Državni proračunski strukovnjak obrazovna ustanova regija Samara« Pokrajinska tehnička škola m.r. Koshkinsky"
Zanimanje: 23.01.03 Automehaničar 2. god
Fizika
METODIČKI RAZVOJ SATA OBUKE
O OVOJ TEMI: "ELEKTROMAGNETSKI VALOVI U NAŠEM ŽIVOTU"
Učiteljica Yakimova Elvira Konstantinovna
Lekcija-sažetak Teme "Elektromagnetski valovi"
Predmet:SVE O ELEKTROMAGNETSKIM VALOVIMA
Vrsta: generalizacije i sistematizacija znanja
Vrsta: seminar
Metodološki cilj:
Cilj:
Pokazati praktičnu usmjerenost nastave fizike;
Provjera znanja o temi.
Zadaci:
obrazovni:
Sažeti znanja o elektromagnetskom zračenju (poljima) s kojima se susrećemo u svakodnevnom životu;
Saznajte pozitivan i negativan utjecaj ovih polja na ljudski organizam,
Oblik principa zaštite od štetni učinci polja, odnosno smanjenje njihovog štetnog djelovanja.
razvoj:
Nastaviti razvijati logičko mišljenje, - sposobnost pravilnog formuliranja vlastitih misli u procesu sažimanja naučenog, sposobnost vođenja obrazovnog dijaloga;
obrazovni:
Odgoj spoznajni interes na fiziku, Pozitivan stav na znanje, poštivanje zdravlja.
Njegujte kulturu usmeni govor, poštovanje drugih.
Metodološki sadržaji i oprema:
multimedijska tehnika, kućanski aparati, radni listovi; referentni materijali(značenje
jakost magnetske indukcije elektro magnetsko polje Kućanski aparati)
Metode: eksplanatorno-ilustrativna, praktična.
Lekcija na temu: " Sve o elektromagnetskim valovima "
„Oko nas, u nama samima, posvuda i posvuda,
zauvijek se mijenjaju, podudaraju i sudaraju,
Postoje zračenja različitih valnih duljina...
S njima se mijenja lice zemlje,
uglavnom su ukalupljeni.”
V.I.Vernadskog
Što je elektromagnetski val?
Odgovori: Elektromagnetski val- elektromagnetske vibracije, širenje u prostoru i prijenos energije.
Elektromagnetski valovi su poremećaji magnetskih i električnih polja raspoređenih u prostoru.
Elektromagnetski valovi nazivaju se elektromagnetsko polje koje se širi u prostoru konačnom brzinom ovisno o svojstvima medija. Prvi znanstvenik koji je uopće predvidio njihovo postojanje bio je Faraday. Svoju je hipotezu iznio 1832. godine. Maxwell je kasnije radio na izgradnji teorije. Do 1865. završio je ovo djelo. Maxwellovu teoriju potvrdili su Hertzovi pokusi 1888. godine.
Em valovi uključuju valove...
Odgovor: Na e.m. valovi uključuju valovečije se duljine kreću od 10 km (radiovalovi) do manje od 5 popodne (5 . 10 -12 ) (gama zrake)
3. Nabrojite glavna svojstva elektromagnetskih valova.
Odgovor:
Refrakcija.
Odraz.
EM val je transverzalni.
Brzina em valova u vakuumu jednaka je brzini svjetlosti.
Elektromagnetski valovi se šire u svim medijima, ali će brzina biti manja nego u vakuumu.
EM val nosi energiju.
Pri prelasku iz jednog medija u drugi frekvencija vala se ne mijenja.
4. Zašto elektromagnetsko polje utječe na čovjeka?
Čovjek je antena koja prima elektromagnetske valove, ljudsko tijelo je provodnik kroz koji dobro prolazi em polje, dakle, na prirodne elektromagnetske oscilacije tijela superponira se dodatno elektromagnetsko polje, zbog čega dolazi do poremećaja prirodnog biopolja čovjeka. .
5. O čemu ovisi biološki učinak djelovanja? elektromagnetsko polje?
Učitelj: ponovno uzmite radne listove -
Samostalni rad.
SHEMA 1
Odgovori: Biološki učinak ovisi o:
-E vrijednosti (jačina električnog polja);
-vrijednosti B (magnetska indukcija);
-w vrijednosti (frekvencija), ovisno o vremenu ekspozicije.
Učitelj: Biološki učinak može biti pozitivan (nastanak života na Zemlji, ubrzanje, metode liječenja u medicini) i negativan. Liječnici su otkrili da dugotrajna izloženost umjetno stvorenom elektromagnetskom polju daje...
(Tablica na ploči).
Učitelj: Jeste li i kada osjetili takvo djelovanje elektromagnetskog polja? Koji kućanski aparati stvaraju elektromagnetsko polje u vašem stanu?
Samostalni rad.
Učitelj, nastavnik, profesor: Svi radni električni uređaji (i električni vodovi) stvaraju oko sebe elektromagnetsko polje koje uzrokuje kretanje nabijenih čestica: elektrona, protona, iona ili dipolnih molekula. Stanice živog organizma sastoje se od nabijenih molekula - proteina, fosfolipida (molekula stanične membrane), iona vode - a također imaju slabo elektromagnetsko polje. Pod utjecajem jakog elektromagnetskog polja nabijene molekule se podvrgavaju oscilatorna kretanja. To dovodi do brojnih procesa, kako pozitivnih (poboljšanje staničnog metabolizma), tako i negativnih (na primjer, uništavanje staničnih struktura).
U našoj zemlji istraživanja utjecaja elektromagnetskih polja na ljude i životinje provode se više od 50 godina. Nakon sto su proveli stotine eksperimenata, ruski znanstvenici su ustanovili da su svi kućanski električni uređaji izvori elektromagnetskog zračenja, no kako točno elektromagnetsko polje iz običnih kućanskih aparata utječe na nas i koliko je ono štetno za zdravu osobu, kontroverzno je pitanje, pa je razumno je pokušati minimizirati njegov utjecaj ako je to moguće.
Za formuliranje načela zaštite od štetnog djelovanja elektromagnetskog zračenja, studente se potiče na rad s referentnim materijalima.
(
Prilog br.2
Tablica 1. MPL (maksimalne dopuštene razine).
Tablica 2. Kako se zaštititi od štetnog djelovanja elektromagnetskog polja ili barem smanjiti biološki učinak?Pogledajmo prezentaciju (od slajda 11 do kraja)
Sumirati.
Zaključci:
1. Metalna zaštita izvora elektromagnetskog zračenja (žice, induktori itd.),
2. Održavajte sigurnu udaljenost.
3. Svi kućanski električni uređaji moraju biti ispravni i u skladu s daljinskim upravljačem. (Certifikat kvalitete).
4. Zelene površine aktivno apsorbiraju elektromagnetske valove.
Svakom učeniku se dijeli dopis “Dobro je znati”.
Domaća zadaća.
Učitelj, nastavnik, profesor: Razgovarajte sa svojom obitelji kod kućePodsjetnik "Dobro je znati".kod kuće, možda će Vaši najdraži dodati nešto korisno i potrebno našem podsjetniku.
Popis korištene literature:
Maron A.E. testovi iz fizike: 10. – 11. razred: Knjiga za nastavnike. – M.: Obrazovanje, 2003.
Rymkevich A.P. Problemska knjiga. 10 – 11 razredi: Priručnik za obrazovne ustanove. – M.: Bustard, 2003.
Stepanova G.N. Zbirka zadataka iz fizike: Za 10. – 11. razred. obrazovne ustanove. – M.: Obrazovanje, 2003.
5. ›
Profesor fizike, Srednja škola br. 42, Belgorod
Kokorina Aleksandra Vladimirovna
Klasa: 9
Artikal: Fizika.
datum:
Predmet:“Elektromagnetsko polje (EMF).”
Tip: kombinirani sat .
Ciljevi lekcije:
obrazovni:
- vjerovati prethodno stečenom znanju;
- osigurati percepciju, razumijevanje, primarno pamćenje pojma "elektromagnetsko polje", odnos električnog i magnetskog polja;
— organizirati aktivnosti učenika za reprodukciju naučenih informacija;
obrazovni:
— odgoj radnih motiva i savjesnog odnosa prema radu;
- njegovanje motiva za učenje i pozitivnog odnosa prema znanju;
— prikazivanje uloge fizikalnog eksperimenta i fizikalne teorije u proučavanju fizikalnih pojava.
razvoj:
— razvoj vještina za kreativan pristup rješavanju najrazličitijih problema;
— razvoj vještina samostalnog djelovanja;
Sredstva obrazovanja:
- ploča i kreda;
Nastavne metode:
- eksplanatorno - ilustrativno .
Struktura lekcije (faze):
organizacijski trenutak (2 min);
obnavljanje temeljnih znanja (10 min);
učenje novog gradiva (17 min);
provjera razumijevanja primljenih informacija (8 min);
sažimanje lekcije (2 min);
informacije o domaćoj zadaći (1 min).
Tijekom nastave
Aktivnosti učenika | ||||||||||||
- pozdrav "Bok dečki". — evidentiranje odsutnih"Tko je danas odsutan?" | - pozdravi učiteljica "Zdravo" - proziva dežurni one koji su odsutni |
|||||||||||
- fizički diktat “Na svojim stolovima imate prazne listove papira, potpišite ih i označite broj opcije na kojoj sjedite. Diktirati ću vam pitanja jedno po jedno, prvo za 1., zatim za 2. opciju. Budi oprezan " Pitanja za diktat: 1.1 Što stvara magnetsko polje? 1.2 Kako možete jasno prikazati magnetsko polje? 2.1 Kakva je priroda NMP linija? 2.2 Kakva je priroda vodova WMD-a? 3.1 Magnetska indukcija: formula, mjerne jedinice. 3.2 Linije magnetske indukcije su... 4.1 Što se može odrediti pravilom desne ruke? 4.2 Što se može odrediti pravilom lijeve ruke? 5.1 EMR fenomen je... 5.2 Izmjenična struja je... “Sada prenesite svoj rad na prve stolove. Tko nije uspio riješiti zadatak?(razgovarajte o pitanjima koja su izazvala poteškoće) | - potpisati rad - odgovori na pitanje odgovori: 1.1 pokretni naboji 1.2 magnetske linije 2.1 su zakrivljeni, gustoća im se mijenja 2.2 međusobno paralelni, smješteni na istoj frekvenciji 3.1 B = F/(I l), T 3.2 linije, tangente na koje se u svakoj točki polja podudaraju sa smjerom vektora magnetske indukcije 5.1 kada se mp koji prolazi kroz krug zatvorenog vodiča mijenja, u vodiču nastaje struja 5.2 struja koja povremeno varira u veličini i smjeru tijekom vremena |
|||||||||||
- razgovor s razredom: “Tema naše lekcije napisana je na ploči. I tko mi može reći koje godine i tko je otkrio fenomen EMP? “Što je?" “Pod kojim uvjetima struja teče u vodiču?” “To znači da možemo zaključiti da izmjenično magnetsko polje koje prodire kroz zatvoreni krug vodiča stvara u njemu električno polje pod čijim utjecajem nastaje inducirana struja.” — objašnjenje novog gradiva: “Na temelju ovog zaključka, James Clerk Maxwell 1865 stvorio složenu teoriju EMF-a. Razmotrit ćemo samo njegove glavne odredbe. Zapisati." Osnovne odredbe teorije: 3. Ove varijable koje generiraju jedna drugu e.p. i tal. obliku EMF. 5. (sljedeća lekcija) “Oko naboja koji se kreću konstantnom brzinom stvara se konstantna t.p. Ali ako se naboji gibaju ubrzano, tada je njima pobuđeno m.p. povremeno mijenja. Varijabilni e.p. stvara varijablu m.p. u prostoru, koja zauzvrat generira varijablu e.p. itd." Varijabilni e.p. – vrtlog. | - usmeno odgovarati na pitanja nastavnika “Michael Faraday, 1831. “kada se mp prolazi kroz konturu zatvorenog vodiča promijeni, u vodiču nastaje struja” “ ako sadrži e.p.” - zapisati u bilježnicu ono što nastavnik diktira |
|||||||||||
“Sada u svoje bilježnice nacrtajte tablicu kao na ploči. Ispunimo ga zajedno.”
| - nacrtati tablicu i popuniti je zajedno s nastavnikom |
|||||||||||
- generalizacija i sistematizacija: “Dakle, koji ste važan koncept naučili danas u razredu? Tako je, s konceptom EMF-a. Što možete reći o njemu?” - odraz: "tko ima poteškoća s razumijevanjem gradiva?" Ocjenjivanje ponašanja i uspjeha pojedinih učenika u razredu. | - odgovori na pitanje |
|||||||||||
- informacije o domaćim zadaćama “§ 51 , pripremiti se za ispitni rad. Lekcija je gotova. Doviđenja". | - Zapiši domaća zadaća - pozdravi se s učiteljicom: "Doviđenja". |
Učenici trebaju imati u svojim bilježnicama:
Tema: “Elektromagnetsko polje (EMF).”
1856. - J.C. Maxwell je stvorio teoriju EMF-a.
Osnovne odredbe teorije:
1. Svaka promjena tijekom vremena m.p. dovodi do pojave varijable e.p.
2. Svaka promjena tijekom vremena npr. dovodi do pojave promjenjivog m.p.
3. Ove varijable koje generiraju jedna drugu e.p. i tal. oblik EMF.
4. Izvor EMF – ubrzano gibajući naboji.
Varijabilni e.p. – vrtlog.
vrtlog | elektrostatski | |
lik | povremeno se mijenja tijekom vremena | ne mijenja se tijekom vremena |
izvor | ubrzana punjenja | stacionarni naboji |
električni vodovi | zatvoreno | početi s "+"; završiti sa “-” |
Klasa: 11
Ciljevi lekcije:
- upoznati učenike sa značajkama širenja elektromagnetskih valova;
- razmotriti faze stvaranja teorije elektromagnetskog polja i eksperimentalne potvrde te teorije;
Obrazovni: upoznati učenike sa zanimljivim epizodama iz biografije G. Hertza, M. Faradaya, Maxwella D.K., Oersteda H.K., A.S. Popova;
Razvojni: promicati razvoj interesa za predmet.
Demonstracije: slajdovi, video.
TIJEKOM NASTAVE
Org. Trenutak.
Prilog 1. (SLAJD br. 1). Danas ćemo se upoznati sa značajkama širenja elektromagnetskih valova, uočiti faze stvaranja teorije elektromagnetskog polja i eksperimentalne potvrde ove teorije, te se zadržati na nekim biografskim podacima.
Ponavljanje.
Da bismo postigli ciljeve lekcije, moramo ponoviti neka pitanja:
Što je val, posebno mehanički val? (Širenje vibracija čestica tvari u prostoru)
Koje veličine karakteriziraju val? (valna duljina, brzina vala, period titranja i frekvencija titranja)
Kakav je matematički odnos između valne duljine i perioda titranja? (valna duljina je jednaka umnošku brzine vala i perioda titranja)
(SLAJD br. 2)Učenje novog gradiva.
Elektromagnetski val je na mnogo načina sličan mehanički val, ali postoje i razlike. Glavna razlika je u tome što ovaj val ne zahtijeva medij za širenje. Elektromagnetski val rezultat je prostiranja izmjeničnog električnog polja i izmjeničnog magnetskog polja u prostoru, tj. elektromagnetsko polje.
Elektromagnetsko polje nastaje ubrzanim kretanjem nabijenih čestica. Njegova prisutnost je relativna. Ovaj posebna vrsta materija je kombinacija promjenjivih električnih i magnetskih polja.
Elektromagnetski val je širenje elektromagnetskog polja u prostoru.
Razmotrite graf širenja elektromagnetskog vala.
(SLAJD br. 3)Dijagram širenja elektromagnetskog vala prikazan je na slici. Potrebno je zapamtiti da su vektori jakosti električnog polja, magnetske indukcije i brzine širenja valova međusobno okomiti.
Faze stvaranja teorije elektromagnetskog vala i njezina praktična potvrda.
Hans Christian Oersted (1820.) (SLAJD br. 4) Danski fizičar, stalni tajnik Kraljevskog danskog društva (od 1815.).
Od 1806. - profesor na ovom sveučilištu, od 1829. istodobno direktor Politehničke škole u Kopenhagenu. Oerstedovi radovi posvećeni su elektricitetu, akustici i molekularnoj fizici.
(SLAJD br. 4). Godine 1820. otkrio je djelovanje električne struje na magnetsku iglu, što je dovelo do nastanka novog područja fizike – elektromagnetizma. Ideja o odnosu između različitih prirodnih pojava karakteristična je za Oerstedov znanstveni rad; posebno je bio jedan od prvih koji je izrazio ideju da je svjetlost elektromagnetski fenomen. 1822.-1823., neovisno o J. Fourieru, ponovno je otkrio termoelektrični efekt i izradio prvi termoelement. Eksperimentalno je proučavao stlačivost i elastičnost tekućina i plinova te je izumio pijezometar (1822). Provodio je istraživanja o akustici, posebice pokušavajući otkriti pojavu električnih fenomena uzrokovanih zvukom. Istraživao odstupanja od Boyle-Mariotteovog zakona.Oersted je bio briljantan predavač i popularizator, organizirao je Društvo za širenje prirodnih znanosti 1824., stvorio prvi fizikalni laboratorij u Danskoj i pridonio poboljšanju nastave fizike u obrazovne ustanove zemljama.
Oersted je počasni član mnogih akademija znanosti, osobito Petrogradske akademije znanosti (1830).
Michael Faraday (1831.)
(SLAJD br. 5)Briljantni znanstvenik Michael Faraday bio je samouk. U školi sam stekao samo osnovno obrazovanje, a potom sam zbog životnih problema radio i paralelno proučavao znanstveno-popularnu literaturu iz fizike i kemije. Kasnije je Faraday postao laboratorijski pomoćnik poznatog kemičara tog vremena, a zatim je nadmašio svog učitelja i učinio mnogo važnih stvari za razvoj takvih znanosti kao što su fizika i kemija. Godine 1821. Michael Faraday saznao je za Oerstedovo otkriće da električno polje stvara magnetsko polje. Nakon razmišljanja o ovom fenomenu, Faraday je krenuo stvoriti električno polje iz magnetskog polja i nosio je magnet u džepu kao stalni podsjetnik. Deset godina kasnije, svoj je moto proveo u djelo. Pretvorio magnetizam u elektricitet: ~ stvara magnetsko polje ~ struja
(SLAJD br. 6) Teoretski znanstvenik izveo je jednadžbe koje nose njegovo ime. Ove jednadžbe govore da varijable magnetski i električno polje stvaraju jedni druge. Iz ovih jednadžbi proizlazi da izmjenično magnetsko polje stvara vrtložno električno polje, koje stvara izmjenično magnetsko polje. Štoviše, uključene su i njegove jednadžbe konstantno je brzina svjetlosti u vakuumu. Oni. iz te je teorije slijedilo da se elektromagnetski val u prostoru širi brzinom svjetlosti u vakuumu. Doista briljantan rad cijenili su mnogi znanstvenici tog vremena, a A. Einstein je rekao da mu je tijekom studija najfascinantnija bila Maxwellova teorija.Heinrich Hertz (1887.)
(SLAJD br. 7). Heinrich Hertz rođen je kao boležljivo dijete, ali je postao vrlo pametan učenik. Volio je sve predmete koje je učio. Budući znanstvenik volio je pisati poeziju i raditi na tokarskom stroju. Nakon što je završio srednju školu, Hertz je upisao visoko obrazovanje tehnička škola, ali nije želio biti uski stručnjak i ušao je na Sveučilište u Berlinu kako bi postao znanstvenik. Nakon ulaska na sveučilište, Heinrich Hertz tražio je studij u laboratoriju za fiziku, ali za to je bilo potrebno riješiti natjecateljske probleme. I krenuo je s rješavanjem sljedećeg problema: ima li električna struja kinetičku energiju? Ovaj rad je zamišljen da traje 9 mjeseci, ali ga je budući znanstvenik riješio za tri mjeseca. Istina, negativan rezultat je netočan sa suvremenog gledišta. Točnost mjerenja trebalo je povećati tisuće puta, što u to vrijeme nije bilo moguće.Još kao student Hertz je obranio doktorsku disertaciju s izvrsnom ocjenom i dobio titulu doktora. Bile su mu 22 godine. Znanstvenik se uspješno uhvatio u koštac teorijsko istraživanje. Proučavajući Maxwellovu teoriju, pokazao je visoku eksperimentalnu vještinu, izradio je uređaj koji se danas naziva antenom i uz pomoć odašiljačkih i prijamnih antena stvarao i primao elektromagnetske valove te proučavao sva svojstva tih valova. Shvatio je da je brzina širenja ovih valova konačna i jednaka brzini svjetlosti u vakuumu. Nakon što je proučavao svojstva elektromagnetskih valova, dokazao je da su oni slični svojstvima svjetlosti. Nažalost, ovaj je robot potpuno narušio zdravlje znanstvenika. Prvo su mi otkazale oči, zatim su me počele boljeti uši, zubi i nos. Ubrzo je umro.
Heinrich Hertz dovršio je ogroman posao koji je započeo Faraday. Maxwell je Faradayeve ideje transformirao u matematičke formule, a Hertz je matematičke slike pretvorio u vidljive i čujne elektromagnetske valove. Slušanje radija, gledanje TV emisije, moramo zapamtiti ovog čovjeka. Nije slučajno što je jedinica za frekvenciju osciliranja nazvana po Hertzu i nije nimalo slučajno da su prve riječi koje je prenio ruski fizičar A.S. Popov koristeći bežičnu komunikaciju bili su "Heinrich Hertz", šifrirani Morseovom azbukom.
Popov Aleksandar Sergejevič (1895.)
Popov je poboljšao prijemnu i odašiljačku antenu i isprva se komunikacija odvijala na daljinu
(SLAJD br. 8) 250 m, zatim 600 m. A 1899. godine znanstvenik je uspostavio radio komunikaciju na udaljenosti od 20 km, a 1901. - na 150 km. Godine 1900. radiokomunikacije su pomogle u provođenju operacija spašavanja u Finskom zaljevu. Godine 1901. talijanski inženjer G. Marconi ostvario je radioveze preko Atlantskog oceana. (Slajd br. 9). Pogledajmo video isječak koji govori o nekim svojstvima elektromagnetskih valova. Nakon pregleda odgovaramo na pitanja.Zašto žarulja u prijemnoj anteni mijenja intenzitet kad se umetne metalna šipka?
Zašto se to ne događa kada metalnu šipku zamijenite staklenom?
Konsolidacija.
Odgovori na pitanja:
(SLAJD br. 10)Što je elektromagnetski val?
Tko je stvorio teoriju elektromagnetskih valova?
Tko je proučavao svojstva elektromagnetskih valova?
Ispunite tablicu s odgovorima u svojoj bilježnici, označivši broj pitanja.
(SLAJD br. 11)Kako valna duljina ovisi o frekvenciji vibracije?
(Odgovor: Obrnuto proporcionalno)
Što će se dogoditi s valnom duljinom ako se period titranja čestice udvostruči?
(Odgovor: Povećat će se 2 puta)
Kako će se promijeniti frekvencija titranja zračenja pri prelasku vala u gušću sredinu?
(Odgovor: Neće se promijeniti)
Što uzrokuje emisiju elektromagnetskih valova?
(Odgovor: Nabijene čestice koje se kreću ubrzano)
Gdje se koriste elektromagnetski valovi?
(Odgovor: mobitel, mikrovalna pećnica, televizija, radio emisija itd.)
(Odgovori na pitanja)
Idemo riješiti problem.
Televizijski centar Kemerovo odašilje dva vala nositelja: val nositelj slike s frekvencijom zračenja od 93,4 kHz i val nositelj zvuka s frekvencijom 94,4 kHz. Odredite valne duljine koje odgovaraju tim frekvencijama zračenja.
(SLAJD br. 12)Domaća zadaća.
(SLAJD br. 13) Potrebno je pripremiti referate o različitim vrstama elektromagnetskog zračenja, navesti njihova svojstva i govoriti o njihovoj primjeni u životu čovjeka. Poruka mora biti duga pet minuta.
- Vrste elektromagnetskih valova:
- Valovi zvučne frekvencije
- Radio valovi
- Mikrovalno zračenje
- Infracrveno zračenje
- Vidljivo svjetlo
- Ultraljubičasto zračenje
- X-zračenje
- Gama zračenje
Sažimajući.
(SLAJD br. 14) Hvala vam na pažnji i na vašem radu!!!
Književnost.
- Kasyanov V.A. Fizika 11. razred. - M.: Bustard, 2007
- Rymkevich A.P. Zbirka zadataka iz fizike. - M.: Prosvjetljenje, 2004.
- Maron A.E., Maron E.A. Fizika 11. razred. Didaktički materijali. - M.: Bustard, 2004.
- Tomilin A.N. Svijet električne energije. - M.: Bustard, 2004.
- Enciklopedija za djecu. Fizika. - M.: Avanta+, 2002.
- Yu. A. Khramov Fizika. Biografski priručnik, - M., 1983.
"Elektromagnetski valovi".
Ciljevi lekcije:
Obrazovni:
- upoznati učenike sa značajkama širenja elektromagnetskih valova;
- razmotriti faze stvaranja teorije elektromagnetskog polja i eksperimentalne potvrde te teorije;
Obrazovni: upoznati učenike sa zanimljivim epizodama iz biografije G. Hertza, M. Faradaya, Maxwella D.K., Oersteda H.K., A.S. Popova;
Razvojni: promicati razvoj interesa za predmet.
Demonstracije : slajdovi, video.
TIJEKOM NASTAVE
Danas ćemo se upoznati sa značajkama širenja elektromagnetskih valova, uočiti faze stvaranja teorije elektromagnetskog polja i eksperimentalne potvrde ove teorije, te se zadržati na nekim biografskim podacima.
Ponavljanje.
Da bismo postigli ciljeve lekcije, moramo ponoviti neka pitanja:
Što je val, posebno mehanički val? (Širenje vibracija čestica tvari u prostoru)
Koje veličine karakteriziraju val? (valna duljina, brzina vala, period titranja i frekvencija titranja)
Kakav je matematički odnos između valne duljine i perioda titranja? (valna duljina je jednaka umnošku brzine vala i perioda titranja)
Učenje novog gradiva.
Elektromagnetski val je u mnogočemu sličan mehaničkom valu, ali postoje i razlike. Glavna razlika je u tome što ovaj val ne zahtijeva medij za širenje. Elektromagnetski val rezultat je prostiranja izmjeničnog električnog polja i izmjeničnog magnetskog polja u prostoru, tj. elektromagnetsko polje.
Elektromagnetsko polje nastaje ubrzanim kretanjem nabijenih čestica. Njegova prisutnost je relativna. Ovo je posebna vrsta materije, koja je kombinacija promjenjivih električnih i magnetskih polja.
Elektromagnetski val je širenje elektromagnetskog polja u prostoru.
Razmotrite graf širenja elektromagnetskog vala.
Dijagram širenja elektromagnetskog vala prikazan je na slici. Potrebno je zapamtiti da su vektori jakosti električnog polja, magnetske indukcije i brzine širenja valova međusobno okomiti.
Faze stvaranja teorije elektromagnetskog vala i njezina praktična potvrda.
Hans Christian Oersted (1820.) danski fizičar, stalni tajnik Kraljevskog danskog društva (od 1815.).
Od 1806. - profesor na ovom sveučilištu, od 1829. istodobno direktor Politehničke škole u Kopenhagenu. Oerstedovi radovi posvećeni su elektricitetu, akustici i molekularnoj fizici.
Godine 1820. otkrio je djelovanje električne struje na magnetsku iglu, što je dovelo do nastanka novog područja fizike – elektromagnetizma. Ideja o odnosu između različitih prirodnih pojava karakteristična je za Oerstedov znanstveni rad; posebno je bio jedan od prvih koji je izrazio ideju da je svjetlost elektromagnetske pojave. 1822.-1823., neovisno o J. Fourieru, ponovno je otkrio termoelektrični efekt i izradio prvi termoelement. Eksperimentalno je proučavao stlačivost i elastičnost tekućina i plinova te je izumio pijezometar (1822). Provodio je istraživanja o akustici, posebice pokušavajući otkriti pojavu električnih fenomena uzrokovanih zvukom. Istraživao odstupanja od Boyle-Mariotteovog zakona.
Ørsted je bio briljantan predavač i popularizator, organizirao je Društvo za širenje prirodnih znanosti 1824. godine, stvorio prvi fizikalni laboratorij u Danskoj i pridonio poboljšanju nastave fizike u obrazovnim institucijama u zemlji.
Oersted je počasni član mnogih akademija znanosti, osobito Petrogradske akademije znanosti (1830).
Michael Faraday (1831.)
Briljantni znanstvenik Michael Faraday bio je samouk. U školi sam stekao samo osnovno obrazovanje, a potom sam zbog životnih problema radio i paralelno proučavao znanstveno-popularnu literaturu iz fizike i kemije. Kasnije je Faraday postao laboratorijski pomoćnik poznatog kemičara tog vremena, a zatim je nadmašio svog učitelja i učinio mnogo važnih stvari za razvoj takvih znanosti kao što su fizika i kemija. Godine 1821. Michael Faraday saznao je za Oerstedovo otkriće da električno polje stvara magnetsko polje. Nakon razmišljanja o ovom fenomenu, Faraday je krenuo stvoriti električno polje iz magnetskog polja i nosio je magnet u džepu kao stalni podsjetnik. Deset godina kasnije, svoj je moto proveo u djelo. Pretvorio magnetizam u elektricitet: stvara magnetsko polje - električnu struju
Teoretski znanstvenik izveo je jednadžbe koje nose njegovo ime. Ove jednadžbe govore da izmjenična magnetska i električna polja stvaraju jedna druga. Iz ovih jednadžbi proizlazi da izmjenično magnetsko polje stvara vrtložno električno polje, koje stvara izmjenično magnetsko polje. Osim toga, u njegovim jednadžbama postojala je konstantna vrijednost - to je brzina svjetlosti u vakuumu. Oni. iz te je teorije slijedilo da se elektromagnetski val u prostoru širi brzinom svjetlosti u vakuumu. Doista briljantan rad cijenili su mnogi znanstvenici tog vremena, a A. Einstein je rekao da mu je tijekom studija najfascinantnija bila Maxwellova teorija.
Heinrich Hertz (1887.)
Heinrich Hertz rođen je kao boležljivo dijete, ali je postao vrlo pametan učenik. Volio je sve predmete koje je učio. Budući znanstvenik volio je pisati poeziju i raditi na tokarskom stroju. Nakon što je završio srednju školu, Hertz je ušao u višu tehničku školu, ali nije želio biti uski stručnjak i ušao je na Sveučilište u Berlinu kako bi postao znanstvenik. Nakon ulaska na sveučilište, Heinrich Hertz tražio je studij u laboratoriju za fiziku, ali za to je bilo potrebno riješiti natjecateljske probleme. I krenuo je s rješavanjem sljedećeg problema: ima li električna struja kinetičku energiju? Ovaj rad je zamišljen da traje 9 mjeseci, ali ga je budući znanstvenik riješio za tri mjeseca. Istina, negativan rezultat je netočan sa suvremenog gledišta. Točnost mjerenja trebalo je povećati tisuće puta, što u to vrijeme nije bilo moguće.
Još kao student Hertz je obranio doktorsku disertaciju s izvrsnom ocjenom i dobio titulu doktora. Bile su mu 22 godine. Znanstvenik se uspješno bavio teorijskim istraživanjem. Proučavajući Maxwellovu teoriju, pokazao je visoku eksperimentalnu vještinu, izradio je uređaj koji se danas naziva antenom i uz pomoć odašiljačkih i prijamnih antena stvarao i primao elektromagnetske valove te proučavao sva svojstva tih valova. Shvatio je da je brzina širenja ovih valova konačna i jednaka brzini svjetlosti u vakuumu. Nakon što je proučavao svojstva elektromagnetskih valova, dokazao je da su oni slični svojstvima svjetlosti. Nažalost, ovaj je robot potpuno narušio zdravlje znanstvenika. Prvo su mi otkazale oči, zatim su me počele boljeti uši, zubi i nos. Ubrzo je umro.
Heinrich Hertz dovršio je ogroman posao koji je započeo Faraday. Maxwell je Faradayeve ideje pretočio u matematičke formule, a Hertz matematičke slike u vidljive i čujne elektromagnetske valove. Slušajući radio, gledajući televizijske programe, moramo zapamtiti ovu osobu. Nije slučajno što je jedinica za frekvenciju osciliranja nazvana po Hertzu i nije nimalo slučajno da su prve riječi koje je prenio ruski fizičar A.S. Popov koristeći bežičnu komunikaciju bili su "Heinrich Hertz", šifrirani Morseovom azbukom.
Popov Aleksandar Sergejevič (1895.)
Popov je poboljšao prijemnu i odašiljačku antenu i isprva se komunikacija odvijala na udaljenosti od 250 m, zatim na 600 m. A 1899. godine znanstvenik je uspostavio radio komunikaciju na udaljenosti od 20 km, a 1901. - na 150 km. Godine 1900. radiokomunikacije su pomogle u provođenju operacija spašavanja u Finskom zaljevu. Godine 1901. talijanski inženjer G. Marconi ostvario je radioveze preko Atlantskog oceana.
Pogledajmo video isječak koji govori o nekim svojstvima elektromagnetskih valova. Nakon pregleda odgovaramo na pitanja.
Zašto žarulja u prijemnoj anteni mijenja intenzitet kad se umetne metalna šipka?
Zašto se to ne događa kada metalnu šipku zamijenite staklenom?
Konsolidacija.
Odgovori na pitanja:
Što je elektromagnetski val?
Tko je stvorio teoriju elektromagnetskih valova?
Tko je proučavao svojstva elektromagnetskih valova?
Ispunite tablicu s odgovorima u svojoj bilježnici, označivši broj pitanja.
Kako valna duljina ovisi o frekvenciji vibracije?
(Odgovor: Obrnuto proporcionalno)
Što će se dogoditi s valnom duljinom ako se period titranja čestice udvostruči?
(Odgovor: Povećat će se 2 puta)
Kako će se promijeniti frekvencija titranja zračenja pri prelasku vala u gušću sredinu?
(Odgovor: Neće se promijeniti)
Što uzrokuje emisiju elektromagnetskih valova?
(Odgovor: Nabijene čestice koje se kreću ubrzano)
Gdje se koriste elektromagnetski valovi?
(Odgovor: mobitel, mikrovalna pećnica, televizija, radio emisija itd.)
(Odgovori na pitanja)
Domaća zadaća.
Potrebno je pripremiti referate o različitim vrstama elektromagnetskog zračenja, navesti njihova svojstva i govoriti o njihovoj primjeni u životu čovjeka. Poruka mora biti duga pet minuta.
- Vrste elektromagnetskih valova:
- Valovi zvučne frekvencije
- Radio valovi
- Mikrovalno zračenje
- Infracrveno zračenje
- Vidljivo svjetlo
- Ultraljubičasto zračenje
- X-zračenje
- Gama zračenje
Sažimajući.
Književnost.
- Kasyanov V.A. Fizika 11. razred. - M.: Bustard, 2007
- Rymkevich A.P. Zbirka zadataka iz fizike. - M.: Prosvjetljenje, 2004.
- Maron A.E., Maron E.A. Fizika 11. razred. Didaktički materijali. - M.: Bustard, 2004.
- Tomilin A.N. Svijet električne energije. - M.: Bustard, 2004.
- Enciklopedija za djecu. Fizika. - M.: Avanta+, 2002.
- Yu. A. Khramov Fizika. Biografski priručnik, - M., 1983
