Современная физика в задачах
(факультативный курс)

И. П. Иванов


Факультативный курс "Современная физика в задачах" ориентирован, прежде всего, на школьников старших классов. А точнее, на тех школьников, кто вполне справляется со стандартным курсом физики и при этом живо интересуется физикой, хочет узнать больше, хочет научиться большему. Обычно таким школьникам учителя предлагают задачи повышенной трудности, однако зачастую трудность таких задач - лишь математическая.

В этом курсе собраны задачи "повышенной интересности". Каждая из них базируется на какой-либо реально существующей проблеме современной физики, но адаптирована так, что становится по силам школьнику. Каждая представленная здесь задача - это одновременно и лекция, вводящая читателя в новую область, и постановка проблемы, предлагающая читателю справиться с задачей самостоятельно, и подробное решение. Автору хочется верить, что получившийся курс не просто рассказывает о современной физике, как это делают научно-популярные книги, не просто тренирует навыки решения задач - как это делают задачники, а учит читателя. Учит ориентироваться в новой области, выделять из многих явлений главное, строить и обсчитывать физические модели - и критически относиться к полученным результатам. Но самое главное - эти задачи дают почувствовать, что многие из проблем современной физики можно пытаться решить, имея за плечами лишь базовый школьный курс физики. Что та горстка идей и формул, которая дается в школе - это уже большая сила и мощный инструмент исследования. Что и с таким багажом можно окунуться в интересный мир не решенных, а только решаемых физических проблем - и чувствовать себя при этом хорошо вооруженным.

Несколько советов, касающихся того, как использовать этот курс. Во-первых, он может быть полезен для самостоятельного чтения и изучения. В таком виде он может использоваться как школьниками, так и студентами начальных курсов различных естественнонаучных специальностей. При этом рекомендуется пытаться справиться с каждой задачей самостоятельно, а лишь затем читать решение. Во-вторых, предложенные задачи могут быть взяты за основу при планировании работы физического факультатива в школе. При этом предполагается, что преподаватель заранее изучил курс и в зависимости от уровня подготовки группы дает необходимую порцию подсказок. Главное - чтобы учащиеся при этом чувствовали свою приобщенность к процессу решения задачи.

Поскольку данный курс является пока пробным, автор с благодарностью примет все комментарии, вопросы, пожелания, касающиеся его дальнейшей разработки. Письма можно направлять на адрес "Научной Лаборатории Школьников", либо непосредственно автору курса.



Часть 1. Строение и свойства твердых тел

Основная идея, стоящая за всеми предложенными в этой части задачами - дать читателю почувствовать, как из анализа микроскопического строения можно вывести многие из наблюдаемых свойств твердых тел. Именно поэтому формулировка задач может выглядеть несколько парадоксальной: почти ничего про само тело не известно, а уже что-то требуется найти. Да, именно так! Иногда не надо знать много, чтобы понять, почему что-то должно происходить так, а не иначе.

Итак, девиз этой части: все состоит из атомов - так какие явления отсюда следуют?




Продолжение следует




vlad@ssl.nsu.ru