Главная страница «Первого сентября» • Главная страница журнала «Физика» • Содержание №1/2010

Конкурс "Я иду на урок"

М. В. Блинова,
< mari60@bk.ru >, МОУ СОШ № 5, г. Сергач, Нижегородская обл.

Спектры и спектральный анализ

рис.1Цели урока: познакомить со спектрами химических веществ и практическим применением спектрального анализа в астрофизике, химии и других отраслях

Формы и методы обучения:

• традиционные – вводная беседа, беседы при формировании понятий и подведении итогов урока; • инновационные – экспериментальная работа учащихся в малых группах, создание презентаций.

Средства обучения: • традиционные – спектроскоп дисперсионный, химреактивы с поваренной солью и хлоридом лития, спиртовка, видеофильм «Открытие спектров» (ООО «Телекомпания СГУ-ТВ»), учебник [1]; • инновационные – презентации*, веб-камера для наблюдения спектров; • распечатки – рабочие листы с указаниями по проведению исследования и образцом оформления результатов, тексты, словарь физических терминов.

Ход урока

1. Актуализация знаний (3 мин)

Учитель (после ознакомления учеников с темой и темой урока, слайды 1, 2*). Однажды известный американский учёный Роберт Вуд (слайд 3), будучи студентом, заподозрил, что в столовой подкладывают в блюда то, что было недоедено посетителями вчера. В конце концов он выяснил причину. Как вы думаете, каким образом? Узнать это мы сможем в конце сегодняшнего урока. Каждый из вас получает карту учебного занятия с планом действий. Но сначала проследим путь науки, научимся использовать сегодняшнее открытие для практических целей. (Сообщение ученика о Р. Вуде, слайд 4 [2].)

2. Изучение нового материала (20 мин). (После инструктажа по технике безопасности при работе с огнём учитель организует фронтальную работу по рабочим картам с обсуждением результатов по ходу занятия.)

Учитель. Сформулируем задачи, которые нам предстоит решить на этом уроке. (Ученики предлагают свои варианты. На доске выстраивается план работы; записывает учитель или ученик: наблюдение физического явления → выдвижение гипотезы о закономерностях данного явления → проверка этой гипотезы на практике → выводы.)

3. Наблюдение спектров с помощью веб-камеры (5 мин). (Учитель демонстрирует слайд 4, проводит демонстрационный эксперимент, используя генератор «Спектр», дисперсионный спектроскоп, к окуляру которого присоединена веб-камера или, что лучше, цифровая видеокамера; спектральные трубки с неоном и водородом. На мониторе хорошо различаются спектральные линии. Учащиеся наблюдают спектры и делают вывод: по спектрам можно определить химический состав, т.е. провести качественный спектральный анализ.)

4. Обобщение результатов эксперимента и формулирование вывода (2 мин)

Учитель. Разгадали ли мы загадку Роберта Вуда? Расскажите о результатах фронтального и демонстрационного экспериментов и сделайте общий вывод. Обратите внимание на следующее:

– проведены наблюдения, на основе которых можно сделать вывод, что разные вещества дают различное свечение. это связано с различием в их химических составах, атомном строении. Таким образом, от частных конкретных результатов мы пришли к общему выводу. Такой путь установления закона (познания) называется индуктивным;

– с помощью спектрального анализа можно изучать химический состав. это применяется в астрофизике, металлургии, химии, криминалистике;

– логика познания в данном случае: наблюдение явления → экспериментальное исследование закономерностей, которым подчиняется явление, → обобщение экспериментальных фактов → вывод.

5. Закрепление знаний, самостоятельная работа (12 мин): задания четырёх типов сложности – на уровне распознавания, репродуктивном, конструктивном и творческом уровнях.

Вариант 1

  1. Непрерывный спектр – это_______________________________________________________
  2. Каким является спектр лампы накаливания?________________________________________
  3. Что такое спектральный анализ?__________________________________________________
  4. На рисунке приведены спектры поглощения паров неона, натрия и аргона. Какой из этих газов не содержится в смеси, спектр которой показан на нижней строчке? _____________________________________________
рис.4

Вариант 2

  1. Какие спектральные аппараты вы знаете? _______________________________________________
  2. В чём состоит главное свойство линейчатых спектров?_____________________________________
  3. Для чего применяют спектральный анализ? ______________________________________________
  4. На рисунке приведены спектры излучения паров кальция, стронция и неизвестного вещества. Содержатся ли в последнем кальций и стронций?
рис.5

6. Подведение итогов урока (2 мин). (Учитель даёт профориентационную информацию: специалисты по оптическому материаловедению востребованы на рынке труда, слайды 13, 14.)

Домашнее задание: см. карту учебного занятия.

Карта учебного занятия по теме «Спектры и спектральный анализ»

Загадка Роберта Вуда

  1. Приведите примеры, показывающие, что развитие науки начинается с наблюдения. _________________________________________________
  2. Пронаблюдайте свечение разных веществ. Для этого смочите кусочек асбеста в растворе хлорида натрия и внесите его в пламя. Такой же опыт проведите с хлоридом лития. Что вы наблюдаете в первом случае? Во втором? _________________________________________________
  3. Случайность это или закономерность? Сформулируйте гипотезу. ________________________________________________
  4. Просмотрите видеофрагмент «Открытие спектров». Найдите в словаре терминов к уроку толкование слова «спектр». _________________________________________________
  5. Изучите теорию вопроса (материал параграфа) и заполните диаграмму. Подготовьте слайд для презентации (см., например, слайд 5. – Ред.):
рис.1

 

  1. Чем отличаются спектры излучения от спектров поглощения? __________________________________________________________________
    2. рис.2
  2. Назовите приборы, с помощью которых можно наблюдать спектры. Что является их основной частью? _____________________
  3. Проведите вместе с классом наблюдения спектров различных веществ. В спектральных трубках находятся газы водород и неон. Какие линии вы наблюдали для водорода? для неона? Зарисуйте. Сравните с каталогом спектров на слайде 6. ____________________________________
  4. Подумайте, какое практическое значение могут иметь атомные спектры. Для чего их можно применять? Если затрудняетесь, найдите ответ в учебнике. Как по спектру можно определить химический состав? Что такое спектральный анализ? (Слайды 7–12.) _________________________
  5. Обсудите, что узнали на уроке. Оцените сами свою работу (всё понятно, узнал много нового, не понял, ничего нового, не хочу знать).
  6. Заполните схему пути научного познания:
рис.3
  1. Выполните самостоятельную работу по карточкам.
  2. Домашнее задание: § 27 учебника. Подберите текст о применении спектрального анализа в астрофизике, криминалистике, металлургии и поставьте к тексту вопрос(ы) на понимание. Изучите возможности Интернета на этот счёт.

 

Литература

  1. Генденштейн Л.Э., Дик Ю.И. Физика. 11 кл. : учеб. для общеобразоват. учреждений : базовый уровень. М. : Илекса, 2005.
  2. Голованов Я. Роберт Вуд: «Исследовать неизменные законы» [Электронный ресурс] //Корабль друзей – Этюды об учёных : [сайт]. URL: http://www.friendship.com.ru (дата обращения 23.11.2009).

 

БлиноваМарина Валерьевна Блинова – учитель физики высшей квалификационной категории, выпускница Горьковского госуниверситета им. Н.И. Лобачевского, педагогический стаж 27 лет. Всегда старалась найти такие способы обучения, которые развивали бы творческие способности школьников. Сейчас руководит районным НОУ, активно популяризирует астрономические знания, организует районные интеллектуальные игры. Ученики участвуют и побеждают в разных конкурсах и олимпиадах, издают газету «Физикон». Награждена районными грамотами за организацию работы с одарёнными детьми, областными – за многолетний труд и успехи в педагогической деятельности. Призёр районного конкурса «Лучший учитель», победитель третьей всероссийской интернет-олимпиады «Нанотехнологии – прорыв в будущее». Семья – муж, две дочери: старшая окончила Нижегородский ГПУ, младшая учится в 10-м классе.


* Итоговая презентация дана в электронном виде. – Ред.