Конспект урока "Электромагнитное поле"

Тема урока: «Электромагнитные волны»

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

I.                    Организационный момент (1 мин.)

II.                 Повторение (5 мин.)

III.              Изучение нового материала (20 мин.)

IV.              Закрепление (5 мин.)

V.                Домашнее задание (2 мин.)

VI.              Итоги урока

ХОД УРОКА

I.                    Организационный момент

(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.

II.                 Повторение

Для осуществления целей урока нам необходимо повторить некоторые вопросы:

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

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

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

(СЛАЙД № 2)

III.              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.

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

II.       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.

III.    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)~ магнитное поле              ~ электрический ток

·         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.

IV.                Закрепление

Ответьте на вопросы:

(СЛАЙД № 9)

1.         Что такое электромагнитная волна?

(СЛАЙД № 9)

2.         Кто создал теорию электромагнитной волны?

(СЛАЙД № 9)

3.         Кто изучил свойства электромагнитных волн?

Заполните таблицу ответов в тетради, помечая номер вопроса.

(СЛАЙД № 10) (СЛАЙД № 10) (СЛАЙД № 10) (СЛАЙД № 10) (СЛАЙД № 10) (СЛАЙД № 10)

            Решим задачу.

Кемеровский телецентр  передает две несущие волны: несущая волна изображения с частотой излучения  93,4 кГц и несущая волна звука с частотой 94,4 кГц. Определить длины волн, соответствующие данным частотам излучения.

(СЛАЙД № 11)

V.                   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.

VI.                Подведение итогов.

(СЛАЙД № 13) Спасибо за внимание и за работу!!!