Комплект навчальної моделі лазера. Таблиця 3

Позначення	Назва	Кількість, шт.	Примітки
3.970.056 ТУ	Лазер ЛГ-209	1
3.968.001	Резервуар демонстраційний	1
Запасні частини
0.580.003. ТУ	Запобіжник ВПІ	4
Інструменти і приладдя
4.094.017 (8.392.000)	Ключ	1
Експлуатаційна документація
3.970.056 ТО	Технічний опис і інструкція з експлуатації.	1 екз.
3.970.056 ПС	Паспорт	1 екз.
3.970.056 31	Відомість ЗІП	1 екз.
3.970.056 ТІ	Типова інструкція з техніки безпеки при роботі з газовим лазером при підготовці і проведенні демонстраційних фізичних дослідів в загальноосвітній школі	1 екз.

У зв'язку з цим з урахуванням тенденцій розвитку сучасного шкільного фізичного експерименту доцільно відзначити основні напрями вдосконалення навчального експерименту з фізичної оптики, які полягають у:

• необхідності при вивченні оптичних явищ і їх закономірностей створення єдиної системи фізичного експерименту, що включає демонстрації, лабораторні роботи, фізичні практикуми і експериментальні задачі;

• посиленні ролі демонстраційних дослідів, що дають кількісну оцінку при вивченні інтерференції, дифракції і поляризації світла, атомних спектрів випускання і поглинання;

• необхідності розробки і включення в систему навчального експерименту лабораторних робіт дослідницького характеру, які дозволяють встановлювати і перевіряти закономірності оптичних явищ і процесів, що вивчаються, розкривати кількісні співвідношення в оптичних явищах, визначати фізичні параметри та фізичні константи;

• необхідності раціонального поєднання в ході пояснення нового матеріалу, при узагальненні і закріпленні знань учнів фізичного експерименту у вигляді демонстраційних дослідів і лабораторних робіт з розробленими на їх базі задачами експериментального і творчого характеру;

• вдосконаленні шкільного устаткування приладами і установками у вигляді навчальних комплектів, що однаково ефективно використовуються як на уроках і факультативних заняттях, так і в ході різних видів позакласних занять з фізики (на заняттях фізичного гуртка, вечорах і т.д.).

3.2. Демонстраційні досліди з розділу оптики у випускному класі

Спираючись на аналіз сучасного стану шкільного фізичного експерименту, можна вказати на ряд демонстраційних дослідів, які можна модернізувати або поставити заново, якщо використовувати в процесі їх постановки навчальний лазер, а також пучок його випромінення з виключно оригінальними його властивостями.

За допомогою лазера виявилося можливим наочніше і простіше демонструвати основні досліди з фізичної оптики, з геометричної оптики, а також поставити нові досліди: передача інформації на відстань за допомогою пучка випромінювання лазера, вивчення властивостей і параметрів випромінювання оптичного квантового генератора, дія світловодів і ін.

Звичайно для того, щоб продемонструвати без лазера який-небудь дослід з інтерференції світла вчителю доводиться, насамперед, до занять дуже ретельно готувати дослід, робити копітке і точне налаштування приладів. Установка із звичайними тепловими джерелами світла виходить складною, а якість демонстрації залишає бажати кращого. Учням доводиться бачити не зовсім зрозумілу, наперед зібрану установку, де за нагромадженням різних деталей на оптичній лаві важко розібратися, де і як в даній установці відбувається демонстроване явище. Збирати ж установку в класі на очах учнів вчителю неможливо через складність налаштування. Таким чином, через технічну сторону демонстрації втрачається фізична сторона явища.

При демонстрації цих же явищ за допомогою лазера вчителю не треба наперед налаштовувати установку. Установка може збиратися прямо на уроці, оскільки вона і техніка демонстрації значно спрощуються. Наприклад, в дослідах з інтерференції і дифракції світла на лаві встановлюється лазер-освітлювач, що не вимагає налагодження, за ним закріплюється об'єкт і лінза, що збільшує зображення інтерференційної або дифракційної картини. Необхідні картини і їхні зображення одержують на екрані відразу, без додаткових налаштувань.

Проте це не значить, що вчитель зовсім не повинен перед уроком перевіряти установку: йому необхідно знати найраціональніше розміщення деталей на демонстраційному столі і послідовність збирання установки, чи варіанти проектування картини на екран.

Спрощення демонстраційних установок із застосуванням лазера дозволило не тільки поліпшити наочність дослідів, але й ілюструвати їх якісно, однаково переконливо для усіх учнів класу: і тих, хто сидить за першими столами, і тих, хто знаходиться за останніми столами.

У даний час більшість дослідів з оптики ставиться „статично", тобто установка наперед регулюється на отримання максимально наочної картини того явища, яке демонструють. Застосування лазера дозволяє показати такі досліди в їх розвитку, що також позитивно впливає на якість демонстрації. Прикладом можуть слугувати такі досліди, як інтерференція від дзеркала Ллойда, від біпризми Френеля, дифракція від нитки, хід проміння у всіх оптичних приладах та установках і ін.

Така методика проведення демонстрацій не забирає зайвого часу (демонстрація проходить швидко) і пожвавлює дослід, дає учням глибші і міцніші знання з відповідних питань.

Із застосуванням оптичного квантового генератора можна рекомендувати наступні досліди з шкільного курсу фізики:

1. Демонстрація інтерференції на біпризмі Френеля.

2. Демонстрація інтерференції на дзеркалі Ллойда.

3. Демонстрація інтерференції від плоскопаралельної пластинки.

4. Демонстрація кілець Ньютона.

5. Дифракція від щілини.

6. Дифракція від краю плоского екрану.

7. Дифракція від нитки.

8. Дифракція від круглого отвору.

9. Дифракційні ґратки.

10. Дифракція від непрозорого диска.

11. Визначення площини поляризації випромінювання лазера

12. Поляризація при віддзеркаленні.

13. Поляризація при заломленні.

14. Явище подвійного променезаломлення.

15. Явище повороту площини поляризації.

16. Інтерференція поляризованого світла

17. Демонстрація фокусу збиральної лінзи.

18. Отримання зображення у випуклій лінзі.

19. Хід променів в розсіювальній лінзі.

20. Хід променів в увігнутому дзеркалі.

21. Хід променів у випуклому дзеркалі.

22. Хід променів в плоскопаралельній пластинці.

23. Хід променів в мікроскопі.

24. Хід променів в телескопі.

25. Хід променів в призмах.

26. Сферична аберація лінз.

27. Хід проміння в наливній випуклій лінзі.

28. Хід проміння в наливній увігнутій лінзі.

29. Криволінійне поширення світла в середовищі з плавною зміною коефіцієнта заломлення.

30. Рівність кутів падіння і віддзеркалення.

31. Закон заломлення світла.

32. Кут повного відбивання.

33. Закон Брюстера.

34. Спектральний склад випромінювання лазера.

35. Кутове розходження пучка випромінювання лазера.

36. Отримання зображення за допомогою голограми (вивчення основних властивостей голограм).

37. Світловоди.

38. Інтерферометр Майкельсона.

39. Ефект Допплера в оптиці.

40. Визначення коефіцієнта заломлення повітря.

41. Модуляція світла і передача інформації на відстань за допомогою пучка випромінювання лазера.

У приведеному переліку демонстраційні досліди 1, 5, 7, 17, 18, 19, 20, 21, 30, 31, 32, 37 - включені в програму як обов'язкові, основні. Досліди супутні і їхні варіанти до основних - 2, 3, 4, 6, 8, 9, 10, 12, 13, 14, 15, 22, 24, 25, 26, 27,28 і 29 доповнюють, поглиблюють або замінюють основні демонстрації. Досліди 38 і 41 нові, тому не включені в програму, але необхідні при вивченні шкільного курсу фізики. Демонстрації 11, 34, 35, 36, 41 використовуються при вивченні нової теми „Елементи квантової електроніки". Дослід 40 можна рекомендувати як експериментальну задачу. Досліди 16, 33, 39 ставляться при поглибленому вивченні курсу фізики.

Як свідчить наша практика усі досліди добре узгоджуються з програмами профільного навчання фізики у ЗНЗ різного типу і профілю і викликають підвищений інтерес як у школярів, так і у вчителів фізики.

Доцільним є докладніше розглянути методику і техніку проведення деяких із названих дослідів.