Конспект урока физики в 9 классе "Электромагнитные волны"
методическая разработка по физике (9 класс)

Этапы урока

Время

Действия учителя

Действия учащихся

Методы

Приёмы

Слайды

1.Организационный момент.

2.Объяснение нового материала.

3.Закрепление.

4.Проверка усвое-ния материала.

5. Домашнее задание

1-2

22

10

10

2

Здравствуйте ребята! Садитесь.

В современном журнале читаем: «Если человек длительное время находится в автомобиле или самолёте, у него появляется сонливость, вялость, теряется аппетит, снижается работоспособность. Почему это происходит? Результаты опытов, проведённых над животными и людьми, позволяют сделать вывод о том, что на самочувствие и настроение людей большое влияние оказывает величина электрического поля и различные электромагнитные волны».

Тема нашего урока: Электромагнитные волны

Запишите число и тему в тетради.

В настоящее время электромагнитные волны разделены на шесть основных диапазонов: низкочастотные, радиоволны, инфракрасное излучение, видимое излучение, ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-излучение.  

 И начнём мы наш урок с игры

«Путешествие по шкале электромагнитных волн».

Весь класс делится на группы по количеству основных диапазонов. Задание группам: рассказать об одном из участков путешествия. При этом необходимо дать рекламу

своему виду излучения и описать его по следующему плану:

1. физические характеристики
2. источники излучения
3. природа данного излучения
4. его свойства и применение.

Путешествуя по шкале электромагнитных волн, мы познакомились с различными видами излучений и узнали их основные

• физические характеристики
• источники излучения
• применение.

Так, что же общего у всех этих видов излучений? Кто их открыл и когда?

Цель урока. Выяснить, что называют электромагнитными волнами.

Обратимся к исторической справке.

В связи с тем, что электромагнитные волны распространяются не только в веществе, но и в вакууме, возникает вопрос: что совершает колебания в электромагнитной волне, т.е какие физические величины периодически меняются в ней?

   Электромагнитная волна представляет собой систему порождающих друг друга и распространяющихся в пространстве переменных электрического и магнитного полей.

Запишите в тетради.

 Как вы знаете, количественной характеристикой магнитного поля является вектор магнитной индукции В.  

А, что же является характеристикой электрического поля?

   Основной количественной характеристикой электрического поля служит векторная величина, называемая напряжённостью электрического поля, которая обозначается Е.

Запишите в тетради.

   Напряженность электрического поля Е в какой-либо его точке равна силе, с которой поле действует на единичный положительный заряд, помещённый в этой точке. E = F/q, где

F – сила, действующая на заряд

q- единичный положительный заряд

   Когда мы говорим, что магнитное и  электрическое поля меняются, то это означает, что меняются соответственно вектор индукции магнитного поля В и вектор напряженности электрического поля Е.

   В электромагнитной волне именно векторы В и Е периодически меняются по модулю и по направлению, т.е. колеблются.

  На рисунке изображены вектор напряженности электрического поля Е и вектор индукции магнитного поля В электромагнитной волны в один и тот же момент времени. Это как бы «моментальный снимок» волны, распространяющейся в направлении оси Z. Плоскость, проведённая через векторы В и Е в любой точке, перпендикулярна направлению распространения волны, что говорит о поперечности волны.

   За время, равное периоду колебаний, волна переместится вдоль оси Z на расстояние, равное длине волны. Для электромагнитных волн справедливы те же соотношения между длиной волны λ, её скоростью с, периодом Т и частотой ν колебаний, что и для механических волн: λ = сТ =с/ν

   Из теории Максвелла следует также, что чем быстрее меняется напряженность электрического поля Е, тем больше индукция В возникающего магнитного поля, а чем быстрее меняется магнитная индукция, тем больше напряженность образующегося электрического поля. Значит, для создания интенсивной электромагнитной волны, которую можно было бы зарегистрировать приборами на некотором расстоянии от источника, необходимо, чтобы колебания векторов Е и В происходили с достаточно высокой частотой (порядка 100000 колебаний в секунду).

Электромагнитные волны (кроме световых) не наблюдались.

Обратимся к исторической справке.

В настоящее время все электромагнитные волны разделены по длинам волн (и, соответственно, по частотам) на диапазоны: низкочастотные, радиоволны, инфракрасное излучение, видимое излучение, ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-излучение.  

Решим несколько задач на закрепление.

1. Радиостанция работает на частоте 100 МГц. На какую длину волны должен быть настроен радиоприёмник? (Ответ: 3 м)
2. Указатель на шкале радиоприёмника установлен на отметке 15 м. Какова частота принимаемых радиоволн? (Ответ: 20 МГц)
3. Какова индукция магнитного поля, в которой на проводник с длиной активной части 4см действует сила 18 мН? Сила тока в проводнике 15 А. Проводник расположен перпендикулярно линиям индукции магнитного поля.

 Тесты:

1 вариант.

1.Катушка из медного провода присоединена к чувствительному гальванометру. В каком из перечисленных ниже опытов гальванометр укажет на протекание индукционного тока. Выберите правильный ответ.

1. В катушке находится покоящийся постоянный магнит.
2. Из катушки вынимают постоянный магнит.
3. Постоянный магнит вращается вокруг своей продольной оси внутри катушки

2.Электростанции России вырабатывают переменный ток частотой 50 Гц. Чему равен период тока?

1. 2 с.
2. 0,2 с.
3. 0,02 с.

3.Источником электромагнитного поля служат… Выберите правильное утверждение.

1. …постоянный электрический ток.
2. …ускоренно движущиеся электрические заряды.
3. …равномерно движущиеся электрические заряды.

 Вариант 2:

1.Катушка из медного провода присоединена к чувствительному гальванометру. В каком из перечисленных ниже опытов гальванометр укажет на протекание индукционного тока. Выберите правильный ответ.

1. Катушка надевается на магнит
2. Катушка вращается вокруг магнита, находящегося внутри неё.
3. В катушку вставлен покоящийся постоянный магнит.

2.На прямолинейный проводник длиной 40 см с током 5 А, расположенный перпендикулярно линиям магнитной индукции, действует сила 5Н. Чему равен модуль вектора магнитной индукции.

1. 10 Тл
2. 5 Тл
3. 2,5 Тл

3.Электромагнитные волны распространяются…

1. …только в веществе.
2. …только в вакууме.
3. …во всех средах и даже в вакууме.

§52, упр.42.

Записывают. Электромагнитные волны

1 группа.

Руководителям предприятий! Для вас мы предлагаем широкие возможности использования низкочастотных колебаний! Благодаря своим характеристикам (частота 50-60 Гц, длина волны 6000 м) переменный ток используют в двигателях переменного тока, которые обладают рядом преимуществ: при работе не выделяют пара, дыма и газа; не загрязняют окружающую среду, им не нужны запасы топлива и воды; их можно изготовить любой мощности. КПД равен 98%. Выбор за вами!

2 группа. Далее наш путь проходит через радиоизлучение. Радиоволны бывают длинные, средние, короткие, УКВ. Длины волн от 1 км до 1 см, а частоты  от 3*102 до 3*1010 Гц. Применение: радиосвязь, радиолокация, телевидение.

Реклама. Мы не представляем нашу жизнь без радиоволн. Как можно прожить без телефона, телеграфа, радиоприёмников и телевизоров. Радиоволны – это самые важные волны, для получения разного рода информации. Слушайте радио, смотрите телевизор!

3 группа. Инфракрасное излучение. Если идти по инфракрасному спектру, то мы ничего не увидим, но почувствуем невыносимую жару. Что это, откуда?  Большинство источников видимого света излучает, кроме видимых лучей, ещё и лучи невидимые нашему глазу. Поэтому инфракрасное излучение является тепловым. Инфракрасное излучение испускают тела при любой температуре. Хорошими источниками являются электромагнитная дуга, квантовые генераторы, Солнце, звёзды, лампы накаливания, и даже тело человека. Инфракрасные лучи представляют собой электромагнитные волны, длины которых меньше, чем длины радиоволн (λ =от 10-2до 10-5 м; частотой 3*1011 до 3*1014 Гц ).

их источником может быть любое нагретое тело, даже человеческое. Излучателями являются атомы. Используется это излучение в медицине физиотерапия, сушке различных изделий на фабриках и заводах, при пастеризации продуктов, в пожарной сигнализации и приборах ночного видения. Самонаведение ракет, прицелы для стрельбы в темноте.

Реклама. Информация руководителям предприятий, фермерам и просто деловым людям! Инфракрасное излучение незаменимо в птицеводстве. Оно гарантирует отсутствие вирусов и болезней цыплят. А так же здоровый вид и быстрый набор веса.

4 группа.

Далее наш маршрут пролегает через область видимого излучения. Давайте, перечислим, где мы встречаемся с ним:

5. окрашивание различных материалов и предметов;
6. светомузыка, телевидение;
7. фотосинтез в природе
8. фотография, цирковые фокусы и т.п.

спектр видимого излучения состоит из семи цветов.

Показывает радугу, на ней указаны частоты и длины волн для каждого цвета:

А главным источником видимого излучения является Солнце, а так же различные искусственные источники света.

 Реклама. О, магическая цифра 7. Семь цветов у радуги, а музыки семь нот. Почувствуйте цвет, попробуйте продукцию нашего спектра.

5 группа. 

Ультрафиолетовое излучение, не видимое глазом. Длина волн от 400 – 10 нм, частота 3*1015. источники ультрафиолетового излучения – высокотемпературная плазма, некоторые лазеры, Солнце, звёзды и др. излучаются колеблющимися атомами и молекулами.

Биологическое действие ультрафиолетового излучения обусловлено химическими изменениями молекул живых клеток, выражается в нарушениях деления, возникновения мутаций и в гибели клеток. Применяется в фотоэлектронике, светотехнике и др.

 Реклама.  На правах рекламы. Малые дозы ультрафиолетового излучения оказывают благотворное действие на человека и животных.

6 группа.

Вот мы с вами попали в область рентгеновского излучения. Физические характеристики: длины волн от 10-9 до 10-11 м, частота от 3*1016 до 3*1019Гц. Рентгеновское излучение обнаружено от астрономических объектов. Среди них Солнце (пятна и вспышки), источники в созвездиях Скорпиона, Лебедя и Стрельца.

На правах рекламы! В связи с гололёдом увеличилось число травм, связанных с опорно-двигательным аппаратом человека. Все кто попал в такую ситуацию, советуем обратиться в медицинский центр, где вас ждут опытные врачи рентгенологи.          

Распространяются даже в вакууме. Возникают при ускоренном движении электрических зарядов.

Джеймс Клерк Максвелл (1831-1879гг), английский физик, создатель классической электродинамики. Развивая идеи Майкла Фарадея, создал теорию электромагнитного поля, в 1862 году предсказал существование электромагнитных волн, выдвинул идею электромагнитной природы света.

   Из созданной Максвеллом теории вытекал вывод о том. Что быстропеременное электромагнитное поле должно распространяться в пространстве в виде поперечных волн. Причём эти волны могут существовать не только в веществе, но и в вакууме.  Максвелл не только научно обосновал возможность существования электромагнитных волн, но и указал необходимые условия практического получения достаточно интенсивных волн, которые можно было бы зарегистрировать.

 Опираясь исключительно на теоретические выводы, Максвелл определил также, что электромагнитные волны должны распространяться в вакууме со скоростью 300000 км/с, т.е. со скоростью света.

О роли Максвелла в развитии науки превосходно сказал американский физик Р. Фейнман: «В истории человечества самым значительным событием 19 столетия, несомненно, будет открытие Максвеллом законов электродинамики. На фоне этого важного научного открытия гражданская война в Америке  в том же десятилетии будет выглядеть провинциальным происшествием».

Записывают:   Электромагнитная волна представляет собой систему порождающих друг друга и распространяющихся в пространстве переменных электрического и магнитного полей.

Ребята записывают:

Е - напряжённость электрического поля

Напряженность электрического поля Е в какой-либо его точке равна силе, с которой поле действует на единичный положительный заряд, помещённый в этой точке.

E = F/q, где

F – сила, действующая на заряд

q- единичный положительный заряд

  В 1888 г. Немецкому ученому Генриху Герцу удалось получить и зарегистрировать электромагнитные волны длиной от 10 до 100м.

 В результате опытов Герца были также обнаружены все свойства электромагнитных волн, теоретически предсказанные Максвеллом.

   Сейчас мы знаем, что все пространство вокруг нас буквально пронизано электромагнитными волнами различных частот.

Генрих Герц…

Организационный

Проблемно-поисковый

Сюжетно-ролевой

Проблемно-поисковый

Наглядно-словесный

Словесный, проблемно-поисковый

Проблемно-поисковый

словесный

наглядный

Наглядно-словесный

Практичес-кий, проблемно-поисковый

дедуктивный

Концентрацию внимания

Через проблем-ный вопрос

Через игру

Через постановку вопроса

Через сообщение

Через проблем-ный вопрос

Через вопрос

Через рассказ учителя

Через просмотр слайда

Через сообщение

Через решение задач

Через самостоятельную работу

Слайд 1

Слайд2

Слайд3

Слайд 4

Слайд 5

Слайд 6

Слайд 7

Слайд8

Слайд 9

Слайд10

Слайд11

Слайд12

Слайд13

Слайд14

Слайд15

Слайд16

Слайд17

Слайд18

слайд19

Слайд20

Слайд21

цвет

частота

Длина волны

Красный

Оранжев

Желтый

Зелёный

Синий

Фиолет

395-484

484-512

512-521

521-625

625-666

666-750

760-620

620-585

585-575

575-480

480-450

450-400