Дәріс №13-14. Жалпы физика курсының «Электрдинамика» (электр және магнетизм) бөлімін оқытудың әдістемесі
Жоспар:
1. Максвелл теңдеулерін түсіндіру мәселелері
2. «Электр және магнетизм» бөлімін оқытудың методологиялық мәселелері
Физика мамандығы бойынша білім алатын студенттер үшін жалпы физика курсының электр және магнетизм бөлімінің соңында Максвелл теңдеуі беріледі. Теориялық бөлімдегі «Электрдинамика» бөлімі де осы теңдеумен басталады. Сондықтан материалдың орнын өзгертуің еш қажеті жоқ. Ал инженерлік-техникалық мамандықтардағы оқитын студенттер үшін теориялық физика курстары оқылмайды. Сол себепті де электр және магнетизм бөлімін Максвелл теңдеулерімен аяқтаудың ешқандай қажеті болмайды. Курстың құрылымын осылайша жасау Ампер және Фарадей заңының Максвелл теңдеулері түрінде өрнектеліп, негізделген принциптердің салдары екенін жете түсіне алмайды. Сол себепті стуенттердің математикалық даярлығы жеткілікті болса электрдинамиканың материалдарын баяндауда электрлік және магниттік жүйелердің сипаттамалары туралы айта отырып, тыңдаушыларға Максвелл теңдеулерін беру керек. Максвелл теңдеулерінен дербес заңдарды қорытып шығарып, электрлік және магниттік құбылыстардың сандық сипаттамаларын беруге болады. Егер студенттер дифференциальдық теңдеулердің дербес туындыларын алуды әлі өтпесе немесе бағдарлама бойынша тіпті қарастырмайтындай жағдайда студенттереге электрмагниттік өріс пен оның зарядтармен әсерлесуі туралы дербес заңдылықтарың Максвелл теңдеулерінен қорытып шығарылатынын айта кету керек.
«Электрдинамика» бөлімінің методологиялық проблемаларына тоқтала кететін болсақ, электрмагниттік өріс туралы материалды баяндау барысында эфир гипотезасының күйреуі туралы тарихи мәліметтерге де тоқтала кету керек. Сонымен қатар өрістің энергияны материалды тасымалдаушы көзқарасқа да тоқталу өте қажет.
Дәріс. №15. Жалпы физика курсының «Оптика» бөлімін
оқытудың әдістемесі
Жоспар:
1. Жарықтың корпускулалық қасиетін түсіндіру
2. Оптика бөлімінде есеп шығарту әдістемесі
Толқындық оптика Максвелл теңдеулерінің негізінде құрылады. Студенттерде дифференциалдық теңдеулерді шешу дағдысы қалыптастырылмаған болса, толқындық оптиканы жарықтың дифракциясы және интерференциясына жасалған эксперименттердің нәтижелерінің негізінде түсіндіреді. Дегенмен, студенттер бұл теорияның қатаң түрде Максвелл теңеулерінен шығатынын түсіну керек.
Жарықтың корпускулалық қасиетін түсіндіруде аздаған қиындықтар туындауы мүмкін. Мәселе мынада: жалпы физика курсының аясында кванттық электрдинамиканың заңдарының принциптерін тіпті жобалап та түсіндіру мүмкін емес. Сол себепті фотон ұғымы жарықтың толқындық теориясы мен экспериемнт нәтижелерінің сәйкессіздігін түсіндіретін модель ретінде беріледі. Осы жағдайда түсіндіруді кванттық механиканың даму тарихына сүйене отырып баяндау тиімдірек. Себебі бұл бағдарламаларда да оқу құралдарында да дәл осылай қарастырылған.
Фотонның табиғатын зерттеуде толқынның дуализмге әкелетін көзқарастарды мысалға ала отырып, ғылыми ойлаудың дамуының диалектикасын көрсетуге болады. Бұл жерде әдеттегі классикалық ұғымдардың көмегімен фотонды сипаттап бере алмау оның материалды еместігінің дәлелі бола алмайды.
Байқап қарасақ бағдарламада қарастырылған оптикалық құбылыстардың басым көпшілігі (Комптон эффектсінен басқа) жарықтың тек кванттық табиғатын ғана емес, заттың да кванттық қасиеттерін де сипаттайды. Сондықтан да «Оптика» бөлімінде осы мәселелерді бастандыру студенттерді «Кванттық механика» бөлімін оқу үшін қажетті мәліметтермен қамтамассыз етіп, студенттері микроәлемнің бейнесін классикалық емес жолымен меңгеруге даярлайды.
Сонымен қатар «оптика» бөлімінде кванттық оптиканың барлық мәселелерін оқытуың қажеті жоқ. Себебі бағдарлама бойынша атомдық жүйелердің жарықты жұту және шығару мәселелері кванттық ауысулардың ықтималдылығымен байланысты екендігін «Атом физикасы» бөлімінде баяндайды. Сол себепті де кванттық генераторлар мен люминесценция туралы мәселелерді «Атом физикасы» бөлімінде қарастырған тиімдірек болады.
Достарыңызбен бөлісу: |