Квантовият свят на светещите тела
Учениците имитират промяната на цвета при нагряване – от червено към бяло и синьо – подобно на реалните нажежени тела. Чрез измервания на дължини на вълните и изчисляване на енергията на фотоните изследват теорията на Планк, закона на Вин и квантовата природа на светлината.
Тип
Проекто базирани уроци
Времетраене
4 учебни часа
Цели по предметно знание:
Учениците:
- дефинират понятията: топлинна енергия, топлинно излъчване, вътрешна енергия, абсолютно черно тяло, светлинни кванти, вълнови свойства, корпускулярни свойства,фотони;
- обясняват Закона на Вин;
- посочват разликата между вълнов и корпускулярен модел на светлината;
- анализират теорията на Планк;
- изчисляват енергията на фотона по формулата E = hc/λ;
- правят връзка между температура, дължина на вълната и енергия;
- обработват получените данни и представят обобщените резултати;
- формират изводи и заключения въз основа на научни данни.
Цели по умения
- анализиране и сравняване на резултати от експерименти;
- създаване на условия за конструктивна работа в екип и разпределяне на задачи;
- развиване на творческото и инженерното мислене, чрез откриване на приложения на изследваното физично явление.
Изследователски въпрос
Как промяната на температурата променя спектъра на излъчването и енергията на фотоните и защо това доказва квантовата природа на светлината?
Краен продукт
Научен експеримент, модел на черно тяло, информационна брошура.
Необходими материали
- Малък RGB модул с вграден контролер и USB захранване (като алтернатива могат да се използват резистори, проводници, лустер клеми, RGB LED модул и USB захранване, с които да се изгради електрическа верига);
- Дифузер (малко парче матово фолио);
- Картонена кутия;
- Черна хартия;
- Цветни листове;
- Цветни моливи;
- Ножица;
- Лепило;
- Телефони с приложения за измерване на цвят/спектър;
- Проектор;
- Примери за коване на желязо;
- Презентация “Квантови свойства на светлината”;
- Работен лист за изследване на квантовите свойства на светлината;
- Задание за домашна работа “Спектър на абсолютно черно тяло”;
- Задание за домашна работа “Приложение на квантовите свойства на светлината”;
- Технологична карта “Изработка на LED черно тяло”;
- Жетони и крушки в различни цветове – червени, сини и зелени;
- Листчета с проблеми и решения;
- Работен лист за оценяване на проекта.
