Электромагнитное поле электромагнитная волна конспект. Конспект урока.Электромагнитные волны

"Электромагнитные волны".

Цели урока:

Учебная:

• познакомить учащихся с особенностями распространения электромагнитных волн;
• рассмотреть этапы создания теории электромагнитного поля и экспериментального подтверждения этой теории;

Воспитательная: ознакомить учащихся с интересными эпизодами биографии Г. Герца, М. Фарадея, Максвелла Д. К., Эрстеда Х.К., А.С. Попова;

Развивающая: способствовать развитию интереса к предмету.

Демонстрации : слайды, видеоролик.

ХОД УРОКА

Сегодня мы познакомимся с особенностями распространения электромагнитных волн, отметим этапы создания теории электромагнитного поля и экспериментального подтверждения этой теории, остановимся на некоторых биографических данных.

Повторение.

Для осуществления целей урока нам необходимо повторить некоторые вопросы:

Что такое волна, в частности механическая волна? (Распространение колебаний частиц вещества в пространстве)

Какие величины характеризуют волну? (длина волны, скорость волны, период колебаний и частота колебаний)

Какая математическая связь между длиной волны и периодом колебаний? (длина волны равна произведению скорости волны и периода колебаний)

Изучение нового материала.

Электромагнитная волна во многом схожа с механической волной, но есть и различия. Основное отличие состоит в том, что для распространения этой волны не нужна среда. Электромагнитная волна - результат распространения переменного электрического поля и переменного магнитного полей в пространстве, т.е. электромагнитного поля.

Электромагнитное поле создается ускоренно движущимися заряженными частицами. Его наличие относительно. Это особый вид материи, является совокупностью переменных электрического и магнитного полей.

Электромагнитная волна - распространение электромагнитного поля в пространстве.

Рассмотрим график распространения электромагнитной волны.

Схема распространения электромагнитной волны представлена на рисунке. Необходимо запомнить, что вектора напряженности электрического поля, магнитной индукции и скорости распространения волны взаимно перпендикулярны.

Этапы создания теории электромагнитной волны и ее практического подтверждения.

Ханс Кристиан Эрстед (1820 г.) датский физик, непременный секретарь Датского королевского общества (с 1815 года).

С 1806 года - профессор этого университета, с 1829 года одновременно директор Копенгагенской политехнической школы. Работы Эрстеда посвящены электричеству, акустике, молекулярной физике.

В 1820 году он обнаружил действие электрического тока на магнитную стрелку, что привело к возникновению новой области физики - электромагнетизма. Идея взаимосвязи между различными явлениями природы - характерна для научного творчества Эрстеда; в частности он один из первых высказал мысль, что свет представляет собой электромагнитные явления. В 1822-1823 годах независимо от Ж. Фурье переоткрыл термоэлектрический эффект и построил первый термоэлемент. Экспериментально изучал сжимаемость и упругость жидкостей и газов, изобрел пьезометр (1822). Проводил исследования по акустике, в частности пытался обнаружить возникновение электрических явлений за счет звука. Исследовал отклонения от закона Бойля-Мариотта.

Эрстед был блестящим лектором и популяризатором, организовал в 1824 году Общество по распространению естествознания, создал первую в Дании физическую лабораторию, способствовал улучшению преподавания физики в учебных заведениях страны.

Эрстед почетный член многих академий наук, в частности Петербургской АН (1830).

Майкл Фарадей (1831 г.)

Гениальный ученый Майкл Фарадей был самоучкой. В школе получил только начальное образование, а затем в силу жизненных проблем работал и попутно изучал научно-популярную литературу по физике и химии. Позже Фарадей стал лаборантом у известного в то время химики, затем превзошел своего учителя и сделал много важного для развития таких наук, как физика и химия. В 1821 году Майкл Фарадей узнал об открытии Эрстеда, которое заключалось в том, что электрическое поле создает магнитное поле. После обдумывания этого явления, Фарадей задался целью получить из магнитного поля электрическое поле и в качестве постоянного напоминания он носил в кармане магнит. Через десять лет он претворил свой девиз в жизнь. Превратил магнетизм в электричество: магнитное поле создает - электрический ток

Ученый-теоретик вывел уравнения, которые носят его имя. Эти уравнения говорили о том, что переменные магнитное и электрическое поля создают друг друга. Из этих уравнений следует, что переменное магнитное поле создает вихревое электрическое поле, а оно создает переменное магнитное поле. Кроме того, в его уравнениях была постоянная величина - это скорость света в вакууме. Т.е. из этой теории следовало, что электромагнитная волна распространяется в пространстве со скоростью света в вакууме. Поистине гениальная работа была оценена многими учеными того времени, а А. Эйнштейн говорил, что самым увлекательным во время его учения была теория Максвелла.

Генрих Герц (1887 г.)

Генрих Герц родился болезненным ребенком, но стал очень сообразительным учеником. Ему нравились все предметы, которые изучал. Будущий ученый любил писать стихи, работать на токарном станке. После окончания гимназии Герц поступил в высшее техническое училище, но не пожелал быть узким специалистом и поступил в Берлинский университет, чтобы стать ученым. После поступления в университет Генрих Герц стремиться заниматься в физической лаборатории, но для этого необходимо было заниматься решением конкурсных задач. И он взялся за решение следующей задачи: обладает ли электрический ток кинетической энергией? Эта работа была рассчитана на 9 месяцев, но будущий ученый решил ее через три месяца. Правда, отрицательный результат, с современной точки зрения неверен. Точность измерения необходимо было увеличить в тысячи раз, что тогда не представлялось возможным.

Еще будучи студентом, Герц защитил докторскую диссертацию на "отлично" и получил звание доктора. Ему было 22 года. Ученый успешно занялся теоретическими исследованиями. Изучая теорию Максвелла, он показал высокие экспериментальные навыки, создал прибор, который называется сегодня антенной и с помощью передающей и приемной антенн осуществил создание и прием электромагнитной волны и изучил все свойства этих волн. Он понял, что скорость распространения этих волн конечна и равна скорости распространения света в вакууме. После изучения свойств электромагнитных волн он доказал, что они аналогичны свойствам света. К сожалению, эта робота окончательно подорвала здоровье ученого. Сначала отказали глаза, затем заболели уши, зубы и нос. Вскоре он скончался.

Генрих Герц завершил огромный труд, начатый Фарадеем. Максвелл преобразовал представления Фарадея в математические формулы, а Герц превратил математические образы в видимые и слышимые электромагнитные волны. Слушая радио, просматривая телевизионные передачи, мы должны помнить об этом человеке. Не случайно единица частоты колебаний названа в честь Герца, и совсем не случайно первыми словами, переданными русским физиком А.С. Поповым с помощью беспроводной связи, были "Генрих Герц", зашифрованные азбукой Морзе.

Попов Александр Сергеевич (1895 г.)

Попов совершенствовал приемную и передающую антенну и вначале была осуществлена связь на расстоянии 250 м, затем на 600 м. И в 1899 году ученый установил радиосвязь на расстоянии 20 км, а в 1901 - на 150 км. В 1900 году радиосвязь помогла провести спасательные работы в Финском заливе. В 1901 году итальянский инженер Г. Маркони осуществил радиосвязь через Атлантический океан.

Посмотрим видеофрагмент, где рассмотрены некоторые свойства электромагнитной волны. После просмотра ответим на вопросы.

Почему лампочка в приемной антенне изменяет свой накал при внесении металлического стержня?

Почему этого не происходит при замене металлического стержня на стеклянный?

Закрепление.

Ответьте на вопросы:

Что такое электромагнитная волна?

Кто создал теорию электромагнитной волны?

Кто изучил свойства электромагнитных волн?

Заполните таблицу ответов в тетради, помечая номер вопроса.

Как зависит длина волны от частоты колебания?

(Ответ: Обратно пропорционально)

Что произойдет с длиной волны, если период колебания частиц увеличится в 2 раза?

(Ответ: Увеличится в 2 раза)

Как изменится частота колебания излучения при переходе волны в более плотную среду?

(Ответ: Не изменится)

Что является причиной излучения электромагнитной волны?

(Ответ: Заряженные частицы, движущиеся с ускорением)

Где используются электромагнитные волны?

(Ответ: сотовый телефон, микроволновая печь, телевидение, радиовещание и т.д.)

(Ответы к вопросам)

Домашнее задание.

Необходимо подготовить сообщения о различных видах электромагнитного излучения, перечислив их особенности и рассказать об их применении в жизни человека. Сообщение по длительности должно составлять пять минут.

1. Виды электромагнитных волн:
2. Волны звуковой частоты
3. Радиоволны
4. СВЧ излучение
5. Инфракрасное излучение
6. Видимый свет
7. Ультрафиолетовое излучение
8. Рентгеновское излучение
9. Гамма излучение

Подведение итогов.

Литература.

1. Касьянов В.А. Физика 11 класс. - М.: Дрофа, 2007
2. Рымкевич А.П. Сборник задач по физике. - М.: Провсещение, 2004.
3. Марон А.Е., Марон Е.А.Физика 11 класс. Дидактические материалы. - М.: Дрофа, 2004.
4. Томилин А.Н. Мир электричества. - М.: Дрофа, 2004.
5. Энциклопедия для детей. Физика. - М.: Аванта+, 2002.
6. Ю. А. Храмов Физики. Биографический справочник, - М., 1983

ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКА

по теме « Электромагнитное поле и электромагнитные волны»

Цели урока:

- обучающие

повторить и обобщить знания студентов по разделу «Электродинамика»;

- развивающие

способствовать развитию умения анализировать, выдвигать гипотезы, предположения, строить прогнозы, наблюдать и экспериментировать;

развитие способности к самооценке и самоанализу собственной мыслительной деятельности и ее результатов;

проверить уровень самостоятельности мышления учащихся по применению имеющихся знаний в различных ситуациях.

- воспитательные

побуждение познавательного интереса к предмету и окружающим явлениям;

воспитание духа соревнования, ответственности за товарищей, коллективизм.

Тип урока Урок - семинар

Формы работы студентов словесная передача информации и слуховое восприятие информации; наглядная передача информации и зрительное восприятие информации; передача информации с помощью практической деятельности; стимулирование и мотивация; методы контроля и самоконтроля.

Средства обучени я : Презентации; доклады; кроссворды; задания для тестированного опроса;

Оборудование: ПК, ИД, проектор, презентации ppt , видеоурок, ПК- рабочие места студентов, тесты.

Структура и ход урока

Таблица 1.

СТРУКТУРА И ХОД УРОКА

Приложение к плану-конспекту урока

по теме « Электромагнитное поле и электромагнитные волны »

Таблица 2.

ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ НА ДАННОМ УРОКЕ ЭОР

Конспект 32. Электромагнитные волны (ЭМВ).

3. Электромагнитные волны

Определение. Электромагнитное поле – форма материи, которая является системой переменного электрического и магнитного полей, взаимно порождающих друг друга.
Определение. Электромагнитная волна (ЭМВ) – электромагнитное поле, которое распространяется в пространстве с течением времени.
Примеры излучателей электромагнитных волн: колебательный контур (основной элемент радиопередатчика/приемника), солнце, лампочка, рентген-аппарат и др.
Замечание. Генрих Герц экспериментально подтвердил существование ЭМВ, используя для приема и передачи ЭМВ колебательные контуры, настроенные в резонанс (вибратор Герца).

Основные свойства ЭМВ:
1) Скорость распространения ЭМВ в вакууме – это скорость света ;
2) ЭМВ – это поперечная волна, векторы напряженности , магнитной индукции и скорости распространения взаимно перпендикулярны;

3) Если ЭМВ излучается колебательным контуром, то ее период и частота совпадают с частотой колебаний контура;
4) Как и для всех волн, длина ЭМВ рассчитывается по формуле .
Шкала электромагнитных волн :

Определение. Радиолокация – обнаружение и определение места нахождения различных объектов с помощью радиоволн. Она базируется, прежде всего, на свойствах отражения радиоволн.
Замечание. Для радиолокации используется прибор, который обычно называют радаром, его основные элементы – это передатчик и приемник.

– расстояние до объекта в радиолокации, м
Где t – время прохождения сигнала до цели и обратно, с
c – скорость света, м/с
Замечание. Принцип радиолокации аналогичен принципу эхолокации (см. конспект №30).
Ограничения в дальности обнаружения целей и в односторонней передаче сигнала:
1) Максимальная дальность обнаружения цели зависит от интервала времени между двумя последовательными импульсами радиолокатора ():
– максимальное расстояние радиолокации, м
2) Минимальная дальность обнаружения цели зависит от продолжительности импульса радиолокатора ():
– минимальное расстояние радиолокации, м
3) Дальность передачи сигнала ограничена формой Земли;
4) Дальность передачи сигнала ограничена мощностью радиопередатчика и чувствительностью принимающей антенны:
– минимальная мощность сигнала, который может принимать антенна (чувствительность), Вт
Где – мощность передатчика, Вт
S – площадь поверхности принимающей антенны, м²
R – расстояние от передатчика до антенны, м
Замечание. В 1-3 пунктах при определении дальности распространения сигнала не учитывается, что мощность передающей антенны и чувствительность принимающей ограничены.

Конспект урока физики в 11 классе

Тема: «Электромагнитные волны»

Учитель: Бакурадзе Л.А.

Урок: 20

Дата: 14.11.2014

Цели урока:

Учебная: познакомить учащихся с особенностями распространения электромагнитных волн; историей изучения свойств этих волн;

Воспитательная: ознакомить учащихся с биографией Генриха Герца;

Развивающая: способствовать развитию интереса к предмету.

Демонстрации: слайды, видеоролик.

ПЛАН УРОКА

Оргмомент (1 мин.)

Повторение (5 мин.)

Изучение нового материала (20 мин.)

Закрепление (10 мин.)

Домашнее задание (2 мин.)

Итоги урока (2 мин.)

ХОД УРОКА

Оргмомент

(СЛАЙД № 1) . Сегодня познакомимся с особенностями распространения электромагнитных волн, отметим этапы создания теории электромагнитного поля и экспериментального подтверждения этой теории, остановимся на некоторых биографических данных.

Повторение

Для осуществления целей урока нам необходимо повторить некоторые вопросы:

Что такое волна, в частности механическая волна? (Распространение колебаний частиц вещества в пространстве)

Какие величины характеризуют волну? (длина волны, скорость волны, период колебаний и частота колебаний)

Какая математическая связь между длиной волны и периодом колебаний? (длина волны равна произведению скорости волны и периода колебаний)

(СЛАЙД № 2)

Изучение нового материала

Электромагнитная волна во многом схожа с механической волной, но есть и различия. Основное отличие состоит в том, что для распространения этой волны не нужна среда. Электромагнитная волна – результат распространения переменного электрического поля и переменного магнитного полей в пространстве, т.е. электромагнитного поля.

Электромагнитное поле создается ускоренно движущимися заряженными частицами. Его наличие относительно. Это особый вид материи, является совокупностью переменных электрического и магнитного полей.

Электромагнитная волна – распространение электромагнитного поля в пространстве.

(СЛАЙД № 3) (СЛАЙД № 3) (СЛАЙД № 3)

Схема распространения электромагнитной волны представлена на рисунке. Необходимо запомнить, что вектора напряженности электрического поля, магнитной индукции и скорости распространения волны взаимно перпендикулярны.

Этапы создания теории электромагнитной волны и ее практического подтверждения.

Майкл Фарадей (1831 г.)

(СЛАЙД № 4) Он претворил свой девиз в жизнь. Превратил магнетизм в электричество:

(СЛАЙД № 4)

Максвелл Джеймс Клерк (1864 г.)

(СЛАЙД № 5) Ученый-теоретик вывел уравнения, которые носят его имя.

(СЛАЙД № 5) Из этих уравнений следует, что переменное магнитное поле создает

(СЛАЙД № 5) вихревое электрическое поле,

(СЛАЙД № 5) а оно создает переменное магнитное поле. Кроме того, в его уравнениях была постоянная величина

(СЛАЙД № 5) – это скорость света в вакууме. Т.Е. из этой теории следовало, что электромагнитная волна распространяется в пространстве со скоростью света в вакууме. Поистине гениальная работа была оценена многими учеными того времени, а А. Эйнштейн говорил, что самым увлекательным во время его учения была теория Максвелла.

Генрих Герц (1887 г.)

(СЛАЙД № 6) . Генрих Герц родился болезненным ребенком, но стал очень сообразительным учеником. Ему нравились все предметы, которые изучал. Будущий ученый любил писать стихи, работать на токарном станке. После окончания гимназии Герц поступил в высшее техническое училище, но не пожелал быть узким специалистом и поступил в Берлинский университет, чтобы стать ученым. После поступления в университет Генрих Герц стремиться заниматься в физической лаборатории, но для этого необходимо было заниматься решением конкурсных задач. И он взялся за решение следующей задачи: обладает ли электрический ток кинетической энергией? Эта работа была рассчитана на 9 месяцев, но будущий ученый решил ее через три месяца. Правда, отрицательный результат, с современной точки зрения неверен. Точность измерения необходимо было увеличить в тысячи раз, что тогда не представлялось возможным.

Еще будучи студентом, Герц защитил докторскую диссертацию на «отлично» и получил звание доктора. Ему было 22 года. Ученый успешно занялся теоретическими исследованиями. Изучая теорию Максвелла, он показал высокие экспериментальные навыки, создал прибор, который называется сегодня антенной и с помощью передающей и приемной антенн осуществил создание и прием электромагнитной волны

(СЛАЙД № 6 ) и изучил все свойства этих волн.

(СЛАЙД № 6) Он понял, что скорость распространения этих волн конечна и равна (СЛАЙД № 6) скорости распространения света в вакууме. После изучения свойств электромагнитных волн он доказал, что они аналогичны свойствам света.

К сожалению, эта робота окончательно подорвала здоровье ученого. Сначала отказали глаза, затем заболели уши, зубы и нос. Вскоре он скончался.

Генрих Герц завершил огромный труд, начатый Фарадеем. Максвелл преобразовал представления Фарадея в математические формулы, а Герц превратил математические образы в видимые и слышимые электромагнитные волны.

Слушая радио, просматривая телевизионные передачи, мы должны помнить (СЛАЙД № 7) об этом человеке.

Не случайно единица частоты колебаний названа в честь Герца, и совсем не случайно первыми словами, переданными русским (СЛАЙД № 8) физиком А.С. Поповым с помощью беспроводной связи, были «Генрих Герц», зашифрованные азбукой Морзе.

Попов совершенствовал приемную и передающую антенну и вначале была осуществлена связь на расстоянии 250 м, затем на 600 м. И в 1899 году ученый установил радиосвязь на расстоянии 20 км, а в 1901 – на 150 км. В 1900 году радиосвязь помогла провести спасательные работы в Финском заливе. В 1901 году итальянский инженер Г. Маркони осуществил радиосвязь через Атлантический океан.

Закрепление

Ответьте на вопросы:

(СЛАЙД № 9)

Что такое электромагнитная волна?

(СЛАЙД № 9)

Кто создал теорию электромагнитной волны?

(СЛАЙД № 9)

Кто изучил свойства электромагнитных волн?

Заполните таблицу ответов в тетради, помечая номер вопроса.

(СЛАЙД № 10)

Решим задачу.

(СЛАЙД № 11)

Домашнее задание

(СЛАЙД № 12) Необходимо подготовить сообщения о различных видах электромагнитного излучения, перечислив их особенности и рассказать об их применении в жизни человека. Сообщение по длительности должно составлять пять минут. Темы сообщений:

Волны звуковой частоты

Радиоволны

СВЧ излучение

Инфракрасное излучение

Видимый свет

Ультрафиолетовое излучение

Рентгеновское излучение

Гамма излучение

Подведение итогов.

Спасибо за внимание и за работу!!!

Просмотр содержимого презентации
«+11 кл.Тема урока. Электромагнинтые волны. 20»

ФИЗИКА 11 класс ПРЕЗЕНТАЦИЯ УРОКА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ

Бакурадзе Л. А.

Электромагнитная волна – переменное электромагнитное поле, распространяющееся в пространстве

Излучение электромагнитных волн возникает при ускоренном движении электрических зарядов

Девиз:

«Превратить магнетизм в электричество»!!!

1831 г.

Открыл явление электромагнитной индукции

~ магнитное поле ~ электрический ток

Создал теорию электромагнитного поля (1864 г.)

• ~ магнитное поле

~ электрическое поле

• ~ электрическое поле

~ магнитное поле

• Vв = с = сonst = 3∙10 8 м/с

Экспериментально обнаружил существование электромагнитных волн (1887 г.)

• Изучил свойства электромагнитных волн
• Определил скорость электромагнитной волны
• Доказал, что свет – частный случай электромагнитной волны

• Почему лампочка в приемной антенне изменяет свой накал при внесении металлического стержня?

• Почему этого не происходит при замене металлического стержня на стеклянный?

Осуществил радиотелеграфную связь в Санкт-Петербурге (1895 г.)

Связь на расстояние

150 км (1901 г.)

Г. Маркони осуществил радиосвязь через Атлантический океан (1901 г.)

1. Что такое электромагнитная волна?

2. Кто создал теорию электромагнитной волны?

3. Кто изучил свойства электромагнитных волн?

Обратно пропорционально

• Как зависит длина волны от частоты колебания?

• Что произойдет с длиной волны, если период колебания частиц увеличится в 2 раза?

Увеличится в 2 раза

• Как изменится частота колебания излучения при переходе волны в более плотную среду?

Не изменится

• Что является причиной излучения электромагнитной волны?

• Где используются электромагнитные волны?

Заряженные ч-цы, движущиеся с ускорением

Решите задачу

Краснодарский телецентр передает две несущие волны: несущая волна изображения с частотой излучения 93,2 Гц и несущая волна звука 94,2 Гц. Определить длины волн, соответствующие данным частотам излучения.

Подготовить сообщения о применении волн разной частоты и их особенностях (продолжительность сообщения 5 мин.)

• Волны звуковой частоты
• Радиоволны
• СВЧ излучение
• Инфракрасное излучение
• Видимый свет
• Ультрафиолетовое излучение
• Рентгеновское излучение
• Гамма излучение

Учитель физики МБОУ СОШ №42 г. Белгорода

Кокорина Александра Владимировна

Класс: 9

Предмет: Физика.

Дата проведения :

Тема: “Электромагнитное поле (ЭМП) ”.

Тип: комбинированный урок.

Цели урока:

образовательные:

— поверить ранее полученные знания;

— обеспечить восприятие, осмысление, первичное запоминание понятия «электромагнитное поле», взаимосвязи электрического и магнитного полей;

— организовать деятельность учащихся по воспроизведению изученной информации;

воспитательные:

— воспитание мотивов труда, добросовестного отношения к труду;

— воспитание мотивов учения, положительного отношения к знаниям;

— показ роли физического эксперимента и физической теории в изучении физических явлений.

развивающие:

— развитие умений творчески подходить к решению самых разнообразных задач;

— развитие умений действовать самостоятельно;

Средства обучения:

— доска и мел;

Методы обучения:

— объяснительно – иллюстративный.

Структура урока (этапы):

организационный момент (2 мин);

актуализация опорных знаний(10 мин);

изучение нового материала (17 мин);

проверка понимания полученной информации (8 мин);

подведение итогов урока (2 мин);

информация о домашнем задании (1 мин).

Ход урока

Деятельность учителя

У учеников в тетрадях должно быть:

Тема: “Электромагнитное поле (ЭМП) ”.

1856 год – Дж. Кл. Максвелл создал теорию ЭМП.

Основные положения теории:

1.Всякое изменение со временем м.п. приводит к возникновению переменного э.п.

2. Всякое изменение со временем э.п. приводит к возникновению переменного м.п.

3. Эти порождающие друг друга переменные э.п. и м.п. образуют ЭМП .

4. Источник ЭМП – ускоренно движущиеся заряды.

Переменное э.п. – вихревое .

сравнения