- •Поступати Ейнштейна
- •Перетворення Лоренца
- •Релятивістська форма 2 закону Ньютона
- •3.Розвиток мислення учнів на уроках фізики. Активізація пізнавальної діяльності учнів.
- •6.Зміст і методика вивчення теми «Закони ідеального газу».
- •8.Тверді тіла. Аморфні і кристалічні тіла. Класифікація кристалів за типом зв’язків. Теплоємність кристалів за Ейнштейном і Дебієм. Рідкі кристали. Кристалічні тіла
- •Класифікація кристалів за типом зв’язків.
- •Аморфні тіла
- •Теплоємність кристалів.
- •Рідкі кристали.
- •9. Методика вивчення механічних коливань і хвиль в старшій школі
- •12 Науково-методичний аналіз теми «Механічний рух» в курсі фізики другого ступеня.
- •18.Науково-методичний і методологічний аналіз основних питань теми «Основні положення мкт» у курсі фізики. Основні положення молекулярно-кінетичної теорії.
- •Основне рівняння мкт.
- •Рівняння стану ідеального газу.
- •Перше начало термодинаміки
- •11.Опис стану частинки за допомогою квантових чисел. Спін. Стан електрона в одно- та багатоелектронному атомі. Періодична система елементів д.І.Менделєєва.
- •64.Скласти фрагмент конспекту уроку-лабораторної роботи «Складання електромагніту і випробування його дії».
- •77.Гравітаційне поле. Задача Ньютона. Закон всесвітнього тяжіння. Досліди Кавендіша. Інертна і гравітаційна маса. Гравітаційне поле
- •Закон всесвітнього тяжіння
- •Дослід Кавендіша:
- •Маса тіла
- •14.Класифікація елементарних частинок. Закони збереження і межі їх застосування. Елементарні частинки і фундаментальні взаємодії.
- •Класифікація елементарних частинок
- •Типи взаємодії
- •17. Електромагнітні коливання. Коливальний контур. Власні, вільні і вимушені коливання. Генерація незатухаючих електромагнітних коливань.
- •20.Закони збереження у фізиці. Закон збереження імпульсу
- •Закон збереження енергії в механіці.
- •Закон збереження моменту імпульсу
- •31.Поляризація світла. Поляризація при відбиванні від діелектрика. Закон Брюстера і Малюса. Поляризаційні прилади та їх застосування.
- •33.Радіоактивність. Закон радіоактивного розпаду. Природа альфа-, бета- і гама-випромінювання. Дозиметрія і захист від випромінювання.
- •35.Магнітне поле в речовині. Діа-, пара- і феромагнетики та їх магнітні властивості на основі електронної теорії речовини.
- •38 Науково-методичний і методологічний аналіз основних питань теми «Хвильова оптики». Формування поняття «корпускуолярно-хвильовий дуалізм».
- •41.Фотоефект і його застосування.
- •18.9. Ефект Комптона
- •42 Диференціація навчання фізики: педагогічна доцільність можливі форми. Профільне і поглиблене вивчення фізики.
- •43.Дві основні задачі динаміки точки. Принцип причинності в класичній механіці. Принцип відносності Галілея. Поняття про неінерціальні системи відліку.
- •Кінематика матеріальної точки
- •Система відліку.
- •Перетворення Галілея
- •44 Робота вчителя фізики як дослідника. Вивчення рівня знань, умінь і навичок учнів з фізики.
- •Циркуляція намагнічування. Вектор напруженості магнітного поля
- •Магнітне поле в речовині. Діа-пара- і феромагнетики та їх властивості
- •49.Постулати і принципи квантової механіки. Хвильова функція. Рівняння Шредінгера. Властивості стаціонарних станів. Частинка в потенціальній ямі.
- •Фундаментальні експерименти в шкільному курсі
- •Статистичне тлумачення другого закону термодинаміки
- •53.Температура і методи її вимірювання. Поняття температури в статистичній фізиці і термодинаміці.
- •Базовий навчальний план
- •Старша школа
- •56.Ідеальний газ ферміонів. Статистика Фермі-Дірака теплоємності речовин.
- •Класифікація елементарних частинок
- •Типи взаємодії
- •26.Ядерні сили та їх властивості. Моделі ядра. Ядерні реакції поділу і синтезу. Ланцюгова реакція. Ядерна енергетика і екологія. Проблеми термоядерних реакцій
- •36.Контроль знань учнів з фізики. Методи і форми контролю.
- •I рівень - репродуктивний:
- •II рівень - теоретичний:
- •III рівень - практичний:
- •IV рівень - творчий:
- •2.Перевірка знань учнів покликана встановити рівень засвоєння знань учнями, міцність і дієвість умінь і навичок.
- •I рівень - репродуктивний:
- •II рівень - теоретичний:
- •III рівень - практичний:
- •IV рівень - творчий:
- •5. Останнім часом набувають ваги нетрадиційні способи контролю:
- •1. Тести - підбірка питань і коротких задач, об'єднаних спільною темою або метою;
- •2. Програмований контроль - машинний і безмашинний.
- •Хід уроку.
- •Задачі, розв'язувані на уроці
- •V Домашнє завдання
- •58.Скласти фрагмент конспекту уроку з теми «Агрегатні стани речовини» (актуалізація опорних знань).
- •61.Скласти фрагмент конспекту уроку з теми «Способи зміни внутрішньої енергії тіла» (пояснення нового матеріалу.
- •72.Проблемне навчання фізики. Логіка проблемного уроку.
- •52.Критерії оцінювання навчальних досягнень учнів під час розв`язування задач з фізики.
- •66.Фізика як навчальний предмет. Аналіз можливих систем побудови шкільного курсу фізики.
8.Тверді тіла. Аморфні і кристалічні тіла. Класифікація кристалів за типом зв’язків. Теплоємність кристалів за Ейнштейном і Дебієм. Рідкі кристали. Кристалічні тіла
Багато тіл, з якими людина стикається на землі – тверді тіла. На перший погляд основна відмінність таких тіл – їх досить стійка форма. В залежності від структури розрізняють кристалічні і аморфні кристалічні тіла.
Кристалічні тіла мають певну температуру плавлення, незмінну при сталому тиску; в’язкість аморфних речовин під час нагрівання зменшується; вони переходять у рідкий стан, розм’якшуючись поступово.
Кристали характеризуються наявністю значних сил міжмолекулярної взаємодії і зберігають сталим не лише свій об’єм, а й форму. Правильна геометрична форма є істотною зовнішньою ознакою будь-якого кристала в природних умовах. Розглядаючи окремі кристали, можна переконатися, що вони обмежені плоскими, ніби шліфованими гранями у вигляді правильних багатокутників.
Кристалічну будову мають всі метали у твердому стані. Тіло, яке складається з безлічі невпорядковано розміщених дрібних кристалів називають полікристалічним, або полікристалом.
Полікристалічні тіла є ізотропними, тобто їх фізичні властивості, як і аморфних тіл, у всіх напрямках однакові.
Класифікація кристалів за типом зв’язків.
Іонні кристали. У вузлах решітки іонних кристалів знаходяться позитивно і негативно заряджені іони. Сили взаємодії між ними в основному електростатичні.
Атомні кристали. Їхні кристалічні решітки утворюються внаслідок щільної упаковки атомів, найчастіше однакових (під час взаємодії однакових атомів іони не утворюються. Атоми, що знаходяться у вузлах, зв’язані із своїми найближчими сусідами ковалентним зв’язком. За умови ковалентного зв’язку електрони не переходять від одного атома до іншого (іони не утворюються), а виникає одна чи кілька спільних електронних пар.
Молекулярні кристали. У вузлах їх кристалічної решітки знаходяться молекули речовини, зв’язок між якими забезпечується силами молекулярної взаємодії.
Металічні кристали. У всіх вузлах гратки металічних кристалів розміщені позитивні іони металу. Між ними хаотично, подібно до молекул газу, рухаються електрони, які відокремилися від атомів під час кристалізації металу. Разом з тим і електрони утримуються іонами в її межах. Наявність вільних електронів у металі забезпечує добру електропровідність і теплопровідність цих речовин.
Аморфні тіла
На відміну від кристалічних аморфні тіла повністю ізотропні, тобто їх властивості однакові в усіх напрямах.
Аморфні тіла не мають певної температури плавлення. Якщо, наприклад, нагрівати скло, воно стає м’яким і тягучим.
Друга їх характерна властивість – пластичність.
Залежно від характеру впливу (зокрема часу, протягом якого діє сила) аморфні речовини поводять себе або як крихкі тверді тіла, або як дуже в’язкі рідини.
Аморфний стан речовини нестійкий: через певний час аморфна речовина переходить у кристалічну.
Теплоємність кристалів.
Класична модель. У основі класичної теорії теплоємності твердих тіл (кристалів) лежить закон рівнорозподілу енергії по ступенях свободи. Тверде тіло розглядають як систему N незалежних один від одного атомів, що мають по три коливальні ступені свободи. На кожну з них доводиться в середньому енергія kT (kT/2 у вигляді кінетичної і kT/2 у вигляді потенційної). Маючи на увазі, що число коливальних ступенів свободи рівне 3N, одержимо, що внутрішня енергія одного моля атомів U = 3NAkT = 3RT. Звідси молярна теплоємність
C = U/T = 3R (4.35)
У цьому суть закону Дюлонга і Пті, який стверджує, що молярна теплоємність всіх хімічно простих твердих тіл однакова і рівна 3R. Цей закон виконується достатньо добре тільки при порівняно високих температурах. Дослід показує, що при низьких температурах теплоємність тіл убуває (рис. 4.13), прагнучи до нуля при Т 0 згідно із законом С Т3.
(4.37)
Перший доданок тут - це так звана нульова енергія даного осцилятора. Вона не залежить від Т і не має відношення до теплового руху. Тому в теорії теплоємності тіл її можна опустити і вираз для внутрішньої енергії одного моля матиме вигляд:
U = 3NA = 3NA (4.38)
Тепер можна знайти молярну теплоємність кристалічних решіток:
Цей вираз називають формулою Ейнштейна.
Модель Дебая. У цій моделі кристалічні грати розглядаються як зв'язана система взаємодіючих атомів. Коливання такої системи - результат накладення багатьох гармонійних коливань з різними частотами. Під гармонійним осцилятором тієї або іншої частоти. Задача зводиться до знаходження спектру частот цих осциляторів. Дебай звернув увагу на те, що при низьких температурах основний внесок в теплоємність вносять коливання (осцилятори) низьких частот, яким відповідають малі кванти енергії h. Практично тільки такі коливання і збуджені при низьких температурах. Низькочастотний же спектр коливань решіток може бути розрахований достатньо точно, і обчислення виявляються досить простими. З теорії виходило, що при Т 0 дійсне С Т3.
де хm = hмакс/kT = /T.
Вираз називають формулою Дебая.