Акустические явления

Изучение акустических явлений, т.е. распространения в упругой среде механических колебаний, способствует расширению понятия волны - от волн, непосредственно воспринимаемых визуально, до невидимых.

Звуковые волны изучают в следующей последовательности. Вначале учащихся знакомят с источниками и приемниками звука. Затем объясняют механизм распространения звуковых волн.

Рассматривая скорость распространения звука в различных средах, целесообразно привести конкретные примеры звуковых скоростей в этих средах.

После этого школьникам рассказывают о восприятии звуковых волн человеком. Рассматривают диапазоны звуковых волн.

Акустический резонанс.

В заключение рассматривают свойства акустических волн (отражение).

23. Опишите методику изучения основных вопросов раздела «Молекулярная физика» (идеальный газ, основное уравнение МКТ идеального газа, газовые законы…).

Изучение основных положений молекулярно-кинетической теории необходимо строить с опорой на знания учащихся, полученные ими при изучении базового курса физики и курса химии. Центральное понятие этой темы – понятие молекулы. Учитель должен убедить школьников в реальности микромира, в возможности его познания. В связи с этим большое внимание уделят рассмотрению экспериментов, доказывающих существование и движение молекул и позволяющих вычислить их основные характеристики.

Изучение основных положений молекулярно-кинетической теории необходимо строить с опорой на знания учащихся, полученные ими при изучении базового курса физики и курса химии.

Центральное понятие этой темы - понятие молекулы; сложность его усвоения школьниками связана с тем, что молекула - объект, непосредственно не наблюдаемый. Поэтому учитель должен убедить школьников в реальности микромира, в возможности его познания.

Эксперимент (Броуновское движение). Рассказ о броуновском движении целесообразно сопровождать демонстрацией модели броуновского движения в вертикальной проекции с помощью проекционного фонаря или кодоскопа, а также показом видеофрагмента «Броуновское движение». При наличии Мультимедиа можно использовать соответствующие моделирующие программы.

При обсуждении вопроса о размерах молекул рассматривают сущность опыта Р. Рэлея (капля оливкового масла).

При обсуждении вопроса о скоростях движения молекул учащихся знакомят с классическим опытом Штерна.

Вопрос о взаимодействии молекул школьники уже изучали в базовом курсе физике. В старших классах знания по этому вопросу углубляют и расширяют. Необходимо подчеркнуть следующие моменты: а) межмолекулярное взаимодействие имеет электромагнитную природу; б) межмолекулярное взаимодействие характеризуется силами притяжения и отталкивания; в) силы межмолекулярного взаимодействия действуют на расстояниях, не больших 2-3 диаметров молекул, причем на этом расстоянии заметна лишь сила притяжения, силы отталкивания практически равны нулю; г) по мере уменьшения расстояния между молекулами силы взаимодействия увеличиваются, причем сила отталкивания растет быстрее, чем сила притяжения. Поэтому при уменьшении расстояния между молекулами сначала преобладает сила притяжения, затем при некотором расстоянии сила притяжения равна силе отталкивания и при дальнейшем сближении преобладает сила отталкивания.

По программе общеобразовательной средней школы с понятием идеального газа учащихся впервые знакомят в старших классах. В зависимости от выбранной последовательности изучения материала школьника дают либо термодинамическое определение понятия идеального газа, либо молекулярно -кинетическое. Если сначала изучают экспериментальные газовые законы, то вводят термодинамическое понятие идеального газа, поскольку возникает необходимость показать границы их применимости. Молекулярно-кинетическое понятие идеального газа целесообразно рассмотреть сразу же после введения термодинамического определения. Это можно сделать, т.к раздел начинают с темы «основы молекулярно-кинетической теории» и учащиеся владеют необходимыми знаниями; при таком подходе и проявляется единство феноменологического и статистического методов изучения явлений и обеспечивается лучшее понимание сущности. Если принят дедуктивный подход к изучению газовых законов, то выводу основного уравнения молекулярно-кинетической теории газов предшествует построение модели идеального газа. В дальнейшем при выводе частных газовых законов обсуждают границы их применимости. Важно обратить внимание школьников на признаки понятия идеального газа, на границы его применимости и на непротиворечивость термодинамического и молекулярно-кинетического толкований модели.

Выводу основного уравнения мкт газов должно предшествовать изучение таких понятий, как давление газа в мкт и средний квадрат скорости теплового движения молекул. Прежде чем приступить к выводу основного уравнения молекулярно-кинетической теории газов, необходимо повторить в первую очередь понятие идеального газа. Важно подчеркнуть: движение каждой молекулы подчиняется законам Ньютона и взаимодействие их между собой и со стенками сосуда происходит по закону абсолютно упругого удара. Целесообразно повторить понятие среднего квадрата скорости. Кроме того, при выводе основного уравнения мкт газов используют ряд понятий и законов механики: импульс тела, импульс силы, давление, второй и третий законы Ньютона. Знания учащихся по этим вопросам также должны быть актуализированы. Вывод целесообразно начать с конца. При таком подходе школьники будут понимать, какой конечный результат они должны получить, и каждая операция для них будет логически обоснована. При анализе уравнения необходимо обратить внимание школьников на то, что оно связывает макроскопический параметр состояния газа-давление с характеристиками отдельных молекул газа. Это уравнение имеет смысл только для совокупности молекул и носит статистический характер. Следует также подчеркнуть, что давление газа равно 2/3 кинетической энергии хаотического поступательного движения всех молекул, находящихся в единичном объеме. Закрепление основного уравнения мкт газов целесообразно организовать при решении задач.

Можно предложить единый план изучения газовых законов:

1) Определение процесса;2) условия осуществления процесса;3) формула и формулировка закона;4) экспериментальное исследование5) графическое изображение процесса; 6) молекулярно-кинетическое объяснение установленной зависимости7) границы применения закона;

При изучении закона Бойля-Мариотта важно обратить внимание учащихся на то, что изотермический процесс осуществляется при медленном изменении объема и давления. Также очень важно обсудить со школьниками молекулярно-кинетическую трактовку закону Бойля-Мариотта. Целесообразно построить графики изотермического процесса.

При изучении закона Шарля внимание учащихся обращают на то, что р˳-это давление газа при температуре 0. Молекулярно – кинетическое толкование закона Шарля не представляет трудностей для учащихся. При выводе уравнения состояния идеального газа используют любые два частных газовых закона. Вывод уравнения целесообразно сопровождать построением графика. При дедуктивном подходе частные газовые законы получают из уравнения состояния идеального газа. Получают уравнение состояния, называемое уравнением Менделеева-Клапейрона.

Частные газовые законы, полученные теоретически, иллюстрируют экспериментом и объясняют с точки зрения молекулярно-кинетических представлений. Школьники должны четко понимать, что частные газовые законы и уравнение состояния Клапейрона связывают параметры двух состояний газа, а уравнение Менделеева –Клапейрона устанавливает связь между параметрами газа в одном и том же состоянии. В конце изучения газовых законов целесообразно провести обобщение и систематизацию знаний учащихся.

24. Опишите методику изучения основных вопросов раздела «Основы термодинамики» (статистический и термодинамический методы изучения тепловых явлений, внутренняя энергия, количество теплоты, законы термодинамики, тепловые двигатели, температура…).

Изучение раздела Термодинамика начинается в 8 классе (Перышкин) и продолжается в 10 (Мякишев, Буховцев)

Внутренняя энергия

Под внутренней энергией тела в термодинамике понимают энергию, зависящую только от его внутреннего состояния и не связанную с движением относительно других тел.

Впервые с понятием внутренней энергии учащихся знакомят в базовом курсе. В старших классах понятие внутренней энергии получает дальнейшее развитие и обобщение на основе молекулярно-кинетических и термодинамических представлений. В частности, внутреннюю энергию рассматривают как величину, зависящую от состояния тела (или системы), определяемого термодинамическими параметрами (р, V, Т). Подчеркивают мысль: внутренняя энергия является однозначной функцией состояния.

Количество теплоты

Понятие количества теплоты и калориметрические расчеты достаточно полно изучают в базовом курсе физике, поэтому в - старших классах этот материал лишь повторяют.

Законы термодинамики.

Прежде чем приступить к изучению первого закона термодинамики, целесообразно повторить закон сохранения энергии в механических процессах, при этом особое внимание уделяют обсуждению вопроса о том, что механическая энергия сохраняется в замкнутых консервативных системах.

Далее рассматривают, какими способами можно изменить внутреннюю энергию системы (этот материал изучался, поэтому его обобщают).

Обсуждают вопрос о мерах изменения внутренней энергии при том или ином процессе. Рассмотрев ряд примеров, делают вывод: изменение внутренней энергии системы равно сумме количества теплоты, переданного системе, и работе внешних сил над системой.

После изучения первого закона термодинамики целесообразно разобрать со школьниками ряд упражнений на применение его к конкретным процессам (например теплообмен между телами в калориметре; нагревание воды на спиртовке).

Целесообразно рассмотреть примеры применения первого закона термодинамики к изопроцессам в идеальных газах. Это дает старшеклассникам понимание принципов работы тепловых двигателей.

Усвоению первого закона способствует и решение вычислительных задач.

Работа тепловых двигателей.

С тепловыми двигателями учащихся знакомят впервые в базовой школе, когда рассматривают общий принцип работы тепловых двигателей, изучают двигатель внутреннего сгорания и паровую турбину, а также вводят понятие о КПД тепловых двигателей.

При изучении принципов работы тепловых двигателей прежде всего вводят понятие необратимости и формируют представление о втором законе термодинамики.

Изучение принципов работы тепловых двигателей построено по след. плану:

1) Обсуждение вопроса о том, что механическая работа может быть совершена за счет внутренней энергии; устройство в котором это происходит называют тепловым двигателем

2) Обсуждение вопроса – для непрерывной работы двигатель необходимо возвращать в первоначальное состояние, т.е. должен быть циклическим

3) Обсуждение вопроса – получение положительной работы в первоначальное состояние двигатель должен возвращаться при более низкой температуре, т.е. иметь нагреватель, рабочее тело и холодильник.

В заключении изучения темы обращают внимание на значение развития теплоэнергетики для народного хозяйства.

Температура

Изучение содержания понятия температуры опирается на постулат о тепловом равновесии системы (всякая система в отсутствие внешних воздействий с течением времени приходит в состояние теплового равновесия и сама по себе выйти из него не может).

Температуру можно определить как функцию, характеризующую состояние равновесной системы, увеличивающуюся с ростом внутренней энергии системы. Статистический подход углубляет понятие температуры. С точки зрения МКТ температура – мера средней кинетической энергии молекул идеального газа.

Понятие температуры не может быть сформировано сразу. Это происходит поэтапно:

1) пропедевтический – используются житейские представления о температуре, изучают устройство термометра и правила его использования, проводят практическую работу. Вводят понятие на качественном уровне;

2) основной этап – понятие температуры вводят на качественном уровне, затем при изучении основ теории идеального газа, раскрывая статистический смысл.

А) качественное понятие температуры вводят при рассмотрении свойств теплового равновесия

Б) вводят понятие абсолютной температуры и абсолютной шкалы температур

В) дают статистическое толкование понятия температуры.

25. Опишите методику изучения основных вопросов раздела «Электростатика» (электрический заряд, электромагнитное поле, электростатическое поле,..).

Электромагнитное поле. Формирование понятия электромагнитного поля в курсе физики средней школы начинают в базовом курсе, а завершают в старших классах профильной школы. В базовом курсе при введении элементарных сведений об электромагнитных явлениях дают первоначальное представление об электрическом и магнитном полях, в старших классах – проводят количественное изучение электромагнитных явлений, рассматривают частные случаи электромагнитного поля: при изучении электромагнитных волн вводят понятие свободного электромагнитного поля, знания об электромагнитном поле расширяют и обобщают при изучении волновой оптики и квантовой физики. Понятие электромагнитного поля можно вводить в различных местах раздела Электродинамика: при изучении магнитного поля движущегося заряда, при изучении электромагнитных колебаний и волн. Наиболее целесообразно вводить понятие электромагнитного поля в начале изучения раздела.

Реальность электромагнитного поля подтверждается и иллюстрируется хорошо известными учащимся фактами: распространением электромагнитных волн (радиосвязь, телевидение, мобильная связь). Эффектны примеры с радиолокацией Луны, с управлением луноходом и др.

Понятие электромагнитного поля конкретизируют при выяснении свойств и особенностей различных видов полей: электростатического, стационарного и др.

Электрический заряд. С понятием электрический заряд, так же как и с понятием электромагнитное поле, учащиеся овладевают постепенно по мере изучения Электродинамики. Школьникам сообщают, что заряд – количественная мера способности тел к электромагнитным взаимодействиям. При этом следует обратить их внимание на то, что термин «электрический заряд» употребляют в различных смыслах: как термин, равнозначный выражениям «заряженная частица», «заряженное тело», для обозначения физической величины. Очень важно разъяснить, что электрический заряд не тождествен веществу. Заряд всегда связан с материальным носителем – телом или частицей. Электрический заряд – неотъемлемое свойство некоторых элементарных частиц. Не существует заряда без материального носителя. Хотя нейтральные элементарные частицы есть (нейрон и др.).

Учащиеся обязательно должны запомнить округленные значения элементарного заряда и массы покоя электрона: . Полезно обсудить методы измерения заряда, например с помощью опыта Милликена или силы Лоренца; путем измерения силы тока и времени его протекания; на основе электролиза и др.

Электростатическое поле. В современном курсе физики ведущим понятием при изучении электростатики являются понятия «электрический заряд» и «электростатическое поле», но для усвоения этих понятий необходимы закон Кулона и принцип суперпозиции. Электростатическое поле – поле покоящегося электрического заряда;оно потенциально. Обычно в школьном курсе дают лишь энергетическую трактовку потенциальности электрического поля.

Потенциальность электростатического поля связана с фундаментальным законом электростатики – законом Кулона, из которого можно получить формулу для потенциала в любой точке поля точечного заряда. Очень важен анализ потенциальности электрического поля точечного заряда.

При определении работ, совершаемо полем над зарядом, следует подвести десятиклассников к пониманию существа тех свойств электрических сил, благодаря которым их работа не зависит от формы траектории (их центральный характер и зависимость только от координат). Установив потенциальный характер электростатического поля, вводят понятие потенциала.

Подчеркивают, что работа в электростатическом поле не зависит от траектории, а ее знак зависит от направления. Кроме того, с учащимися необходимо рассмотреть связь между напряженностью поля и потенциалом (для однородного поля ). Очень важно помнить, что электростатическое поле, как и гравитационное, - поле центральных сил, поэтому в электростатике весьма уместно проводить аналогию между электростатическим и гравитационным полями.

Затем рассматривают закон Кулона, установленный с помощью фундаментального опыта. В самой формулировке закона Кулона указывают на неподвижность взаимодействующих заряженных тел. Школьникам разъясняют особый смысл этого условия. В формулировке закона кулона имеется указание на точечность заряда. Учащимся необходимо разъяснить смысл этого ограничения: закон Кулона может быть применен и тогда, когда заряды нельзя считать точечными. Но в этом случае вначале надо мысленно разделить заряженное тело на отдельные элементы, каждый из которых рассматривают как точечный, а затем векторно просуммировать полученные силы.

Возможность суммирования действия отдельных зарядов на какой-либо данный заряд (принцип суперпозиции) – опытный факт, как и закон Кулона. Это обязательно следует разъяснить школьникам, т.к. они должны знать не только физические законы и принципы, но и понимать, что в физике является опытным фактом, а что – логическим следствием.

26.Опишите методику изучения основных вопросов раздела «Постоянный электрический ток» (разность потенциалов, напряжение, ЭДС,..).

Знакомство с некоторыми элементами раздела происходит в 8 классе. Углубленное изучение раздела начинается в 10 классе.

Стационарное электрическое поле изучают в старших классах при рассмотрении законов постоянного тока. В качестве основного здесь выделяют понятие электродвижущей силы.

Существование магнитного поля показывают с помощью магнитной стрелки (опыт Эрстеда), что касается электрического поля вне проводника, то можно продемонстрировать картину линий напряженности.

Во-первых, учащиеся должны знать, что вектор напряженности электрического поля не перпендикулярен поверхности проводника, так что его можно разложить на две составляющие: перпендикулярную к поверхности проводника и направленную вдоль, проводника . Эта продольная составляющая вектора напряженности электрического поля и создает направленное движение электронов в проводнике, т.е. электрический ток.

Во-вторых, при стационарном электрическом поле в проводнике существует не просто ток, а постоянный ток, т.е. электрические заряды движутся равномерно.

В-третьих, надо сообщить, что стационарное электрическое поле - поле потенциальное, как и электростатическое. Источниками его являются как бы неподвижные заряды. Эту неподвижность электрических зарядов в случае постоянного тока следует понимать в том смысле, что пространственное распределение зарядов не меняется со временем.

Силовой характеристикой стационарного электрического поля является вектор напряженности .

Энергетической характеристикой стационарного электрического поля является напряжение. Из базовой школы напряжение - . В нашем случае - . A_кул – работа по перемещению заряда на уцчастке под действием кул.сил. А_ст – работа по перемещению заряда под действием сторонних сил.

Разность потенциалов электростатического поля.

Электродвижущая сила источника тока - , Ɛ.

Разность потенциалов - энергетическая характеристика кулоновского (электростатического) поля.

ЭДС - энергетическая характеристика стороннего поля.

Понятие напряжения весьма трудно усваивают в базовой школе, но в старших классах затруднений оно обычно не вызывает.

В программе старших классов школы понятие о напряжении изучается при рассмотрении электрического поля, т.е. его связывают с электростатическим полем и с разностью потенциалов.

Закон Ома для полной электрической цепи . Следует

В заключение изучения стационарного электрического поля необходимо кратко повторить отличия данного поля от электростатического: напряженность стационарного поля внутри проводников не равна нулю - именно поэтому в них и перемещаются свободные заряды, линии напряженности не перпендикулярны к поверхности проводников, поверхности проводников не являются эквипотенциальными, распределение зарядов на поверхностях проводников с током иное, чем при электростатическом равновесии зарядов, устанавливающемся в случае обрыва цепи, и т.д.

Cледует показать и общие черты электростатического и стационарного полей: оба они потенциальные, линии напряженности обоих полей незамкнутые - они начинаются или оканчиваются на зарядах. Поэтому к стационарному электрическому полю применимо понятие потенциала.

27.Опишите методику изучения основных вопросов раздела «Электрический ток в различных средах» (проводимость различных сред, электрические свойства вещества, закон Фарадея…).

Особенности и закономерности прохождения электрического тока в различных средах изучают в старших классах. При этом рассматривают раз­личные виды проводимости, т. е. электрический ток в металлах, полупроводниках, вакууме, газах, растворах и расплавах электро­литов. Глубина раскрытия разных вопросов существенно различ­на. Наиболее подробно изучают электрический ток в металлах и электролитах, здесь даются количественные зависимости, решают вычислительные задачи. Весь остальной материал изучают практически на качест­венном уровне.

Последовательность рассмотрения материала темы может быть различной. Порядок изложения определяется методическими сооб­ражениями. Программа общеобразовательной средней школы предлагает следующую последовательность: электрический ток в металлах, электрический ток в полупроводниках, ток в вакууме, в электро­литах и газах.

Раскрытие механизма проводимости связано со специфически­ми трудностями - нет возможности показать ни самих носителей зарядов, ни их движения (за исключением движения ионов в растворе электролита). Частично эти трудности преодолеваются использованием экранных пособий (кинофильмы, диафильмы.

Проводимость различ­ных сред рассматривают по единому плану: 1) выяснить природу носителей заряда, осо­бенности их движения; 2) ввести вольт-амперные характеристики; 3) объяснить закономерности, которым подчиняется ток в данной среде; 4) отметить явления, сопровождающие прохождение тока в данной среде; 5) показать практическое применение тока в данной среде, устройство и принцип действия различных приборов.

При изучении электрического тока в растворах электролитов главное внимание уделяют изучению закона Фарадея, выводу фор­мулы для определения заряда одновалентного иона.

При объяснении проводимости полупроводников особое внимание следует уде­лить новым понятиям: «дырка», «дырочная проводимость», сооб­щив учащимся, что дырка - избыточный положительный заряд, возникающий за счет того, что связанный электрон перешел в свободное состояние или к другому атому; дырочная проводи­мость - способ описания механизма проводимости, осуществляе­мой движением связанных электронов между соседними атомами. Так же изучаются такие явления, как: молния, огни святого Эльма и т. п. При рассмотрении самостоятельного разряда в газе учащихся знакомят с четвертым со­стоянием вещества – плазмой, рассказывают о свойствах плазмы, о распространении плазменного вещества во Вселенной, о применении плазмы, о принципах рабо­ты МГД-генератора. (плазма – это газ, содержащий практически одинаковое количество положительных и отрицательных зарядов).

Основная цель изучения свойств проводников в школе — дока­зать и объяснить отсутствие заряда и электрического поля внутри заряженного проводника или проводника, помещенного в элект­рическое поле; показать практическое применение электростатиче­ских явлений. Свойства диэлектриков выявляют при рассмотрении процессов электризации вещества

Материал, раскрывающий электрические свойства вещества, довольно сложен. При его объяснении необходимо опираться на знания учащихся о строении атома, полученные ими в курсе химии. Правда, надо иметь в виду, что некоторые вопро­сы, связанные с поляризацией и намагничиванием, по-настоящему можно раскрыть только в 11 классе.

28.Опишите методику изучения основных вопросов раздела «Магнитное поле» (особенности магнитных полей, магнитные свойства вещества…).

Знакомство и изучение раздела «Магнитное поле» происходит в 8 классе (Перышкин, Гутник), дальнейшее изучение в 11 классе.

С магнитным полем учащихся знакомят после того, как их уже ознакомили с электростатическим и электрическим стационарным полями. Поэтому, изучая свойства магнитного поля, целесообразно сравнивать свойства и выяснять особенности этих полей. У старшеклассников возникают особые трудности при выяснении вопроса: почему магнитное поле не является потенциальным? Поэтому надо разъяснить более обстоятельно смысл понятий «вихревое поле», «потенциальное поле», без этого нельзя изложить материал доступно.

Свойства электрического и магнитного полей целесообразно изучать в одной и той же последовательности, так как это позволит лучше выявить различие этих видов полей. Сначала показывают, что магнитное поле действует только на движущиеся электрические заряды (на покоящиеся оно не действует).

Выясняя свойства магнитного поля, необходимо не только указать на вихревой характер данного поля, но и показать картины различных полей: прямолинейного проводника с током, контура, соленоида. Следует научить учащихся практически определять направление силы, действующей на движущийся заряд и проводник с током в магнитном поле, а также направление линий вектора магнитной индукции.

Кроме того, необходимо подчеркнуть и экспериментально подтвердить, что магнитное поле связано с любым движущимся зарядом. Опыт Иоффе (магнитное поле вокруг пучка электронов).

В заключение сообщают о том, что свойства магнитного поля, как и поля электростатического, нашли широкое практическое применение.

29.Опишите методику изучения основных вопросов раздела «Электромагнитная индукция» (правило Ленца, индукционный ток, магнитный поток, электромагнитная индукция).

Фарадей сформулировал закон электромагнитной индукции: во всех случаях ЭДС индукции равна скорости изменения магнитного потока через площадь, ограниченную контуром, взятую с обратным знаком. ЭДС электромагнитной индукции ε_i связана со скоростью изменения магнитного потока следующим образом:

Знак «минус» в законе объясняется правилом Ленца или законом сохранения энергии.

Явление электромагнитной индукции демонстрируют различными способами: при движении проводника в поле неподвижного магнита; при движении магнита относительно проводника; в моменты включения и выключения тока в катушке электромагнита; при увеличении и уменьшении тока в индукционной катушке.

На существование вихревого электрического поля было указано Дж. Кл. Максвеллом. Причина появления ЭДС индукции заключается в возникновении вихревого электрического поля.

Особенности вихревого электрического поля целесообразнее выяснить, сравнивая его с другими видами полей.

Внимание учащихся обращают на особенности ЭДС индукции. Особенность ЭДС индукции — независимость ее от рода вещества проводника, от его температуры. ЭДС индукции определяется самим магнитным полем.

При изменении магнитного потока всегда возникает вихревое электрическое поле, энергетической характеристикой которого будет ЭДС индукции.

Из закона электромагнитной индукции можно определить знак ЭДС электромагнитной индукции (следовательно, и направление вектора напряженности индукционного электрического поля). Действительно

Принципиально важно здесь подытожить знания десятиклассников о различных проявлениях электромагнитного поля, а главное, подчеркнуть, что переменное вихревое магнитное поле порождает вихревое электрическое поле (индукционное). В свою очередь, вихревое электрическое поле будет порождать вихревое магнитное поле. В совокупности эти два заключения чрезвычайно важны для обоснования распространения электромагнитного поля в пространстве.

30. Опишите методику изучения основных вопросов раздела «Электромагнитные колебания и волны» (гармонические колебания, виды колебаний, сдвиг фаз, источник электромагнитных волн, вектор напряженности, магнитной индукции, колебательный контур …).

Предлагается начинать тему кратким очерком развития радио. В этом очерке надо подвести учащихся к тому, что для усвоения физических основ современной радиотехники необходимо в первую очередь изучить физические процессы, обеспечивающие возбуждение на расстоянии электрического тока в проводах.

Следующим моментом в изложении является экспериментальное и теоретическое обоснование того, что возбуждение электрического тока в проводах возможно осуществить с помощью быстропеременных магнитных полей, создаваемых высокочастотными токами. Отсюда непосредственно возникает проблема получения высокочастотных токов.

Затем рассматривается возбуждение высокочастотного тока в машинных генераторах и лишь после этого излагается вопрос о разряде конденсатора через катушку как о способе возбуждения кратковременного высокочастотного тока.

Электромагнитные колебания вначале представляются как периодическое (в идеале гармоническое) изменение физических величин (заряда, тока, напряжения), характеризующих состояние системы проводников.

Далее рассматриваются свободные затухающие и вынужденные незатухающие колебания и явление резонанса.

После этого следует ввести понятие об автоколебаниях, изучить их свойства и сравнить их со свойствами свободных и вынужденных колебаний. Программой этот вопрос не предусмотрен. Однако изучение автоколебаний помогает учащимся осмысленно усвоить принцип работы лампового генератора незатухающих электрических колебаний.

Затем рассматривается открытый колебательный контур и свойства электромагнитных волн. На основе изучения учащимися возбуждения незатухающих электромагнитных колебаний и свойств электромагнитных волн излагаются физические основы радиопередачи и радиоприема.

В заключение рассматривается влияние земли и атмосферы на распространение электромагнитных волн и физические основы радиолокации.

31.Опишите методику изучения основных вопросов раздела «Основы СТО» (постулаты СТО, кинематика, динамика СТО).

Дата добавления: 2015-09-06