К.А.Қабылбеков. Х.А. Аширбаев, А.И. Джумагалиева

М.Әуезов атындағы Оңтүстік Қазақстан мемлекеттік университеті, Шымкент

ЖАРЫҚ ПОЛЯРИЗАЦИЯСЫН ЗЕРТТЕУДІ ҰЙЫМДАСТЫРУҒА

АРНАЛҒАН КОМПЬЮТЕРЛІК ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫСТЫҢ БЛАНКІ ҮЛГІСІ

Қазақстан Республикасының Президенті-Елбасы Н.А.Назарбаев ««Казахстан-2050 – стратегиясы» - қалыптасқан мемлекеттің жаңа саяси бағыты» атты Қазақстан халқына Жолдауында: Қазақстан 2050 жылы 30 дамыған мемлекетер қатарына енуі керек деп атап көрсетті. Дамып келе жатқан елдер арасында мұндай қатарда болуы үшін бәсекелестік қатаң болады. Ұлт глобалдық экономикалық бәсекелестікке дайын болғанда ғана мұндай қатарда бола алады. Біз, аса маңызды мақсаттарымызды естен шығармай, мақсатты және шабытты еңбек етуіміз керек: қазіргі заманға сай нәтижелі білім мен денcаулық сақтау жүйесін құру. Бәсекеге қабілетті дамыған мемлекет болу үшін біз сауаттылығы жоғары елге айналуымыз керек. Бізге оқыту әдістемелерін жаңғырту және өңірлік мектеп орталықтарын құра отырып, білім берудің онлайн-жүйелерін белсене дамыту керек болады. Біз қалайтындардың барлығы үшін қашықтан оқытуды және онлайн режімінде оқытуды қоса, отандық білім беру жүйесіне инновациялық әдістерді, шешімдерді және құралдарды қарқынды енгізуге тиіспіз [1].

Президент жолдауында келтірілген тапсырмаларды орындау үшін М.Әуезов атындағы мемлекеттік университететінің «Физиканы оқытудың теориясы мен әдістемесі» кафедрасы биылғы оқу жылында оқу үрдісіне "Білімдегі ақпараттық технологиялар", "Физиканы оқытудағы ақпараттық технологиялар" және "Электронды оқулықтарды оқу үрдісінде қолдану" курстарын енгізді. Курстың мақсаты: студент-болашақ физика мұғалімдерін оқу үрдісінде, өздерінің кәсіпшілік қызметінде және біліктілігін жоғарылатуында, оқу үрдісі мен сыныптан тыс жұмыстарды және компьютерлік зертханалық жұмыстарды ұйымдастыруда болашағы зор білім беру технологияларын творчесволық және тиімді пайдалануға дағдыландыру.

Оқу материалдары базасын жасауда студенттер мен магистранттар белсенді қатыстырылады. Авторлар құрастырған бірқатар демонстрациялық тәжірибелердің компьютерлік моделдерін оқу үрдісінде пайдалану және компьютерлік зертханалық жұмыстарды ұйымдастыруға арналған бланкі үлгілері туралы біз бұрын жазғанбыз [2-13].

Мақалада студенттерге, магистранттарға, мектеп мұғалімдеріне көмекші құрал ретінде-оқушылардың [14] ресурсын пайдаланып компьютерлік зертханалық жұмысты ұйымдастыруда қандай тапсырмалар беруге болатынын және оқушыларға алдын ала берілетін компьютерлік зертханалық жұмыстардың бланкі үлгілерін ұсынамыз.

Жұмыстың тақырыбы: Жарық поляризациясын зерттеу.

Жұмыстың мақсаты: Сызықты, дөңгелек және эллипстік поляризацияланған жарықты зерттеу.

Сынып............. Оқушының фамилиясы...................................... Есімі............................

1. Танысу тапсырмалары.

Теориядан қысқаша мәлімет.

Жарық поляризациясы

Жарық табиғаты электромагниттік болып табылады. Электромагниттік толқындар көлденең, яғни және векторлары бір біріне перпендикуляр, электромагниттік өріс тербелістері толқынның таралу жазықтығына перпендикуляр болады. Табиғи жарық көздерінен поляризацияланбаған жарық толқындары шығады. Яғни, және векторларының тербелістері көлдененң жазықта түрлі бағытта тербеледі. Мұндай жарықты табиғи жарық деп атайды. Кейбір жарық көздері (лазерлер) поляризацияланған жарық шығарады. Бұл жарықта электр және магнит өрістерінің тербелістері тек бір біріне перпендикуляр жазықта тарайды. Мұндай жарықты сызықты поляризацияланған (немесе жазық поляризацияланған) деп атайды. Поляризацияның жалпы түрі эллиптикалық поляризацияланған жарық. Эллиптикалық поляризацияланған жарықты бір біріне перпендикуляр жазықта екі сызықты поляризацияланған бірдей жиілікті жарық толқындарының суперпозициясы ретінде қарастыруға болады. Эллиптикалық поляризацияланған жарықтың сипаты сызықты поляризацияланған толқындардың Е_Х және Е_У амплитудаларының қатынасымен және олардың δ_φ фазаларының айырмасымен анықталады. Мысалы Е_Х/ Е_У жағдайында егер δ_φ =0 немесе π болса, онда жарық сызықты поляризацияланған, ал δ_φ = π /2 немесе болса, онда жарық дңгелек (сол немесе оң жақты) поляризацияланған болады. Эллиптикалық поляризацияланған жарық толқынының таралу бағытына перпендикуляр жазықта векторының ұшы эллипс бойымен периодты айналады.

1-сурет

Бақылау сұрақтары.

· Жарықтың табиғаты қандай?

Жауабы:...........................................................................

· Жарықтың поляризациялануын қалай түсінесіңдер?

Жауабы:...........................................................................

· Сызықты немесе жазық поляризацияланған жарық сипаты қандай?

Жауабы:...........................................................................

· Табиғи жарық сипаты қандай?

Жауабы:...........................................................................

2. Тәжірибелік есептер

2.1. Сызықты поляризацияланған толқындардың Е_Х және Е_У амплитудаларының қатынасы , фазалар айырымы δ_φ = π /2 жағдайында жарықтардың толқын ұзындықтарын 380 нм мен 760 нм аралығында өзгертіп поляризациялану сипаттарын бақылап қорытынды жасаңдар.

Қорытынды:...........................................................................

2.2. Сызықты поляризацияланған толқындардың Е_Х және Е_У амплитудаларының қатынасы , фазалар айырымы δ_φ = 0,6π жағдайында жарықтардың толқын ұзындықтарын 380 нм мен 760 нм аралығында өзгертіп поляризациялану сипаттарын бақылап қорытынды жасаңдар.

Қорытынды:...........................................................................

2.3. Сызықты поляризацияланған толқындардың Е_Х және Е_У амплитудаларының қатынасы , фазалар айырымы δ_φ = 1,0π жағдайында жарықтардың толқын ұзындықтарын 380 нм мен 760 нм аралығында өзгертіп поляризациялану сипаттарын бақылап қорытынды жасаңдар.

Қорытынды:...........................................................................

2.4. Сызықты поляризацияланған толқындардың Е_Х және Е_У амплитудаларының қатынасы , фазалар айырымы δ_φ = 1,2π жағдайында жарықтардың толқын ұзындықтарын 380 нм мен 760 нм аралығында өзгертіп поляризациялану сипаттарын бақылап қорытынды жасаңдар.

Қорытынды:...........................................................................

2.5. Сызықты поляризацияланған толқындардың Е_Х және Е_У амплитудаларының қатынасы , фазалар айырымы δ_φ = 1,5π жағдайында жарықтардың толқын ұзындықтарын 380 нм мен 760 нм аралығында өзгертіп поляризациялану сипаттарын бақылап қорытынды жасаңдар.

Қорытынды:...........................................................................

2.5. Сызықты поляризацияланған толқындардың Е_Х және Е_У амплитудаларының қатынасы , фазалар айырымы δ_φ = 1,8π жағдайында жарықтардың толқын ұзындықтарын 380 нм мен 760 нм аралығында өзгертіп поляризациялану сипаттарын бақылап қорытынды жасаңдар.

Қорытынды:...........................................................................

2.6. Сызықты поляризацияланған толқындардың Е_Х және Е_У амплитудаларының қатынасы , фазалар айырымы δ_φ = 2,0π жағдайында жарықтардың толқын ұзындықтарын 380 нм мен 760 нм аралығында өзгертіп поляризациялану сипаттарын бақылап қорытынды жасаңдар.

Қорытынды:...........................................................................

2.7. Сызықты поляризацияланған толқындардың Е_Х және Е_У амплитудаларының қатынасы , фазалар айырымы δ_φ = 0 жағдайында жарықтардың толқын ұзындықтарын 380 нм мен 760 нм аралығында өзгертіп поляризациялану сипаттарын бақылап қорытынды жасаңдар.

Қорытынды:...........................................................................

3. Жауабын компьютермен тексеруге арналған есептер

3.1. Сызықты поляризацияланған толқындардың Е_Х және Е_У амплитудаларының қандай қатынасында қорытынды толқын сызықты поляризацияланып оның электр векторы Х осіне α=30^о бұрыш жасай тербеледі?

Жауабы:......................................................................

3.2. Сызықты поляризацияланған толқындардың Е_Х және Е_У амплитудаларының қандай қатынасында қорытынды толқын сызықты поляризацияланып оның электр векторы Х осіне α=45^о бұрыш жасай тербеледі?

Жауабы:......................................................................

3.3. Сызықты поляризацияланған толқындардың Е_Х және Е_У амплитудаларының қандай қатынасында қорытынды толқын сызықты поляризацияланып оның электр векторы Х осіне α=60^о бұрыш жасай тербеледі?

Жауабы:......................................................................

3.4. Сызықты поляризацияланған толқындардың Е_Х және Е_У амплитудаларының қандай қатынасында қорытынды толқын сызықты поляризацияланып оның электр векторы Х осіне α=75^о бұрыш жасай тербеледі?

Жауабы:......................................................................

3.5. Сызықты поляризацияланған толқындардың Е_Х және Е_У амплитудаларының қандай қатынасында қорытынды толқын сызықты поляризацияланып оның электр векторы Х осіне α=90^о бұрыш жасай тербеледі?

Жауабы:......................................................................

4. Бірмәнді емес есептер

4.1. Сызықты поляризацияланған толқындардың Е_Х және Е_У қандай фазалар айырмасында қорытынды толқын дөңгелек поляризацияланып оның электр векторының ұшы сағат тілімен периодты айналады?

Жауабы:......................................................................

4.2. Сызықты поляризацияланған толқындардың Е_Х және Е_У қандай фазалар айырмасында қорытынды толқын дөңгелек поляризацияланып оның электр векторының ұшы сағат тіліне қарсы периодты айналады?

Жауабы:......................................................................

4.3. Сызықты поляризацияланған толқындардың Е_Х және Е_У қандай фазалар айырмасында және қандай қатынасында қорытынды толқын эллипсті поляризацияланып оның электр векторының ұшы сағат тіліне қарсы периодты айналады?

Жауабы:......................................................................

4.4. Сызықты поляризацияланған толқындардың Е_Х және Е_У қандай фазалар айырмасында және қандай қатынасында қорытынды толқын эллипсті поляризацияланып оның электр векторының ұшы сағат тілімен периодты айналады?

Жауабы:......................................................................

5. Творчестволық тапсырмалар. Мұндай тапсырма аясында оқушыларға өз бетінше бір немесе бірнеше есеп құрастыру және үйде немесе сыныпта орындауы ұсынылады. Содан кейін алған нәтижесін компьютерлік моделді пайдаланып тексеруі керек. Алғашқыда бұл есептер бұрын құрастырылып, сабақта шешілген есептер типтесі болып, кейіннен модел мүмкіншілігіне орай жаңа типті болуы мүмкін (Мысалы 3.1-3.5 және 4.1-4.4 есептерге ұқсас) .

Орындалған тапсырмалар саны

Қателер саны

Сіздің бағалауыңыз

Бланкіде тапсырмалар артығымен берілген. Бір оқушы олардың барлығын орындауы шарт емес. Мұғалім ұсынылған тапсырмалар ішінен іріктеп оқушының шамасына қарай бергені дұрыс, немесе басқа да тапсырмалар ұсынуына болады.

Әдебиеттер

1. Назарбаев Н.A. «Стратегия «Казахстан-2050»-новый политический курс состоявшегося государства». Послание народу Казахстана. Астана. www.bnews.kz. 14 декабря 2012г.

2. Кабылбеков К.А., Байжанова А. Использование мультимедийных возможностей компьютерных систем для расширения демонстрационных ресурсов некоторых физических явлений. Труды Всероссийской научно-практ, конф.с междунар. участием. Томск 2011г., С-210-215.

3. Кабылбеков К.А., Аманбаев С.П., Халметова З.Б., Арысбаева А.С. Можель урока: Лабораторная работа: «Исследование последовательного и параллельного соединения проводников» с использованием виртуального конструктора. Научные труды ЮКГУ им. М.Ауезова, Шымкент, 2013, №1 (26), С-. 83-87.

4. Кабылбеков К.А., Сатаев С., Серкебаев С.К., Арысбаева А.С. Модель урока: Лабораторная работа: «Исследование цепей переменного тока» с использованием виртуального конструктора. Труды международной научно-практической конференции «Казахстанское общество всеобщего труда: социально-педагогический, экономический, инновационный и правовой аспекты», Тараз 2013, 2 том, С- 60-64.

5. Кабылбеков К.А., Турмамбеков Т.А., Иманбеков Д.А., Арысбаева А.С. Компьютерлік зертханалық жұмыс блакісінің үлгісі. А.Ясауи атындағы ХҚТУ хабаршысы, Туркістан , 2013, №1 (81), С-23-31.

6. Кабылбеков К.А., Аширбаев Х.А., Белгібаева А.М., Арысбаева А.С. Оқушылардың өз бетінше атқаратын компьютерлік зертханалық жұмыс блакісінің үлгісі. Труды международной научно-практической конференции «Ауезовские чтения -12: «Роль регионального университета в развитии инновационных направлений науки, образования и культуры», посвященной 70-летию ЮКГУ им.М.Ауэзова, Шымкент, 2013, т.5, С-149-153.

7. Кабылбеков К.А., Дасибеков А.Д., Аширбаев Х.А., Серкебаев С.К. Физика сабақтарында компьютерлік моделдер мен виртуал лабораторияларды қолдану әдістемесі. Труды международной научно-практической конференции «Ауезовские чтения -12: «Роль регионального университета в развитии инновационных направлений науки, образования и культуры», посвященной 70-летию ЮКГУ им.М.Ауэзова, Шымкент, 2013, т., 5, С-.157-161.

8. Кабылбеков К.А., Саидахметов П.А., Арысбаева А.С Оқушылардың өз бетінше атқаратын компьютерлік зерханалық жұмыс бланкісінің үлгісі. Известия НАН РК, 2013, №6, С- 82-89.

9. Кабылбеков К.А., Саидахметов П.А., Байдуллаева Л.Е. Абдураимов Фотоэффект, комптонэффекті заңдылықтарын оқытуда компьютерлік үлгілерді қолданудың әдістемесі, компьютерлік зертханалық жұмыс атқаруға арналған бланкі үлгілері. Известия НАН РК, 2013. №6, С- 114-121.

10. Кабылбеков К.А., Саидахметов П.А.,.Турганова, Т.К., Нуруллаев М.А., Байдуллаева Л.Е. Жинағыш және шашыратқыш линзаларды үлгілеу тақырыбына сабақ өткізу үлгісі. Известия НАН РК, серия физ-мат.№2, 2014, стр286—294.

11. Кабылбеков К.А., Аширбаев Х.А., Такибаева Г.А., Сабалахова А.П. Серкебаев С.К. Аширбаев Х.А., Такибаева Г.А., Сабалахова А.П. Серкебаев С.К.Физикада компьютерлік зертханалық сабақ өткізуді ұйымдастыру. Труды международной научно-практической конференции «Ауезовские чтения -12: «Роль регионального университета в развитии инновационных направлений науки, образования и культуры», Том 6, Шымкент 2014, стр. 277-281.

12. Кабылбеков К.А., ТурмамбековТ.А П.А.Саидахметов, Л.Е.Байдуллаева. Сфералық айнаны моделдеу тақырыбына сабақ өткізу үлгісі. Труды международной научно-практической конференции, МКТУ, Туркестан,2014.

13. Кабылбеков К.А., Серкебаев С.К. Салмақ пенсалмақсыздықты зерттеуді ұйымдастыруға арналған компьютерлік зертханалық жұмыстың бланкі үлгісі. Республикалық ғылыми-практикалық конференция материалдары. Шымкент 2014, 37-40 бет.

14. Кабылбеков К.А. Физикадан компьютерлік зертханалық жұмыстарды ұйымдастыру. Оқу құралы. Шымкент қ., 77 бет.

15. CD диск компании ОАО «Физикон». «Открытая физика 1.1».2001.