Φέτος είναι η τρίτη χρονιά που στο μάθημα της Φυσικής οι μαθητές που εξετάζονται πανελλαδικά θα πρέπει να γνωρίζουν Κβαντομηχανική. Τα τελευταία τρία χρόνια έχουν έρθει στα σχολεία αναλυτικές οδηγίες διδασκαλίας που περιλαμβάνουν ενδεικτικά προτάσεις διδασκαλίας με προσομοιώσεις από αξιόπιστους ιστότοπους, αναλυτικές οδηγίες για πειράματα που εκμεταλλεύονται συσκευές των σχολικών εργαστηρίων με προτάσεις από τα κατά τόπους ΕΚΦΕ, παρατηρήσεις που αφορούν και επεξηγούν την θεωρία του σχολικού βιβλίου και όπως κάθε άλλη χρονιά προτάσεις για συγκεκριμένες ερωτήσεις, ασκήσεις και προβλήματα του σχολικού βιβλίου που είναι «εντός ύλης» και αντίστοιχες προτάσεις για ερωτήσεις ασκήσεις και προβλήματα που είναι «εκτός ύλης».
Οι οδηγίες διδασκαλίας είναι απαραίτητο εργαλείο για τη σχολική κοινότητα αφού εξειδικεύουν τους στόχους και τα προσδοκώμενα μαθησιακά αποτελέσματα του Αναλυτικού Προγράμματος Σπουδών.
Σε αυτό το έγγραφο στηρίζονται τόσο οι εκπαιδευτικοί για την καθημερινή τους διδασκαλία, όσο και η επιτροπή επιλογής των θεμάτων για την Αξιολόγηση των μαθητών στις πανελλαδικές εξετάσεις.
Εξαιτίας της κρισιμότητας του συγκεκριμένου εγγράφου, θα ήθελα να σημειώσω μια αβλεψία που αφορά στην ενότητα της Κβαντομηχανικής.
Αφορά μια πρόταση που υπάρχει φέτος αλλά υπήρχε η ίδια ακριβώς και πέρυσι και πρόπερσι στις οδηγίες διδασκαλίας για το φαινόμενο Compton. Συγκεκριμένα στο έγγραφο αναφέρεται:
«Στο φωτοηλεκτρικό φαινόμενο υπάρχει η δυνατότητα συλλογής και επεξεργασίας πειραματικών δεδομένων. Στο φαινόμενο Compton αν και δεν υπάρχει η δυνατότητα αυτή προτείνονται δραστηριότητες επεξεργασίας πειραματικών δεδομένων όπως για παράδειγμα η παρακάτω:
Σε ένα πείραμα φωτόνια με μήκος κύματος 1,500 x 10-14 m σκεδάζονται από ελεύθερα ηλεκτρόνια ενός μετάλλου και η μεταβολή του μήκους κύματός τους Δλ μετρήθηκε για διάφορες γωνίες σκέδασης. Το αποτέλεσμα φαίνεται στο παρακάτω γράφημα:
Ζητείται το μήκος κύματος ενός φωτονίου το οποίο έχει σκεδαστεί κατά γωνία 1500 σε σχέση με την αρχική του διεύθυνση η ορμή του φωτονίου αυτού και η ενέργεια που μεταφέρθηκε στο ηλεκτρόνιο κατά την σκέδασή του ερωτήματος».
Δραστηριότητα επεξεργασίας πειραματικών μετρήσεων
Ο μαθητής θα πρέπει να καταλάβει ότι η σχέση που συνδέει την μεταβολή του μήκους κύματος με τη γωνία είναι γραμμική, να σχεδιάσει ίσως μια ευθεία γραμμή και από τη γραφική παράσταση να υπολογίσει την μεταβολή Δλ για τη συγκεκριμένη γωνία των 1500.
Έπειτα γνωρίζοντας την μεταβολή και το αρχικό μήκος κύματος να υπολογίσει το μήκος κύματος του φωτονίου που σκεδάζεται και έπειτα την ορμή και την ενέργεια.
Που είναι η αβλεψία σε αυτή την πρόταση που για τρίτη χρονιά προτείνεται στις οδηγίες διδασκαλίας.
Η μεταβολή του μήκους κύματος στο φαινόμενο Compton δεν είναι γραμμική συνάρτηση της γωνίας σκέδασης. Αν θα θέλαμε να σχεδιάσουμε τη σχέση που συνδέει τη μεταβολή του μήκους κύματος με τη γωνία σκέδασης θα ήταν κάπως έτσι:
Θεωρώ ότι δεν μπορεί κάποιος να ζητήσει από μαθητή να υπολογίσει την μεταβολή του μήκους για συγκεκριμένη γωνία από παρόμοιο διάγραμμα.
Αν θέλουμε όμως να πάμε σε γραμμική σχέση διότι η συγκεκριμένη πρόταση αφορά επεξεργασία πειραματικών δεδομένων ίσως θα ήταν καλύτερο να αναφερθούμε στην εξάρτηση της μεταβολής του μήκους κύματος όχι με τις γωνίες σκέδασης φ αλλά με το συνημίτονο αυτών των γωνιών. Τότε θα έπρεπε στις οδηγίες διδασκαλίας το γράφημα να έχει τη σωστή μορφή που είναι αυτή που φαίνεται στην επόμενη εικόνα. Από την οποία μπορεί εύκολα ο μαθητής με γνωστό το συνημίτονο της γωνίας σκέδασης να υπολογίσει τη μεταβολή του μήκους κύματος.
Παναγιώτης Πετρίδης Φυσικός
Όλες οι σημαντικές και έκτακτες ειδήσεις σήμερα
2ος Γραπτός Διαγωνισμός ΑΣΕΠ: Η ύλη για 70.000 υποψήφιους ως 19/5 με τις λύσεις
Παν.Πατρών: Tο 1ο στην Ελλάδα Πανεπιστημιακό Πιστοποιητικό Τεχνητής Νοημοσύνης για εκπαιδευτικούς
Πανεπιστήμιο Αιγαίου: Το κορυφαίο πρόγραμμα ειδικής αγωγής στην Ελλάδα - Αιτήσεις έως 19/05
ΕΥΚΟΛΕΣ πιστοποιήσεις ΙΣΠΑΝΙΚΩΝ - ΙΤΑΛΙΚΩΝ για ΑΣΕΠ - Πάρτε τις ΑΜΕΣΑ
