Конспект урока «ПОНЯТИЕ ОБ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ ПОЛЕ. ЭЛЕКТРОМАГИТНЫЕ ВОЛНЫ. РАДИОСВЯЗЬ» по физике для 9 класса

Дата: ___________ Подпись: __________

Класс: 9 2ч

Предмет: физика

Учитель Чернобаев А.Ю.

Тема: «ПОНЯТИЕ ОБ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ ПОЛЕ.

ЭЛЕКТРОМАГИТНЫЕ ВОЛНЫ. РАДИОСВЯЗЬ»

Цель урока: Дать понятие электромагнитной волне. Проверить и закрепить знания учащихся

Задачи:

Воспитательная: воспитать культуру физического труда; внимательность при объяснении нового материала.

Образовательная: Дать понятие электромагнитной волне. Проверить и закрепить знания учащихся

Развивающая: способствовать развитию мыслительной деятельности.

Требования к знаниям и умениям:

Учащиеся должны знать:

- понятие электромагнитного волны

- понятие радиосвязи

- понятие открытого колебательного контура

Учащиеся должны уметь:

-решать задачи на нахождение периода ,частоты, а также качественные задачи

Тип урока: комбинированный урок

Программное обеспечение: учебник, рабочая тетрадь, доска, справочный материал и предлагаемый учителем дополнительный материал.

План:

I Орг. момент

II Проверка домашнего задания

III Устный опрос по прошедшим темам: «электромагнитное поле»

IV Изучение нового материала:

1. электромагнитные волны

2. Радиосвязь

V Рефлексия

VI Подведение итогов

VII Домашнее задание

Ход урока:

I Орг. момент

II Проверка домашнего задания § 36 Упр. 29 №2,3

III Устный опрос по прошедшим темам: «электромагнитное поле»

- Что такое инфразвук, ультразвук.

- Где используются ультразвуковые волны.

- Что такое электромагнитное поле

IV Изучение нового материала:

Вы уже знаете, что электрическое поле создается электрически заряженными телами, а магнитное поле возникает вокруг проводника, по которому движутся электрические заряды. Вам также известно, что поле неподвижного заряда все время остается неизменяемым. Неизменным остается и магнитное поле вокруг постоянного электрического тока, возникающего при равномерном движении зарядов.

При неравномерном движении электрических зарядов, т.е. при переменном токе, как электрические, так и магнитные поля изменяются во времени. При этом, как теоретически доказал в 1865 г. Максвелл (183 1—1879), эти поля проявляют себя как единое электромагнитное поле.

Суть теории электромагнитного поля Максвелла сводится к следующему:

1. Изменяющееся Электрическое поле всегда вызывает появление в пространстве изменяющегося магнитного поля (форзац 2, а,б).

2. Изменяющееся магнитное поле всегда вызывает появление в пространстве изменяющегося Электрического поля (форзац 2, а, б).

Таким образом, изменяющиеся магнитные и электрические поля являются всегда взаимосвязанными, поэтому их неразрывную совокупность называют электромагнитным полем. Для наглядного представления электромагнитного поля его характеризуют, с одной стороны, вектором напряженности электрического поля Е, а с другой, вектором магнитной индукции В.

Электромагнитное поле — объективно существующая реальность. Оно является одной из двух форм материи. Еще в 7 классе вы узнали, что другой формой материи является вещество.

Когда электрические заряды совершают переменное (например, колебательное) движение, то возбуждаемое им переменное электромагнитное поле распространяется в пространстве от одной точки к другой

Процесс распространения переменного электромагнитного поля в пространстве называется электромагнитной волной.

Возможность возникновения электромагнитных волн предсказал д. Максвелл еще в 1865 г. Теоретическое предсказание Максвелла - затем было подтверждено экспериментально. В 1887—1888 гг. Генрих Герц опытным путем доказал, что переменное электромагнитное поле распространяется в пространстве в виде волн.

Объясним возникновение электромагнитной волны. Колебания заряженной частицы в какой-то точке пространства (например, точке О, рис. 116) приводит к соответствующему изменению ее же электрического поля. Следовательно, изменяются числовое значение (модуль) и направление вектора напряженности Е этого поля. Согласно теории Максвелла, в той же точке пространства возникает переменное магнитное поле с вектором индукции В, колеблющееся в перпендикулярном направлении к вектору Е (см. рис. 116). Эти же колебания векторов передаются в соседние точки пространства. Следовательно в последующих точках пространства колебания векторов поля Е и В происходят с некоторым запаздыванием. Таким образом, электромагнитное поле во всех направлениях пространства распространяется с определенной скоростью в виде электромагнитных волн.

Механические и электромагнитные волны имеют как общие, так и особенные свойства. Перечислим основные из них.

1. Электромагнитная волна может распространяться как в вещественной среде, так и в баку уме. Механическая волна распространяется только в вещественной среде. При возникновении механической волны колеблются частицы вещества той среды, в которой распространяется - волна. В электромагнитной волне колеблются только векторы Е и В поля. Поэтому электромагнитное поле может распространяться в вакууме в виде волны.

2. Электромагнитные волны являются только поперечными волнами. Они представляют собой процесс распространения взаимно перпендикулярных колебаний векторов Е и В.

Механические волны могут быть и поперечными, и продольными.

3. Скорость распространения электромагнитных волн в вакууме, согласно теоретическим расчетам Максвелла, постоянна и равна с = 2,99792458 108 м/с = З 10⁸ м/с.

Причем вектор скорости распространения этих волн (ё) перпендикулярен к векторам поля Е и В (см. рис. 116).

Максвелл предполагал, что видимый свет является электромагнитной волной, распространяющейся со скоростью с= 3 м/с.

Впоследствии, когда скорость распространения света была измерена с большей точностью экспериментально, и это предположение Максвелла подтвердилось; измеренная скорость света совпала с расчетной максвелловской скоростью распространения электромагнитной волны. Таким образом была доказана электромагнитная природа света.

4. Скорость распространения электромагнитных волн в веществе меньше, чем в вакууме:

5. Электромагнитные волны, и механические, переносят энергию

6. Между длиной волны и периодом электромагнитной волны существует соотношение

Учащиеся заполняют таблицу:

РАДИОСВЯЗЬ

Русский ученый А. С. Попов в 1888 г. предсказал возможность передачи сигналов при помощи электромагнитных волн на далекие расстояния. Практическое решение этой проблемы он осуществил в 1896 г., передан впервые в мире на расстояние 250 м беспроволочную радиограмму из двух слов — Генрих Герц.

В эти же годы Т. Маркони, развивая идею радиосвязи, занялся вопросами изготовления радиоаппаратуры. В 1897 г., опередив скромного А. С. Попова, он получил патент на возможность передачи речи при помощи электромагнитных волн.

В качестве источника электромагнитных волн использовались электрические искры. Но такие искры представляют собой затухающие источники электромагнитных колебаний. Для получения незатухающих колебаний в 1913 г. был создан генератор, в котором использовались трехэлектродные радиолампы. Начиная с середины ХХ в. более прочные и компактные транзисторы постепенно вытеснили ламповые генераторы.

Теоретические поиски и практические исследования показали, что мощность излучаемой радиоволны (при других равных условиях) прямо пропорциональна четвертой степени частоты: Р-v⁴. Поэтому для передачи на очень далекие расстояния, где требуется большая мощность, пользуются радиоволнами большой частоты. Обычно радиоволны с частотой больше 0,24Гц называются длинными, превышающие 1 МГц — средними, в пределах 12 МГц — короткими, а еще больше — ультракороткими. Для передачи телеизображений пользуются частотами, измеряемыми в гигагерцах (миллиардных герцах). Такие частоты соответствуют дециметровым длинам волн.

Электромагнитные колебания возникают в колебательных контурах (рис. 91). В таких контурах электромагнитные колебания не могут распространяться в пространстве в виде волн, потому что электрическое поле сосредоточено между обкладками (пластинками) конденсатора, а магнитное поле - внутри катушки. Поэтому их называют закрытыми колебательными контурами.

Для распространения электромагнитных колебаний в виде волн используют открытый колебательный к контур. Для этого уменьшают площадь обкладок конденсаторов и число витков в катушках. В конечном счете катушки постепенно превращаются в прямые проводш4ки, близко расположенные концы которых выполняют работу конденсаторов. Такое устройство называется открытым колебательным контуром.

Чтобы колебания не затухали в контурах, необходимо постоянно заряжать обкладки конденсаторов. Для этого используют специальные ламповые или транзисторные генераторы.

В 1894 г. А. С. Попов обнаружил улучшение радиосвязи, если к генераторами приемным устройствам привязать длинные проволоки. Так была изобретена важнейшая деталь радиопередатчика и радиоприемника — антенна. Антенна как раз и является открытым колебательным контуром. Его электромагнитное поле охватывает огромную часть пространства. Поэтому антенна одновременно и излучает, и принимает электромагнитные волны.

Учащиеся рассматривают и пересказывают основную мысль тем: (учебник 11 класс Г.Я.Мякишев)

Группа 1

Изобретение радио А.С.Поповым (стр. 76-78)

Группа 2

Принцип радиосвязи (стр.78-80)

Группа 3

Свойства электромагнитных волн (стр.82-84)

Группа 4

Распространение радиоволн (стр.84-85)

Группа 5

Радиолокация (стр.85-87)

Группа 6

Понятие о телевидении (стр.87-88)

Группа 7

Развитие средств связи (стр.88-89)

V Рефлексия

Что такое электромагнитное поле?

Какими свойствами обладают электромагнитные волны?

В каких устройствах создаются электромагнитные колебания?

Когда и кем впервые была осуществлена радиосвязь?

Какие частоты используются для радиосвязи? Почему?

В каких устройствах создаются электромагнитные колебания? Каково строение данных приборов? Каковы особенности закрытого и открытого колебательных контуров?

Какой формулой определяют периоды и частоты свободного электромагнитного колебания?

Для чего служит антенна?

VI Подведение итогов

VII Домашнее задание

§53-54,56 УПР 44 № 1-3

Группа 1

Изобретение радио А.С.Поповым (стр. 76-78)

Группа 2

Принцип радиосвязи (стр.78-80)

Группа 3

Свойства электромагнитных волн (стр.82-84)

Группа 4

Распространение радиоволн (стр.84-85)

Группа 5

Радиолокация (стр.85-87)

Группа 6

Понятие о телевидении (стр.87-88)

Группа 7

Развитие средств связи (стр.88-89)