Плазма-четвертое состояние вещества (11 класс)

Рабочая программа элективного курса физики в 11классе
«Плазма – четвертое состояние вещества»
Программа составлена на основе программы элективного курса
«Плазма – четвертое состояние вещества»
авт. Орлов В.А., Дрожжин С.В. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005)
Пояснительная записка
Изучение элективного курса «Плазма – четвертое состояние вещества направлено на
достижение следующих целей:
 развитие представлений школьников о физической картине мира на основе знакомства с
четвертым состоянием вещества;
 расширение, углубление и обобщение знаний о строении вещества;
 реализация внутрипредметных и межпредметных связей, т.к. при изучении плазменного
состояния вещества активизируются не только знания из разных разделов физики, но и
из других наук, прежде всего химии и астрономии;
 развитие познавательных интересов и творческих способностей на основе ознакомления
учащихся с современными достижениями науки и техники, связанными с изучением и
применением плазмы;
 формирование практических умений на основе решения физических задач и
самостоятельного приобретения новых знаний, выполнения экспериментальных
исследований, подготовки докладов, рефератов и других творческих работ.
Учебный материал по физике плазмы имеет огромное познавательное и мировоззренческое
значение, а также представляет большой практический интерес.
На этом материале решаются такие задачи:
 создание политехнической направленности школьного курса физики;
 формирование естественно-научной картины мира;
 развитие познавательной активности самостоятельности школьников;
 углубление знаний о строении вещества;
 формирование у школьников умения находить сведения по избранной теме в книгах,
журналах и электронных источниках информации;
 проводить экспериментальные исследования, анализировать полученные результаты
и формулировать выводы.
Изучение плазменного состояния вещества должно занять достойное место в
формировании системы знаний учащихся о веществе и составить органическую часть о
строении вещества и его физических свойствах. В систематическом курсе физики изучить на
достаточном уровне эти вопросы не представляется возможным из-за отсутствия времени.
Элективный курс по выбору школьников позволяет дополнить знания школьников о четвертом
состоянии вещества – плазме и сформировать у них более полное представление о физической
картине мира.
Содержание элективного курса «Плазма – четвертое состояние вещества»
(1 час в неделю, всего 34 часа)
1. Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях (6 часов)
Электромагнитное поле. Движение заряженной частицы в магнитном поле. Сила Лоренца.
Движение заряженных частиц при наличии электрического и магнитного полей. Дрейф частиц.
Демонстрации
 действие электростатического поля на электрические заряды;
 действие магнитного поля на электрические заряды;
 электронно-лучевая трубка с электростатическим управлением электронным пучком;
 электронно-лучевая трубка с магнитным управлением электронным пучком;
 осциллограф;
 электростатические и магнитные линзы;
 движение электронных пучков в электрическом и магнитном поле;
2. Плазма. Основные характеристики плазмы (6 часов)
Электрический ток в газах. Виды электрических разрядов. Плазма. Степень ионизации плазмы.
Коллективные свойства плазмы. Дубаевский радиус экранирования. Температура Плазмы.
Демонстрации
 несамостоятельный и самостоятельный разряды в газах;
 коронный, дуговой и тлеющий разряды в газах;
 фрагмент из кинофильма «Плазма – четвертое состояние вещества»
3. Методы описания плазмы (2часа)
Магнитная гидродинамика и неустойчивости плазмы. Вмороженность магнитного поля.
Кинетическое описание плазмы. Диагностика плазмы.
Демонстрации
 действие магнитного поля на плазменный шнур;
 сжатие плазмы магнитным полем;
 действие электрического и магнитного полей на плазму пламени;
4. Процессы в плазме (4 часа)
Идеальная газовая плазма. Колебания в плазме. Ленгмюровская частота колебаний. Волны в
плазме.
Демонстрации
 фрагмент и к/ф «Плазма – четвертое состояние вещества»
5. Плазма в природе (4 часа)
Геомагнитное поле. Пояса радиации. Магнитосфера Земли. Магнитные бури и причины их
возникновения. Строение и свойства ионосферы земли. Солнечный ветер.Полярные сияния.
Космическая плазма. Солнечные космические лучи.
Демонстрации
 изучение магнитного поля земли;
 вращение витка с током в магнитном поле земли;
 к/ф «Полярные сияния»
6. Плазма в технике (6 часов)
Техническое применение плазмы. Плазмотроны. МГД –генератор. Плазменный дисплей.
Термоядерные реакции. Магнитные ловушки. Токамак.
Демонстрации
 свечение газосветных трубок;
 люминесцентная лампа;
 применение дугового разряда.
7. Лабораторный практикум (6часов)
Измерение удельного заряда электрона.
Измерение горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли.
Регистрация космических лучей.
Изучение люминесцентной лампы.
Расчет периода электрических колебаний RC –цепи.
Тематическое планирование элективного курса физики в 11 классе
«Плазма-четвертое состояние вещества»
(1 час в неделю, всего 34 часа)
№
№
урока
урока
в
теме
1
1
2
2
3
3
4
4
5
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
1
2
3
32
33
34
4
5
1
Тема занятия
Электромагнитное поле. Сила Ампера
Сила Лоренца
Движение заряженной частицы в электрическом поле
Движение заряженной частицы в магнитном поле
Движение заряженных частиц при наличии
электрического и магнитного полей
Дрейф частиц
Электрический ток в газах
Виды электрических разрядов
Плазма. Степень ионизации плазмы
Коллективное движение частиц в плазме
Квазинейтральность плазмы
Температура плазмы
Магнитная гидродинамика и неустойчивость плазмы
Кинетическое описание плазмы
Газовая (идеальная) плазма
Колебания в плазме
Волны в плазме
Ленгмюровская частота колебаний плазмы
Геомагнитное поле
Магнитные бури и причины их возникновения
Солнечный ветер
Космическая плазма
Плазменные генераторы
МГД-генератор
Плазменный двигатель
Плазменный дисплей
Магнитные ловушки
Проблема управляемого термоядерного синтеза
Лабораторный практикум (5 занятий)
Измерение удельного заряда электрона
Измерение магнитного поля Земли
Расчет периода релаксационных электрических
колебаний
Регистрация и исследование космических лучей
Изучение люминесцентной лампы
Обобщающее занятие
Примечания