CC BY
4РАЗВИТИЕ ИНТЕРЕСА К ФИЗИКЕ В ОБЩЕМ КУРСЕ
М.А. Старшов
Саратовский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского, Россия, Саратов
Б01:10.24412/с1-37145-2023-1-95-96
Рассмотрены некоторые нестандартные методические приёмы в преподавании физики в высшей школе. Материал может быть использован лектором по курсу физики, а также студентами в самостоятельной работе и подготовке выступлений на студенческих научных конференциях.
Каждый раздел физики оперирует и определяется своим набором специфических фундаментальных постоянных. Это такие узловые точки в познании Природы, которые не выводятся теоретически и только эксперимент может дать численное значение. Лишь для некоторых мировых констант можно выразить словами, как говорится, физический смысл, но невозможно понять, почему имеет именно такое значение гравитационная постоянная или скорость света.
По мере развития физики порой оказывается, что какая-нибудь из таких констант не просто связана с другими, но представляет собой комбинацию из них, к удовольствию физиков, поскольку для науки важно уменьшение числа этих не определяемых величин.
Для преподавателя и лектора по курсу общей физики может оказаться полезным своеобразный тест, привлекающий внимание студентов и стимулирующий интерес к науке, в виде закодированного описания некоторых важных мировых постоянных.
1. Среди известных физикам фундаментальных постоянных есть одна моя любимая. У неё много родственников, даже бесконечно много, и она среди них наибольшая. Но по своему смыслу она -минимальна.
Называется она...
2. Константа эта в некотором смысле лидер своей компании, и настолько безразмерна, что скрывает в себе три фундаментальных постоянных, степеней известных.
Она не любит имя своего родителя.
Называется она.
3. Эта фундаментальная старушка так важна и универсальна, что при своём самом мелочном характере проникла даже в российский анекдот.
Называется она.
4. На корке этого большого арбуза неоднократно поскользнулся известный профессор знаменитого Стэнфорда [1, 2].
Возраст: 13.7 миллиардов лет
Размер наблюдаемой части Вселенной: 13.7
миллиардов световых лег примерно 102е см
Средняя плотность вещества: 10"2Эг/см'
Вес: более 1050 тонн
Легко подсчитать порядок «веса» Вселенной, 84-29=55 или 49 в тоннах, 1049т. Где ещё порядок, ещё одна десятка? Кажется, профессор умножил вычисленную массу Вселенной («арбуза») в граммах или в тоннах на 9,8, на величину ускорения свободного падения у поверхности нашей планеты, в Международной системе единиц. Один раз ошибиться можно, но этот слайд без изменений присутствует в различных записях лекций профессора. Говорят, что нет ничего полезнее ошибки гения, и этот пример может использоваться в работе со студентами.
МИКРООПЫТ ПО ОПТИКЕ
М.А. Старшов
Саратовский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского, Россия, Саратов
Б01:10.24412/с1-37145-2023-1-96-98
Простой и всем доступный эксперимент не требует никакого оборудования и может оказаться очень полезным при изучении оптики, особенно в условиях дистанционного обучения.
На недавней конференции о роли творчества по физике в средней школе известный учитель-методист в начале первого доклада показал одну из работ его учеников. В нижнем углу виден компакт-диск с цветной полоской (рис. 1).
Когда-то новинку-диск подвешивали в кабинах грузовиков у ветрового стекла, и они эффектно вспыхивали на солнце. Этот снимок легко повторить (рис. 2).
Уже это интереснее того, что показал на конференции известный учитель. Красная полоса справа широкая и идёт дугой, а слева красной кажется часть радиуса. Но если продолжить исследование, то будет эффект ещё более впечатляющим (рис. 3).
Здесь можно заметить вторую синюю дугу, как часть дифракционного спектра второго порядка. Проблемную ситуацию может создать на занятии по оптике, где хорошо заметны дуги второго порядка синего и зелёного цвета при полном отсутствии красного (рис. 4).
А ведь для этого опыта, даже не опыта, а просто наблюдения, не нужно вообще ничего! Одна лампочка под потолком, фотокамера и старый, никому не нужный компакт-диск на коленях. Всё! Впрочем, можно продолжиь эксперимент, исползуя в качестве источника света сигнальную неоновую лампочку или воспользоваться светом от уличного фонаря. При некоторой изобретательности моно наблюдать кольцевой
