Методический электронный образовательный центр Министерства образования Оренбургской области и Оренбургского государственного университета
Методический электронный образовательный центр Министерства образования Оренбургской области и Оренбургского государственного университета
Название предмета Физика Класс 11 УМК Физика. 11 класс. В.А. Касьянов (базовый уровень), 2014 год Уровень обучения базовый Тема урока Электромагнитные волны Общее количество часов, отведённое на изучение темы 1 Место урока в системе уроков по теме 1 урок по теме «Излучение и прием электромагнитных волн радио- и СВЧ-диапазона», 5 часов Цель урока Изучить понятие электромагнитная волна, ее свойства и условие возникновения. Задачи урока Обучающие: умение делать логические заключения на основании данных физического эксперимента, применять теоретические знания для решения качественных и количественных задач. Развивающие: развитие системного и целостного восприятия окружающего мира и физических явлений происходящих в нем. Воспитательные: формирование умения организовывать собственную учебную деятельность, добросовестное отношение к учебному процессу. Планируемые результаты Усвоение гипотезы Максвелла; знание опытов Герца и умение их грамотно интерпретировать; понимание физической природы электромагнитной волны. Техническое обеспечение урока Доска, мультимедийный проектор, портреты ученых. Дополнительное методическое и дидактическое обеспечение урока Портреты английского физика Джеймса Клерка Максвелла и немецкого физика Генриха Герца 1Умбетова Л. И., авторская разработка урока «Электромагнитные волны. 9 класс» Содержание урока 1. Организационный этап. Приветствие обучающихся. Проверка явки и готовности обучающихся к уроку. 2. Проверка домашнего задания. Ребята, мы приступаем к изучению нового раздела «Электромагнитное излучение». Для успешного освоения новых знаний я просил вас к сегодняшнему уроку повторить раздел «Механические колебания и волны» за курс 10 класса. Предлагаю выполнить тест. Тест1: «Механические колебания и волны» (тест с взаимопроверкой) Вариант 1 1. Какое из перечисленных ниже движений является колебанием? А. Движение качели. Б. Движение мяча падающего на землю. В. Движение спортсмена совершающего прыжок в длину. 2. Математический маятник совершает за 2 минуты 60 полных колебаний. Частота колебаний математического маятника равна: А .30 Гц. Б. 0,5 Гц. В. 2 Гц. 3. Как изменится частота колебаний математического маятника, если длину уменьшить 4 раза А.Увеличится 4 раза Б.Уменьшится 2 раза. В. Увеличится 2 раза. 4. Циклическая частота колебаний математического маятника 2π. Период изменения потенциальной энергии равен А. 0,5 с. Б. 6,28 с. В. 1 с. 5. Расстояние между ближайшими гребнями волны в море 20 м. С какой скоростью распространяются волны, если период колебаний частиц в волне 100 с? А. 0,2 м/с Б. 2000 м/с В. 5 м/с Вариант 2 1. Как изменится период колебаний маятника на пружине в вертолете, движущемся с ускорением, направленным вертикально вниз? А. Не изменится. Б. Увеличится. В. Уменьшится. 2. Как изменится период колебаний груза на пружине, если жесткость пружины увеличить 4 раза: А.Увеличится 4 раза Б.Уменьшится 2 раза. В. Уменьшится 4 раза. 3. Каков период колебаний груза на пружине, если жесткость пружины 40 Н/м, а масса груза 0,4 кг. А. 10 с. Б. 6,28 с. В. 0,628 с. 4. В Исаакиевском соборе в Петербурге висел маятник с длиной подвеса 98 м. Он совершает за одну минуту сколько колебаний. А. 1 колебание Б. 3 колебаний. В. 98 колебаний. 5. Какова скорость распространения волны, если длина волны 2 м, а частота колебаний 200 Гц? А. 400 м/с Б. 100 м/с В. 0,01 м/с Ответы: Вариант 1 1-А 2-Б 3-В 4-А 5-А Вариант 2 1-А 2-Б 3-В 4-А 5-А 3. Актуализация знаний. Ребята, давайте вспомним некоторые основные определения (фронтальный опрос): Что называют колебанием (колебательным движением)? Какие бывают колебания? Что называют волной? Какие бывают волны? Какие характеристики имеет волна? 4. Постановка цели и задач урока. Мотивация учебной деятельности учащихся. Мы с вами выяснили, что механическая волна это распространяющееся в пространстве от места возникновения колебание частиц вещества. Волны бывают разные, а что если частица вещества будет иметь электрический заряд? Нам известно, что ускорено двигающаяся заряженная частица, порождает в пространстве вокруг себя электромагнитное поле. Как вы думаете, какие волны будет порождать заряженная частица, совершающая колебательное движение? Все верно – электромагнитные волны, это и будет темой сегодняшнего урока. Огромную роль в жизни современного человека играют электромагнитные волны – с их помощью мы передаем информацию, общаемся, обмениваемся данными, изучаем окружающий мир и многое другое. Ранее изученные нами, механические волны имеют много общего с электромагнитными волнами, однако есть и существенные отличия. Сегодня на уроке нам предстоит разобраться с понятием электромагнитные волны, ответить на вопросы как получаются электромагнитные волны и какими свойствами они обладают. 5. Первичное усвоение новых знаний. Гипотеза Максвелла. На основе представлений Майкла Фарадея об электрических и магнитных полях английский физик Джеймс Клерк Максвелл создал теорию электромагнетизма. По представлениям Фарадея, любые изменения магнитного поля порождают вихревое электрическое поле. Максвелл в 1864 г. предположил, что, и любое изменение электрического поля сопровождается возникновением вихревого магнитного поля. Силовые линии этого поля замкнуты, они расположены вокруг силовых линий переменного электрического поля точно так же, как вокруг проводников с электрическим током. Согласно гипотезе Максвелла процесс взаимного порождения изменяющимся электрическим полем магнитного поля и изменяющимся магнитным полем электрического поля может неограниченно распространяться, захватывая всё новые и новые области пространства. Распространяющиеся в пространстве переменные электрическое и магнитное поля, порождающие взаимно друг друга, называются электромагнитной волной. Скорость распространения электромагнитных волн. Максвелл на основе своей теории математически доказал, что в вакууме скорость с электромагнитной волны должна быть равна: с = 299 792 458 м/с ~ 300 000 км/с. Для подтверждения гипотезы Максвелла о существовании электромагнитного поля необходимо было экспериментальное открытие электромагнитных волн. Открытие электромагнитных волн. Электромагнитные волны были открыты немецким физиком Генрихом Герцем в 1887 г. В своих опытах Герц использовал открытый колебательный контур – два металлических стержня с шарами на концах, в которых при электрическом разряде возникали электромагнитные колебания. Герц обнаружил, что при подаче высокого напряжения между шарами происходил электрический разряд и одновременно, на некотором расстоянии от них, возникала искра между шарами другого колебательного контура. Это доказывало, что при электрических колебаниях в контуре в пространстве возникает вихревое переменное электромагнитное поле. Это поле создаёт электрический ток в витке проволоки. Измерив частоту ν гармонических колебаний в контуре и длину λ электромагнитной волны, Герц определил скорость электромагнитной волны: v = λ·ν Значение скорости электромагнитной волны, полученной в эксперименте Герца, совпало со значением скорости электромагнитной волны по гипотезе Максвелла. Так представления Фарадея о существовании электрических и магнитных полей как физической реальности получили экспериментальное подтверждение. Силовые линии электрического и магнитного полей в электромагнитной волне перпендикулярны друг другу и лежат в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны. Свет — электромагнитная волна. Вычисленная на основании гипотезы Максвелла скорость электромагнитной волны совпала с наблюдаемой в опытах скоростью света. Это совпадение позволило предположить, что свет является одним из видов электромагнитных волн. 5. Первичная проверка понимания. Ребята предлагаю вам составить опорную таблицу в своих тетрадях. (Опорная таблица составляется обучающимися в процессе изучения нового материала, на основе рассказа учителя и материала учебника). Электромагнитные волны. М. Фарадей ввел понятие поля: электрическое поле вокруг покоящегося заряда, магнитное поле вокруг движущихся зарядов (тока). Электромагнитная индукция: при изменении магнитного поля возникает вихревое электрическое поле. В 1862 г. Д.К. Максвелл; гипотеза: при изменении электрического поля возникает вихревое магнитное поле. Идея о едином электромагнитном поле. Электромагнитная волна – распространяющееся в пространстве электромагнитное поле(колебания векторов ). Главное условие возникновения электромагнитной волны — ускоренное движение электрических зарядов. Электромагнитная волна поперечна. Направление скорости электромагнитной волны совпадает с направлением движения правого винта при повороте ручки буравчика вектора к вектору . Электромагнитные волны были открыты Г. Герцем (1887). Закрытый колебательный контур электромагнитных волн не излучает. Вибратор Герца – открытый колебательный контур. Электрическая искра в излучателе является источником электромагнитной волны. В приемнике волна порождает электромагнитные колебания – слабые искры. Герц обнаружил электромагнитные волны, измерил их скорость с = 3.108 м/с, которая совпала с рассчитанной Максвеллом. 6. Первичное закрепление. Применим ваши опорные таблицы для выполнения следующих заданий. Ответить на вопросы (индивидуальные ответы обучающихся): 1. Какую гипотезу высказал Максвелл при создании теории электромагнетизма? 2. Какой эксперимент послужил доказательством правильности теории близкодействия? 3. Как Герц измерил скорость электромагнитной волны? 4. Какой факт является доказательством того, что свет — электромагнитная волна? 5. Что такое электромагнитная волна? Что в ней происходит, т.е. какова природа этого физического объекта? Решить задачи (индивидуальные ответы обучающихся): 1. На какой частоте работает радиопередатчик, излучающий волну длиной 30 метров? (107 Гц) 2. Какова длина волны телевизионного сигнала, если несущая частота равно 50 МГц? (6 м) 3. Определите частоту и длину волны радиопередатчика, если период его электрических колебаний равен 10-6с? (1 МГц; 300 м) 7. Информация о домашнем задании, инструктаж по его выполнению. § 47; вопросы 1-5. Решить задачу: чему равен период колебаний в ЭМВ, распространяющейся в воздухе с длиной волны 3 м? (0,01 мкс) 8. Рефлексия (подведение итогов занятия) Предлагаю проголосовать карточками, указав на них ваши пожелания + (все понятно) ? (интересно, хочу узнать подробнее) - (вызвало затруднение)
Автор(ы): Виноградов А. Н.
Скачать: Физика 11кл - Конспект.docx
