. 62 Мякишев 11 клас
У підручнику Касьянова ефект повного внутрішнього відбиття зображений у зведеному малюнку закону заломлення світла. На мій погляд, це великий недолік і необхідно представити ілюстрацію цього ефекту окремо, як це зроблено в підручнику Мякишева.
Рис. 63 Касьянов 11 клас Рис. 64 Мякишев 11 клас
Рис. 65 Мякишев 11 клас
Так само в підручнику Касьянова наведена ілюстрація поширення світла у світловоді, яка більш широко показує закон відбиття світла, ніж ілюстрація у підручнику Мякишева.
Рис. 66 Касьянов 11 клас Рис. 67 Мякишев 11 клас
Крім того, в підручнику Касьянова є параграф, де розглянуто зображення ходу променів при ламанні світла. Він сповнений різноманітних ілюстрацій і пояснень до них. А в підручнику Мякишева цей аспект не розглядається.
Рис. 68 Касьянов 11 клас Рис. 69 Касьянов 11 клас Рис. 70 Касьянов 11 клас
Заломлення світло призмою
У підручнику Касьянова на малюнку (71) зображена прямокутна призма і розглянуто хід променів в ній. За допомогою цього малюнка проводиться виведення формули для заломлюючого кута призми. Тому на ньому зображені всі необхідні для виведення величини. Але малюнок не захаращений і не утруднює виведення формули, а робить цей процес більш наочним і спрощує його. Також на малюнках представлена призма повного внутрішнього відображення. Це дає можливість школярам зрозуміти, що дане явище відбувається ще й в призмах і дозволяє вивчити механізм його виникнення.Рис. 71 Касьянов 11 клас Рис. 72 Касьянов 11 клас Рис. 73 Касьянов 11 клас
У підручнику Мякишева хід променів у призмі представлений на малюнку (74). Тут розглядається загальний випадок (кути призми довільні). Формула для заломлюючого кута призми не виводиться, тому цей малюнок лише демонструє хід променів у призмі і не захаращений позначеннями.
Рис. 74 Мякишев 11 клас
ІНТЕРФЕРЕНІЦІЯ СВІТЛА
Перш ніж розглядати інтерференцію світла, в підручнику Мякишева розглянуто докладно складання хвиль, які виникають на поверхні води, малюнок (75). Цей малюнок наочно зображує явище інтерференції, чим полегшує розуміння даної теми учнями шкіл. В інших навчальних посібниках подібних малюнків не представлено.Рис. 75 Мякишев 11 клас
Також у підручнику Мякишева зображені графіки залежності зсувів хвиль від часу, що також робить матеріал більш наочним, вчить школярів працювати з графіками, розуміти їх і отримувати від них потрібну інформацію.
Рис. 76 Мякишев 11 клас
Тема «Інтерференція в тонких плівках» в підручнику Мякишева представлена малюнком (77) практично аналогічним малюнком (78) у підручнику Касьянова. Відмінність тільки в тому, що у Касьянова на малюнку позначені назви середовищ, в яких поширюється промінь.
Рис. 77 Мякишев 11 клас Рис. 78 Касьянов 11 клас
У підручнику Мякишева таких підписів на малюнку немає, чим може ускладнитися його розуміння. Тобто малюнок у підручнику Касьянова є більш загальним, уточнювальних, що промінь може падати на плівку, яка знаходиться на будь-який іншій поверхні (наприклад, води) і інтерферувати. У підручнику Касьянова тема «Інтерференція світла» представлена знаменитим досвідом Юнга, що дає учням не тільки загальні знання з даної теми, а й знання з історії фізики.
Рис. 79 Касьянов 11 клас
На малюнку (80) того ж автора зображені дзеркало Ллойда і бипризмой Френеля., Тобто розглядаються способи отримання когерентних джерел. Це розширює знання учнів шкіл по даній темі. У підручниках інших авторів такі малюнки відсутні.
Рис. 80 Касьянов 11 клас
У підручнику Мякишева інтерференція світла розглядається на прикладі кілець Ньютона. Сам малюнок (81) відображає це явище і простий для сприйняття.
Рис. 81 Мякишев 11 клас
Просвітлення ОПТИКИ
Дана тема у Мякишева ілюструється малюнком (82). На ньому немає підписів променів, і тільки стрілками вказано їхню хід. Тому вважаю цей малюнок важким для сприйняття. У підручнику Касьянова ця тема представлена малюнком (83). Він зрозумілий, на ньому багато пояснювальних підписів і тому він більш вдало описує даний матеріал і полегшує його розуміння.
Рис. 82 Мякишев 11 клас Рис. 83 Касьянов 11 клас
ДИСПЕРСІЯ СВІТЛА
У підручнику Мякишева на малюнку (84) представлена стилізоване зображення досвіду Ньютона. По-перше це малюнок ілюструє досвід з історії фізики, що розширює кругозір учнів, по-друге сам по собі досвід цікавий і малюнок є неабиякою, тому що він представлений не схемою з умовними позначеннями як багато інших досліди. Розгляд теми на основі досвіду є різноманітністю у вивченні матеріалу.На відміну від Мякишева в підручнику Касьянова дана тема представлена лише кількома графіками, що пояснюють явище дисперсії, у той час як сама суть цього явища на малюнках ніяк не продемонстровано.
Рис. 84 Мякишев 11 клас Рис. 85 Касьянов 11 клас Рис. 86 Касьянов 11 клас
Дифракція світла
Мякишев розглядає спочатку тему «Дифракція механічних хвиль». Малюнок (87) ілюструє дане явище, що відбувається в природі. Це матеріал робить більш наочним і зрозумілим. Також дифракція хвиль зображена на малюнках (88), (89). Це наочно демонструє дану тему. Дифракція світла у Мякишева представлена класичним досвідом Юнга по дифракції. Це дає учням знання з історії фізики. Також зображені на малюнку (90) дифракційні картини від різних перешкод, що дає більш широке уявлення по даній темі.Рис. 87 Мякишев 11 клас
Рис. 88 Мякишев 11 клас Рис. 89 Мякишев 11 клас
Рис. 90 Мякишев 11 клас
Дифракція світла в підручнику Касьянова зображується малюнком (91), що добре ілюструє цей матеріал, роблячи його більш наочним. У Мякишева не розглядається дифракція від однієї щілини, а відразу розглядається дифракційна решітка. Я думаю ця тема складна для сприйняття відразу, тому принцип «від простого з складного» в даному випадку дотримуватися повинен.
Рис. 91 Касьянов 11 клас
На малюнку (92) у Касьянова зображена інтерференція вторинних хвиль за щілиною, виникнення вторинних хвиль та освіта нульового дифракційного максимуму. Цей малюнок ілюструє принцип Гюйгенса-Френеля, за допомогою якого пояснюється наявність дифракційної картини за щілиною. Я вважаю це великою гідністю даного малюнка
Рис. 92 Касьянов 11 клас
ДІФРАКЦІООНАЯ РЕШІТКА
Порівняємо два малюнки: (93), (94) з підручників Касьянова і Мякишева відповідно. У Касьянова на відміну від Мякишева малюнок має більше позначень, що відбивають фізичні величини по даній темі. Але в той же час він не захаращений ними і легкий для сприйняття. Однак на цьому малюнку не позначений кут падіння променів, тобто не загострюючи увагу на те, що промені падають на дифракційну решітку під деяким кутом.Рис. 93 Мякишев 11 клас Рис. 94 Касьянов 11 клас
У підручнику Мякишева відсутні графіки, що відображають картину мінімумів і максимумів за дифракційної гратами. У той же час як у підручнику Касьянова такі графіки присутні. Це дає учням наочне уявлення про те, що існує залежність між кількістю щілин у решітці та інтенсивністю світла за нею. Тобто для дифракційних решіток з різною кількістю щілин картина різна.
Рис. 95 Касьянов 11 клас Рис. 96 Касьянов 11 клас Рис. 97 Касьянов 11 клас
ПОПЕРЕЧНОГО світлових хвиль. ПОЛЯРИЗАЦІЯ СВІТЛА
У Касьянова дана тема не розглядається.У підручнику Мякишева тема розкривається з допомогою досвіду з турмаліном малюнок (98). Досвід дуже простий і ефектний, малюнок, що відображає його легкий для сприйняття і розуміння. Потім досвід ускладнюється додаванням другого кристала малюнок (99). І знову ж малюнки прості і повністю схематично відображають суть досвіду і явище поляризації світла.
Рис. 98 Мякишев 11 клас
Рис. 99 Мякишев 11 клас
На малюнку (100) зображена механічна модель дослідів з турмаліном. Це проста механічна модель, аналог природного світловий моделі. Вона більш наочно представляє поляризацію світла і спрощує розуміння суті цього явища.
Рис. 100 Мякишев 11 клас
Аналіз малюнків з підручників для підготовки до єдиного державного іспиту
Закон відображення: падаючий промінь, відбитий промінь і перпендикуляр до межі поділу двох середовищ, відновлений в точці падіння променя, лежать в одній площині. Кут відбиття дорівнює куту падіння.Рис. 101
На малюнку розглянуто хід променя падаючого і переломленого. Вказано перпендикуляр до поверхні. Акцентовано увагу на тому, що промінь падає і поламаний, проходячи через середовище з іншим показником заломлення. Але недоліком малюнка є те, що кути падіння та відображення вказані однією дугою, що може бути неправильно інтерпретовано учнями. Так само дугу, що відображає кут заломлення слід було б вказувати нижче, тому що вона зливається з іншими елементами малюнків.
Задача 1
Перед дзеркалом встромлено два шпильки А і В, як показано на рис. Х.14. Яке розташування зображень цих шпильок побачить спостерігач при різних положеннях очі? Як він повинен розташувати очей, щоб зображення шпильок накладалися один на одного?
Рис. 102
На малюнку показано дзеркало і розташовані перед ним дві шпильки. Цей малюнок містить багато позначень і тому складний для сприйняття. Для кращого розуміння його слід розділити на два: 1) розташування зображень шпильок, які побачить спостерігач при різних положеннях очі; 2) малюнок розташування очі при накладенні зображень шпильок.
Задача 2
На стіні висить дзеркало висотою h = 1 м. Людина стоїть на відстані а = 2 м від дзеркала. Яка висота H ділянки протилежної стіни, який може бачити у дзеркалі людина, не змінюючи положення голови? Стіна знаходиться на відстані b = 4 м від дзеркала.
Рис. 103
Недоліками даного малюнка вважаю: Невдале позначення висоти дзеркала h, тобто стрілка покажчика висоти перетинається з перпендикуляром, що може збити учнів від правильного сприйняття малюнка. Для виправлення цього недоліку необхідно перенести позначення правіше.
Варто було б яскравіше виділити умовне позначення дзеркала. Також слід було б виділити позначення стіни. Крім того, на малюнку зображено сторонній об'єкт, який не відноситься до умови задачі.
Перевагою даного малюнка є те, що кути позначені двома різними, що віддалені по висоті один від одного дугами. А на багатьох інших малюнках це часто не дотримується.
Задача 3
Плавець, нирнувшій з відкритими очима, розглядає з-під води світиться лампочку, що знаходиться над його головою на відстані h = 75 см від поверхні води. Яке буде позірна відстань Н від поверхні води до лампочки? Показник заломлення води п = 1,33.
Рис. 104
На зображенні (104) показаний малюнок до задачі.
Недоліком цього малюнка вважаю, що зображення кута a є незрозумілим. Тобто можна припустити що кут a - це зовсім інший кут, розташований між двома променями, а не променем і перпендикуляром. Дуга, що позначає кут b на нижній частині малюнка практично не помітна. Крім того не вказані межі на позначенні висоти h.
Задача 4
На дні водойми, що має глибину Н - 3 м, знаходиться точкове джерело світла. Який мінімальний радіус R повинен мати круглий непрозорий диск, що плаває на поверхні води над джерелом, щоб з вертольота не можна було виявити це джерело світла? Показник заломлення води п = 1,33
Рис. 105
На малюнку показаний малюнок до задачі. Недоліком цього малюнка є те, що при вказівці радіуса диска необхідно вказувати виноски центру і краю диска.
У завданнях йдеться про двох середовищах, в яких поширюється світло, а саме: повітря і вода. А на малюнку це ніяк не відображено.
Задача 5
Промінь світла падає на скляну пластинку з показником заломлення під кутом а. Товщина пластини d. Визначити, наскільки змістився вийшов з пластини промінь щодо падаючого.
Рис. 106
Дивлячись на цей малюнок можна помилково припустити, що промінь поширюється в двох однакових середовищах, але за умовою задачі є два середовища з різними показниками заломлення. А на малюнку це ніяк не відображено. Крім того, на малюнку невдало відображена різниця ходу променів l. А в іншому малюнок прийнятний.
Задача 6
На відстані d = 40 см від тонкої збиральної лінзи знаходиться предмет висотою h = 10 см. Визначити величину зображення Н, якщо фокусна відстань лінзи F = 15 см
Рис. 107
У цілому малюнок відображає правила побудови зображення предмета в лінзі. Але недоліком вважаю позначення відстані від лінзи до об'єкту, тому що до позначення будь-якого відстані робляться виноски.
Задача 7
Промінь світла падає на прозору пластинку товщиною 2 см під кутом, синус якого 0,8. На скільки міліметрів зміститься промінь при проходженні платівки? Показник заломлення речовини платівки 4 / 3.
Рис. 108
На малюнку показанні середовище, в якому падає промінь на прозору пластину і сама пластина позначені різними кольорами, що акцентує увагу на тому, що промінь йде в різних середовищах з різними показниками заломлення. Ще однією перевагою малюнка вважаю позначенням кутів a і b. Вони позначені різною кількістю дуг, що вказує на те, що ці кути різні.
Задача 8
Яка частина зображення стрілки дзеркалі видно оці (див. рис.)?
1) Вся стрілка.
2) 1 / 2.
3) 1 / 4.
4) Стрілка не видно взагалі
Рис. 109
Завдання є нестандартним і вимагає вміння застосовувати знання на практиці. Малюнок виконаний на розкресленому в клітку полі, що дозволяє легше побачити і оцінити результат. На малюнку всі предмети зображені умовно, але досить легко для сприйняття. У цілому малюнок прийнятний.
Задача 9
При відображенні від тонкої плівки (див. рис.) Інтерферують світлові пучки:
1) 1 і 2; 2) 2 і 3; 3) 3 і 4; 4) 4 до 5.
Рис. 110
У цілому малюнок вдалий. Вказано хід променів, промені пронумеровані. Але недоліком вважаю те, що тонка плівка сама по собі ніяк не позначена. Я думаю, що для кращого сприйняття тонку плівку слід виділити якимось чином, наприклад, виділити іншим кольором або підписати.
Задача 10
У призмі кут при вершині дорівнює 30 °. Луч, кинута перпендикулярно одній з граней, виходить з неї так, як показано на малюнку. Який показник заломлення матеріалу призми?
Рис. 111
Недоліком даного малюнка вважаю: 1) не вказано на малюнку, що кут падіння променя на призму дорівнює 90 0, 2) Не вказано в якому середовищі знаходиться призма, хоча для вирішення даного завдання ці дані потрібні.
Задача 11
Якщо промінь лазера направити в торець плоскою прозорої пластмасової лінійки під кутом 30 ° до нормалі, як показано на малюнку, то він вийде з лінійки на позначці 5,7 см. Визначте показник заломлення матеріалу лінійки. Відповідь округлите до десятих, помножте його на 10 і отримане число впишіть до бланку відповідей.
Рис. 112
Донний малюнок зліва дуже захаращений: стрілки зображені дуже крупно. Зазвичай якщо розмова йде про нормалі до поверхні, то вказується на малюнку кут в 90 0, щоб підкреслити що це є нормаллю. На малюнку такого позначення немає.
Задача 12
На малюнку представлена схема отримання інтерференції світла за допомогою плоского дзеркала. Центральний інтерференційний максимум спостерігається в точці О екрану. Відстань від джерела до дзеркала одно h, довжина хвилі джерела А, = 600 нм. Луч / йде паралельно дзеркала і потрапляє в точку А екрана, де спостерігається другий інтерференційний мінімум. Чому дорівнює відстань h в цьому досвіді?
Рис. 113
Малюнок повністю відображає умови завдання. Робить його більш наочним. Всі дані, наведені в умові завдання, відображені на малюнку дуже грамотно.
Основні рекомендації щодо створення схем і малюнків за допомогою комп'ютерних програм
Створення схем, малюнків, таблиць, діаграм і багатьох інших способів графічного відображення даних, завдання не з легких. Багато вчителів часом відчувають утруднення в створення на комп'ютері тих чи інших зображень, часом навіть не знаючи, що існують безліч програм, що полегшують створення схем і малюнків, необхідних для піднесення учням матеріалу курсу фізики. Нижче я навів найпопулярніші і прості у використанні програми, за допомогою яких вчителі зможуть робити схеми, малюнки, таблиці, діаграми і багато інші ілюстрації.Одна з найвідоміших програм для створення зображень, є програма Paint. Вона є на кожному комп'ютері, де встановлена операційна система Windows 98/ME/2000/XP/Vista. Крім того, ця програма одна з найпростіших у використанні.
Недоліком цієї програми є те, що вона призначена для створення і редагування нескладних малюнків.
Крім Paint існує програма: «Геометричний планшет». Вона має приблизно з такі ж можливості.
Рис. 102 програма Геометричний планшет
Для створення більш складних зображень існує програма CorelDraw. Вона призначена для створення векторної графіки. Робота в ній потребує більш широких знань і набуття специфічних навичок. Але дана програма пропонує більш широкий спектр можливостей роботи з графічними зображеннями.
Рис. 103 програма CorelDraw
Так само можна створювати схеми та малюнки в текстовому редакторі Microsoft WORD. Ця програма знайома практично всім людям, які вміють працювати на комп'ютері. У цьому редакторі є набір автофігур, які дозволяють створювати примітивні об'єкти. Але, оскільки Microsoft WORD спеціально не призначений для побудови зображень, то цей процес є складним і досить тривалим у часі.
Рис. 104 програма Microsoft WORD
Окрім програм для створення зображень, існують програми для їх редагування.
Висновок
Отже, я виконав роботу з проведення аналізу малюнків з різних джерел, також провів аналіз програм для побудови схем і малюнків. Виконана мною робота допоможе вчителям і викладачам звертати увагу на малюнки, пропоновані авторами підручників і усувати їх, використовуючи для цього програми, описані в моїй курсовій роботі.Надалі можна розширити цю роботу таким чином: провести порівняльний аналіз малюнків з інших розділів фізики, запропонувати свої схеми і малюнки.
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
1. Гомонова А.І. Фізика. Приклади розв'язання задач, теорія. Справ. Посібник. - М.: ТОВ «Видавництво АСТ-ЛТД», 1998. - 448 с.: Іл
2. Єдиний державний іспит 2002: Контрольні вимірювальні матеріали: Фізика / Авт.-сост. В.А. Орлов, Н.К. Ханнанов; М-во освіти РФ. - М.: Просвещение, 2003. - 222 с.
3. Єдиний державний іспит 2003: Контрольні вимірювальні матеріали: Фізика / Авт.-сост. В.А. Орлов, Н.К. Ханнанов; М-во освіти РФ. - М.: Просвещение, 2004. - 240 с.
4. Єдиний державний іспит 2004: Контрольні вимірювальні матеріали: Фізика / Авт.-сост. В.А. Орлов, Н.К. Ханнанов; М-во освіти РФ. - М.: Просвещение, 2005. - 231 с.
5. Касьянов В.О. Фізика. 11 кл.: Навч. для загаль. установ - 3-е вид., дораб. - М.: Дрофа, 2003. - 416 с.: Іл
6. Мякишев Г.Я. Фізика: Учеб. Для 11 кл. загаль. Установ / Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев. - 11-е вид. - М.: Просвещение, 2003. - 336 с.
7. Перишкін А.В. Фізика. 8 кл.: Навч. для загаль. установ / О.В. Перишкін. - 7-е вид., Стереотип. - М.: Дрофа, 2005. - 191 с.
8. Пуришева Н.С., Важеєвська Н.Є. Фізика. 7 кл.: Учеб. для загаль. навч. закладів. - М.: Дрофа, 2001. - 208 с.
9. Фізика і астрономія: Учеб. для 9 кл. загаль. установ / А.А. Пінський, В.Г. Розумовський, А.І. Бугаєв та ін; Під ред. А.А. Пінського, В.Г. Розумовського. - М.: Просвещение, 1999. - 303 с.
10. Черноуцан А.І. Фізика. Завдання з відповідями і рішеннями: навчальний посібник / А.І. Черноуцан. - 5-е вид. - М.: КДУ, 2006. - 352 с., Іл.