ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ТУЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ

«ТУЛЬСКИЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

по дисциплине «ФИЗИКА» на тему:

«Скорость электромагнитных волн. Принцип радиосвязи и телевидения»

для специальности

09.02.07 Информационные системы и программирования

Автор: Стенягина А.А.

Щекино 2021

        Составитель: Стенягина А.А. преподаватель Федерального государственного образовательного учреждения среднего профессионального образования Тульского экономического колледжа.

    В данном методическом пособии изложены задания, материалы для урока по физике по теме: «Скорость электромагнитных волн. Принцип радиосвязи и телевидения». Данный материал можно использовать при объяснении учебных тем преподавателями и студентами. Предлагаемая методическая разработка ставит своей целью оказание помощи преподавателям и  дневного отделения средних специальных учебных заведений в подготовке и проведении открытых уроков по физике.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………….....4

КОНСПЕКТ ЗАНЯТИЯ…………………………………………………………..5

ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………….....15

ЛИТЕРАТУРА…………………………………………………………………...16

ВВЕДЕНИЕ

В брошюре собраны варианты олимпиадных тестовых заданий по различным темам, которые используются при изучении курсов дисциплины физики. Приводятся правильные варианты ответов. Эти материалы относятся к базовому курсу. Их можно использовать на олимпиадах по отдельной дисциплине, на текущих проверочных и контрольных мероприятиях.

Технологии тестового контроля становятся все более востребованными, и вне зависимости от того, являемся ли мы их сторонниками или противниками, нам необходимо готовить студентов к такой форме испытаний.

В олимпиаде принимают участие студенты первых курсов, подготовлены тренировочные задания. Олимпиада была проведена в один день и состояла из двух туров – теоретического (индивидуального) и практического. В ходе теоретического тура ребята проходили тестирование с помощью ПК, на практическом туре выполняли ряд заданий с решением (олимпиада проходила ГОУ СПО Щёкинский политехнический  колледже, где имеются соответствующие технические возможности).

ОТКРЫТЫЙ УРОК ПО ФИЗИКЕ

Нестандартный урок с использованием элементов игровых технологий.

  Урок – путешествие в мир открытий

Тема: «Скорость электромагнитных волн. Принцип радиосвязи и телевидения».

        Общая дидактическая цель: создать условия для изучения, осмысления и первичного применения блока  новой учебной информации.

                                        Триединая дидактическая цель:

Образовательный аспект:

1. Сформировать понятия электромагнитной волны , радиоприёмника и телевидения.
2. Проследить взаимосвязь между открытиями Герца и Попова.
3. Сравнить телевидение и радиосвязь.

Развивающий аспект:

способствовать формированию активности в познавательной деятельности.

Воспитательный аспект:

способствовать формированию и развитию качеств социальной активности личности.

Тип урока: урок изучения и первичного закрепления знаний.

Вид урока: урок-путешествие.

Форма урока: традиционный.

Формы организации познавательной деятельности учащихся:

- фронтальная;

- индивидуальная.

Методы обучения, применяемые на уроке:

1. По источнику знаний:

- словесные (рассказ учителя, фронтальные и заключительные беседы);

- наглядные (структурно-логические схемы, таблица, учебные картинки, слайды)

- практические (текст учебной статьи).

    2. По характеру познавательной деятельности учащихся:

          - объяснительно- иллюстративный;

           - проблемного изложения;

           - частично- поисковый.

В ходе урока используются элементы педтехнологий:

            - проблемного обучения;

            - игровых технологий.

Структура урока.

1. Начало урока. Организационный момент.
2. Этап целеполагания и мотивации.
3. Повторение предыдущего материала и проверка домашнего задания.
4. Этап изучения и первичного осмысления блока новой учебной информации.
5. Этап закрепления материала.
6. Этап подведения итогов занятия. Рефлексия.
7. Инструктаж выполнения домашнего задания.

Оборудование и наглядность:

       - интерактивная доска;

       - видеодвойка;

       - презентации.

Ресурсы к занятию:

       - видеокассеты;

       - литература по дисциплине физика.

ХОД ЗАНЯТИЯ.

1. Начало урока. Организационный момент.
2. Этап целеполагания и мотивации.

Слова учителя:

 «Сегодня на занятии нас с вами ждёт путешествие в мир открытий, посвящённым электромагнитным волнам. В частности открытие радиосвязи и телевидения».

     Коллективное приветствие студентов:

«Задача наша не проста

Дорогу в мир открытий нам найти.

Нас Фарадей ведёт туда,

А с ленью нам не по пути».

План – схема путешествия в мир открытий.

1. Станция «фронтально – дифференцированная».
2. Станция «историко – бографическая».
3. Станция «электромагнитные волны».
4. Станция «принцип радиосвязи».
5. Станция «телевидение».
6. Станция «компьютер как источник переменного электромагнитного поля. Влияние на здоровье пользователя электромагнитных полей компьютера».

Итак станция фронтально – дифференцированная.

Фронтально работаем по вопросам в форме вопрос – ответ.

Актуализация опорных знаний (1 ученик у доски решает задачу, остальные участвуют во фронтальном опросе).

 1. Где создаются электромагнитные колебания?

 2. Из каких элементов создается колебательный контур?

 3. Какими параметрами характеризуется катушки индуктивности?

 4. Какими параметрами характеризуется конденсатор?

 5. Какое поле создается в катушке?

 6. Какое поле создается в конденсаторе?

 7. Что такое электромагнитное поле?

 8. Как выглядит электромагнитное поле?

 9. Из чего складывается энергия электромагнитного поля?

 10. Кто ввел понятие поля?

 11. Что такое «поле»?

После чего студенты группа делятся на 2 подгруппы и отвечают на вопросы теста на компьютере.

1. Что такое электромагнитные волны:

А. Распространяющееся в пространстве переменное магнитное поле.
Б. Распространяющееся в пространстве переменное электрическое поле.
В. Распространяющееся в пространстве переменное электромагнитное поле.

2. Каковы основные положения теории электромагнитного поля Максвелла?

А.При всяком изменении электрического поля возникает вихревое магнитное поле, распространяющее со скоростью света.
Б. При всяком изменении магнитного поля возникает вихревое электрическое поле, распространяющее в окружающем пространстве со скоростью света.
В. При всяком изменении электромагнитного поля возникает вихревое электрическое поле у которого вектор напряженности:  . При изменении электрического поля возникает магнитное поле, у которого вектор индукции:  распространяется в окружающем пространстве со скоростью света.

3. Как в воздухе изменится длина электромагнитных волн, излучаемых колебательным контуром, если ёмкость колебательного контура увеличить в 4 раза:

А. Уменьшится в 4 раза.
Б. Увеличится в 2 раза.
В. Увеличится в 4 раза.

4. Определить частоту колебаний электромагнитных волн в вакууме, если длина их равна 2 см.

А. 700000 Гц.
Б. 6000000 Гц.
В.1500000 Гц.

5. Как должна двигаться заряженная частица, чтобы возникло электромагнитное излучение?

А. С постоянной скоростью.
Б. Находится в покое.
В. Двигаться с ускорением.

Результаты тестирования студенты узнают сразу же.

Станция «историко – бографическая».

Затем плавный переход к новому материалу.

Многие учёные работали над изучением электромагнитных волн. Вопрос адресованный студентам:

- Чьи имена вам известны?

Заранее подготовленные сообщения студентов:

1. Биография Фарадея – Козлов Михаил.
2. Биография Максвелла –Дрыкин Виктор.
3. Биография Герца – Панченко Владимир.
4. Биография Попова – Пронин Евгений.

Станция «электромагнитные волны». 

     Разрабатывая теорию электромагнитного поля, Д. Максвелл в 60-х годах XIX века теоретически обосновал возможность существования электромагнитных волн и даже вычислил скорость их распространения. Она совпала со скоростью света v=с=3*108м/с. Это дало Максвеллу основание сделать заключение: свет – это один из видов электромагнитных волн. Выводы Максвелла были признаны далеко не всеми физиками – современниками Максвелла. Требовалось экспериментальное подтверждение существования электромагнитных волн. Такой эксперимент был выполнен в 1888 году немецким физиком Г.Герцем. Опыты Герца блестяще подтвердили теорию Максвелла. Но немецкий физик не видел перспективы их применения. А.С.Попов, русский физик, сумел найти им практическое применение. Была осуществлена беспроволочная связь с помощью электромагнитных волн.

    Для получения электромагнитной волны необходимо создать колебания заряда высокой частоты. Это возможно осуществить в открытом колебательном контуре.

    Интенсивность излучения электромагнитной волны пропорциональна 4-й степени частоты. Низкочастотные колебания (звуковые) антенна не излучает. Таким образом, опыты доказали существование электромагнитных волн и помогли изучить их свойства.

    Далее продолжает рассматривать данный вопрос Алымов Дмитрий, представляя свою презентацию.

Станция «принцип радиосвязи».

Радиосвязь — это коллективное изобретение. Начало положил английский физик Майкл Фарадей, открывший в 1831 г. явление электромагнитной индукции. Основываясь на представлениях Фарадея и развивая их, английский ученый Дж. Максвелл  в 1865 г. пришел к выводу, что металлический проводник, по которому течет ток, должен излучать в пространство электромагнитные волны, распространяющиеся со скоростью света. Первый, кому удалось «создать» и детектировать электромагнитные волны, был немецкий ученый Генрих Герц в 1887 г.

Радиосвязь — передача и прием информации с помощью радиоволн, распространяющихся в пространстве без проводов.

 Принцип радиосвязи заключается в следующем: переменный электрический ток высокой частоты, созданный в передающей антенне, вызывает в окружающем пространстве быстро меняющееся электромагнитное поле, которое распространяется в виде электромагнитной волны. Достигая приемной антенны, электромагнитная волна вызывает в ней переменный ток той же частоты, на которой работает передатчик.

   Далее продолжает рассматривать данный вопрос Грузнов Антон, представляя свою презентацию.

Станция «телевидение».

   В телевизионном приемнике - телевизоре - имеется электронно-лучевая трубка с магнитным управлением, называемая кинескопом.

    В кинескопе электронная пушка создает электронный пучок, который фокусируется на экране, покрытом кристаллами, способными светиться под ударами быстро движущихся электронов - люминофорами.

   Далее продолжает рассматривать данный вопрос Тимошенков Влад, представляя свою презентацию.

Станция «компьютер как источник переменного электромагнитного поля. Влияние на здоровье пользователя электромагнитных полей компьютера».

Свою презентацию представляет Румянцев Кирилл.

4. Закрепление

Решите задачу:

В схеме радиоприёмника индуктивность катушки 0,2 мГн, ёмкость переменного конденсатора может меняться от 12 до 450 пФ. На какие длины волн рассчитан этот радиоприёмник?

Для конспекта студентов:

Радиосвязь — передача и прием Информации с помощью радиоволн, распространяющихся в пространстве без проводов.

• Процесс модуляции заключается в изменении одного или нескольких параметров высокочастотного колебания по закону передаваемого сообщения (низкочастотного колебания).
• Демодуляция — процесс выделения низкочастотных (звуковых) колебаний из принятых модулированных колебаний высокой частоты.

5. Рефлексия

Ребята по кругу высказываются одним предложением, выбирая начало фразы из рефлексивного экрана на доске:

• сегодня я узнал…
• было интересно…
• было трудно…
• я выполнял задания…
• я понял, что…
• теперь я могу…
• я почувствовал, что…
• я приобрел…
• я научился…
• у меня получилось …
• я смог…
• я попробую…
• меня удивило…
• урок дал мне для жизни…
• мне захотелось…

IV. Итог урока

– Ребята, как вы считаете какова роль электромагнитных волн для человека, для науки, производства и быта?

– Наш урок мне хотелось бы закончить словами замечательного русского учёного Михаила Васильевича Ломоносова:

«Везде исследуйте, всечасно,

Что есть велико и прекрасно,

Чего ещё не видел свет».

– Желаю вам успеха.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

 По горизонтали:    3.Основная  часть простейшего радиоприемника.   4. Процесс, обратный модуляции.   7.Необходимое условие возникновения электромагнитных волн.   8.Основоположник теории электромагнитных волн.    9.Величина, характеризующая электромагнитные волны.

По вертикали:    1.Устройство, применяемое для приема радиоволн.  2.Изменение высокочастотных колебаний с помощью электрических колебаний низкой частоты.   4. Элемент с односторонней проводимостью, с помощью которого осуществляется детектирование.   5. Составная  часть колебательного контура.  6. Изобретатель устройства, позволившего получить доказательство существования электромагнитных волн.        

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

2. Почему этого не происходит при замене металлического стержня на стеклянный?

1. Что такое электромагнитная волна?

2. Кто создал теорию электромагнитной волны?ты колебания?

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

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

4. Что является причиной излучения электромагнитной волны?

5. Где используются электромагнитные волны?

Обратно пропорционально

Увеличится в 2 раза

Не изменится

Заряженные частицы, движущиеся с ускорением

Реши 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.

Дано:

ν1 = 93400 Гц                                  

ν1 = 94400 Гц

с = 3•108 м/с

Найти:

λ1 -?

λ2 -?

Решение:

λ1 =  с/ν1 

λ2 =  с/ν2 

λ1 =  3•108 / 93400 = 0,321•104 (м)

λ1 = 3•108 / 94400 = 0,318•104 (м)

1. Радиоволны используются для передачи звука и для передачи ______.
2. Передающая трубка – это ______.
3. Сигнал, полученный после детектирования в кинескопе – это ______.
4. Для получения цветного изображения происходит передача ______ видеосигналов.
5. Отдельно передается ________ сигнал.

             Для охвата большой территории вещания используются ________.

1. Изображения
2. Иконоскоп
3. Видеосигнал
4. Трех
5. Звуковой
6. Телепередатчики

Оцени себя

•  «Материал полностью усвоен» - нет ошибок
• «Материал усвоен хорошо» - 1 - 2ошибки
• «Материал усвоен неплохо» - 3 - 5 ошибок
• «Материал усвоен плохо» - 6

Заключение

     В проведении открытого урока по физике принимали участие студенты первого курса технических специальностей, были подготовлены тренировочные задания. Олимпиада была проведена в один день и состояла из двух туров – теоретического (индивидуального) и практического. В ходе теоретического тура ребята проходили тестирование с помощью персональных компьютеров, на практическом туре выполняли ряд заданий с решением (олимпиада проходила в Тульском экономическом колледже , где имеются соответствующие технические возможности).

     В результате проведения олимпиады по физике преподаватели смогли (подвести итоги) протестировать лучших студентов от каждой группы 1 курса специальностей:  09.02.07 Информационные системы и программирование были выявлены победители, как в личном, так и в групповом первенстве.

Литература

     1. Дмитриева. В.Ф. Задачи по физике: учеб. пособие: Допущено       Минобразованием России. - 3-е изд., стер.-336 с., пер. № 7 бц.  

     2. Дмитриева. В.Ф. Физика: учебник: Допущено Минобразованием России. - 11-е изд., стер.- 464 с., пер. № 7 бц.

     3. Самойленко П.И., Сергеев А.В. Сборник задач и вопросов по физике: учеб. пособие: Допущено Минобразованием России. - 7-е изд., стер.-176 с., обл.

     4. Самойленко П.И., Сергеев А.В. Физика (для нетехнических специальностей): учебник: Допущено Минобразованием России. - 8-е изд., стер.- 400 с., пер. № 7 бц.

     5.Лабораторный практикум по общей и экспериментальной физике: учеб. пособие: Допущено УМО/ В.Н.Александров, С.В.Бирюков, И.А.Васильева и др.; Под ред. Е.М.Гершензона, А.Н.Мансурова. - 464с., пер. № 7 бц.