"Elektromagnetické vlny".
Cíle lekce:
Vzdělávací:
Vzdělávací: seznámit studenty se zajímavými epizodami z biografie G. Hertze, M. Faradaye, Maxwella D.K., Oersteda H.K., A.S. Popová;
Vývojový: podporovat rozvoj zájmu o předmět.
Ukázky : diapozitivy, video.
BĚHEM VÝUKY
Dnes se seznámíme s rysy šíření elektromagnetických vln, zaznamenáme fáze vytváření teorie elektromagnetického pole a experimentální potvrzení této teorie a zastavíme se u některých biografických údajů.
Opakování.
Abychom dosáhli cílů lekce, musíme zopakovat některé otázky:
Co je to vlna, zejména mechanická vlna? (Šíření vibrací částic hmoty ve vesmíru)
Jaké veličiny charakterizují vlnu? (vlnová délka, rychlost vlny, perioda oscilace a frekvence oscilací)
Jaký je matematický vztah mezi vlnovou délkou a periodou kmitání? (vlnová délka je rovna součinu rychlosti vlny a periody oscilace)
Učení nového materiálu.
Elektromagnetická vlna je v mnoha ohledech podobná mechanické vlně, ale existují také rozdíly. Hlavním rozdílem je, že tato vlna nepotřebuje médium k šíření. Elektromagnetická vlna je výsledkem šíření střídavého elektrického pole a střídavého magnetického pole v prostoru, tzn. elektromagnetické pole.
Elektromagnetické pole je vytvářeno zrychleným pohybem nabitých částic. Jeho přítomnost je relativní. Jedná se o speciální druh hmoty, která je kombinací proměnných elektrických a magnetických polí.
Elektromagnetická vlna je šíření elektromagnetického pole v prostoru.
Zvažte graf šíření elektromagnetické vlny.
Schéma šíření elektromagnetické vlny je na obrázku. Je nutné pamatovat na to, že vektory intenzity elektrického pole, magnetické indukce a rychlosti šíření vln jsou vzájemně kolmé.
Etapy tvorby teorie elektromagnetického vlnění a její praktické potvrzení.
Hans Christian Oersted (1820) dánský fyzik, stálý tajemník Královské dánské společnosti (od roku 1815).
Od roku 1806 - profesor na této univerzitě, od roku 1829 současně ředitel Kodaňské polytechnické školy. Oerstedova díla jsou věnována elektřině, akustice a molekulární fyzice.
V roce 1820 objevil vliv elektrického proudu na magnetickou jehlu, což vedlo ke vzniku nového oboru fyziky – elektromagnetismu. Myšlenka vztahu mezi různými přírodními jevy je charakteristická pro Oerstedovu vědeckou kreativitu; zejména byl jedním z prvních, kdo vyslovil myšlenku, že světlo je elektromagnetický jev. V letech 1822-1823 nezávisle na J. Fourierovi znovu objevil termoelektrický jev a sestrojil první termočlánek. Experimentálně studoval stlačitelnost a pružnost kapalin a plynů a vynalezl piezometr (1822). Provedený výzkum v oblasti akustiky se zejména snažil odhalit výskyt elektrických jevů způsobených zvukem. Zkoumal odchylky od Boyle-Mariotte zákona.
Ørsted byl skvělým lektorem a popularizátorem, v roce 1824 zorganizoval Společnost pro šíření přírodních věd, vytvořil první dánskou fyzikální laboratoř a přispěl ke zlepšení výuky fyziky ve vzdělávacích institucích země.
Oersted je čestným členem mnoha akademií věd, zejména Petrohradské akademie věd (1830).
Michael Faraday (1831)
Brilantní vědec Michael Faraday byl samouk. Ve škole jsem získal pouze základní vzdělání a pak jsem kvůli životním problémům pracoval a současně studoval populárně-naučnou literaturu o fyzice a chemii. Později se Faraday stal laborantem v té době slavného chemika, poté předčil svého učitele a udělal spoustu důležitých věcí pro rozvoj takových věd, jako je fyzika a chemie. V roce 1821 se Michael Faraday dozvěděl o Oerstedově objevu, že elektrické pole vytváří pole magnetické. Po přemýšlení o tomto jevu se Faraday rozhodl vytvořit elektrické pole z magnetického pole a nosil magnet v kapse jako neustálou připomínku. O deset let později své motto uvedl do praxe. Přeměněný magnetismus na elektřinu: vytváří magnetické pole - elektrický proud
Teoretický vědec odvodil rovnice, které nesou jeho jméno. Tyto rovnice říkaly, že střídavé magnetické a elektrické pole se navzájem vytvářejí. Z těchto rovnic vyplývá, že střídavé magnetické pole vytváří vírové elektrické pole, které vytváří střídavé magnetické pole. Navíc v jeho rovnicích byla konstantní hodnota – to je rychlost světla ve vakuu. Tito. z této teorie vyplynulo, že elektromagnetická vlna se šíří prostorem rychlostí světla ve vakuu. Skutečně brilantní dílo bylo oceněno mnoha tehdejšími vědci a A. Einstein prohlásil, že nejvíce fascinující na jeho studiích byla Maxwellova teorie.
Heinrich Hertz (1887)
Heinrich Hertz se narodil jako nemocné dítě, ale stal se velmi chytrým studentem. Měl rád všechny předměty, které studoval. Budoucí vědec miloval psaní poezie a práci na soustruhu. Po absolvování střední školy nastoupil Hertz na vyšší technickou školu, ale nechtěl být úzkým specialistou a nastoupil na Berlínskou univerzitu, aby se stal vědcem. Po vstupu na univerzitu se Heinrich Hertz snažil studovat ve fyzikální laboratoři, ale k tomu bylo nutné vyřešit konkurenční problémy. A pustil se do řešení následujícího problému: má elektrický proud kinetickou energii? Tato práce byla navržena tak, aby trvala 9 měsíců, ale budoucí vědec ji vyřešil za tři měsíce. Je pravda, že negativní výsledek je z moderního hlediska nesprávný. Přesnost měření se musela tisíckrát zvýšit, což v té době nebylo možné.
Hertz ještě jako student obhájil doktorskou disertační práci s výborným hodnocením a získal titul doktor. Bylo mu 22 let. Vědec se úspěšně zapojil do teoretického výzkumu. Studiem Maxwellovy teorie prokázal vysoké experimentální schopnosti, vytvořil zařízení, kterému se dnes říká anténa a pomocí vysílacích a přijímacích antén vytvářel a přijímal elektromagnetické vlny a studoval všechny vlastnosti těchto vln. Uvědomil si, že rychlost šíření těchto vln je konečná a rovná se rychlosti světla ve vakuu. Po studiu vlastností elektromagnetických vln dokázal, že jsou podobné vlastnostem světla. Bohužel tento robot zcela podkopal vědcovo zdraví. Nejdřív mi selhaly oči, pak mě začaly bolet uši, zuby a nos. Brzy poté zemřel.
Heinrich Hertz dokončil obrovskou práci započatou Faradayem. Maxwell transformoval Faradayovy myšlenky do matematických vzorců a Hertz transformoval matematické obrazy na viditelné a slyšitelné elektromagnetické vlny. Při poslechu rádia, sledování televizních programů si musíme tuto osobu pamatovat. Ne náhodou je jednotka frekvence kmitů pojmenována po Hertzovi a není vůbec náhodné, že první slova zprostředkovaná ruským fyzikem A.S. Popov využívající bezdrátovou komunikaci byli „Heinrich Hertz“, zašifrovaní v Morseově abecedě.
Popov Alexander Sergejevič (1895)
Popov zlepšil přijímací a vysílací anténu a nejprve se komunikace uskutečňovala na vzdálenost 250 m, poté na 600 m A v roce 1899 vědec zavedl rádiovou komunikaci na vzdálenost 20 km a v roce 1901 - na 150 km. V roce 1900 rádiové spoje pomohly provést záchranné operace ve Finském zálivu. V roce 1901 provedl italský inženýr G. Marconi rádiové spojení přes Atlantský oceán.
Pojďme se podívat na videoklip, který pojednává o některých vlastnostech elektromagnetické vlny. Po zhlédnutí zodpovíme dotazy.
Proč žárovka v přijímací anténě mění svou intenzitu, když je vložena kovová tyč?
Proč se to nestane při výměně kovové tyče za skleněnou?
Konsolidace.
Odpověz na otázky:
Co je to elektromagnetické vlnění?
Kdo vytvořil teorii elektromagnetických vln?
Kdo studoval vlastnosti elektromagnetických vln?
Vyplňte tabulku odpovědí do sešitu a označte číslo otázky.
Jak závisí vlnová délka na frekvenci vibrací?
(Odpověď: nepřímo úměrná)
Co se stane s vlnovou délkou, když se perioda oscilace částice zdvojnásobí?
(Odpověď: Zvýší se 2krát)
Jak se změní frekvence kmitání záření, když vlna přejde do hustšího prostředí?
(Odpověď: Nezmění se)
Co způsobuje emisi elektromagnetických vln?
(Odpověď: Nabité částice se pohybují se zrychlením)
Kde se používají elektromagnetické vlny?
(Odpověď: mobilní telefon, mikrovlnná trouba, televize, rozhlasové vysílání atd.)
(Odpovědi na otázky)
Domácí práce.
Je třeba vypracovat zprávy o různých typech elektromagnetického záření, vyjmenovat jejich vlastnosti a mluvit o jejich aplikaci v životě člověka. Zpráva musí být dlouhá pět minut.
Shrnutí.
Literatura.
Scénář pro vedení vyučovací hodiny s využitím moderních pedagogických technologií.
Téma lekce
"Elektromagnetické vlny"
Cíle lekce:
Vzdělávací : Studium elektromagnetických vln, historie jejich objevu, charakteristiky a vlastnosti.
Vývojový : rozvíjet schopnost pozorovat, porovnávat, analyzovat
Vzdělávání : formování vědeckého a praktického zájmu a světového názoru
Plán lekce:
Opakování
Úvod do historie objevu elektromagnetických vln:
Faradayův zákon (experiment)
Maxwellova hypotéza (experiment)
Grafické a matematické znázornění elektromagnetické vlny
Graf elektromagnetických vln
Rovnice elektromagnetických vln
Charakteristika elektromagnetické vlny: rychlost šíření, frekvence, perioda, amplituda
Experimentální potvrzení existence elektromagnetických vln.
Uzavřený oscilační obvod
Otevřený oscilační obvod. Hertzovy pokusy
Vlastnosti elektromagnetického vlnění
Aktualizace znalostí
Získávání domácích úkolů
Zařízení:
Počítač
interaktivní tabule
Projektor
Induktor
Galvanometr
Magnet
Hardware-software digitální měřicí komplexlaboratorní vybavení "Vědecká zábava"
Osobní hotové kartičky s grafickým znázorněním elektromagnetické vlny, základními vzorci a domácím úkolem (Příloha 1)
Videomateriál z elektronického doplňku stavebnice Fyzika, stupeň 11 ( UMK Myakishev G. Ano, Bukhovtsev B.B.)
UČITELSKÁ ČINNOST
Informační karta
STUDENTSKÁ AKTIVITA
Motivační fáze – Úvod do tématu lekce
Vážení kluci! Dnes začneme studovat poslední část velkého tématu „Kmity a vlny“ týkající se elektromagnetických vln.
Dozvíme se historii jejich objevu a setkáme se s vědci, kteří na tom měli prsty. Pojďme zjistit, jak se nám poprvé podařilo získat elektromagnetickou vlnu. Pojďme studovat rovnice, grafy a vlastnosti elektromagnetických vln.
Nejprve si připomeňme, co je to vlna a jaké druhy vln znáte?
Vlna je kmitání, které se šíří v čase. Vlny jsou mechanické a elektromagnetické.
Mechanické vlny jsou různorodé, šíří se v pevném, kapalném, plynném prostředí, dokážeme je zaznamenat smysly? Dát příklad.
Ano, v pevných médiích to může být zemětřesení, vibrace strun hudebních nástrojů. V kapalinách jsou na moři vlny, v plynech jsou to šíření zvuků.
S elektromagnetickými vlnami to není tak jednoduché. Vy a já jsme ve třídě a vůbec necítíte ani si neuvědomujete, kolik elektromagnetických vln prostupuje náš prostor. Možná už někteří z vás mohou uvést příklady vln, které se zde vyskytují?
Rádiové vlny
televizní vlny
- Wi- Fi
Světlo
Záření z mobilních telefonů a kancelářské techniky
Elektromagnetické záření zahrnuje rádiové vlny a světlo ze Slunce, rentgenové záření a záření a mnoho dalšího. Pokud bychom si je vizualizovali, nebyli bychom schopni vidět jeden druhého za tak obrovským množstvím elektromagnetických vln. Slouží jako hlavní nositel informací v moderním životě a zároveň jsou silným negativním faktorem ovlivňujícím naše zdraví.
Organizace studentských aktivit k vytvoření definice elektromagnetického vlnění
Dnes se vydáme po stopách velkých fyziků, kteří objevili a generovali elektromagnetické vlny, zjistíme, jaké rovnice je popisují, a prozkoumáme jejich vlastnosti a charakteristiky. Zapisujeme si téma lekce „Elektromagnetické vlny“
Ty a já to víme v roce 1831. Anglický fyzik Michael Faraday experimentálně objevil jev elektromagnetické indukce. Jak se to projevuje?
Zopakujme si jeden z jeho experimentů. Jaká je formulace zákona?
Studenti provádějí Faradayův experiment
Časově se měnící magnetické pole vede k výskytu indukovaného emf a indukovaného proudu v uzavřeném obvodu.
Ano, v uzavřeném obvodu se objevuje indukovaný proud, který registrujeme pomocí galvanometru
Faraday tedy experimentálně ukázal, že mezi magnetismem a elektřinou existuje přímý dynamický vztah. Zároveň Faraday, který nezískal systematické vzdělání a měl malé znalosti matematických metod, nemohl potvrdit své experimenty s teorií a matematickým aparátem. Pomohl mu v tom další vynikající anglický fyzik James Maxwell (1831-1879).
Maxwell podal trochu jiný výklad zákona elektromagnetické indukce: „Jakákoli změna magnetického pole generuje v okolním prostoru vírové elektrické pole, jehož siločáry jsou uzavřeny.
Takže i když vodič není uzavřen, změna magnetického pole způsobí v okolním prostoru indukční elektrické pole, což je pole vírové. Jaké jsou vlastnosti vírového pole?
Vlastnosti vírového pole:
Jeho linie napětí jsou uzavřeny
Nemá žádné zdroje
Je třeba také dodat, že práce vykonaná silami pole pro pohyb zkušebního náboje po uzavřené dráze není nulová, ale indukované emf
Maxwell navíc předpokládá existenci inverzního procesu. Který myslíte?
„Časově se měnící elektrické pole generuje magnetické pole v okolním prostoru“
Jak můžeme získat časově proměnlivé elektrické pole?
Časově proměnný proud
co je aktuální?
Proud - uspořádaně se pohybující nabité částice, v kovech - elektrony
Jak by se pak měly pohybovat, aby proud byl střídavý?
Se zrychlením
Je to tak, jsou to zrychlené pohybující se náboje, které způsobují střídavé elektrické pole. Nyní se pokusíme zaznamenat změnu magnetického pole pomocí digitálního senzoru a přivést ji k vodičům střídavým proudem
Student provádí experiment, aby sledoval změny v magnetickém poli
Na obrazovce počítače pozorujeme, že když je snímač přiveden ke zdroji střídavých proudů a fixován, dochází k nepřetržitému kmitání magnetického pole, což znamená, že se kolmo k němu objeví střídavé elektrické pole.
Vzniká tak spojitá propojená sekvence: měnící se elektrické pole generuje střídavé magnetické pole, které svým vzhledem opět generuje měnící se elektrické pole atd.
Jakmile proces změny elektromagnetického pole v určitém bodě začne, bude pak nepřetržitě zachycovat stále nové a nové oblasti okolního prostoru. Šířící se střídavé elektromagnetické pole je elektromagnetické vlnění.
Maxwellova hypotéza byla tedy pouze teoretickým předpokladem, který neměl experimentální potvrzení, ale na jeho základě byl schopen odvodit soustavu rovnic popisujících vzájemné přeměny magnetických a elektrických polí a dokonce určit některé jejich vlastnosti.
Děti dostanou osobní kartičky s grafy a vzorci.
Maxwellovy výpočty:
Organizace žákovských aktivit k určení rychlosti elektromagnetického vlnění a dalších charakteristik
ξ-dielektrická konstanta látky, uvažovali jsme kapacitu kondenzátoru,- magnetická permeabilita látky – charakterizujeme magnetické vlastnosti látek, ukazuje, zda je látka paramagnetická, diamagnetická nebo feromagnetická
Vypočítejme rychlost elektromagnetické vlny ve vakuu, pak ξ = =1
Kluci počítají rychlost , načež vše zkontrolujeme na projektoru
Délka, frekvence, cyklická frekvence a perioda kmitů vln se vypočítávají pomocí vzorců nám známých z mechaniky a elektrodynamiky, prosím, připomeňte mi je.
Kluci zapisují vzorce λ=υT na tabuli, , , zkontrolujte jejich správnost na snímku
Maxwell také teoreticky odvodil vzorec pro energii elektromagnetické vlny, a . W Em ~ 4 To znamená, že pro snadnější detekci vlny musí mít vysokou frekvenci.
Maxwellova teorie vyvolala ve fyzické komunitě rezonanci, ale nestihl svou teorii experimentálně potvrdit, pak se štafety chopil německý fyzik Heinrich Hertz (1857-1894). Překvapivě chtěl Hertz vyvrátit Maxwellovu teorii, protože přišel s jednoduchým a důmyslným řešením pro výrobu elektromagnetických vln.
Vzpomeňme, kde jsme již pozorovali vzájemnou přeměnu elektrické a magnetické energie?
V oscilačním obvodu.
V ZAVŘENO oscilační obvod, z čeho se skládá?
Jedná se o obvod složený z kondenzátoru a cívky, ve kterém dochází k vzájemným elektromagnetickým oscilacím
Je to tak, pouze oscilace se vyskytovaly „uvnitř“ obvodu a hlavním úkolem vědců bylo tyto oscilace generovat do prostoru a přirozeně je registrovat.
Už jsme to řeklienergie vln je přímo úměrná čtvrté mocnině frekvence . W Em~V 4 . To znamená, že pro snadnější detekci vlny musí mít vysokou frekvenci. Jaký vzorec určuje frekvenci v oscilačním obvodu?
Frekvence uzavřené smyčky
Co můžeme udělat pro zvýšení frekvence?
Snižte kapacitu a indukčnost, což znamená snížení počtu závitů v cívce a zvětšení vzdálenosti mezi deskami kondenzátoru.
Poté Hertz oscilační obvod postupně „narovnal“ a proměnil jej v tyč, kterou nazval „vibrátor“.
Vibrátor se skládal ze dvou vodivých koulí o průměru 10-30 cm, namontovaných na koncích uprostřed vyříznutého drátu. Konce polovin tyče v místě řezu končily malými leštěnými kuličkami, které tvořily jiskřiště o velikosti několika milimetrů.
Koule byly připojeny k sekundárnímu vinutí Ruhmkorffovy cívky, která byla zdrojem vysokého napětí.
Ruhmkorffův induktor vytvořil na koncích svého sekundárního vinutí velmi vysoké napětí v řádu desítek kilovoltů a nabíjelo koule náboji opačného znaménka. V určitém okamžiku bylo napětí mezi kuličkami větší než průrazné napětí a aelektrická jiskra , byly emitovány elektromagnetické vlny.
Vzpomeňme na fenomén bouřky. Blesk je stejná jiskra. Jak se objevuje blesk?
Kreslení na tabuli:
Pokud dojde k velkému rozdílu potenciálu mezi zemí a oblohou, obvod se „uzavře“ - dojde k blesku, proud je veden vzduchem, přestože se jedná o dielektrikum, a napětí je odstraněno.
Hertzovi se tedy podařilo vygenerovat uh vlnu. Ještě je ale potřeba pro tento účel zaregistrovat, jako detektor nebo přijímač Hertz používal prstenec (někdy obdélník) s mezerou - jiskřištěm, které se dalo upravit. Střídavé elektromagnetické pole vybudilo v detektoru střídavý proud, pokud se frekvence vibrátoru a přijímače shodovaly, došlo k rezonanci a v přijímači se také objevila jiskra, kterou bylo možné vizuálně detekovat.
Hertz svými experimenty dokázal:
1) existence elektromagnetických vln;
2) vlny se dobře odrážejí od vodičů;
3) určil rychlost vln ve vzduchu (přibližně se rovná rychlosti ve vakuu).
Udělejme pokus o odrazu elektromagnetických vln
Je ukázán experiment s odrazem elektromagnetických vln: studentův telefon je vložen do zcela kovové nádoby a přátelé se mu snaží zavolat.
Signál neprochází
Chlapi odpovídají na otázku ze zkušenosti, proč není mobilní signál.
Nyní se podívejme na video o vlastnostech elektromagnetických vln a zaznamenejme je.
Odraz e-vln: vlny se dobře odrážejí od plechu a úhel dopadu se rovná úhlu odrazu
Absorpce vln: um vlny jsou částečně absorbovány při průchodu dielektrikem
Lom vln: um vlny při přechodu ze vzduchu do dielektrika mění svůj směr
Vlnová interference: přidání vln z koherentních zdrojů (podrobněji budeme studovat v optice)
Vlnová difrakce - ohýbání překážek vlněním
Zobrazí se fragment videa „Vlastnosti elektromagnetických vln“.
Dnes jsme se naučili historii elektromagnetických vln od teorie k experimentu. Odpovězte tedy na otázky:
Kdo objevil zákon o vzhledu elektrického pole při změně magnetického pole?
Jaká byla Maxwellova hypotéza o generování měnícího se magnetického pole?
Co je to elektromagnetické vlnění?
Na jakých vektorech je postaven?
Co se stane s vlnovou délkou, když se frekvence vibrací nabitých částic zdvojnásobí?
Jaké vlastnosti elektromagnetického vlnění si pamatujete?
Odpovědi chlapů:
Faraday experimentálně objevil zákon emf a Maxwell rozšířil tento koncept v teorii
Časově proměnlivé elektrické pole generuje magnetické pole v okolním prostoru
Šíření ve vesmíruelektromagnetické pole
Napětí, magnetická indukce, rychlost
Sníží se 2krát
Odraz, lom, interference, difrakce, absorpce
Elektromagnetické vlny mají různé využití v závislosti na jejich frekvenci nebo vlnové délce. Přinášejí lidstvu výhody i škody, proto si na další lekci připravte zprávy nebo prezentace na následující témata:
Jak mohu používat elektromagnetické vlny
Elektromagnetické záření ve vesmíru
Zdroje elektromagnetického záření u mě doma, jejich vliv na zdraví
Vliv elektromagnetického záření z mobilního telefonu na lidskou fyziologii
Elektromagnetické zbraně
A také vyřešit následující problémy pro další lekci:
i =0.5 cos 4*10 5 π t
Úkoly na kartách.
Děkuji za pozornost!
Příloha 1
Elektromagnetická vlna:
1,25664*10 -6 H/m – magnetická konstanta
úkoly:
Vysílací frekvence rozhlasové stanice Mayak v Moskevské oblasti je 67,22 MHz. Na jaké vlnové délce tato rozhlasová stanice funguje?
Síla proudu v otevřeném oscilačním obvodu se mění podle zákonai =0.5 cos 4*10 5 π t . Najděte vlnovou délku emitované vlny.
PLÁN LEKCE
na toto téma " Elektromagnetické pole a elektromagnetické vlny"
| Celé jméno | Kosintseva Zinaida Andrejevna |
|
| Místo výkonu práce | DF GBPOU "KTK" |
|
| Pracovní pozice | učitel |
|
| Položka | ||
| 5. | Třída | Profese 2. ročník „kuchař, cukrář“, „svářeč“ |
| 6. 7. | Předmět Číslo lekce v tématu | Elektromagnetické pole a elektromagnetické vlny. 27 |
| 8. | Základní tutoriál | VF. Dmitrieva Fyzika: pro profese a technické obory: pro všeobecné vzdělávání. instituce: učebnice zač. a střední odborné vzdělávání Učebnice: -6.vyd. ster.-M.: Ediční centrum "Akademie", 2013.-448 s. |
Cíle lekce:
- vzdělávací
zopakovat a shrnout znalosti studentů v části „Elektrodynamika“;
- rozvíjející se
podporovat rozvoj schopnosti analyzovat, předkládat hypotézy, předpoklady, předpovídat, pozorovat a experimentovat;
rozvoj schopnosti sebeúcty a introspekce vlastní duševní činnosti a jejích výsledků;
prověřit úroveň samostatného myšlení žáků při aplikaci dosavadních znalostí v různých situacích.
- vzdělávací
povzbuzení kognitivního zájmu o předmět a okolní jevy;
pěstovat ducha soutěžení, zodpovědnost za soudruhy, kolektivismus.
Typ lekce Lekce - seminář
Formy studentské práce verbální přenos informací a sluchové vnímání informací; vizuální přenos informací a vizuální vnímání informací; přenos informací prostřednictvím praktických činností; stimulace a motivace; metody kontroly a sebekontroly.
Vybavení učit já : Prezentace; zprávy; Křížovky; úkoly pro testovaný průzkum;
Zařízení: PC, ID, projektor, prezentaceppt, video lekce, PC-studentské pracovní stanice, testy.
Struktura a průběh lekce
Stůl 1.
STRUKTURA A PRŮBĚH LEKCE
| Fáze lekce | Název použitých EOR (s uvedením sériového čísla z tabulky 2) | Učitelské aktivity (označující akce s ESM, například demonstrace) | Aktivita studenta | Čas (za minutu) |
|
| Organizace času | Zdravím studenty | Pozdravuj učitele | |||
| Aktualizace a oprava základních znalostí | 1. Oginskij „Polonéza“ | Ukazuje videoklip. | |||
| Úvodní slovo učitele | 1,. Prezentace, snímek č. 1 snímek č. 2 | Vyhlášení tématu lekce Deklarace cílů a záměrů | Poslouchejte a nahrávejte | ||
| Opakování | Ústní práce s definicemi a zákony Testovací průzkum – Test č. 20 | Distribuuje mezi pracoviště Zahrnuje elektronický testovací protokol Zobrazí test na obrazovce | Práce na PC i v noteboocích | ||
| Prožívání nových objevů Studentská vystoupení 1. Brilantní samouk Michael Faraday. 2. Zakladatel teorie elektromagnetického pole James Maxwell. 3. Velký experimentátor Heinrich Hertz. 4. Alexandr Popov. Historie rádia 5. Sledování videa o A.S. Popovovi | 1, Prezentace, Snímek č. 4 2. Prezentace 3. Prezentace 4. Prezentace 5. Prezentace | Koordinuje výkon žáků, pomáhá a hodnotí | Poslouchejte projevy studentů, dělejte si poznámky, ptejte se, Charakterizujte výkon | ||
| Odraz | 6, Křížovka | Organizuje práci na PC | Vyluštění křížovky | ||
| Shrnutí lekce | 1, Snímek č. 10 | Dává známky a součte | Dávejte hodnocení | ||
| Domácí práce | 1, snímek č. 5 | Vysvětluje domácí úkol - Prezentace "" | Zapište si úkol |
Příloha k plánu lekce
na téma "Elektromagnetické pole a elektromagnetické vlny"
Tabulka 2
SEZNAM EOR POUŽITÝCH V TÉTO LEKCI
| Název zdroje | Typ, typ zdroje | Formulář pro podání informací (ilustrace, prezentace, videoklipy, test, model atd.) | ||
| Oginsky "Polonéza" | informační | videoklip |
|
|
| Shrnutí lekce | informační | prezentace | ||
| Zpráva „Brilantní samouk Michael Faraday“ | informační | prezentace | ||
| Zpráva " Zakladatel teorie elektromagnetického pole James Maxwell» | informační | prezentace | ||
| Velký experimentátor Heinrich Hertz“ | informační | prezentace | ||
| „Alexander Popov. Historie rádia" | informační | Prezentace Videolekce Princip radiotelefonní komunikace. Nejjednodušší rozhlasový přijímač. | Lkvideouroki.net. č. 20. |
|
| Film "A.S. Popov" | informační | Internetová technologie | www.youtube.com Vynález rádia, Popov Alexander Stepanovič, Popov. |
|
| Praktický | Program MyTest. | č. 20 Lkvideouroki .net . |
||
| Křížovka | Praktický | prezentace |
Učitel fyziky, Střední škola č. 42, Belgorod
Kokorina Alexandra Vladimirovna
Třída: 9
Položka: Fyzika.
datum:
Předmět:"Elektromagnetické pole (EMF)."
Typ: kombinovaná lekce .
Cíle lekce:
vzdělávací:
- důvěřovat dříve nabytým znalostem;
- zajistit vnímání, porozumění, primární zapamatování pojmu „elektromagnetické pole“, vztah elektrického a magnetického pole;
— organizovat aktivity studentů za účelem reprodukování naučených informací;
vzdělávací:
— výchova k pracovním motivům a svědomitý přístup k práci;
- pěstovat motivy k učení a pozitivní vztah ke znalostem;
— ukazující roli fyzikálního experimentu a fyzikální teorie při studiu fyzikálních jevů.
rozvíjející se:
— rozvoj dovedností tvořivě přistupovat k řešení široké škály problémů;
— rozvoj schopností samostatně jednat;
Vzdělávací prostředky:
- deska a křída;
Metody výuky:
- vysvětlující - ilustrativní .
Struktura lekce (fáze):
organizační moment (2 min);
aktualizace základních znalostí (10 min);
učení nové látky (17 min);
kontrola porozumění přijatým informacím (8 min);
shrnutí lekce (2 min);
informace o domácím úkolu (1 min).
Během vyučování
Studentské aktivity | ||||||||||||
- Pozdravy "Ahoj hoši". — záznam nepřítomných"Kdo je dnes nepřítomen?" | - pozdravit učitele "Ahoj" - volá služebník nepřítomným |
|||||||||||
- fyzický diktát “Na stolech máte prázdné listy papíru, podepište je a uveďte číslo možnosti, na které sedíte. Otázky vám budu diktovat jednu po druhé, nejprve pro 1., pak pro 2. možnost. Buď opatrný " Otázky k diktátu: 1.1 Co vytváří magnetické pole? 1.2 Jak můžete jasně ukázat magnetické pole? 2.1 Jaká je povaha linek NMP? 2.2 Jaká je povaha linií zbraní hromadného ničení? 3.1 Magnetická indukce: vzorec, jednotky měření. 3.2 Magnetické indukční čáry jsou... 4.1 Co lze určit pravidlem pravé ruky? 4.2 Co lze určit pravidlem levé ruky? 5.1 Fenomén EMR je... 5.2 Střídavý proud je... “Nyní předejte svou práci prvním stolům. Kdo nesplnil úkol?"(prodiskutujte otázky, které způsobily potíže) | - podepsat práci - Odpověz na otázku Odpovědi: 1.1 pohyblivé náboje 1,2 magnetické čáry 2.1 jsou zakřivené, mění se jejich hustota 2.2 vzájemně rovnoběžné, umístěné na stejné frekvenci 3.1 B = F/(Il), T 3.2 přímky, tečny, ke kterým se v každém bodě pole shodují se směrem vektoru magnetické indukce 5.1 při změně mp procházející obvodem uzavřeného vodiče vzniká ve vodiči proud 5.2 proud periodicky se měnící velikostí a směrem v průběhu času |
|||||||||||
- rozhovor se třídou: “Téma naší lekce je napsáno na tabuli. A kdo mi může říct, v jakém roce a kým byl fenomén EMP objeven?“ “Co je to?" “Za jakých podmínek teče proud ve vodiči? “To znamená, že můžeme dojít k závěru, že střídavé magnetické pole pronikající do uzavřeného obvodu vodiče v něm vytváří elektrické pole, pod jehož vlivem vzniká indukovaný proud.“ — vysvětlení nového materiálu: “Na základě tohoto závěru, James Clerk Maxwell v roce 1865 vytvořil komplexní teorii EMF. Budeme se zabývat pouze jeho hlavními ustanoveními. Napište to." Základní ustanovení teorie: 3. Tyto proměnné navzájem generující e.p. a t.t. forma EMF. 5. (příští lekce) “Kolem nábojů pohybujících se konstantní rychlostí se vytváří konstantní teplota tání. Pokud se ale náboje pohybují se zrychlením, pak jimi vzrušený m.p. se periodicky mění. Proměnná e.p. vytváří v prostoru proměnnou m.p., která zase generuje proměnnou e.p. atd." Proměnná e.p. – vír. | - odpovědět ústně na otázky učitele “Michael Faraday, v roce 1831" “když se mp procházející obrysem uzavřeného vodiče změní, vznikne ve vodiči proud“ “ pokud obsahuje e.p." - zapište si do sešitu, co učitel diktuje |
|||||||||||
“Nyní si do sešitů nakreslete tabulku jako na tabuli. Pojďme to společně vyplnit."
| - nakreslete tabulku a společně s učitelem ji vyplňte |
|||||||||||
- zobecnění a systematizace: “Takže, o jakém důležitém konceptu jste se dnes ve třídě naučili? To je pravda, s konceptem EMF. Co o něm můžeš říct?" - odraz: "Kdo má potíže s porozuměním materiálu?" Hodnocení chování a výkonů jednotlivých žáků ve třídě. | - Odpověz na otázku |
|||||||||||
- informace o domácích úkolech “§ 51 , připravit se na zkoušku. Lekce skončila. Ahoj". | - napsat domácí úkol - rozloučit se s učitelem: "Ahoj". |
Studenti by měli mít v sešitech:
Téma: „Elektromagnetické pole (EMF).
1856 - J.C. Maxwell vytvořil teorii EMF.
Základní ustanovení teorie:
1. Jakákoli změna v čase t.t. vede ke vzniku proměnlivého e.p.
2. Jakákoli změna v čase e.p. vede ke vzniku proměnlivé m.p.
3. Tyto proměnné navzájem generující e.p. a t.t. formulář EMF.
4. Zdroj EMF – zrychlené pohybující se náboje.
Proměnná e.p. – vír.
vír | elektrostatický | |
charakter | se v průběhu času periodicky mění | se v čase nemění |
zdroj | zrychlené poplatky | stacionární nálože |
elektrické vedení | ZAVŘENO | začněte „+“; Konec s "-" |
Třída: 11
Cíle lekce:
Vzdělávací: seznamte studenty se zajímavými epizodami z biografie G. Hertze, M. Faradaye, Maxwella D.K., Oersteda H.K., A.S. Popová;
Vývojové: podporovat rozvoj zájmu o předmět.
Ukázky: diapozitivy, video.
BĚHEM VÝUKY
Org. Moment.
Příloha 1. (SNÍMEK č. 1). Dnes se seznámíme s rysy šíření elektromagnetických vln, zaznamenáme fáze vytváření teorie elektromagnetického pole a experimentální potvrzení této teorie a zastavíme se u některých biografických údajů.
Opakování.
Abychom dosáhli cílů lekce, musíme zopakovat některé otázky:
Co je to vlna, zejména mechanická vlna? (Šíření vibrací částic hmoty ve vesmíru)
Jaké veličiny charakterizují vlnu? (vlnová délka, rychlost vlny, perioda oscilace a frekvence oscilací)
Jaký je matematický vztah mezi vlnovou délkou a periodou kmitání? (vlnová délka je rovna součinu rychlosti vlny a periody oscilace)
(SNÍMEK č. 2)Učení nového materiálu.
Elektromagnetická vlna je v mnoha ohledech podobná mechanické vlně, ale existují také rozdíly. Hlavním rozdílem je, že tato vlna nepotřebuje médium k šíření. Elektromagnetická vlna je výsledkem šíření střídavého elektrického pole a střídavého magnetického pole v prostoru, tzn. elektromagnetické pole.
Elektromagnetické pole je vytvářeno zrychleným pohybem nabitých částic. Jeho přítomnost je relativní. Jedná se o speciální druh hmoty, která je kombinací proměnných elektrických a magnetických polí.
Elektromagnetická vlna je šíření elektromagnetického pole v prostoru.
Zvažte graf šíření elektromagnetické vlny.
(SNÍMEK č. 3)Schéma šíření elektromagnetické vlny je na obrázku. Je nutné pamatovat na to, že vektory intenzity elektrického pole, magnetické indukce a rychlosti šíření vln jsou vzájemně kolmé.
Etapy tvorby teorie elektromagnetického vlnění a její praktické potvrzení.
Hans Christian Oersted (1820) (SNÍMEK č. 4) Dánský fyzik, stálý tajemník Královské dánské společnosti (od roku 1815).
Od roku 1806 - profesor na této univerzitě, od roku 1829 současně ředitel Kodaňské polytechnické školy. Oerstedova díla jsou věnována elektřině, akustice a molekulární fyzice.
(SNÍMEK č. 4). V roce 1820 objevil vliv elektrického proudu na magnetickou jehlu, což vedlo ke vzniku nového oboru fyziky – elektromagnetismu. Myšlenka vztahu mezi různými přírodními jevy je charakteristická pro Oerstedovu vědeckou kreativitu; zejména byl jedním z prvních, kdo vyslovil myšlenku, že světlo je elektromagnetický jev. V letech 1822-1823 nezávisle na J. Fourierovi znovu objevil termoelektrický jev a sestrojil první termočlánek. Experimentálně studoval stlačitelnost a pružnost kapalin a plynů a vynalezl piezometr (1822). Provedený výzkum v oblasti akustiky se zejména snažil odhalit výskyt elektrických jevů způsobených zvukem. Zkoumal odchylky od Boyle-Mariotte zákona.Ørsted byl skvělým lektorem a popularizátorem, v roce 1824 zorganizoval Společnost pro šíření přírodních věd, vytvořil první dánskou fyzikální laboratoř a přispěl ke zlepšení výuky fyziky ve vzdělávacích institucích země.
Oersted je čestným členem mnoha akademií věd, zejména Petrohradské akademie věd (1830).
Michael Faraday (1831)
(SNÍMEK č. 5)Brilantní vědec Michael Faraday byl samouk. Ve škole jsem získal pouze základní vzdělání a pak jsem kvůli životním problémům pracoval a současně studoval populárně-naučnou literaturu o fyzice a chemii. Později se Faraday stal laborantem v té době slavného chemika, poté předčil svého učitele a udělal spoustu důležitých věcí pro rozvoj takových věd, jako je fyzika a chemie. V roce 1821 se Michael Faraday dozvěděl o Oerstedově objevu, že elektrické pole vytváří pole magnetické. Po přemýšlení o tomto jevu se Faraday rozhodl vytvořit elektrické pole z magnetického pole a nosil magnet v kapse jako neustálou připomínku. O deset let později své motto uvedl do praxe. Přeměněný magnetismus na elektřinu: ~ magnetické pole vytváří ~ elektrický proud
(SNÍMEK č. 6) Teoretický vědec odvodil rovnice, které nesou jeho jméno. Tyto rovnice říkaly, že střídavé magnetické a elektrické pole se navzájem vytvářejí. Z těchto rovnic vyplývá, že střídavé magnetické pole vytváří vírové elektrické pole, které vytváří střídavé magnetické pole. Navíc v jeho rovnicích byla konstantní hodnota – to je rychlost světla ve vakuu. Tito. z této teorie vyplynulo, že elektromagnetická vlna se šíří prostorem rychlostí světla ve vakuu. Skutečně brilantní dílo bylo oceněno mnoha tehdejšími vědci a A. Einstein prohlásil, že nejvíce fascinující na jeho studiích byla Maxwellova teorie.Heinrich Hertz (1887)
(SNÍMEK č. 7). Heinrich Hertz se narodil jako nemocné dítě, ale stal se velmi chytrým studentem. Měl rád všechny předměty, které studoval. Budoucí vědec miloval psaní poezie a práci na soustruhu. Po absolvování střední školy nastoupil Hertz na vyšší technickou školu, ale nechtěl být úzkým specialistou a nastoupil na Berlínskou univerzitu, aby se stal vědcem. Po vstupu na univerzitu se Heinrich Hertz snažil studovat ve fyzikální laboratoři, ale k tomu bylo nutné vyřešit konkurenční problémy. A pustil se do řešení následujícího problému: má elektrický proud kinetickou energii? Tato práce byla navržena tak, aby trvala 9 měsíců, ale budoucí vědec ji vyřešil za tři měsíce. Je pravda, že negativní výsledek je z moderního hlediska nesprávný. Přesnost měření se musela tisíckrát zvýšit, což v té době nebylo možné.Hertz ještě jako student obhájil doktorskou disertační práci s výborným hodnocením a získal titul doktor. Bylo mu 22 let. Vědec se úspěšně zapojil do teoretického výzkumu. Studiem Maxwellovy teorie prokázal vysoké experimentální schopnosti, vytvořil zařízení, kterému se dnes říká anténa a pomocí vysílacích a přijímacích antén vytvářel a přijímal elektromagnetické vlny a studoval všechny vlastnosti těchto vln. Uvědomil si, že rychlost šíření těchto vln je konečná a rovná se rychlosti světla ve vakuu. Po studiu vlastností elektromagnetických vln dokázal, že jsou podobné vlastnostem světla. Bohužel tento robot zcela podkopal vědcovo zdraví. Nejdřív mi selhaly oči, pak mě začaly bolet uši, zuby a nos. Brzy poté zemřel.
Heinrich Hertz dokončil obrovskou práci započatou Faradayem. Maxwell transformoval Faradayovy myšlenky do matematických vzorců a Hertz transformoval matematické obrazy na viditelné a slyšitelné elektromagnetické vlny. Při poslechu rádia, sledování televizních programů si musíme tuto osobu pamatovat. Ne náhodou je jednotka frekvence kmitů pojmenována po Hertzovi a není vůbec náhodné, že první slova zprostředkovaná ruským fyzikem A.S. Popov využívající bezdrátovou komunikaci byli „Heinrich Hertz“, zašifrovaní v Morseově abecedě.
Popov Alexander Sergejevič (1895)
Popov vylepšil přijímací a vysílací anténu a zprvu komunikace probíhala na dálku
(SNÍMEK č. 8) 250 m, pak 600 m A v roce 1899 vědec navázal rádiovou komunikaci na vzdálenost 20 km a v roce 1901 - na 150 km. V roce 1900 rádiové spoje pomohly provést záchranné operace ve Finském zálivu. V roce 1901 provedl italský inženýr G. Marconi rádiové spojení přes Atlantský oceán. (Snímek č. 9). Pojďme se podívat na videoklip, který pojednává o některých vlastnostech elektromagnetické vlny. Po zhlédnutí zodpovíme dotazy.Proč žárovka v přijímací anténě mění svou intenzitu, když je vložena kovová tyč?
Proč se to nestane při výměně kovové tyče za skleněnou?
Konsolidace.
Odpověz na otázky:
(SNÍMEK č. 10)Co je to elektromagnetické vlnění?
Kdo vytvořil teorii elektromagnetických vln?
Kdo studoval vlastnosti elektromagnetických vln?
Vyplňte tabulku odpovědí do sešitu a označte číslo otázky.
(SNÍMEK č. 11)Jak závisí vlnová délka na frekvenci vibrací?
(Odpověď: nepřímo úměrná)
Co se stane s vlnovou délkou, když se perioda oscilace částice zdvojnásobí?
(Odpověď: Zvýší se 2krát)
Jak se změní frekvence kmitání záření, když vlna přejde do hustšího prostředí?
(Odpověď: Nezmění se)
Co způsobuje emisi elektromagnetických vln?
(Odpověď: Nabité částice se pohybují se zrychlením)
Kde se používají elektromagnetické vlny?
(Odpověď: mobilní telefon, mikrovlnná trouba, televize, rozhlasové vysílání atd.)
(Odpovědi na otázky)
Pojďme vyřešit problém.
Televizní centrum Kemerovo vysílá dvě nosné vlny: nosnou vlnu obrazu o frekvenci záření 93,4 kHz a nosnou vlnu zvuku o frekvenci 94,4 kHz. Určete vlnové délky odpovídající těmto frekvencím záření.
(SNÍMEK č. 12)Domácí práce.
(SNÍMEK Č. 13) Je třeba vypracovat zprávy o různých typech elektromagnetického záření, vyjmenovat jejich vlastnosti a mluvit o jejich aplikaci v životě člověka. Zpráva musí být dlouhá pět minut.
Shrnutí.
(SNÍMEK Č. 14) Děkuji za pozornost a za vaši práci!!!
Literatura.
