Конспект урока «Образование электромагнитных волн. Теория Максвелла» по физике

Разработка уроков. Образование электромагнитных волн. Теория Максвелла

Тема. Образование электромагнитных волн. Теория Максвелла.

Тип: сообщение новых знаний

Цели урока:

образовательные: ввести понятие электромагнитных волн, изложить основные положения теории Максвелла;

воспитательные: показать значение научного предвидения и огромное значение физики как основы современной техники и электроники, формирование научного мировоззрения;

развивающие: формирование навыков самостоятельной работы с дополнительной литературой и учебником, совершенствование приобретенных знаний

Оборудование: мультимедийный проектор, компьютер, справочник, раздаточный материал.

Этапы урока

1. Организационный момент – 2 мин

2. Актуализация опорных знаний – 6 мин

3. Изучение нового материала – 15 мин

4. Закрепление приобретенных знаний – 15 мин

5. Подведение итогов – 2 мин

6. Рефлексия – 3 мин

7. Домашнее задание с пояснением – 2 мин

Ход урока

1. Приветствие. Настройка на работу. Пояснение этапов уроков. Ожидаемый результат.

2. Актуализация (фронтальная беседа)

1) Вспомните, како процесс называется волной?

2) Виды волн.

3) Основные характеристики волн: длина, частота, конечная скорость распространения.

4) Мы изучили явление электромагнитной индукции. В чем суть этого явления? Кто впервые обнаружил экспериментально данный факт?

5) Какие волны, кроме механических, существуют в природе? (электромагнитные)

6) С помощью какой системы можно обнаружить существование электромагнитных волн?

7) Что такое колебательный контур? При каком условии он считается идеальным?

8) Что произойдет, если колебательный контур включить в электрическую цепь переменного тока?

9) Какие колебания называют вынужденными?

10) Могут ли электромагнитные колебания распространяться в пространстве? Тогда как называется процесс распространения электромагнитных колебаний? (электромагнитная волна)

Верно. Приступаем к изучению новой темы.

3. Существование электромагнитных волн было теоретически предсказано английским физиком Джеймсом Клерком Максвеллом (презентация, слайд 1) в 1864 (1865) году. Он проанализировал известные к тому времени законы электродинамики и сделал попытку применить их к изменяющимся во времени электрическому и магнитному полям. Ввел в физику понятие вихревое электрическое поле. Максвелл стоял на позициях Фарадея (презентация, слайд 2), считая поле физической реальностью, а не математическим понятием. На основе этого выдвинул предположение (слайд 3): не может ли изменяющиеся электрическое поле порождать переменное магнитное поле? Предложил новую трактовку закона электромагнитной индукции, открытой М. Фарадеем в 1831 году (слайд 4): всякое изменение магнитного поля порождает в окружающем пространстве вихревое электрическое поле, силовые линии которого замкнуты.

Электрические и магнитные взаимодействия Максвелл трактовал как взаимодействие с помощью соответствующих полей, в которых всякое изменение распространяется с конечной скоростью. Эта скорость, как установил Максвелл, равна скорости света в данной среде. Для Максвелла - поле это материя. Мы убеждаемся в этом по его действию на различные материальные объекты. В природе существует единое поле – электромагнитное. Электрические и магнитные поля суть проявления единого целого – электромагнитного поля – в различных условиях. Рассматривая теорию Максвелла, обратить внимание на то, что величина магнитной индукции определятся не напряженностью электрического поля, а скоростью ее изменения

Возвращаясь к слайду 5 презентации объяснить более подробно, почему направление силовых линий вихревого электрического поля подчиняется правилу левого, а не правого винта (применяется правило Ленца). Также необходимо объяснить, что если напряженность однородного электрического поля растет, то скорость его изменеия совпадает по направлению с направлением поля. Направление индукции магнитного поля, связанного с переменным электрическим, определяется по правилу правого винта.

Если заряд, ранее покоящийся, изменит свое положение , то в течение какого то промежутка времени он будет двигаться с ускорением. Значит, вблизи заряда электрическое поле начнет изменяться, скорость изменения напряженности этого поля будет непостоянной. Переменное электрическое поле породит переменное магнитное, то в свою очередь переменное электрическое и т.д. Кратковременное перемещение заряда вызывает всплеск электромагнитного поля.

Если заряд совершает периодические движения, т.е. колеблется, то электрическое поле вблизи него изменяется периодически с частотой колебания заряда. Это поле порождает периодически изменяющееся магнитное, то в свою очередь – снова периодически изменяющееся электрическое, но уже на большем расстоянии от заряда и т.д. Происходит распространение электромагнитного поля в пространстве, окружающем колеблющийся заряд. Этот процесс протекает с конечной скоростью. Возникает электромагнитная волна (слайд 5) .

4. Сейчас я попрошу вас самостоятельно поработать со справочным пособием по физике под редакцией Кабардина. Итог вашей работы: заполнение таблицы. Разбейте текст на смысловые части и для каждой части заполняете таблицу.

5. И так подведем итоги.

- между переменным электрическим полем и переменным магнитным существует связь;

- в природе существует единое электромагнитное поле;

- электрические и магнитные поля суть проявления единого поля – электромагнитного;

- электрическое и магнитное поле не существуют независимо друг от друга;

- теория Максвелла – это теория единого электромагнитного поля;

- колеблющийся заряд – источник электромагнитных волн;

- процесс распространения электромагнитного поля в пространстве, окружающем колеблющийся заряд, происходящий с конечной скоростью, называется электромагнитной волной.

6. Вам сегодня еще нужно на уроке заполнить одну таблицу. Она поможет понять смысл для вас всего того, что вы узнали на уроке.

7. Дифференцированное домашнее задание.

Слайд 1

Слайд 2

Слайд 3

Слайд 4

Слайд 5