"Elektromagnetlained".
Tunni eesmärgid:
Hariduslik:
Hariduslik: tutvustada õpilastele huvitavaid episoode G. Hertzi, M. Faraday, Maxwell D.K., Oersted H.K., A.S. eluloost. Popova;
Arenguline: edendada huvi teket aine vastu.
Meeleavaldused : slaidid, video.
TUNNIDE AJAL
Täna tutvume elektromagnetlainete levimise iseärasustega, märgime ära elektromagnetvälja teooria loomise etapid ja selle teooria eksperimentaalse kinnituse ning peatume mõnel biograafilisel andmetel.
Kordamine.
Tunni eesmärkide saavutamiseks peame kordama mõnda küsimust:
Mis on laine, eriti mehaaniline laine? (Aineosakeste vibratsiooni levimine ruumis)
Millised suurused iseloomustavad lainet? (lainepikkus, laine kiirus, võnkeperiood ja võnkesagedus)
Milline on matemaatiline seos lainepikkuse ja võnkeperioodi vahel? (lainepikkus võrdub laine kiiruse ja võnkeperioodi korrutisega)
Uue materjali õppimine.
Elektromagnetlaine sarnaneb paljuski mehaanilise lainega, kuid on ka erinevusi. Peamine erinevus seisneb selles, et see laine ei vaja levimiseks keskkonda. Elektromagnetlaine on vahelduva elektrivälja ja vahelduva magnetvälja levimise tulemus ruumis, s.o. elektromagnetväli.
Elektromagnetvälja tekitavad kiirendatud liikuvad laetud osakesed. Selle olemasolu on suhteline. See on eritüüpi aine, mis on muutuva elektri- ja magnetvälja kombinatsioon.
Elektromagnetlaine on elektromagnetvälja levik ruumis.
Vaatleme elektromagnetlaine levimise graafikut.
Elektromagnetlaine levimisskeem on näidatud joonisel. Tuleb meeles pidada, et elektrivälja tugevuse, magnetinduktsiooni ja laine levimiskiiruse vektorid on üksteisega risti.
Elektromagnetlaine teooria loomise etapid ja selle praktiline kinnitus.
Hans Christian Oersted (1820) Taani füüsik, Taani Kuningliku Seltsi alaline sekretär (alates 1815).
Aastast 1806 - selle ülikooli professor, aastast 1829, samal ajal Kopenhaageni polütehnilise kooli direktor. Oerstedi tööd on pühendatud elektrile, akustikale ja molekulaarfüüsikale.
1820. aastal avastas ta elektrivoolu mõju magnetnõelale, mis tõi kaasa uue füüsikavaldkonna – elektromagnetismi – tekkimise. Idee erinevate loodusnähtuste suhetest on omane Oerstedi teadustööle; eelkõige oli ta üks esimesi, kes väljendas mõtet, et valgus on elektromagnetiline nähtus. Aastatel 1822-1823 avastas ta J. Fourier'st sõltumatult uuesti termoelektrilise efekti ja ehitas esimese termoelemendi. Ta uuris eksperimentaalselt vedelike ja gaaside kokkusurutavust ja elastsust ning leiutas piesomeetri (1822). Tegi akustikaalaseid uuringuid, eelkõige püüdis tuvastada helist tingitud elektriliste nähtuste esinemist. Uuriti kõrvalekaldeid Boyle-Mariotte'i seadusest.
Ørsted oli hiilgav õppejõud ja populariseerija, organiseeris 1824. aastal Loodusteaduste Levitamise Seltsi, lõi Taani esimese füüsikalabori ning aitas kaasa füüsika õpetamise parandamisele riigi õppeasutustes.
Oersted on paljude teaduste akadeemiate, eelkõige Peterburi Teaduste Akadeemia auliige (1830).
Michael Faraday (1831)
Geniaalne teadlane Michael Faraday oli iseõppinud. Koolis sain ainult alghariduse ja siis eluprobleemide tõttu töötasin ja õppisin samaaegselt füüsika- ja keemiaalast populaarteaduslikku kirjandust. Hiljem sai Faradayst tollal kuulsa keemiku laborant, ületas seejärel oma õpetaja ja tegi palju olulist selliste teaduste nagu füüsika ja keemia arendamiseks. 1821. aastal sai Michael Faraday teada Oerstedi avastusest, et elektriväli loob magnetvälja. Pärast selle nähtuse üle mõtisklemist asus Faraday magnetväljast elektrivälja looma ja kandis pidevaks meeldetuletuseks taskus magnetit. Kümme aastat hiljem viis ta oma moto ellu. Muutunud magnetism elektriks: loob magnetvälja – elektrivoolu
Teoreetik tuletas oma nime kandvad võrrandid. Need võrrandid ütlesid, et vahelduvad magnet- ja elektriväljad loovad üksteist. Nendest võrranditest järeldub, et vahelduv magnetväli tekitab keerise elektrivälja, mis tekitab vahelduva magnetvälja. Lisaks oli tema võrrandites konstantne väärtus - see on valguse kiirus vaakumis. Need. sellest teooriast järgnes, et elektromagnetlaine levib ruumis vaakumis valguse kiirusega. Tõeliselt säravat tööd hindasid paljud tolleaegsed teadlased ning A. Einsteini sõnul oli tema õpingute ajal kõige paeluvam Maxwelli teooria.
Heinrich Hertz (1887)
Heinrich Hertz sündis haige lapsena, kuid temast sai väga tark õpilane. Talle meeldisid kõik ained, mida ta õppis. Tulevane teadlane armastas luuletada ja treipingil töötada. Pärast keskkooli lõpetamist astus Hertz kõrgemasse tehnikumi, kuid ei tahtnud olla kitsas spetsialist ja astus Berliini ülikooli teadlaseks. Pärast ülikooli astumist püüdis Heinrich Hertz õppida füüsikalaboris, kuid selleks oli vaja lahendada konkurentsiprobleemid. Ja ta asus lahendama järgmist probleemi: kas elektrivoolul on kineetiline energia? See töö oli kavandatud kestma 9 kuud, kuid tulevane teadlane lahendas selle kolme kuuga. Tõsi, negatiivne tulemus on tänapäeva vaatevinklist vale. Mõõtmistäpsust tuli tõsta tuhandeid kordi, mis tol ajal polnud võimalik.
Veel üliõpilasena kaitses Hertz suurepäraste hinnetega doktoritöö ja sai doktori tiitli. Ta oli 22-aastane. Teadlane tegeles edukalt teoreetiliste uurimistöödega. Maxwelli teooriat uurides näitas ta üles kõrgeid eksperimenteerimisoskusi, lõi seadme, mida tänapäeval nimetatakse antenniks ning lõi saate- ja vastuvõtuantennide abil elektromagnetlaineid ning uuris nende lainete kõiki omadusi. Ta mõistis, et nende lainete levimiskiirus on piiratud ja võrdne valguse kiirusega vaakumis. Pärast elektromagnetlainete omaduste uurimist tõestas ta, et need on sarnased valguse omadustega. Kahjuks õõnestas see robot teadlase tervist täielikult. Kõigepealt ütlesid mu silmad üles, siis hakkasid kõrvad, hambad ja nina valutama. Ta suri varsti pärast seda.
Heinrich Hertz lõpetas Faraday alustatud tohutu töö. Maxwell muutis Faraday ideed matemaatilisteks valemiteks ja Hertz muutis matemaatilised kujutised nähtavateks ja kuuldavateks elektromagnetlaineteks. Raadiot kuulates, telesaateid vaadates peame seda inimest meeles pidama. Pole juhus, et võnkesageduse ühik on saanud nime Hertzi järgi ja pole sugugi juhuslik, et esimesed sõnad, mille vene füüsik A.S. Popov kasutas traadita sidet Morse koodiga krüptitud "Heinrich Hertz".
Popov Aleksander Sergejevitš (1895)
Popov täiustas vastuvõtu- ja saateantenni ning alguses toimus side 250 m kaugusel, seejärel 600 m kaugusel. Ja 1899. aastal lõi teadlane raadioside 20 km kaugusel ja 1901. aastal 150 km kaugusel. 1900. aastal aitas raadioside läbi viia päästetöid Soome lahel. 1901. aastal viis Itaalia insener G. Marconi raadiosidet üle Atlandi ookeani.
Vaatame videoklippi, mis käsitleb mõningaid elektromagnetlaine omadusi. Pärast vaatamist vastame küsimustele.
Miks muudab vastuvõtuantenni lambipirn oma intensiivsust, kui sisestada metallvarras?
Miks seda ei juhtu metallvarda asendamisel klaasvardaga?
Konsolideerimine.
Vasta küsimustele:
Mis on elektromagnetlaine?
Kes lõi elektromagnetlainete teooria?
Kes uuris elektromagnetlainete omadusi?
Täitke oma märkmikus vastuste tabel, märkides küsimuse numbri.
Kuidas sõltub lainepikkus vibratsiooni sagedusest?
(Vastus: pöördvõrdeline)
Mis juhtub lainepikkusega, kui osakeste võnkeperiood kahekordistub?
(Vastus: suureneb 2 korda)
Kuidas muutub kiirguse võnkesagedus, kui laine läheb üle tihedamasse keskkonda?
(Vastus: ei muutu)
Mis põhjustab elektromagnetlainete emissiooni?
(Vastus: Laetud osakesed liiguvad kiirendusega)
Kus kasutatakse elektromagnetlaineid?
(Vastus: mobiiltelefon, mikrolaineahi, televiisor, raadiosaade jne)
(Vastused küsimustele)
Kodutöö.
On vaja koostada aruandeid erinevat tüüpi elektromagnetkiirguse kohta, loetledes nende omadused ja rääkides nende kasutamisest inimelus. Sõnum peab olema viis minutit pikk.
Kokkuvõtteid tehes.
Kirjandus.
Tunni läbiviimise stsenaarium kaasaegsete pedagoogiliste tehnoloogiate abil.
Tunni teema
"Elektromagnetlained"
Tunni eesmärgid:
Hariduslik : Uurige elektromagnetlaineid, nende avastamise ajalugu, omadusi ja omadusi.
Arendav : arendada oskust jälgida, võrrelda, analüüsida
Harivad : teadusliku ja praktilise huvi ning maailmavaate kujunemine
Tunniplaan:
Kordamine
Sissejuhatus elektromagnetlainete avastamise ajaloosse:
Faraday seadus (katse)
Maxwelli hüpotees (katse)
Elektromagnetlaine graafiline ja matemaatiline esitus
Elektromagnetlainete graafik
Elektromagnetlainete võrrandid
Elektromagnetlaine omadused: levimiskiirus, sagedus, periood, amplituud
Elektromagnetlainete olemasolu katseline kinnitus.
Suletud võnkeahel
Avatud võnkeahel. Hertzi katsed
Elektromagnetlainete omadused
Teadmiste värskendamine
Kodutööde saamine
Varustus:
Arvuti
interaktiivne tahvel
Projektor
Induktiivpool
Galvanomeeter
Magnet
Riistvara-tarkvara digitaalne mõõtekomplekslaboriseadmed "Teaduslik meelelahutus"
Isiklikud valmiskaardid elektromagnetlaine graafilise kujutisega, põhivalemid ja kodutöö (lisa 1)
Videomaterjal füüsikakomplekti elektroonilisest lisast, hinne 11 ( UMK Myakishev G. Jah, Bukhovtsev B.B.)
ÕPETAJA TEGEVUS
Teabekaart
ÕPILASTE TEGEVUS
Motivatsioonietapp – Sissejuhatus tunni teemasse
Kallid poisid! Täna hakkame uurima elektromagnetlaineid käsitleva suure teema “Võnkumised ja lained” viimast lõiku.
Õpime tundma nende avastamise ajalugu ja kohtume teadlastega, kes selles kaasa lõid. Uurime välja, kuidas meil õnnestus esmakordselt saada elektromagnetlainet. Uurime elektromagnetlainete võrrandeid, graafikuid ja omadusi.
Kõigepealt tuletagem meelde, mis on laine ja mis tüüpi laineid teate?
Laine on võnkumine, mis levib aja jooksul. Lained on mehaanilised ja elektromagnetilised.
Mehaanilised lained on mitmekesised, levivad tahkes, vedelas, gaasilises keskkonnas, kas suudame neid meeltega tuvastada? Too näiteid.
Jah, tahkes meediumis võivad need olla maavärinad, muusikariistade keelpillide vibratsioonid. Vedelikes on merel lained, gaasides on need helide levik.
Elektromagnetlainetega pole asjad nii lihtsad. Sina ja mina oleme klassiruumis ega tunne ega taju üldse, kui palju elektromagnetlaineid meie ruumi läbistavad. Äkki mõni oskab juba tuua näiteid siin esinevatest lainetest?
Raadiolained
TV lained
- Wi- Fi
Valgus
Mobiiltelefonide ja kontoriseadmete kiirgus
Elektromagnetkiirgus hõlmab raadiolaineid ja päikesevalgust, röntgenikiirgust ja kiirgust ning palju muud. Kui me neid visualiseeriksime, ei näeks me üksteist nii suure hulga elektromagnetlainete taga. Need toimivad tänapäevase elu peamise teabekandjana ja on samal ajal võimas negatiivne tegur, mis mõjutab meie tervist.
Õpilaste tegevuste korraldamine elektromagnetlaine definitsiooni loomiseks
Täna järgime elektromagnetlaineid avastanud ja genereerinud suurte füüsikute jälgedes, uurime, millised võrrandid neid kirjeldavad, ning uurime nende omadusi ja omadusi. Kirjutame üles tunni teema “Elektromagnetlained”
Sina ja mina teame, et 1831. a. Inglise füüsik Michael Faraday avastas eksperimentaalselt elektromagnetilise induktsiooni nähtuse. Kuidas see avaldub?
Kordame üht tema katset. Mis on seaduse valem?
Õpilased viivad läbi Faraday katse
Ajaliselt muutuv magnetväli põhjustab suletud vooluringis indutseeritud emf ja indutseeritud voolu ilmumist.
Jah, suletud vooluringis tekib indutseeritud vool, mille registreerime galvanomeetri abil
Nii näitas Faraday eksperimentaalselt, et magnetismi ja elektri vahel on otsene dünaamiline seos. Samal ajal ei saanud Faraday, kes polnud saanud süstemaatilist haridust ja teadis vähe matemaatilisi meetodeid, oma katseid teooria ja matemaatilise aparatuuriga kinnitada. Teine silmapaistev inglise füüsik James Maxwell (1831-1879) aitas teda selles.
Maxwell andis elektromagnetilise induktsiooni seadusele veidi teistsuguse tõlgenduse: "Igasugune magnetvälja muutus tekitab ümbritsevas ruumis keerise elektrivälja, mille jõujooned on suletud."
Seega, isegi kui juht pole suletud, põhjustab magnetvälja muutus ümbritsevas ruumis induktiivse elektrivälja, mis on keerisväli. Millised on keerisevälja omadused?
Pöörisevälja omadused:
Tema pingeliinid on suletud
Ei oma allikaid
Samuti tuleb lisada, et väljajõudude töö katselaengu liigutamiseks suletud rada pidi ei ole null, vaid indutseeritud emf
Lisaks oletab Maxwell pöördprotsessi olemasolu. Kumba sa arvad?
"Ajas muutuv elektriväli tekitab ümbritsevas ruumis magnetvälja"
Kuidas saame ajas muutuva elektrivälja?
Ajaliselt muutuv vool
Mis on praegune?
Voolu - korrapäraselt liikuvad laetud osakesed, metallides - elektronid
Kuidas nad peaksid siis liikuma, et vool oleks vahelduv?
Kiirendusega
Täpselt nii, kiirendatud liikuvad laengud põhjustavad vahelduva elektrivälja. Proovime nüüd salvestada magnetvälja muutuse digitaalse anduri abil, viies selle vahelduvvooluga juhtmeteni
Õpilane viib läbi eksperimendi, et jälgida magnetvälja muutusi
Arvutiekraanil näeme, et kui andur tuuakse vahelduvvoolu allika juurde ja fikseeritakse, tekib magnetvälja pidev võnkumine, mis tähendab, et vahelduv elektriväli tekib sellega risti.
Seega tekib pidev omavahel seotud jada: muutuv elektriväli tekitab vahelduva magnetvälja, mis oma välimusega tekitab jälle muutuva elektrivälja jne.
Kui elektromagnetvälja muutmise protsess on teatud punktis alanud, hõivab see pidevalt üha uusi ja uusi alasid ümbritsevast ruumist. Levinud vahelduv elektromagnetväli on elektromagnetlaine.
Seega oli Maxwelli hüpotees vaid teoreetiline oletus, millel ei olnud eksperimentaalset kinnitust, kuid selle põhjal suutis ta tuletada võrrandisüsteemi, mis kirjeldab magnet- ja elektriväljade vastastikust teisendust ja isegi määrata mõned nende omadused.
Lastele jagatakse isiklikud kaardid graafikute ja valemitega.
Maxwelli arvutused:
Õpilaste tegevuste korraldamine elektromagnetlainete kiiruse ja muude tunnuste määramiseks
aine ξ-dielektriline konstant, arvestasime kondensaatori mahtuvust,- aine magnetiline läbilaskvus – iseloomustame ainete magnetilisi omadusi, näitame, kas aine on paramagnetiline, diamagnetiline või ferromagnetiline
Arvutame elektromagnetlaine kiiruse vaakumis, siis ξ = =1
Poisid arvutavad kiirust , mille järel kontrollime kõik projektoris üle
Lainete võnkumiste pikkus, sagedus, tsükliline sagedus ja periood on arvutatud meile mehaanikast ja elektrodünaamikast tuttavate valemite abil, palun tuletage need meelde.
Poisid kirjutavad tahvlile üles valemid λ=υT, , , kontrollige nende õigsust slaidil
Maxwell tuletas teoreetiliselt ka elektromagnetlaine energia valemi ja . W Em ~ 4 See tähendab, et laine lihtsamaks tuvastamiseks peab see olema kõrge sagedusega.
Maxwelli teooria tekitas füüsilises kogukonnas vastukaja, kuid tal ei olnud aega oma teooriat eksperimentaalselt kinnitada, seejärel võttis teatepulga kätte saksa füüsik Heinrich Hertz (1857-1894). Üllataval kombel tahtis Hertz Maxwelli teooriat ümber lükata, selleks tuli ta välja lihtsa ja geniaalse lahendusega elektromagnetlainete tekitamiseks.
Meenutagem, kus me juba elektri- ja magnetenergia vastastikust teisenemist jälgisime?
Võnkuahelas.
IN suletud võnkeahel, millest see koosneb?
See on kondensaatorist ja mähisest koosnev ahel, milles tekivad vastastikused elektromagnetilised võnked
See on õige, ainult võnkumised toimusid vooluringi "sees" ja teadlaste peamine ülesanne oli tekitada need võnked kosmosesse ja loomulikult registreerida.
Oleme seda juba öelnudlaineenergia on otseselt võrdeline sageduse neljanda astmega . W Em~ν 4 . See tähendab, et laine lihtsamaks tuvastamiseks peab see olema kõrge sagedusega. Milline valem määrab sageduse võnkeahelas?
Suletud ahela sagedus
Mida saame sageduse suurendamiseks teha?
Vähendage mahtuvust ja induktiivsust, mis tähendab mähise keerdude arvu vähendamist ja kondensaatori plaatide vahelise kauguse suurendamist.
Seejärel "sirgestas" Hertz järk-järgult võnkeahelat, muutes selle vardaks, mida ta nimetas "vibraatoriks".
Vibraator koosnes kahest 10-30 cm läbimõõduga juhtivast kerast, mis olid kinnitatud keskelt lõigatud valtstraat otstele. Vardapoolte otsad lõikekohas lõppesid väikeste poleeritud kuulidega, moodustades mitmemillimeetrise sädemevahe.
Kerad ühendati Ruhmkorffi pooli sekundaarmähisega, mis oli kõrgepinge allikas.
Ruhmkorffi induktiivpool tekitas oma sekundaarmähise otstes väga kõrge, kümnete kilovoltide suurusjärgu pinge, laadides kerad vastupidise märgiga laengutega. Teatud hetkel oli kuulidevaheline pinge suurem kui läbilöögipinge ja aelektriline säde , kiirgati elektromagnetlaineid.
Meenutagem äikesetormi fenomeni. Välk on sama säde. Kuidas välk ilmub?
Tahvlile joonistamine:
Kui maa ja taeva vahel tekib suur potentsiaalide erinevus, siis ahel "sulgub" - tekib välk, vool juhitakse läbi õhu, hoolimata asjaolust, et see on dielektrik, ja pinge eemaldatakse.
Seega õnnestus Hertzil tekitada uh-laine. Aga selleks on vaja veel registreerida, detektorina või vastuvõtjana kasutas Hertz vahega rõngast (vahel ristkülikut), mida sai reguleerida. Vahelduv elektromagnetväli ergutas detektoris vahelduvvoolu, kui vibraatori ja vastuvõtja sagedused langesid kokku, tekkis resonants ja vastuvõtjasse tekkis ka säde, mida oli võimalik visuaalselt tuvastada.
Hertz tõestas oma katsetega:
1) elektromagnetlainete olemasolu;
2) lained peegelduvad juhtidelt hästi;
3) määras lainete kiiruse õhus (see on ligikaudu võrdne kiirusega vaakumis).
Teeme katse elektromagnetlainete peegeldumise kohta
Näidatakse elektromagnetlainete peegeldumise katset: õpilase telefon pannakse täiesti metallist anumasse ja sõbrad proovivad talle helistada.
Signaal ei lähe läbi
Poisid vastavad kogemusest küsimusele, miks pole mobiilsidesignaali.
Nüüd vaatame videot elektromagnetlainete omadustest ja salvestame need.
E-lainete peegeldumine: lained peegelduvad hästi metalllehelt ja langemisnurk on võrdne peegeldusnurgaga
Laine neeldumine: um lained neelduvad osaliselt dielektriku läbimisel
Laine murdumine: um lained muudavad oma suunda õhust dielektriliseks liikudes
Lainehäired: koherentsetest allikatest pärit lainete lisamine (üksikasjalikumalt uurime optikat)
Laine difraktsioon - takistuste painutamine lainete abil
Kuvatakse videofragment “Elektromagnetlainete omadused”.
Täna õppisime elektromagnetlainete ajalugu teooriast katseni. Niisiis, vastake küsimustele:
Kes avastas seaduse elektrivälja ilmnemise kohta magnetvälja muutumisel?
Mis oli Maxwelli hüpotees muutuva magnetvälja tekke kohta?
Mis on elektromagnetlaine?
Millistele vektoritele see on üles ehitatud?
Mis juhtub lainepikkusega, kui laetud osakeste vibratsioonisagedus kahekordistub?
Milliseid elektromagnetlainete omadusi mäletate?
Poiste vastused:
Faraday avastas eksperimentaalselt emf seaduse ja Maxwell laiendas seda kontseptsiooni teoreetiliselt
Ajas muutuv elektriväli tekitab ümbritsevas ruumis magnetvälja
Levib ruumiselektromagnetiline valdkonnas
Pinge, magnetinduktsioon, kiirus
Väheneb 2 korda
Peegeldus, murdumine, interferents, difraktsioon, neeldumine
Elektromagnetlaineid kasutatakse sõltuvalt nende sagedusest või lainepikkusest erinevalt. Need toovad inimkonnale kasu ja kahju, seega valmistage järgmiseks õppetunniks ette sõnumid või esitlused järgmistel teemadel:
Kuidas kasutada elektromagnetlaineid
Elektromagnetiline kiirgus kosmoses
Elektromagnetkiirguse allikad minu kodus, nende mõju tervisele
Mobiiltelefoni elektromagnetilise kiirguse mõju inimese füsioloogiale
Elektromagnetilised relvad
Ja lahendage järgmiseks õppetunniks ka järgmised ülesanded:
i =0.5 cos 4*10 5 π t
Ülesanded kaartidel.
Täname tähelepanu eest!
Lisa 1
Elektromagnetlaine:
1,25664*10 -6 H/m – magnetkonstant
Ülesanded:
Moskva oblastis asuva raadiojaama Mayak levisagedus on 67,22 MHz. Mis lainepikkusel see raadiojaam töötab?
Voolutugevus avatud võnkeahelas varieerub vastavalt seaduselei =0.5 cos 4*10 5 π t . Leidke kiiratava laine lainepikkus.
TUNNIPLAAN
sellel teemal" Elektromagnetväli ja elektromagnetlained"
| Täisnimi | Kosintseva Zinaida Andreevna |
|
| Töökoht | DF GBPOU "KTK" |
|
| Töö nimetus | õpetaja |
|
| Üksus | ||
| 5. | Klass | II kursuse eriala “Kokk, kondiiter”, “Keevitaja” |
| 6. 7. | Teema Tunni number teemas | Elektromagnetväli ja elektromagnetlained. 27 |
| 8. | Põhiõpetus | V.F. Dmitrieva Füüsika: elukutsete ja tehniliste erialade jaoks: üldhariduse jaoks. asutused: õpiku algus. ja keskeriharidus Õpik: -6. trükk. ster.-M.: Kirjastuskeskus "Akadeemia", 2013.-448 lk. |
Tunni eesmärgid:
- hariv
korrake ja tehke kokkuvõte õpilaste teadmistest rubriigis "Elektrodünaamika";
- arenev
soodustada analüüsi-, hüpoteeside, oletuste püstitamise, prognooside, vaatlemise ja katsetamise oskuse kujunemist;
enesehinnangu ja oma vaimse tegevuse ja selle tulemuste enesevaatluse võime arendamine;
kontrollida õpilaste iseseisva mõtlemise taset olemasolevate teadmiste rakendamisel erinevates olukordades.
- hariv
kognitiivse huvi soodustamine aine ja ümbritsevate nähtuste vastu;
võistlusvaimu, seltsimeeste vastutuse, kollektivismi kasvatamine.
Tunni tüüp Tund – seminar
Õpilastöö vormid teabe verbaalne edastamine ja teabe kuuldav tajumine; teabe visuaalne edastamine ja teabe visuaalne tajumine; info edastamine praktilise tegevuse kaudu; stimuleerimine ja motivatsioon; kontrolli ja enesekontrolli meetodid.
Teenused õpetama I : Esitlused; aruanded; Ristsõnad; testitava küsitluse ülesanded;
Varustus: PC, ID, projektor, esitlusedppt, videotund, PC-õpilase tööjaamad, testid.
Tunni struktuur ja kulg
Tabel 1.
TUNNI STRUKTUUR JA EDU
| Tunni etapp | Kasutatud EOR-de nimed (märkides seerianumbri tabelist 2) | Õpetaja tegevus (näitades ESM-iga toiminguid, näiteks demonstratsioon) | Õpilaste tegevus | Aeg (minuti kohta) |
|
| Aja organiseerimine | Tervitused õpilastele | Tervitage õpetajat | |||
| Algteadmiste värskendamine ja parandamine | 1. Oginsky "Polonees" | Näitab videoklippi. | |||
| Õpetaja sissejuhatav kõne | 1,. Esitlus, slaid nr 1 slaid nr 2 | Tunni teema väljakuulutamine Eesmärkide ja eesmärkide deklareerimine | Kuulake ja salvestage | ||
| Kordamine | Suuline töö definitsioonide ja seadustega Testküsitlus – Test nr 20 | Jaotub töökohtade vahel Sisaldab elektroonilist testimise logi Näitab testi ekraanil | Töötage arvutis ja sülearvutites | ||
| Uute avastuste kogemine Tudengite etteasted 1. Geniaalne iseõppija Michael Faraday. 2. Elektromagnetvälja teooria rajaja James Maxwell. 3. Suur katsetaja Heinrich Hertz. 4. Aleksander Popov. Raadio ajalugu 5. Video vaatamine A.S Popovist | 1, esitlus, slaid nr 4 2. Esitlus 3. Esitlus 4. Esitlus 5. Esitlus | Koordineerib õpilaste sooritust, abistab ja hindab | Kuulake õpilaste kõnesid, tehke märkmeid, esitage küsimusi, Iseloomusta esitust | ||
| Peegeldus | 6, Ristsõna | Korraldab tööd arvutis | Ristsõna lahendamine | ||
| Õppetunni kokkuvõte | 1, Slaid nr 10 | Annab hindeid ja teeb kokkuvõtteid | Andke hinnanguid | ||
| Kodutöö | 1, slaid nr 5 | Selgitab kodutööd – esitlus "" | Kirjutage ülesanne üles |
Tunniplaani lisa
teemal "Elektromagnetväli ja elektromagnetlained"
Tabel 2.
SELLES TUNNIS KASUTATUD EER-ide LOETELU
| Ressursi nimi | Ressursi tüüp, tüüp | Teabe esitamise vorm (illustratsioon, esitlus, videoklipid, test, mudel jne) | ||
| Oginski "Polonees" | informatiivne | video fragment |
|
|
| Tunni kokkuvõte | informatiivne | esitlus | ||
| Reportaaž “Särav iseõppija Michael Faraday” | informatiivne | esitlus | ||
| Aruanne " Elektromagnetvälja teooria rajaja James Maxwell» | informatiivne | esitlus | ||
| Suur katsetaja Heinrich Hertz" | informatiivne | esitlus | ||
| "Aleksander Popov. Raadio ajalugu" | informatiivne | Esitlus Videotund Raadiotelefoni side põhimõte. Lihtsaim raadiovastuvõtja. | Lkvideouroki.net. nr 20. |
|
| Film "A.S.Popov" | informatiivne | Interneti-tehnoloogia | www.youtube.com Raadio leiutamine, Popov Aleksander Stepanovitš, Popov. |
|
| Praktiline | Programm MyTest. | Nr 20 Lkvideouroki.net. |
||
| Ristsõna | Praktiline | esitlus |
Füüsikaõpetaja, 42. keskkool, Belgorod
Kokorina Aleksandra Vladimirovna
Klass: 9
Üksus: Füüsika.
kuupäev:
Teema:"Elektromagnetväli (EMF)."
Tüüp: kombineeritud õppetund .
Tunni eesmärgid:
hariv:
- usaldada varem omandatud teadmisi;
- tagada elektromagnetvälja mõiste, elektri- ja magnetvälja seoste tajumine, mõistmine, esmane meeldejätmine;
— korraldada õpilaste tegevusi õpitud teabe taasesitamiseks;
hariv:
— tööalaste motiivide ja kohusetundliku töösse suhtumise harimine;
- õppimismotiivide kasvatamine, positiivne suhtumine teadmistesse;
— füüsikalise eksperimendi ja füüsikateooria rolli näitamine füüsikaliste nähtuste uurimisel.
arendamine:
— oskuste arendamine loovalt läheneda mitmesuguste probleemide lahendamisele;
— iseseisva tegutsemise oskuste arendamine;
Haridusvahendid:
- tahvel ja kriit;
Õppemeetodid:
- selgitav - illustreeriv .
Tunni struktuur (etapid):
korraldusmoment (2 min);
algteadmiste täiendamine (10 min);
uue materjali õppimine (17 min);
saadud infost arusaamise kontrollimine (8 min);
tunni kokkuvõtte tegemine (2 min);
info kodutööde kohta (1 min).
Tundide ajal
Õpilaste tegevused | ||||||||||||
- tervitused "Tere kutid". — puudujate registreerimine"Kes täna puudub?" | - tervitab õpetajat "Tere" - helistab korrapidaja puudujatele |
|||||||||||
- füüsiline dikteerimine “Teie laudadel on tühjad paberilehed, allkirjastage need ja märkige selle valiku number, millel istute. Ma dikteerin teile küsimused ükshaaval, kõigepealt 1. variandi kohta, seejärel 2. variandi kohta. Ole ettevaatlik " Küsimused diktaadile: 1.1 Mis tekitab magnetvälja? 1.2 Kuidas saab magnetvälja selgelt näidata? 2.1 Mis on NMP liinide olemus? 2.2 Mis on massihävitusrelvade liinid? 3.1 Magnetiline induktsioon: valem, mõõtühikud. 3.2 Magnetilised induktsiooniliinid on... 4.1 Mida saab määrata parema käe reegliga? 4.2 Mida saab määrata vasaku käe reegliga? 5.1 EMR nähtus on... 5.2 Vahelduvvool on... “Nüüd andke oma töö esimestele töölaudadele. Kes ei suutnud ülesande täita?"(arutage küsimusi, mis tekitasid raskusi) | - allkirjastada töö - küsimustele vastama Vastused: 1.1 liikuvad laengud 1,2 magnetjoont 2.1 on kõverad, nende tihedus muutub 2.2 üksteisega paralleelsed, asuvad samal sagedusel 3.1 B = F/(I l), T 3.2 joont, puutujad, mis igas välja punktis langevad kokku magnetilise induktsiooni vektori suunaga 5.1 kui suletud juhi ahelat läbiv mp muutub, tekib juhis vool 5.2 vool, mille suurus ja suund muutub aja jooksul perioodiliselt |
|||||||||||
- vestlus klassiga: “Meie tunni teema on kirjutatud tahvlile. Ja kes oskab öelda, mis aastal ja kes EMP fenomeni avastas? “Mis see on?" “Millistel tingimustel voolab vool juhis? “See tähendab, et võime järeldada, et juhtme suletud ahelasse tungiv vahelduv magnetväli tekitab selles elektrivälja, mille mõjul tekib indutseeritud vool. — uue materjali selgitus: “Sellele järeldusele tuginedes James Clerk Maxwell 1865. aastal lõi keerulise EMF-teooria. Vaatleme ainult selle peamisi sätteid. Kirjuta see üles." Teooria põhisätted: 3. Need muutujad genereerivad üksteist e.p. ja st. vorm EMF. 5. (järgmine õppetund) “Konstantsel kiirusel liikuvate laengute ümber tekib konstantne st. Kui aga laengud liiguvad kiirendusega, siis nende poolt erutatud m.p. muutub perioodiliselt. Muutuja e.p. loob ruumis muutuja m.p, mis omakorda genereerib muutuja e.p. jne." Muutuja e.p. - keeris. | - vastata õpetaja küsimustele suuliselt “Michael Faraday, aastal 1831" “kui suletud juhi kontuuri läbiv mp muutub, tekib juhis vool" “ kui see sisaldab e.p. - kirjutage vihikusse, mida õpetaja dikteerib |
|||||||||||
“Nüüd joonistage vihikusse tabel nagu tahvlile. Täidame selle koos ära."
| - joonistage tabel ja täitke see koos õpetajaga |
|||||||||||
- üldistamine ja süstematiseerimine: “Millise olulise kontseptsiooni sa täna tunnis õppisid? See on õige, EMF-i kontseptsiooniga. Mida saate tema kohta öelda?" - peegeldus: "Kellel on raskusi materjalist arusaamisega?" Üksikute õpilaste käitumise ja soorituste hindamine klassiruumis. | - küsimustele vastama |
|||||||||||
- teave kodutööde kohta “§ 51 , valmistuda testiks. Õppetund on läbi. Hüvasti". | - pane kodutööd kirja - jäta õpetajaga hüvasti: "Hüvasti". |
Õpilastel peaks märkmikus olema:
Teema: "Elektromagnetväli (EMF)."
1856 – J.C. Maxwell lõi EMF-i teooria.
Teooria põhisätted:
1. Mis tahes muutus ajas, s.t. viib muutuja ilmumiseni e.p.
2. Igasugune ajaline muutus e.p. viib muutuja ilmumiseni, st.
3. Need muutujad genereerivad üksteist e.p. ja st. vormi EMF.
4. EMF-i allikas – kiirendatud liikuvad laengud.
Muutuja e.p. - keeris.
keeris | elektrostaatiline | |
iseloomu | muutub aja jooksul perioodiliselt | aja jooksul ei muutu |
allikas | kiirendatud tasud | statsionaarsed laengud |
elektriliinid | suletud | alustage tähega "+"; lõpetage "-" |
Klass: 11
Tunni eesmärgid:
Hariduslik: tutvustage õpilastele huvitavaid episoode G. Hertzi, M. Faraday, Maxwell D.K., Oersted H.K., A.S. eluloost. Popova;
Arendav: edendada huvi teket aine vastu.
Demonstratsioonid: slaidid, video.
TUNNIDE AJAL
Org. Hetk.
Lisa 1. (SLAID nr 1). Täna tutvume elektromagnetlainete levimise iseärasustega, märgime ära elektromagnetvälja teooria loomise etapid ja selle teooria eksperimentaalse kinnituse ning peatume mõnel biograafilisel andmetel.
Kordamine.
Tunni eesmärkide saavutamiseks peame kordama mõnda küsimust:
Mis on laine, eriti mehaaniline laine? (Aineosakeste vibratsiooni levimine ruumis)
Millised suurused iseloomustavad lainet? (lainepikkus, laine kiirus, võnkeperiood ja võnkesagedus)
Milline on matemaatiline seos lainepikkuse ja võnkeperioodi vahel? (lainepikkus võrdub laine kiiruse ja võnkeperioodi korrutisega)
(SLAID nr 2)Uue materjali õppimine.
Elektromagnetlaine sarnaneb paljuski mehaanilise lainega, kuid on ka erinevusi. Peamine erinevus seisneb selles, et see laine ei vaja levimiseks keskkonda. Elektromagnetlaine on vahelduva elektrivälja ja vahelduva magnetvälja levimise tulemus ruumis, s.o. elektromagnetväli.
Elektromagnetvälja tekitavad kiirendatud liikuvad laetud osakesed. Selle olemasolu on suhteline. See on eritüüpi aine, mis on muutuva elektri- ja magnetvälja kombinatsioon.
Elektromagnetlaine on elektromagnetvälja levik ruumis.
Vaatleme elektromagnetlaine levimise graafikut.
(SLAID nr 3)Elektromagnetlaine levimisskeem on näidatud joonisel. Tuleb meeles pidada, et elektrivälja tugevuse, magnetinduktsiooni ja laine levimiskiiruse vektorid on üksteisega risti.
Elektromagnetlaine teooria loomise etapid ja selle praktiline kinnitus.
Hans Christian Oersted (1820) (SLAID nr 4) Taani füüsik, Taani Kuningliku Seltsi alaline sekretär (alates 1815. aastast).
Aastast 1806 - selle ülikooli professor, aastast 1829, samal ajal Kopenhaageni polütehnilise kooli direktor. Oerstedi tööd on pühendatud elektrile, akustikale ja molekulaarfüüsikale.
(SLAID nr 4). 1820. aastal avastas ta elektrivoolu mõju magnetnõelale, mis tõi kaasa uue füüsikavaldkonna – elektromagnetismi – tekkimise. Idee erinevate loodusnähtuste suhetest on omane Oerstedi teadustööle; eelkõige oli ta üks esimesi, kes väljendas mõtet, et valgus on elektromagnetiline nähtus. Aastatel 1822-1823 avastas ta J. Fourier'st sõltumatult uuesti termoelektrilise efekti ja ehitas esimese termoelemendi. Ta uuris eksperimentaalselt vedelike ja gaaside kokkusurutavust ja elastsust ning leiutas piesomeetri (1822). Tegi akustikaalaseid uuringuid, eelkõige püüdis tuvastada helist tingitud elektriliste nähtuste esinemist. Uuriti kõrvalekaldeid Boyle-Mariotte'i seadusest.Ørsted oli hiilgav õppejõud ja populariseerija, organiseeris 1824. aastal Loodusteaduste Levitamise Seltsi, lõi Taani esimese füüsikalabori ning aitas kaasa füüsika õpetamise parandamisele riigi õppeasutustes.
Oersted on paljude teaduste akadeemiate, eelkõige Peterburi Teaduste Akadeemia auliige (1830).
Michael Faraday (1831)
(SLAID nr 5)Geniaalne teadlane Michael Faraday oli iseõppinud. Koolis sain ainult alghariduse ja siis eluprobleemide tõttu töötasin ja õppisin samaaegselt füüsika- ja keemiaalast populaarteaduslikku kirjandust. Hiljem sai Faradayst tollal kuulsa keemiku laborant, ületas seejärel oma õpetaja ja tegi palju olulist selliste teaduste nagu füüsika ja keemia arendamiseks. 1821. aastal sai Michael Faraday teada Oerstedi avastusest, et elektriväli loob magnetvälja. Pärast selle nähtuse üle mõtisklemist asus Faraday magnetväljast elektrivälja looma ja kandis pidevaks meeldetuletuseks taskus magnetit. Kümme aastat hiljem viis ta oma moto ellu. Muutis magnetismi elektriks: ~ magnetväli tekitab ~ elektrivoolu
(SLAID nr 6) Teoreetik tuletas oma nime kandvad võrrandid. Need võrrandid ütlesid, et vahelduvad magnet- ja elektriväljad loovad üksteist. Nendest võrranditest järeldub, et vahelduv magnetväli tekitab keerise elektrivälja, mis tekitab vahelduva magnetvälja. Lisaks oli tema võrrandites konstantne väärtus - see on valguse kiirus vaakumis. Need. sellest teooriast järgnes, et elektromagnetlaine levib ruumis vaakumis valguse kiirusega. Tõeliselt säravat tööd hindasid paljud tolleaegsed teadlased ning A. Einsteini sõnul oli tema õpingute ajal kõige paeluvam Maxwelli teooria.Heinrich Hertz (1887)
(SLAID nr 7). Heinrich Hertz sündis haige lapsena, kuid temast sai väga tark õpilane. Talle meeldisid kõik ained, mida ta õppis. Tulevane teadlane armastas luuletada ja treipingil töötada. Pärast keskkooli lõpetamist astus Hertz kõrgemasse tehnikumi, kuid ei tahtnud olla kitsas spetsialist ja astus Berliini ülikooli teadlaseks. Pärast ülikooli astumist püüdis Heinrich Hertz õppida füüsikalaboris, kuid selleks oli vaja lahendada konkurentsiprobleemid. Ja ta asus lahendama järgmist probleemi: kas elektrivoolul on kineetiline energia? See töö oli kavandatud kestma 9 kuud, kuid tulevane teadlane lahendas selle kolme kuuga. Tõsi, negatiivne tulemus on tänapäeva vaatevinklist vale. Mõõtmistäpsust tuli tõsta tuhandeid kordi, mis tol ajal polnud võimalik.Veel üliõpilasena kaitses Hertz suurepäraste hinnetega doktoritöö ja sai doktori tiitli. Ta oli 22-aastane. Teadlane tegeles edukalt teoreetiliste uurimistöödega. Maxwelli teooriat uurides näitas ta üles kõrgeid eksperimenteerimisoskusi, lõi seadme, mida tänapäeval nimetatakse antenniks ning lõi saate- ja vastuvõtuantennide abil elektromagnetlaineid ning uuris nende lainete kõiki omadusi. Ta mõistis, et nende lainete levimiskiirus on piiratud ja võrdne valguse kiirusega vaakumis. Pärast elektromagnetlainete omaduste uurimist tõestas ta, et need on sarnased valguse omadustega. Kahjuks õõnestas see robot teadlase tervist täielikult. Kõigepealt ütlesid mu silmad üles, siis hakkasid kõrvad, hambad ja nina valutama. Ta suri varsti pärast seda.
Heinrich Hertz lõpetas Faraday alustatud tohutu töö. Maxwell muutis Faraday ideed matemaatilisteks valemiteks ja Hertz muutis matemaatilised kujutised nähtavateks ja kuuldavateks elektromagnetlaineteks. Raadiot kuulates, telesaateid vaadates peame seda inimest meeles pidama. Pole juhus, et võnkesageduse ühik on saanud nime Hertzi järgi ja pole sugugi juhuslik, et esimesed sõnad, mille vene füüsik A.S. Popov kasutas traadita sidet Morse koodiga krüptitud "Heinrich Hertz".
Popov Aleksander Sergejevitš (1895)
Popov täiustas vastuvõtu- ja saateantenni ning algul toimus side distantsilt
(SLAID nr 8) 250 m, seejärel 600 m Ja 1899. aastal lõi teadlane raadioside 20 km kaugusel ja 1901. aastal 150 km kaugusel. 1900. aastal aitas raadioside läbi viia päästetöid Soome lahel. 1901. aastal viis Itaalia insener G. Marconi raadiosidet üle Atlandi ookeani. (Slaid nr 9). Vaatame videoklippi, mis käsitleb mõningaid elektromagnetlaine omadusi. Pärast vaatamist vastame küsimustele.Miks muudab vastuvõtuantenni lambipirn oma intensiivsust, kui sisestada metallvarras?
Miks seda ei juhtu metallvarda asendamisel klaasvardaga?
Konsolideerimine.
Vasta küsimustele:
(SLAID nr 10)Mis on elektromagnetlaine?
Kes lõi elektromagnetlainete teooria?
Kes uuris elektromagnetlainete omadusi?
Täitke oma märkmikus vastuste tabel, märkides küsimuse numbri.
(SLAID nr 11)Kuidas sõltub lainepikkus vibratsiooni sagedusest?
(Vastus: pöördvõrdeline)
Mis juhtub lainepikkusega, kui osakeste võnkeperiood kahekordistub?
(Vastus: suureneb 2 korda)
Kuidas muutub kiirguse võnkesagedus, kui laine läheb üle tihedamasse keskkonda?
(Vastus: ei muutu)
Mis põhjustab elektromagnetlainete emissiooni?
(Vastus: Laetud osakesed liiguvad kiirendusega)
Kus kasutatakse elektromagnetlaineid?
(Vastus: mobiiltelefon, mikrolaineahi, televiisor, raadiosaade jne)
(Vastused küsimustele)
Lahendame probleemi.
Kemerovo telekeskus edastab kahte kandelainet: pildikandelainet kiirgussagedusega 93,4 kHz ja helikandelainet sagedusega 94,4 kHz. Määrake nendele kiirgussagedustele vastavad lainepikkused.
(SLAID nr 12)Kodutöö.
(SLAID nr 13) On vaja koostada aruandeid erinevat tüüpi elektromagnetkiirguse kohta, loetledes nende omadused ja rääkides nende kasutamisest inimelus. Sõnum peab olema viis minutit pikk.
Kokkuvõtteid tehes.
(SLAID nr 14) Aitäh tähelepanu ja töö eest!!!
Kirjandus.
