CC BY
1УДК. 535.525.9
МЕКТЕПТЕГ1 ТОЛЦЫНДЬЩ ОПТИКАНЬЩ НЕГ1ЗГ1 ТYСIНIКТЕРIН ЦАЛЫПТАСТЫРУДАГЫ КЕЙБ1Р МЭСЕЛЕЛЕР
ГАППАР МЕРЕЙ ЕРБОЛЦЫЗЫ
Абай атындагы ^азак ¥лттык Университетшщ физика факультетшщ 1 курс магистранты
Ацдатпа: Бул мацалада мектеп физикасы курсында толцындыц оптиканыц нег1зг1 тYсiнiктерiн цалыптастыруга байланысты кейб1р мэселелер царастырылады. Толцындыц оптика - жарыцтыц таралуы мен эсерлесуте байланысты цубылыстарды зерттейтт физиканыц мацызды саласы. Дегенмен, мектеп багдарламасында гылымныц бул саласыныц негiзгi угымдарын тYсiну мен мецгеруде циындыцтар жш кездеседi. Ол Yшiн мацалада мектептегi толцындыц оптиканыц негiзгi угымдарын тиiмдi тужырымдауга болатын эдштер мен тэалдер усынылады.
Трек свздер: толцындыц оптика, жарыц толцындары, таралу, интерференция, дифракция, сыну, шагылу.
Толкындык оптика - жарыктыц толкындык нысан ретшде таралуына байланысты оптикалык кубылыстарды зерттейтш физика саласы. Бiрак бул такырып мектеп багдарламасына енгенше карамастан, оны зерттеу кебшесе 10-11 сынып окушыларына киынды; тудырады. 11-сыныптарда толкындык оптиканы зерттеу екiншi токсанда небэрi 6 сагатты курайды, оныц 2 сагаты зертханалык жумыстарды орындауга кетедi [1].
Толкынды; оптика колданудыц кец спектрше ие жэне казiргi технология мен гылыми жацалыктарда мацызды рел аткарады. Бул такырыпты кол жетiмдi эдюпен жеткiзу нэтижесiнде окушылар толкындык оптика туралы бiлiмдi тYсiну мен колдануда киындыктарга тап болмайды. Толкындык оптиканы дурыс угыну эртYрлi салалардыц дамуына экеледi, мысалы, медицинаны карастыратын болсак, толкындык оптика медициналык диагностикада, лазерлш хирургияда оптикалык эдiстердi колдана отырып медициналык кескiндер жасау Yшiн колданылады.
Жарыкты су бетiндегi толкындар сиякты толкын деп елестетiп керейiк. Жарык тараган кезде ол белгiлi бiр ыргакта тербеледi. Бул тербелiстер нYктеден нYктеге етiп, жарык толкынын жасайды [2].
Жарык эйнек немесе су сиякты мелдiр затка тYCкенде, ол жылдамдыгы мен багытын езгертедь Бул кубылыс жарыктыц сынуы деп аталады. Бiз оны, мысалы, аквариумдагы балыкка караган кезде кере аламыз - олар бiзге ыгыскан болып керiнедi.
Сондай-ак, жарык айналар немесе су сиякты беттерден шагылысуы мYмкiн. Бiз айнага караган кезде шагылысканымызды керемiз. Жарыктыц шагылысуы айналамыздагы заттарды керуге мYмкiндiк бередi.
Линзалар немесе телескоптар сиякты оптикалык курылгылар жарыкты фокустау жэне кескiндердi Yлкейту Yшiн толкындык оптика принциптерiн колданады. Мысалы, кезiлдiрiктегi линза бiзге жаксырак керуге кемектесед^ ал телескоптар аспандагы алыстагы заттарды керуге кемектеседi .
Осылайша, толкындык оптика жарыктыц калай эрекет ететшш жэне оныц эртYрлi оптикалык курылгыларда калай колданылатынын тYсiндiру Yшiн мацызды.
Толкындык оптиканыц негiзгi принциптерi:
1. Жарык толкындары кещспкте электромагнитпк тербелiстер тYрiнде таралады.
2. Жарыктыц толкындык табигаты интерференция, дифракция жэне поляризация кубылыстарында керiнедi.
Гылыми жетекшi: ^ЫРЬЩБАЕВА Э.А.
Алматы к., ^азакстан
3. Гюйгенс принцип - толкындык фронттьщ apGip элементш екiншi сфералык толкындардыц K63i ретшде карастыруга болады.
4. Гюйгенс-Френель принцит - толкындык козгалыс толкындык фронттагы барлык бастапкы нYктелерден екiншi толкындардыц суперпозициясы ретiнде карастырылады.
5. Снеллиус зацы-толкын бiр ортадан екiншi ортага ауысканда оныц таралу багыты езгеред^ сонымен катар жылдамдык пен толкын узындыгы езгередi.
6. Гельмгольц тецдеуi - оптикалык ортада жарык толкыныныц таралуыныц математикалык сипаттамасы.
7. Герц принцит - электромагнитпк толкында электр жэне магнитпк индукция векторыныц багыты, сондай-ак толкындык Сан векторы оц кол ережеамен байланысты.
8. Гринштейн принцит - жарыктыц толкындык фронты эркашан толкындык санныц векторына перпендикуляр болады.
9. Интерференция принцит ею немесе одан да кеп толкындардыц кабаттасуы жэне бiр-бiрiмен эрекеттесуi кубылысын тYсiндiредi.
10. Дифракция кубылысы кедергi толкыныныц конверсиясы, ягни толкынныц геометриялык келецке аймагына енуi ретiнде тYсiндiрiледi.
11. Сыну жэне шагылысу принципi бiр ортадан екiншi ортага еткенде жарыктыц таралу багытыныц езгеруiн тYсiндiредi [3].
12. Поляризация принцит жарык тек бiр жазыктыкта тербелетiн кубылысты тYсiндiредi.
Бул принциптер эртYрлi оптикалык кубылыстар мен физикалык жYЙелердегi жарыктыц эрекетiн сипаттауга жэне тYсiндiруге кемектеседi.
Окушыларга акпаратты дурыс жеткiзу барысында олардыц толкындык оптика тарауын тYсiну мен колдану дагдылары арта бастайды. Сондыктан бiз 11 сынып окушылары окитын екi окулыкты карастырамыз. Бiрiншi 11 сынып окушыларына арналган окулык -"Физика" Туякбаев С.Т., ал екiншiсi "Физика" Закирова Н.А.. Ею окулыктагы толкындык оптиканыц iшiндегi дифракцияга берiлген аныктама:
"Жарыктыц дифракциясы деп жарыктыц тYзу сызык бойымен таралудан ауыткуын немесе жарыктыц тоскауылда орагытып етуiн айтады" Туякбаев С.Т. [4].
"Жарыктыц дифракциясы - жарыктыц елшемдерi юшкентай денелердi орагытып етш, оныц геометриялык аймагына етуГ' Закирова Н.А. [5].
Екi аныктамада жарыктыц дифракциясы туралы айтады, бiрак бул кубылысты эртYрлi кезкараспен карастырады.
Туякбаевтыц аныктамасы дифракцияныц екi аспектiсi туралы айтады: жарыктыц тYзу бойымен таралуынан ауыткуы жэне жарыктыц кедергi аркылы етуь Ол дифракцияны ортамен немесе бегеттермен эрекеттесу кезiнде пайда болатын жарык багытыныц езгеруi ретшде сипаттайды.
Закированыц аныктамасы кiшкентай денелердiц айналасындагы жарык мелшерш жэне оныц геометриялык ауданын езгертуiне кебiрек кецiл беледi. Бул дегенiмiз, жарык дифракциясы кезiнде оныц кетспктеп таралуы бiркелкi езгермейдi, бул жарык дактарыныц мелшерi мен тшшшщ езгеруiне эсер етедi.
Екi аныктамада дифракцияныц пайда болуы Yшiн жарыктыц коршаган ортамен немесе объектiлермен эрекеттесушщ мацыздылыгын атап керсетедi, бiрак бул кубылыстыц эртYрлi аспектiлерiне назар аударады.
"Физика" Закирова Н.А. окулыгында :
- Толкындык оптика тарауы карапайым жэне тYсiнiктi тiлде жазылган, бул материалды тез игеруге кемектеседi.
- Эр параграфта эксперименттер мен аныктамалардыц максималды саны бар, бул акпаратты жаксы есте сактауга ыкпал етедь
- Тарауда шыгармашылык мiндет жэне толкындык оптиканы емiрде колдану бар, бул осы гылымныц практикалык мацыздылыгын тусшуге кемектеседi.
- Закированьщ тарауында тек 4 параграф бар, бул толкындык оптиканьщ кейбiр acra^rnepi назардан тыс калуы немесе жeткiлiкciз жарыктандырылуы mymkïh дeгeндi бiлдipeдi.
"Физика" окулыгында Туякбаев С. Т.:
- Туякбаевтыц окулыгы аукымды акпаратка толы, бул материалды игеру жэне тYciну Yшiн киын болуы мYмкiн.
- Туякбаевтыц ютабындагы толкындык оптика тарауы 6 абзацтан турады, бул негурлым eгжeй-тeгжeйлi жэне терец зepттeудi бiлдipуi MYMKrn, сонымен катар акпараттыц кeптiгi мен кабылдаудыц кYPдeлiлiгiнe экeлуi мYмкiн.
Окулыкты дурыс тацдау окушылардыц такырыпты кабылдауына эсер eтeдi, ал мeктeптeгi толкындык оптиканыц нeгiзгi тYciнiктepiн дамытудагы мэселелер мыналарды камтуы мYмкiн:
1. Окушылардыц жарыктыц физикалык мэнiн элeктpомaгниттiк толкын ретшде тYciнбeуi. Окушылар жарыкты тек сэулелер ретшде карастыра алады, бул олардыц интерференция мен дифракция туралы тYciнiгiн тeмeндeтуi мYмкiн.
2. Толкындык оптика у,ымдарын бipтiндeп дамытуга ыкпал eтeтiн жаксы курылымдалган окыту багдарламасыныц болмауы. Бул тYciнудeгi олкылыктарга экeлуi мYмкiн.
3. Оптикалык кубылыстарды керсетуге арналган шeктeулi материалдар мен ресурстар. Мектеп зертханаларында эксперименттер жYpгiзу Yшiн кaжeттi жабдык болмауы мYмкiн, бул угымдарды тiкeлeй тYciнудi киындатады.
4. Окушылар Yшiн толкындык оптика угымдарыныц практикалык колданылуыныц болмауы. Кeйбip окушылар такырыпты мецгерудш практикалык мэнiн кepмeуi мYмкiн, бул олардыц окуга деген ынтасын жэне кызыгушылыгын тeмeндeтуi мYмкiн.
Толкындык оптиканыц нeгiзгi угымдарын калыптастыруга арналган шeшiмдepгe мыналар жатады:
1. Окушыларга толкындык оптиканыц нeгiзгi угымдарын керуге жэне тYciнугe кемектесу Yшiн демонстрациялар, эксперименттер жэне интepaктивтi эрекеттер сиякты эpтYpлi окыту эдicтepiн колданыцыз. Бул оларга жарыкты сэуле ретшде тYciнудeн оны толкын peтiндe карауга кешуге кeмeктeceдi. Бiздiц жагдайда окушыларды толкындык оптика такырыбына кызыктыру Yшiн комикcтepдi пайдалана аламыз. Осылайша, олардыц ^пштЫ толкындык оптиканыц аныктамалары мен колданбаларын бiлeтiн болады.
2. Непзп угымдарды кeзeц-кeзeцiмeн eнгiзудi камтамасыз ететш жаксы курылымдалган окыту багдарламасын эзipлeу жэне пайдалану. Окушылардыц такырыпты жан -жакты тYciнуiнe кeмeктecу Yшiн окыту логикалык жэне жYЙeлi болуы керек.
3. Толкындык оптиканы кepceту Yшiн кол жeтiмдi ресурстар мен материалдарды пайдалану. Егер зертханалык жабдык болмаса, оптикалык кубылыстарды ^рсету Yшiн бейнематериалдарды немесе интepaктивтi модeльдeулepдi колдануга болады.
4. МуFaлiмдepгe толкындык оптика туралы бшмдерш жeтiлдipу жэне кYPдeлi угымдарды тYciндipу дагдыларын дамыту Yшiн косымша оку сабактары мен семинарлар уйымдастыру.
5. Тэжipибeлiк элемде толкындык оптиканы колдануды кepceту. Окушыларга бул угымдардыц накты пайдасы мен колданылуын ^рсету Yшiн лазерлер, CYЗгiлep жэне оптикалык курылгылар сиякты толкындык оптиканы колдану мысалдарын кepceтугe болады.
Мектепте толкындык оптика мэселелерш зерттеу аясында окушыларда жарык толкындарыныц мэнiн жэне олардыц таралуын тYciну сиякты нэтижелерге кол жетюзуге болады. Окушылар жарыкты белгш бip жылдамдыкпен кeцicтiктe таралатын электромагнитпк толкын ретшде карастыруга болатынын аныктайды.
Бул нэтижелер окушыларга толкындык оптика туралы ipгeлi тYciнiк алуга жэне оныц непзп принциптерш тYciнугe кeмeктeceдi.
Нэтижeciндe, мектепте толкындык оптиканыц непзп тYciнiктepiн калыптастыру бeлгiлi бip мэселелерге тап болады деп корытынды жасауга болады. Басты ceбeптepдiц бipi -материалдыц кYPдeлiлiгi, ол окушыларга эрдайым анык тYciндipiлмeйдi. Сондай-ак осы
саладагы муFалiмдердiц бшктшпнщ жеткшказдЫ толкындык оптиканыц негiзгi тYсiнiктерiн жеткiлiксiз мецгерудiц таFы бiр себебi болуы мYмкiн.
Алайда, бул мэселеш шешу Yшiн бiрнеше шараларды усынуFа болады. Бiрiншiден, физика муFалiмдерi материалды окушыларFа неFурлым толык жэне кол жетiмдi тYPде тYсiндiре алатындай етш, осы такырыпты егжей-тегжейлi зерттеген жен.
Екшшщен, зертханалык жумыстар мен демонстрациялык эксперименттер сиякты интерактивтi окыту эдютерш колдану кажет. Бул окушыларFа толкындык оптикада болып жаткан процестердi кернею тYPде керсетуге кемектеседi жэне материалдыц жаксы мецгерiлуне ыкпал етедi.
Сонымен катар, компьютерлiк баFдарламалар мен модельдеу сиякты заманауи технологияларды енгiзу толкындык оптиканыц непзп уFымдарыныц тиiмдi калыптасуына ыкпал етуi мYмкiн. Бул тэсш окушыларFа ез бетшше зерттеуге жэне тэжiрибе жасауFа мYмкiндiк бередi, бул ез кезегшде материалды жаксырак тYсiнуге жэне игеруге ыкпал етедi.
^орытындылай келе, кейбiр мэселелерге карамастан, мектепте толкындык оптиканыц негiзгi уFымдарын калыптастыру муFалiмдердi Yздiксiз окыту, окытудыц интерактивт эдiстерi мен жаца технологияларды колдану аркылы сэттi жYзеге асырылуы мYмкiн. Бул окушыларFа осы такырыпты жаксы мецгеруге жэне алFан бiлiмдерiн ю жYзiнде колдануFа кемектеседi.
1. Каргин Джумат Бейсенбекович «Физика кыскаша аньщтамальщ оку куралы», Алматы,
2. Лаврёнова Анастасия Викторовна «Дифракция на неоднородности в волноводе», Москва, 2019. -156б.
3. ^удайкулов м., Жацабергенов «Орта мектепте физиканы окыту эдютемесЬ» Шымкент, 2012. -309б.
4. Туякбаев С.Т. Окулык 11 сынып «Физика», Алматы, 2019. -238б.
5. Закирова Н.А. Окулык 11 сынып «Физика», Алматы, 2020. -336б.
ПАИДАЛАНЫЛГАН ЭДЕБИЕТТЕР:
2019. -249б
