Бір және үш сәулелік лазермен жасалатын демонстрациялық тәжірибелер

Қазіргі кезде студенттер мен орта мектеп оқушыларының білімге ынтасын арттырып, терең білім алу мүмкіндіктерін тудыру – педагогика ғылымы мен ұстаздар алдында тұрған өзекті мәселелердің бірі.

Ғылым мен техниканың қауырт дамуына сәйкес физика жабдықтарының құрамына лазердің енгізілуі жоғары және орта мектеп бағдарламаларында қамтылған көптеген демонстрациялық тәжірибелердің сапасын арттыру және бірқатар жаңа тәжірибелерді қою мүмкіндіктерін тудырады. [2]

Лазерді оқу процесінде қолдану тәсілдері жөнінде ғылыми-әдістемелік әдебиеттер мен мақалаларда баяндалған. Ол тәсілдер кезінде оқу процесі үшін арнайы шығарылған екі сәулелік ЛГ-209 және бір сәулелік лазерді қолдануға арналған. Дегенмен, лазердің бағасы қымбат болуына байланысты оқу орындарында олар әлі күнге дейін кеңінен қолданылмай келеді. Осыған орай автор көптеген демонстрациялық және зертханалық тәжірибелер жасауға мүмкіндік беретін және жоғарыда аталған лазердің орнына қолдануға болатын лазерлік жарық көзін ұсынады. Ол кез-келген сауда орталығында кездесетін, лазерлік "указка" ретінде шығарылатын "Key chain laser"- і. Оны машина жүргізушілер "брелок"  ретінде қолданады. Лазердің параметрлері:

λ=630-680Нм   диаметрі,  d=12,5 мм

P<1mW          ұзындығы, L=67мм

бір сәулелік шоқтың 1м қашықтықта орналасқан экран бетіндегі диаметрі

d=2,5 мм

Оның интенсивтілігін оқу орындары үшін шығарылатын лазерлік интенсивтілігімен салыстырғанда аталған лазер оқу процесі талаптарын толық қамтамасыз ететіндігі анықталды.

Геометриялық оптика бөлімі бойынша демонстрациялық тәжірибелер қоюда кемінде үш сәуле қажет болатындығы мәлім.  

Лазерлер өзара параллель орналасу үшін қораптың негізіне бетінде тісті жолдары бар ені 38мм, ұзындығы 65мм, қалыңдығы 6,5мм, тістерінің арақашықтығы 4 мм және биіктігі 2 мм резина бекітіліп, оған арақашықтықтары бірдей үш лазер қондырылды. Олардың қосқыштары қораптың "кнопкасына" қаратылады.

Бұл жағдайда үш лазер қораптың "кнопкасы" арқылы бір мезгілде іске қосылады. Қондырғыны штативке орнату үшін негізге қосымша пластина бекітіліп, негіз, қораптың қақпағы, лазерлер, резина өзара винттермен тартылады (сурет 1-2).  [1]

Бұл қондырығының демонстарциялық және зертханалық тәжірибелер қоюда қолдану мүмкіндіктерін анықтау мақсатында "Геометриялық оптика, "Толқындық оптика" бөлімдерінен тәжірибелер жасалды. Оптика тәжірибелерінің бір қиындығы алынатын нәтиженің тек экран бетінде көрініп арадағы жарық шоқтары жолының көрінбеуінде. Құрастырылған жарық көзі аталған кемшілікті жойып, жарық шоқтарының таралуын және нәтижені көруге мүмкіндік береді. Оған төменде келтірілген суреттерден көз жеткізуге болады.

Сурет 1-2

Автор жасап көрген эксперименттік зерттеулер мұндай үш сәулелік және бір сәулелі лазер көмегімен жоғары және орта мектеп физикасы  бойынша төмендегідей демонстрациялар мен  зертханалық жұмыстарды орындауға болатындығын көрсетті.

Үш сәулелік лазермен жасалатын демонстрациялық тәжірибелер:

1. Жарықтың ойыс, дөңес және жазық айналардан шағылуы:
2. Жинағыш және шашыратқыш линзалардан жарықтың өтуі;
3. Үш бұрышты призмадағы толық шағылу;
4. Оптикалық құралдардағы жарық шоқтарының жолы;
5. Жарықтың призмада сынуы;
6. Жарықтың жазық параллель пластинадан өтуі;
7. Жарықтың түзу сызықты таралуы.

Бір сәулелік лазермен жасалатын демонстрациялық тәжірибелер:

1. Жарықтың призмада сынуы;
2. Жарықтың жазық параллель пластинадан өтуі;
3. Жарықтың түзу сызықты таралуы;
4. Жарықтың біртекті емес ортада таралуы;
5. Тиндаль-эффект;
6. Жарықтың жұтылуы;
7. Жарықтың призмадан сынып өтуі;
8. Жарықтың мөлдір ортада (суда, шыныда) толық шағылуы;
9. Жарықтың жазық айнадан шағылуы;
10. Рефракция құбылысын демонстрациялау;
11. Жарық дифракциясы;
а) Дифракциялық тор;
б) Тар сынылудан дифракция.
в) Қыл сымнан дифракция;
12. Жарық поляризациясы;
13. Жарық интерференциясы;
а) Френель бипризмасы;
б) Френель билинзасы;
в) Ньютон сақиналары;
г) Жұқа қабықшадағы интерференция.  [3]

Зертханалық жұмыстар: (орта және жоғары оқу орындары үшін)

1. Жинағыш және шашыратқыш линзалардың фокус қашықтықтарын анықтау (үш сәулелік лазер);
2. Ойыс және дөңес айналардың фокус қашықтықтары мен  қисықтың радиустарын анықтау (үш сәулелік лазер);
3. Жарықтың шыныдағы таралу жылдамдығын дифракциялық тор көмегімен анықтау (бір сәулелік лазер);
4.Жарықтың судағы таралу жылдамдығын дифракциялық тор көмегімен анықтау (бір сәулелік лазер);
5.жарықтың судағы таралу жылдамдығын толық шағылу бұрышы арқылы анықтау (бір сәулелік лазер);
6.Жарықтың судағы таралу жылдамдығын сыну заңы арқылы анықтау (бір сәулелік лазер).

Қойылған тәжірибелер нәтижелері оқу процесі талаптарын толық қанағаттанарлықтай. Демонстрациялық тәжірибелер 30-40 адамдық жартылай қараңғыланған аудиторияларда толық көрнекілікті қамтамасыз етеді. [3]

Қолданылған әдебиеттер

1.  Жұманов К.Б. "Лазер жаңартқан оптика" Алматы, "Мектеп", 1985ж
2.  М.Құдайқұлов, Қ.Жаңабергенов "Орта мектепте физиканы оқыту әдістемесі" Алматы, "Рауан" 1998ж.
3.  Буров В.А., Зворынин Б.С. және басқалар "Орта мектептегі физикадан демонстрациялық эксперимент" Алматы, "Мектеп", 1981ж.

 

Шымкент аграрлық колледжінің  
КТК9-161 тобының студенті: Әмірхан Назерке
Ғылыми жетекшісі: Жақып С.Д.

---

Әлеуметтік желілерде бөлісіңіз: