Рис.12.2 Өзін өзі бақылау сұрақтары: 1. Молекулалық физиканы оқыту әдістемесі

Рис.12.2

1. Молекулалық физиканы оқыту әдістемесі

Жоспар:

1. Мектеп курсындағы «электродинамика» бөлімін оқыту әдістемесі

2. «Электродинамика» бөлімін ғылыми-әдістемеслік талдау

«Электродинамика» бөлімінің мәні мен құрылымы

Физика курсында электродинамика (мәселелерін) негіздерін оқыту барысында физика мұғалімдері негізгі әрі қиын білімділік, тәрбиелік міндеттерді және оқушылардың дамуы міндеттерін шешуі керек. Осы көрсетілгендермен мектеп физика курсындағы электродинамика бөлімінің мәні анықталады.

“Электродинамика” бөлімін оқыту барысындағы оқушылардың санасында материя ұғымы тереңдей түседі. Бұған дейін олар материяның бір түрін ғана меңгерген (зат). Мұнда олар материяның екінші түрі- электромагниттік өріспен танысады.

“Электродинамика” бөлімінің логикалық құрылымын қарастырсақ, онда мыналарды бөлуге болады: электромагниттік өріс және электр заряды ұғымдарын қалыптастыру; өріс пен заттың өзара әсерін зерттеу; заттардың электрлік және магниттік қасиеттері, ток заңдарын және элетр тізбектерін зерттеу; салыстырмалық теория элементтерімен танысу.

Электординамика бөлімінің логикалық құрылымы төмендегі суретте көрсетілген.

Электр заряды- массадан кейінгі элементар бөлшектердің екінші маңызды сипаттамасы, ол- электродинамикадағы ең іргелі ұғымдардың бірі.

Электординамика бөлімінің логикалық құрылымы

Электр заряды мен олардың арасындағы өзара әсер жөніндегі мәселені бастағанда оқушылардың бұрын 8-класта денелердің электрлену құбылысымен танысқанын, зарядтар таңбасының екі түрлі болатындығына тәжірибеде көз жеткізгенін, атомның құрылысы туралы алғашқы ұғым алғандығын және бір қатар құбылыстардың зарядтардың өзара әсері арқылы түсіндіруге болатынын оқығандарын ескеру қажет. Мұғалім оқушылардың сол алған білімдерін жаңғыртып, жаңа мағлұматтармен толықтырып, дамыта және тереңдете түсуі қажет.

Көзделіп отырған мақсатқа жету үшін тақырыпты түсіндірудің төмендегідей әдісін ұсынамыз.

1. 
   Денелердің электрленуі. Бірнеше тәжірибелер жасап көрсету арқылы электрленген денелердің жеңіл денелерді өзіне тартатындығы қорытындыланады. Электрленген денелердің тек жеңіл денелерді ғана емес, ауыр денелерді де өзіне тартатындығын көрсету үшін мынадай тәжірибе жасауға болады: ол үшін ұзын метал түтікше алып, дәл ортасынан жіңішке жіпке байлап, іліп қояды, сосын электрленген таяқшаны түтікшенің бір ұшына жақындатсақ, онда оның таяқшаға тартылатындығын анық байқауға болады.
   
2. 
   Электрленген денелердің өзара әсерлесуі. Денелердің электрленуін көрсеткенннен кейін электрленген денелердің өзара әселесуі бірдей болмайтындығын анықтап алған жөн: кейде электрленген денелер бірін бірі тартады, кейде бірін бірі тебеді. Бұл құбылысты демонстрациялау үшін алдын ала сәйкес тәжірибелерді таңдап алу керек. Осыған байланысты электрлену дәрежесінің әртүрлі болатындығын көрсету керек, ол үшін электроскопты пайдаланамыз. Екі элетроскоптың бірін электрлеп, екіншісімен зарядник арқылы жалғастырып, денелердің электрлену қасиеті бір денеден екінші денеге берілетіндігіне оқушылар назарын аударуға болады.
   
3. 
   Электр зарядының екі таңбасы. Электрленген денелерді зарядталған, зарряды бар деп айту қалыптасып кеткен. Қарама- қарсы таңбалы зарядпен электрленген денелер бірін- бірі тартады, ал бірдей таңбалы зарядпен электрленген денелер бірін-бірі тебеді. Бұл қорытындыны тәжірибелермен дәлелдеу керек. Мұнан соң қарама-қарсы таңбалы зарядтардың бір-бірін бейтараптап жіберетіндігі айтылып, тіжәрибе көрсетіледі.
   
4. 
   Элементар заряд. Оқушылардың алған осы мәліметтері элементар заряд ұғымын ендіруге жеткілікті.
   
5. 
   Электр зарядының сақталу заңы. Бұл заң іргелі табиғи заңдардың бірі, сондықтан оған айырықша көңіл аудару керек. 10-класта бұл заң екі тұрғыдан берілуі мүмкін. Оның біріншісі: тұйық жүйеде барлық бөлшектердің зарядтарының алгебралық қосындысы өзгермейді, зарядтар пайда болғанда қарама- қарсы таңбалы элементар зарядтар жұбымен пайда болады да, ал бейтараптанғанда- жұбымен бейтараптанады. Заңның айтылуының екінші түрі: тұйық жүйедегі зарядтардың алгебралық қосындысы өзгермейді. Заңның орындалуының дәлелі ретінде денелерді тиістіру арқылы электрленгенде денелердің қарама- қарсы таңбалы зарядтармен электрленетіндігін келтіруге болады. Олай болса, электрлеу дегеніміз денедегі зарядтарды модулі жағынан тең, таңбалары қарама-қарсы зарядтарға бөлу үрдісі екендігін түсіндіру қажет.
   

Кулон заңы жөніндегі материалды әңгіме ретінде бастаған дұрыс. Алдымен Кулонның тәжірибесі айтылып, иірілмелі таразының құрылысы мен онымен жұмыс істеу әдісі түсіндіріледі. Заңның формуласын міндетті түрде тақтаға жазып, әрбір шаманы түсіндіру керек.

Мұндағы электр тұрақтысы деп аталады, оның сан мәні мынадай болып шығады:

Қорытындысында элементар зарядтың сан мәні мен электронның тыныштықтағы массасының сан мәнін берген орынды болған болар еді:

q=1,6*10^-19 Кл, m_e=9,11*10^-31кг

Қазіргі кездегі көзқарас бойынша электромагниттік өріс – материяның бір түрі, екіншісі – зат.

Өріс және зат бір-бірімен тығыз байланыста. Олар тек бір-біріне өтіп қана қоймайды, сонымен бірге бірінің қасиетіне екіншісі себепші болады. Бұл көзқарастың қалыптасуына физикадағы екі концепция – алыстан әсер және жақыннан әсер ету – арасындағы күрес айтарлықтай әсерін тигізді.

Алыстан әсер ету теориясында негізгі және алғашқы ұғым ретінде заряд ұғымы алынады да, барлық электромагниттік құбылыстар зарядтардың алыстан лездік өзара әсері арқылы түсіндіріледі. Бұл теория XIX-ғасырдың орта шенінде өзінің даму шегіне жетті, бұл кезде статикалық электр мен магнитизмнің толық теориясы жасалды, бірақ алыстан әсер ету теорияларының барлығында да өріс жөнінде ұғым болмады.

Сол дәуірдегі жаңадан ашылған құбылыстарды ескі теорияның түсіндіріп бере алмауы жаңа және жетілген теория жасауды қажет етті. Ондай теорияның негізін салушылар М.Фарадей (1791-1867ж.) және Дж. Максвелл (1831-1879ж.) болды. Фарадей- Максвелдің классикалық жақыннан әсер ету теориясында негізгі және алғашқы ұғым өріс болып табылады, ал зарядқа екінші, қосалқы рөл берілген. Жақыннан әсер ету теориясының түсіндіруі бойынша барлық электромагниттік құбылыстар эфирде болатын өріс өзгерістерімен байланысты кеңістікте шекті жылдамдықпен тарайды.

Лоренц Максвелл теориясына сүйеніп, екінші жағынан заттардағы бөлшектермен байланысқан элементар зарядттарың (электроееың) болатындығы жөніндегі көзқарасқа сүйеніп, электромагниттік және оптикалық құбылыстардың жалпы теориясын жасады. Кейіннен, электронның бар екендігі тәжірибеде анықталғаннан соң, бұл теория “заттардың электрондық теориясы” деп аталып кетті. Бірақ Максвелл теориясындағы сияқты Лоренц теориясы да эфир ұғымынан құтыла алмады. А.Майкелсонның және т.б. дәлелдеп берді. А.Эйнштейннің (1879-1955ж.) салыстырмалық теориясы шыққаннан кейін (1905 ж.) эфир ұғымы ғылымнан толық аластатылды.