Desarrollo metodológico de la lección: Ondas electromagnéticas. Resumen de la lección Ondas electromagnéticas Resumen de física sobre el tema de las ondas electromagnéticas

"Ondas electromagnéticas".

Objetivos de la lección:

Capacitación:

familiarizar a los estudiantes con las características de la propagación de ondas electromagnéticas;
considerar las etapas de creación de la teoría del campo electromagnético y la confirmación experimental de esta teoría;

Educativo: familiarizar a los estudiantes con episodios interesantes de la biografía de G. Hertz, M. Faraday, Maxwell D.K., Oersted H.K., A.S. Popova;

Desarrollando: fomentar el interés por el tema.

Demostraciones : diapositivas, vídeo.

DURANTE LAS CLASES

Hoy nos familiarizaremos con las características de la propagación de ondas electromagnéticas, observaremos las etapas en la creación de la teoría del campo electromagnético y la confirmación experimental de esta teoría, y nos detendremos en algunos datos biográficos.

Repetición.

Para lograr los objetivos de la lección, necesitamos repetir algunas preguntas:

¿Qué es una onda, en particular una onda mecánica? (Propagación de vibraciones de partículas de materia en el espacio)

¿Qué cantidades caracterizan una onda? (longitud de onda, velocidad de onda, período de oscilación y frecuencia de oscilación)

¿Cuál es la relación matemática entre la longitud de onda y el período de oscilación? (la longitud de onda es igual al producto de la velocidad de la onda y el período de oscilación)

Aprendiendo material nuevo.

Una onda electromagnética es en muchos aspectos similar a una onda mecánica, pero hay diferencias. La principal diferencia es que esta onda no necesita un medio para propagarse. Una onda electromagnética es el resultado de la propagación de un campo eléctrico alterno y un campo magnético alterno en el espacio, es decir campo electromagnetico.

El campo electromagnético es creado por partículas cargadas que se mueven rápidamente. Su presencia es relativa. Este es un tipo especial de materia, es una combinación de campos eléctricos y magnéticos variables.

Una onda electromagnética es la propagación de un campo electromagnético en el espacio.

Considere un gráfico de la propagación de una onda electromagnética.

El esquema de propagación de una onda electromagnética se muestra en la figura. Debe recordarse que los vectores de la intensidad del campo eléctrico, la inducción magnética y la velocidad de propagación de la onda son mutuamente perpendiculares.

Etapas de creación de la teoría de ondas electromagnéticas y su confirmación práctica.

Hans Christian Oersted (1820), físico danés, secretario permanente de la Royal Danish Society (desde 1815).

Desde 1806 fue profesor en esta universidad, desde 1829 fue simultáneamente director de la Escuela Politécnica de Copenhague. Las obras de Oersted están dedicadas a la electricidad, la acústica y la física molecular.

En 1820, descubrió el efecto de la corriente eléctrica en una aguja magnética, lo que condujo al surgimiento de un nuevo campo de la física: el electromagnetismo. La idea de la relación entre diversos fenómenos naturales es característica de la obra científica de Oersted; en particular, fue uno de los primeros en sugerir que la luz es un fenómeno electromagnético. En 1822-1823, independientemente de J. Fourier, redescubrió el efecto termoeléctrico y construyó el primer termoelemento. Estudió experimentalmente la compresibilidad y elasticidad de líquidos y gases, inventó el piezómetro (1822). Realizó investigaciones sobre acústica, en particular, trató de detectar la ocurrencia de fenómenos eléctricos debido al sonido. Desviaciones investigadas de la ley de Boyle-Mariotte.

Oersted fue un brillante conferencista y divulgador, organizó la Sociedad para la Propagación de las Ciencias Naturales en 1824, creó el primer laboratorio de física en Dinamarca y contribuyó a mejorar la enseñanza de la física en las instituciones educativas del país.

Oersted es miembro honorario de muchas academias de ciencias, en particular de la Academia de Ciencias de San Petersburgo (1830).

Michael Faraday (1831)

El brillante científico Michael Faraday fue autodidacta. En la escuela recibió solo educación primaria, y luego, debido a los problemas de la vida, trabajó y simultáneamente estudió literatura de divulgación científica sobre física y química. Más tarde, Faraday se convirtió en asistente de laboratorio con un químico conocido en ese momento, luego superó a su maestro e hizo muchas cosas importantes para el desarrollo de ciencias como la física y la química. En 1821, Michael Faraday se enteró del descubrimiento de Oersted de que un campo eléctrico crea un campo magnético. Después de reflexionar sobre este fenómeno, Faraday se dispuso a crear un campo eléctrico a partir de un campo magnético y, como recordatorio constante, llevaba un imán en el bolsillo. Diez años después, hizo realidad su lema. Convirtió el magnetismo en electricidad: un campo magnético crea - una corriente eléctrica

El científico teórico dedujo las ecuaciones que llevan su nombre. Estas ecuaciones decían que los campos magnéticos y eléctricos alternos se crean mutuamente. De estas ecuaciones se deduce que un campo magnético alterno crea un campo eléctrico de vórtice y crea un campo magnético alterno. Además, había una constante en sus ecuaciones: esta es la velocidad de la luz en el vacío. Aquellas. de esta teoría se deducía que una onda electromagnética se propaga en el espacio a la velocidad de la luz en el vacío. Un trabajo verdaderamente brillante fue apreciado por muchos científicos de la época, y A. Einstein dijo que la teoría de Maxwell fue la más fascinante durante sus enseñanzas.

Enrique Hertz (1887)

Heinrich Hertz nació como un niño enfermizo, pero se convirtió en un estudiante muy ingenioso. Le gustaban todas las materias que estudiaba. Al futuro científico le encantaba escribir poesía, trabajar en un torno. Después de graduarse del gimnasio, Hertz ingresó a una escuela técnica superior, pero no quería ser un especialista limitado e ingresó a la Universidad de Berlín para convertirse en científico. Después de ingresar a la universidad, Heinrich Hertz se esforzó por estudiar en un laboratorio físico, pero para ello fue necesario resolver problemas competitivos. Y asumió la solución del siguiente problema: ¿la corriente eléctrica tiene energía cinética? Este trabajo fue diseñado para 9 meses, pero el futuro científico lo resolvió en tres meses. Es cierto que el resultado negativo es incorrecto desde el punto de vista moderno. La precisión de la medición tuvo que aumentarse miles de veces, lo que no era posible en ese momento.

Siendo aún estudiante, Hertz defendió su tesis doctoral como "excelente" y recibió el título de doctor. Él tenía 22 años. El científico se dedica con éxito a la investigación teórica. Al estudiar la teoría de Maxwell, mostró altas habilidades experimentales, creó un dispositivo, que hoy se llama antena, y con la ayuda de antenas transmisoras y receptoras, creó y recibió una onda electromagnética y estudió todas las propiedades de estas ondas. Se dio cuenta de que la velocidad de propagación de estas ondas es finita e igual a la velocidad de propagación de la luz en el vacío. Después de estudiar las propiedades de las ondas electromagnéticas, demostró que son similares a las propiedades de la luz. Desafortunadamente, este robot finalmente socavó la salud del científico. Primero fallaron los ojos, luego le dolieron los oídos, los dientes y la nariz. Pronto murió.

Heinrich Hertz completó el enorme trabajo iniciado por Faraday. Maxwell transformó las ideas de Faraday en fórmulas matemáticas y Hertz transformó las imágenes matemáticas en ondas electromagnéticas visibles y audibles. Escuchando la radio, viendo la televisión, debemos recordar a este hombre. No es casualidad que la unidad de frecuencia de oscilación lleve el nombre de Hertz, y no es en absoluto casual que las primeras palabras transmitidas por el físico ruso A.S. Popov usando comunicación inalámbrica, eran "Heinrich Hertz", encriptados en código Morse.

Popov Alejandro Sergeevich (1895)

Popov mejoró la antena receptora y transmisora y, al principio, la comunicación se realizó a una distancia de 250 m, luego a 600 m, y en 1899, el científico estableció la comunicación por radio a una distancia de 20 km, y en 1901, a 150 km. En 1900, las comunicaciones por radio ayudaron a realizar trabajos de rescate en el Golfo de Finlandia. En 1901, el ingeniero italiano G. Marconi realizó comunicaciones por radio a través del Océano Atlántico.

Veamos un videoclip, donde se consideran algunas propiedades de una onda electromagnética. Después de mirar, responderemos preguntas.

¿Por qué una bombilla en una antena receptora cambia su intensidad cuando se introduce una varilla de metal?

¿Por qué no sucede esto al reemplazar una varilla de metal por una de vidrio?

Consolidación.

Responde a las preguntas:

¿Qué es una onda electromagnética?

¿Quién creó la teoría de las ondas electromagnéticas?

¿Quién estudió las propiedades de las ondas electromagnéticas?

Completa la tabla de respuestas en tu cuaderno, marcando el número de pregunta.

¿Cómo depende la longitud de onda de la frecuencia?

(Respuesta: inversamente proporcional)

¿Qué sucede con la longitud de onda si se duplica el período de oscilación de la partícula?

(Respuesta: aumentará 2 veces)

¿Cómo cambiará la frecuencia de oscilación de la radiación cuando la onda pase a un medio más denso?

(Respuesta: No cambiará)

¿Qué hace que se emitan ondas electromagnéticas?

(Respuesta: Partículas cargadas moviéndose con aceleración)

¿Dónde se utilizan las ondas electromagnéticas?

(Respuesta: teléfono celular, horno de microondas, TV, transmisión de radio, etc.)

(Respuestas a preguntas)

Tarea.

Es necesario preparar informes sobre varios tipos de radiación electromagnética, enumerar sus características y hablar sobre su aplicación en la vida humana. El mensaje debe durar cinco minutos.

Tipos de ondas electromagnéticas:
Ondas de frecuencia de audio
ondas de radio
radiación de microondas
Radiación infrarroja
luz visible
Radiación ultravioleta
radiación de rayos x
Radiación gamma

Resumiendo.

Literatura.

Kasyanov V. A. Grado 11 de física. - M.: Avutarda, 2007
Rymkevich AP Colección de problemas de física. - M.: Ilustración, 2004.
Maron A.E., Maron E.A. Física grado 11. Materiales didácticos. - M.: Avutarda, 2004.
Tomilin A.N. El mundo de la electricidad. - M.: Avutarda, 2004.
Enciclopedia para niños. Física. -M.: Avanta+, 2002.
Yu. A. Khramov Física. Guía biográfica, - M., 1983

Sinopsis 32. Ondas electromagnéticas (EMW).

3. Ondas electromagnéticas

Definición. Campo electromagnetico- una forma de materia, que es un sistema de campos eléctricos y magnéticos alternos, que se generan mutuamente.
Definición. Onda electromagnética (EMW)- un campo electromagnético que se propaga en el espacio a lo largo del tiempo.
Ejemplos de emisores de ondas electromagnéticas: un circuito oscilatorio (elemento principal de un transmisor/receptor de radio), el sol, una bombilla, una máquina de rayos X, etc.
Comentario. Heinrich Hertz confirmó experimentalmente la existencia de EMW, utilizando circuitos oscilatorios sintonizados en resonancia (vibrador de Hertz) para recibir y transmitir EMW.

Las principales propiedades de EMW:
1) La velocidad de propagación de EMW en el vacío es la velocidad de la luz;
2) EMW es una onda transversal, los vectores de intensidad, inducción magnética y velocidad de propagación son mutuamente perpendiculares;

3) Si EMW es emitido por un circuito oscilatorio, entonces su período y frecuencia coinciden con la frecuencia de las oscilaciones del circuito;
4) Como para todas las ondas, la longitud de la EMW se calcula mediante la fórmula.
Escala de ondas electromagnéticas :

Nombre de rango	Descripción	Uso en ingeniería
radiación de baja frecuencia	Fuentes de radiación, generalmente aparatos de CA	Sin áreas de aplicación masiva
ondas de radio	Son emitidos por diversos transmisores de radio: teléfonos móviles, radares, estaciones de TV y radio, etc.Las ondas de radio largas durante la propagación pueden doblarse alrededor de la superficie terrestre, las cortas se reflejan en la ionosfera de la Tierra, las ultracortas pasan a través de la ionosfera.	Se utiliza para transmitir información: televisión, radio, Internet, comunicaciones móviles, etc.
Radiación infrarroja	Las fuentes son todos los cuerpos, y la intensidad de la radiación es mayor cuanto mayor es la temperatura del cuerpo. Casi en todo el espectro es portador de radiación térmica.	Dispositivos de visión nocturna, cámaras termográficas, calentadores infrarrojos, canales de comunicación de baja velocidad
luz visible	Irradiada por luminarias, estrellas, etc. Rango de onda λ∈(380 nm; 700 nm). Los ojos humanos son sensibles a la percepción de esta radiación. Las diferentes frecuencias (longitudes de onda) son percibidas por una persona como diferentes colores, desde el rojo hasta el morado.	Equipos de grabación de foto y video, microscopios, binoculares, telescopios, etc.
Radiación ultravioleta	Fuentes principales: Sol, lámparas ultravioleta. Afecta a la piel humana de tal manera que en dosis moderadas contribuye a la producción del pigmento melanina y al oscurecimiento de la piel, y a alta intensidad provoca quemaduras. Promueve la producción de vitamina D en la piel humana.	Desinfección de agua y aire, máquinas de autentificación de valores, solariums
radiación de rayos x	Las principales fuentes son los tubos de rayos X, en los que las partículas cargadas se desaceleran rápidamente. Los rayos X son capaces de penetrar a través de la materia. Nocivo para los organismos vivos si se expone a cantidades excesivas	Rayos X, fluorografía, inspección de cosas en aeropuertos, etc.
γ - radiación	Por regla general, es uno de los productos de las reacciones nucleares. Esta es una de las más altas energías y radiación penetrante. Es nocivo y peligroso para los organismos vivos.	Defectoscopia de productos, radioterapia, esterilización, conservación de alimentos

Definición. Radar– detección y determinación de la ubicación de varios objetos utilizando ondas de radio. Se basa principalmente en las propiedades de reflexión de las ondas de radio.
Comentario. Para el radar se utiliza un dispositivo que suele llamarse radar, sus elementos principales son un transmisor y un receptor.

– distancia al objeto en el radar, m
Donde t es el tiempo que tarda la señal en llegar al objetivo y volver, s
C– velocidad de la luz, m/s
Comentario. El principio del radar es similar al principio de la ecolocalización (ver resumen No. 30).
Limitaciones en el rango de detección de objetivos y en la transmisión de señal unidireccional:
1) El rango máximo de detección de objetivos depende del intervalo de tiempo entre dos pulsos de radar sucesivos ():
– distancia máxima del radar, m
2) El rango mínimo de detección de objetivos depende de la duración del pulso de radar ():
– distancia mínima del radar, m
3) El rango de transmisión de la señal está limitado por la forma de la Tierra;
4) El rango de transmisión de la señal está limitado por la potencia del transmisor de radio y la sensibilidad de la antena receptora:
es la potencia de señal mínima que la antena puede recibir (sensibilidad), W
¿Dónde está la potencia del transmisor, W?
S es el área de superficie de la antena receptora, m²
R es la distancia del transmisor a la antena, m
Comentario. En los puntos 1-3, al determinar el rango de propagación de la señal, no se tiene en cuenta que la potencia de la antena transmisora y la sensibilidad de la receptora están limitadas.

Clase: 11

Objetivos de la lección:

familiarizar a los estudiantes con las características de la propagación de ondas electromagnéticas;
considerar las etapas de creación de la teoría del campo electromagnético y la confirmación experimental de esta teoría;

Educativo: familiarizar a los estudiantes con episodios interesantes de la biografía de G. Hertz, M. Faraday, Maxwell D.K., Oersted H.K., A.S. Popova;

Desarrollar: promover el desarrollo del interés por el tema.

Demostraciones: diapositivas, video.

DURANTE LAS CLASES

org. Momento.

Apéndice 1. (DIAPOSITIVA #1). Hoy nos familiarizaremos con las características de la propagación de ondas electromagnéticas, observaremos las etapas en la creación de la teoría del campo electromagnético y la confirmación experimental de esta teoría, y nos detendremos en algunos datos biográficos.

Repetición.

Para lograr los objetivos de la lección, necesitamos repetir algunas preguntas:

¿Qué es una onda, en particular una onda mecánica? (Propagación de vibraciones de partículas de materia en el espacio)

¿Qué cantidades caracterizan una onda? (longitud de onda, velocidad de onda, período de oscilación y frecuencia de oscilación)

¿Cuál es la relación matemática entre la longitud de onda y el período de oscilación? (la longitud de onda es igual al producto de la velocidad de la onda y el período de oscilación)

(DIAPOSITIVA #2)

Aprendiendo material nuevo.

Una onda electromagnética es la propagación de un campo electromagnético en el espacio.

Considere un gráfico de la propagación de una onda electromagnética.

(DIAPOSITIVA #3)

Etapas de creación de la teoría de ondas electromagnéticas y su confirmación práctica.

Hans Christian Oersted (1820) (DIAPOSITIVA #4) Físico danés, secretario indispensable de la Royal Danish Society (desde 1815).

(DIAPOSITIVA #4). En 1820, descubrió el efecto de la corriente eléctrica en una aguja magnética, lo que condujo al surgimiento de un nuevo campo de la física: el electromagnetismo. La idea de la relación entre diversos fenómenos naturales es característica de la obra científica de Oersted; en particular, fue uno de los primeros en sugerir que la luz es un fenómeno electromagnético. En 1822-1823, independientemente de J. Fourier, redescubrió el efecto termoeléctrico y construyó el primer termoelemento. Estudió experimentalmente la compresibilidad y elasticidad de líquidos y gases, inventó el piezómetro (1822). Realizó investigaciones sobre acústica, en particular, trató de detectar la ocurrencia de fenómenos eléctricos debido al sonido. Desviaciones investigadas de la ley de Boyle-Mariotte.

Oersted es miembro honorario de muchas academias de ciencias, en particular de la Academia de Ciencias de San Petersburgo (1830).

Michael Faraday (1831)

(DIAPOSITIVA #5)

(DIAPOSITIVA #6) El científico teórico dedujo las ecuaciones que llevan su nombre. Estas ecuaciones decían que los campos magnéticos y eléctricos alternos se crean mutuamente. De estas ecuaciones se deduce que un campo magnético alterno crea un campo eléctrico de vórtice y crea un campo magnético alterno. Además, había una constante en sus ecuaciones: esta es la velocidad de la luz en el vacío. Aquellas. de esta teoría se deducía que una onda electromagnética se propaga en el espacio a la velocidad de la luz en el vacío. Un trabajo verdaderamente brillante fue apreciado por muchos científicos de la época, y A. Einstein dijo que la teoría de Maxwell fue la más fascinante durante sus enseñanzas.

Enrique Hertz (1887)

(DIAPOSITIVA número 7). Heinrich Hertz nació como un niño enfermizo, pero se convirtió en un estudiante muy ingenioso. Le gustaban todas las materias que estudiaba. Al futuro científico le encantaba escribir poesía, trabajar en un torno. Después de graduarse del gimnasio, Hertz ingresó a una escuela técnica superior, pero no quería ser un especialista limitado e ingresó a la Universidad de Berlín para convertirse en científico. Después de ingresar a la universidad, Heinrich Hertz se esforzó por estudiar en un laboratorio físico, pero para ello fue necesario resolver problemas competitivos. Y asumió la solución del siguiente problema: ¿la corriente eléctrica tiene energía cinética? Este trabajo fue diseñado para 9 meses, pero el futuro científico lo resolvió en tres meses. Es cierto que el resultado negativo es incorrecto desde el punto de vista moderno. La precisión de la medición tuvo que aumentarse miles de veces, lo que no era posible en ese momento.

Popov Alejandro Sergeevich (1895)

Popov mejoró la antena receptora y transmisora y al principio la comunicación se realizó a distancia.

(DIAPOSITIVA #8) 250 m, luego 600 m Y en 1899, el científico estableció la comunicación por radio a una distancia de 20 km, y en 1901, a 150 km. En 1900, las comunicaciones por radio ayudaron a realizar trabajos de rescate en el Golfo de Finlandia. En 1901, el ingeniero italiano G. Marconi realizó comunicaciones por radio a través del Océano Atlántico. (Diapositiva número 9). Veamos un videoclip, donde se consideran algunas propiedades de una onda electromagnética. Después de mirar, responderemos preguntas.

¿Por qué una bombilla en una antena receptora cambia su intensidad cuando se introduce una varilla de metal?

¿Por qué no sucede esto al reemplazar una varilla de metal por una de vidrio?

Consolidación.

Responde a las preguntas:

(DIAPOSITIVA #10)

¿Qué es una onda electromagnética?

¿Quién creó la teoría de las ondas electromagnéticas?

¿Quién estudió las propiedades de las ondas electromagnéticas?

Completa la tabla de respuestas en tu cuaderno, marcando el número de pregunta.

(DIAPOSITIVA #11)

¿Cómo depende la longitud de onda de la frecuencia?

(Respuesta: inversamente proporcional)

¿Qué sucede con la longitud de onda si se duplica el período de oscilación de la partícula?

(Respuesta: aumentará 2 veces)

¿Cómo cambiará la frecuencia de oscilación de la radiación cuando la onda pase a un medio más denso?

(Respuesta: No cambiará)

¿Qué hace que se emitan ondas electromagnéticas?

(Respuesta: Partículas cargadas moviéndose con aceleración)

¿Dónde se utilizan las ondas electromagnéticas?

(Respuesta: teléfono celular, horno de microondas, TV, transmisión de radio, etc.)

(Respuestas a preguntas)

Resolvamos el problema.

El centro de televisión de Kemerovo transmite dos ondas portadoras: una onda portadora de imagen con una frecuencia de radiación de 93,4 kHz y una onda portadora de sonido con una frecuencia de 94,4 kHz. Determine las longitudes de onda correspondientes a las frecuencias de radiación dadas.

(DIAPOSITIVA #12)

Tarea.

(DIAPOSITIVA #13) Es necesario preparar informes sobre varios tipos de radiación electromagnética, enumerar sus características y hablar sobre su aplicación en la vida humana. El mensaje debe durar cinco minutos.

Tipos de ondas electromagnéticas:
Ondas de frecuencia de audio
ondas de radio
radiación de microondas
Radiación infrarroja
luz visible
Radiación ultravioleta
radiación de rayos x
Radiación gamma

Resumiendo.

(DIAPOSITIVA #14)¡Gracias por su atención y por su trabajo!

Literatura.

Kasyanov V. A. Grado 11 de física. - M.: Avutarda, 2007
Rymkevich AP Colección de problemas de física. - M.: Ilustración, 2004.
Maron A.E., Maron E.A. Física grado 11. Materiales didácticos. - M.: Avutarda, 2004.
Tomilin A.N. El mundo de la electricidad. - M.: Avutarda, 2004.
Enciclopedia para niños. Física. -M.: Avanta+, 2002.
Yu. A. Khramov Física. Guía biográfica, - M., 1983.

Institución educativa presupuestaria municipal -

la escuela secundaria No. 6 lleva el nombre. Vicepresidente de Konovalova

Klintsy, región de Briansk

Desarrollado por un profesor de física de la primera categoría de calificación:

Sviridova Nina Grigorievna

Metas y objetivos:

Tutoriales:

Introducir el concepto de campo electromagnético y onda electromagnética;

Continuar la formación de ideas correctas sobre la imagen física del mundo;

Estudiar el proceso de formación de una onda electromagnética;

Estudiar los tipos de radiación electromagnética, sus propiedades, aplicación y efecto sobre el cuerpo humano;

Introducir la historia del descubrimiento de las ondas electromagnéticas.

Desarrollar habilidades en la resolución de problemas cualitativos y cuantitativos.

Desarrollando:

El desarrollo del pensamiento analítico y crítico (la capacidad de analizar fenómenos naturales, los resultados de un experimento, la capacidad de comparar y establecer características comunes y distintivas, la capacidad de explorar datos tabulares, la capacidad de trabajar con información)

El desarrollo del habla de los estudiantes.

Educativo

Educación de interés cognitivo por la física, actitud positiva ante el conocimiento, respeto por la salud.

Equipamiento: presentación; tabla "Escala de ondas electromagnéticas", hoja de trabajo-resumen con tareas para enseñar trabajo independiente, equipo físico.

Experimentos demostrativos y equipo físico.

1) Experiencia de Oersted (fuente de corriente, aguja magnética, conductor, cables de conexión, llave)

2) el efecto de un campo magnético en un conductor de corriente (fuente de corriente, imán arqueado, conductor, cables de conexión, llave)

3) el fenómeno de la inducción electromagnética (bobina, tira magnética, galvanómetro de demostración)

Comunicaciones entre sujetos

Matemáticas (solución de problemas de cálculo);

Historia (un poco sobre el descubrimiento y estudio de la radiación electromagnética);

OBZH (uso racional y seguro de dispositivos - fuentes de radiación electromagnética);

Biología (el efecto de la radiación en el cuerpo humano);

Astronomía (radiación electromagnética del espacio).

1. Etapa motivacional -7 min.

Rueda de prensa "Electricidad y Magnetismo"

Maestro: El mundo moderno que rodea a una persona está lleno de una amplia variedad de tecnología. Ordenadores y teléfonos móviles, los televisores se han convertido en nuestros asistentes indispensables más cercanos e incluso reemplazan nuestra comunicación con amigos Numerosos estudios demuestran que nuestros asistentes al mismo tiempo nos quitan lo más valioso: nuestra salud. ¿Sus padres a menudo se preguntan qué causa más daño a un horno de microondas o un teléfono celular?

Responderemos a esta pregunta más adelante.

Ahora, una conferencia de prensa sobre el tema "Electricidad y magnetismo".

Estudiantes. Periodista: Conocidos desde la antigüedad, la electricidad y el magnetismo hasta principios del siglo XIX eran considerados fenómenos que no guardaban relación entre sí, y eran estudiados en distintas secciones de la física.

Periodista: Externamente, la electricidad y el magnetismo se manifiestan de formas completamente diferentes, pero en realidad están estrechamente relacionados y muchos científicos han visto esta conexión. Dé un ejemplo de analogías o propiedades generales de los fenómenos eléctricos y magnéticos.

Experto - físico.

Por ejemplo, atracción y repulsión. En electrostática de cargas iguales y opuestas. En el magnetismo de polos opuestos e iguales.

El periodista:

El desarrollo de las teorías físicas siempre ha procedido sobre la base de superar las contradicciones entre hipótesis, teoría y experimento.

Periodista: A principios del siglo XIX, el científico francés Francois Arago publicó el libro Truenos y relámpagos. ¿Este libro contiene algunas de las entradas más curiosas?

He aquí algunos extractos del libro "Truenos y relámpagos": "... En junio de 1731, un comerciante colocó en la esquina de su habitación en Wexfield una gran caja llena de cuchillos, tenedores y otros objetos hechos de hierro y acero... Un rayo penetró en la casa, justo por el rincón en que estaba la caja, la partió y esparció todas las cosas que había en ella. Todos esos tenedores y cuchillos... resultaron estar altamente magnetizados...”)

¿Qué hipótesis podrían presentar los físicos analizando extractos de este libro?

Experto - físico: los objetos se magnetizaron como resultado de la caída de un rayo, en ese momento se sabía que el rayo era una corriente eléctrica, pero teóricamente en ese momento los científicos no podían explicar por qué sucedió esto.

Diapositiva #10

Periodista: Los experimentos con corriente eléctrica atrajeron a científicos de muchos países.

¡Un experimento es un criterio para la verdad de una hipótesis!

¿Qué experimentos del siglo XIX demostraron la conexión entre los fenómenos eléctricos y magnéticos?

Experto - físico. Experimento de demostración - Experimento de Oersted.

En 1820, Oersted realizó el siguiente experimento (experimento de Oersted, la aguja magnética gira cerca de un conductor que lleva corriente) Hay un campo magnético en el espacio alrededor de un conductor que lleva corriente.

En ausencia de equipo, una experiencia de demostración puede ser reemplazada por un DER

El periodista. Oersted demostró experimentalmente que los fenómenos eléctricos y magnéticos están interconectados. ¿Había una justificación teórica?

Experto - físico.

El físico francés Ampère en 1824 Ampère realizó una serie de experimentos y estudió el efecto de un campo magnético en los conductores que transportan corriente.

Experimento de demostración: el efecto de un campo magnético en un conductor con corriente.

Ampère fue el primero en combinar dos fenómenos previamente separados, la electricidad y el magnetismo, con una teoría del electromagnetismo y propuso considerarlos como el resultado de un solo proceso de la naturaleza.

Maestra: Hubo un problema: ¡¿La teoría fue recibida con incredulidad por muchos científicos?!

Experto físico. Experimento de demostración: el fenómeno de la inducción electromagnética (la bobina está en reposo, el imán se está moviendo).

En 1831, el físico inglés M. Faraday descubrió el fenómeno de la inducción electromagnética y descubrió que el propio campo magnético es capaz de generar una corriente eléctrica.

El periodista. Problema: ¡Sabemos que la corriente puede ocurrir en presencia de un campo eléctrico!

Experto - físico. Hipótesis: El campo eléctrico surge como resultado de un cambio en el campo magnético. Pero no había ninguna prueba de esta hipótesis en ese momento.

Periodista: ¿A mediados del siglo XIX se había acumulado mucha información sobre los fenómenos eléctricos y magnéticos?

Esta información requería sistematización e información en una sola teoría, ¿quién creó esta teoría?

Experto físico. Tal teoría fue creada por el destacado físico inglés James Maxwell. La teoría de Maxwell resolvió una serie de problemas fundamentales de la teoría electromagnética. Sus principales disposiciones fueron publicadas en 1864 en la obra "Teoría dinámica del campo electromagnético".

Maestro: Chicos, qué estudiaremos en la lección, formular el tema de la lección.

Los estudiantes formulan el tema de la lección.

Maestro: escriba el tema de la lección en el esquema de la hoja de trabajo, con el que trabajaremos hoy durante la lección.

Hoja de trabajo-resumen de la lección de un estudiante de 9º grado………………………………………………………………

Tema de la lección:…………………………………………………………………………………………………………………………………… …………….

1) Campos eléctricos y magnéticos alternos generándose uno al otro de una sola ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………

2) Fuentes de campo electromagnético -…………………….……………………cargas,

moverse con ……………………………………………………

3) Onda electromagnética…………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

………………………………………………………………………………………..................

4) Las ondas electromagnéticas se propagan no solo en la materia, sino también en ……………………………..

5) Tipo de onda-………………………………………………

6) La velocidad de las ondas electromagnéticas en el vacío se indica con la letra latina c:

con ≈……………………………………………………

La velocidad de las ondas electromagnéticas en la materia ………………….que en el vacío…………

7) Longitud de onda λ=………………………………………………

¿Qué le gustaría aprender en la lección, qué objetivos se establecerá para usted mismo?

Los estudiantes formulan los objetivos de la lección.

Maestro: Hoy en la lección aprenderemos qué es un campo electromagnético, ampliaremos nuestro conocimiento sobre el campo eléctrico, nos familiarizaremos con el proceso de aparición de una onda electromagnética y algunas propiedades de las ondas electromagnéticas,

2. Actualización de conocimientos básicos-3min.

Encuesta frontal

1. ¿Qué es un campo magnético?

2. ¿Qué genera un campo magnético?

3. ¿Cómo se designa el vector de inducción magnética? Cuales son las unidades de medida de la induccion magnetica.

4. ¿Qué es un campo eléctrico? ¿Dónde existe el campo eléctrico?

5. ¿Qué es el fenómeno de la inducción electromagnética?

6. ¿Qué es una onda? ¿Cuáles son los tipos de ondas? ¿Qué es una onda transversal?

7. Escribe la fórmula para calcular la longitud de onda.

3. Etapa operativa-cognitiva-25 min

1) Introducción del concepto de campo electromagnético

Según la teoría de Maxwell, los campos eléctricos y magnéticos alternos no pueden existir por separado: un campo magnético cambiante genera un campo eléctrico alterno y un campo eléctrico cambiante genera un campo magnético alterno. Estos generándose entre sí campos eléctricos y magnéticos alternos forman un solo campo electromagnético.

Trabajar con el libro de texto - leer la definición página 180

Definición de libro de texto: cualquier cambio en el tiempo en un campo magnético da como resultado un campo eléctrico alterno, y cualquier cambio en el tiempo en un campo eléctrico genera un campo magnético alterno.

CAMPO ELECTROMAGNETICO

Estos generándose entre sí campos eléctricos y magnéticos alternos forman un solo campo electromagnético.

Trabaje con el esquema del plan (los estudiantes complementan el esquema en el proceso de estudiar material nuevo).

1) Los campos eléctricos y magnéticos alternos que se generan mutuamente forman un solo ………………… (campo electromagnético)

2) Fuentes de campo electromagnético -……cargas (eléctricas) que se mueven con……………………(aceleración)

La fuente del campo electromagnético. Libro de texto página 180

Las fuentes del campo electromagnético pueden ser:

Carga eléctrica que se mueve con aceleración, por ejemplo, oscilante (el campo eléctrico que crean cambia periódicamente)

(a diferencia de una carga que se mueve a una velocidad constante, por ejemplo, en el caso de una corriente constante en un conductor, aquí se crea un campo magnético constante).

tarea de calidad.

¿Qué campo surge alrededor de un electrón si:

1) el electrón está en reposo;

2) se mueve a una velocidad constante;

3) moviéndose con aceleración?

Siempre existe un campo eléctrico alrededor de una carga eléctrica, en cualquier marco de referencia, existe un campo magnético en aquel con respecto al cual se mueven las cargas eléctricas,

Campo electromagnético: en el marco de referencia, en relación con el cual las cargas eléctricas se mueven con aceleración.

2) Explicación del mecanismo de ocurrencia de la corriente inductiva, e en el caso de que el conductor esté en reposo. (Solución del problema formulado en la etapa motivacional durante la rueda de prensa)

1) Un campo magnético alterno genera un campo eléctrico alterno (vórtice), bajo cuya influencia se ponen en movimiento cargas libres.

2) El campo eléctrico existe independientemente del conductor.

Problema: ¿El campo eléctrico creado por un campo magnético alterno es diferente del campo de una carga estacionaria?

3) Manteniendo el concepto de tensión, describiendo las líneas de fuerza del campo eléctrico de la electrostática y vórtice, destacando las diferencias. (Solución del problema formulado en la etapa motivacional durante la rueda de prensa)

Introducción del concepto de tensión y líneas de fuerza de un campo electrostático.

¿Qué puede decir acerca de las líneas de campo electrostático?

¿Cuál es la diferencia entre un campo electrostático y un campo eléctrico de vórtice?

El campo de vórtice no está conectado con la carga, las líneas de fuerza están cerradas. Electrostático - asociado con la carga, vórtice - es generado por un campo magnético alterno y no está asociado con la carga. Generalidades - campo eléctrico.

4)Introducción al concepto de onda electromagnética. Propiedades distintivas de las ondas electromagnéticas.

Según la teoría de Maxwell, un campo magnético alterno genera un campo eléctrico alterno, que a su vez genera un campo magnético, como resultado, el campo electromagnético se propaga en el espacio en forma de onda.

Manteniendo 3 definiciones, primero 2), luego los estudiantes leen la definición en el libro de texto página 182, escriben en el resumen la definición que les parece más fácil de recordar o la que les gusta.

3) Onda electromagnética……………….

1) es un sistema de generación mutua y propagación en el espacio de campos eléctricos y magnéticos alternos (vórtices).

2) este es un campo electromagnético que se propaga en el espacio con una velocidad finita, dependiendo de las propiedades del medio.

3) La perturbación del campo electromagnético que se propaga en el espacio se denomina onda electromagnética.

Propiedades de las ondas electromagnéticas.

¿En qué se diferencian las ondas electromagnéticas de las ondas mecánicas? Ver página 181 del libro de texto y completar el resumen del párrafo 4.

4) Las ondas electromagnéticas se propagan no solo en la materia, sino también en ...... (vacío)

Si una onda mecánica se propaga, entonces las vibraciones se transmiten de partícula a partícula.

¿Qué oscila en una onda electromagnética? como en el vacío?

¿Qué cantidades físicas cambian periódicamente en él?

¡Con el tiempo, la intensidad y la inducción magnética cambian!

¿Cómo están orientados los vectores E y B entre sí en una onda electromagnética?

¿La onda electromagnética es longitudinal o transversal?

5) tipo de onda………(transversal)

Animación de ondas electromagnéticas

Velocidad de las ondas electromagnéticas en el vacío. Página 181 - encontrar el valor numérico de la velocidad de las ondas electromagnéticas.

6) La velocidad de las ondas electromagnéticas en el vacío se denota con la letra latina c: c ≈ 300.000 km/s=3*108 m/s;

¿Qué se puede decir sobre la velocidad de las ondas electromagnéticas en la materia?

La velocidad de las ondas electromagnéticas en la materia ……(menos) que en el vacío.

Durante un tiempo igual al período de oscilación, la onda se ha movido una distancia a lo largo del eje igual a la longitud de onda.

Para las ondas electromagnéticas son válidas las mismas relaciones entre longitud de onda, velocidad, periodo y frecuencia que para las ondas mecánicas. La velocidad se indica con la letra s.

7) longitud de onda λ= c*T= с/ ν.

Repitamos y verifiquemos la información sobre las ondas electromagnéticas. Los estudiantes comparan las notas en las hojas de trabajo y en la diapositiva.

Maestro: Cualquier teoría en física debe coincidir con el experimento.

El mensaje del estudiante. Descubrimiento experimental de las ondas electromagnéticas.

En 1888, el físico alemán Heinrich Hertz obtuvo y registró experimentalmente ondas electromagnéticas.

¡Como resultado de los experimentos de Hertz, se descubrieron todas las propiedades de las ondas electromagnéticas predichas teóricamente por Maxwell!

5) Estudio de la escala de radiación electromagnética.

Las ondas electromagnéticas se dividen por longitud de onda (y, en consecuencia, por frecuencia) en seis rangos: los límites de los rangos son muy arbitrarios.

Escala de ondas electromagnéticas

radiación de baja frecuencia.

1.Ondas de radio

2. Radiación infrarroja (térmica)

3. Radiación visible (luz)

4.radiación ultravioleta

5.Rayos X

6.γ - radiación

Maestro: ¿Qué información se puede obtener al examinar la escala de las ondas electromagnéticas?

Estudiantes: A partir de los dibujos, pueden determinar qué cuerpos son las fuentes de ondas o dónde se aplican las ondas electromagnéticas.

Conclusión Vivimos en el mundo de las ondas electromagnéticas.

Qué cuerpos son las fuentes de las ondas.

¿Cómo cambia la longitud de onda y la frecuencia si vas en una escala de ondas de radio a radiación gamma?

¿Por qué crees que los objetos espaciales se usan como ejemplos en esta tabla?

Estudiantes Los objetos astronómicos (estrellas, etc.) emiten ondas electromagnéticas.

Investigación y comparación de información sobre las escalas de ondas electromagnéticas.

¿Comparar 2 escalas en una diapositiva? ¿Cuál es la diferencia? ¿Qué radiación no está en la segunda escala?

¿Por qué no hay oscilaciones de baja frecuencia en el segundo?

mensaje del estudiante.

Maxwell: para crear una onda electromagnética intensa que pueda ser registrada por un dispositivo a cierta distancia de la fuente, es necesario que las oscilaciones de los vectores de intensidad e inducción magnética se produzcan a una frecuencia suficientemente alta (del orden de 100.000 oscilaciones por segundo o más). La frecuencia de la corriente utilizada en la industria y la vida cotidiana es de 50 Hz.

Dé ejemplos de cuerpos que emiten radiación de baja frecuencia.

mensaje del estudiante.

La influencia de la radiación electromagnética de baja frecuencia en el cuerpo humano.

La radiación electromagnética con una frecuencia de 50 Hz, que es creada por los cables de la red eléctrica de CA, con causas de exposición prolongada

Fatiga,

dolores de cabeza,

Irritabilidad,

fatiga rápida,

Debilitamiento de la memoria

Alteración del sueño…

Docente: Prestamos atención al hecho de que la memoria se deteriora si trabajamos mucho tiempo con una computadora o vemos televisión, lo que nos impide estudiar bien. Comparemos las normas permisibles de radiación electromagnética de electrodomésticos, vehículos eléctricos, etc. ¿Qué electrodomésticos son más dañinos para la salud humana? ¿Qué es más peligroso el horno microondas o el celular? ¿La potencia depende de la potencia del dispositivo?

mensaje del estudiante. Reglas para ayudarlo a mantenerse saludable.

1) La distancia entre los aparatos eléctricos debe ser de al menos 1,5-2 m (para no aumentar el efecto de la radiación electromagnética doméstica)

Sus camas deben estar a la misma distancia del televisor o la computadora.

2) mantenerse alejado de fuentes de campos electromagnéticos en la medida de lo posible y durante el menor tiempo posible.

3) Apague todos los aparatos que no funcionen de los enchufes.

4) Encienda la menor cantidad posible de electrodomésticos al mismo tiempo.

Exploremos otra escala 2 de ondas electromagnéticas.

¿Qué radiación está presente en la segunda escala?

Estudiantes: En la segunda escala, hay radiación de microondas, pero en la primera escala, no hay ninguna.

Aunque el rango de frecuencia es teórico, ¿las microondas se refieren a ondas de radio o radiación infrarroja en la escala n.º 1?

Estudiantes: Radiación de microondas - ondas de radio.

¿Dónde se utilizan las ondas de microondas?

mensaje del estudiante.

La radiación de microondas se llama radiación de microondas porque tiene la frecuencia más alta en el rango de radio. Este rango de frecuencia corresponde a longitudes de onda de 30 cm a 1 mm; por lo tanto, también se le llama rango de ondas decimétricas y centimétricas.

La radiación de microondas juega un papel importante en la vida de una persona moderna, porque no podemos rechazar logros de la ciencia como las comunicaciones móviles, la televisión por satélite, los hornos de microondas o los hornos de microondas, el radar, cuyo principio de funcionamiento se basa en el uso de microondas. .

Solución de la pregunta problemática planteada al inicio de la lección.

¿Qué tienen en común los microondas y los teléfonos móviles?

Estudiantes. El principio de funcionamiento se basa en el uso de ondas de radio de microondas.

Maestro: Se puede encontrar información interesante sobre la invención del horno de microondas en Internet: tarea.

Maestro: Vivimos en un "mar" de ondas electromagnéticas que irradian del sol (el espectro completo de ondas electromagnéticas) y otros objetos espaciales: estrellas, galaxias, cuásares, debemos recordar que cualquier radiación electromagnética puede traer beneficios y daños. El estudio de las escalas de las ondas electromagnéticas nos muestra cuán grande es la importancia de las ondas electromagnéticas en la vida humana.

6) Formación trabajo independiente - trabajo en parejas con el libro de texto pp. 183-184 y basado en la experiencia de vida. 5 preguntas de prueba son obligatorias para todos, la tarea 6 es una tarea de cálculo.

1. El proceso de fotosíntesis ocurre bajo la acción.

B) luz de radiación visible

2. La piel humana se broncea bajo la acción

A) la radiación ultravioleta

B) luz de radiación visible

3. En medicina, durante el examen fluorográfico,

A) luz ultravioleta

B) radiación de rayos X

4. Para uso de comunicación televisiva

A) ondas de radio

B) radiación de rayos X

5. Para no quemarse la retina por la radiación solar, las personas usan "gafas de sol" de vidrio, ya que el vidrio absorbe una parte importante

A) la radiación ultravioleta

B) luz de radiación visible

6. ¿En qué frecuencia transmiten los barcos una señal de socorro SOS si, según un acuerdo internacional, la longitud de onda de radio debe ser de 600 m? La velocidad de propagación de las ondas de radio en el aire es igual a la velocidad de las ondas electromagnéticas en el vacío 3 * 108 m/s

4) Etapa reflexiva-evaluativa. El resultado de la lección.-4.5 min

1) Comprobación del trabajo independiente con autoevaluación Si se completaron todas las tareas de la prueba, marque "4", si los estudiantes lograron completar la tarea, "5"

Dado: λ = 600 m, s = 3*108 m/s
Solución: ν \u003d c / λ \u003d 3 * 10^8 \ 600 \u003d 0.005 * 10^8 \u003d 0.5 * 10^6 Hz == 5 * 10^5 Hz

Respuesta: 500.000 Hz = 500 kHz = 0,5 MHz

2) Resumen y evaluación y autoevaluación de los alumnos.

¿Qué es un campo electromagnético?

¿Qué es una onda electromagnética?

¿Qué sabes ahora sobre las ondas electromagnéticas?

¿Cuál es el significado del material estudiado en su vida?

¿Qué fue lo que más te gustó de la lección?

5. Tareas-0.5 min Pág. 52.53 ejercicio. 43, ej. 44(1)

La historia de la invención del microondas-Internet.

El escenario de la lección utilizando tecnologías pedagógicas modernas.

tema de la lección

"Ondas electromagnéticas"

Objetivos de la lección:

educativo : Estudiar las ondas electromagnéticas, la historia de su descubrimiento, características y propiedades.

Educativo : desarrollar la capacidad de observar, comparar, analizar

nutrir : la formación de interés científico y práctico y cosmovisión

Plan de estudios:

Repetición

Conocimiento de la historia del descubrimiento de las ondas electromagnéticas:

Representación gráfica y matemática de una onda electromagnética

gráfico de ondas electromagnéticas
Ecuaciones de ondas electromagnéticas
Características de una onda electromagnética: velocidad de propagación, frecuencia, periodo, amplitud

Confirmación experimental de la existencia de ondas electromagnéticas.

Circuito oscilatorio cerrado
Circuito abierto oscilatorio. Los experimentos de Hertz

Propiedades de las ondas electromagnéticas

Actualización de conocimientos

hacer la tarea

Equipo:

Un ordenador

tablero interactivo

Proyector

Inductor

Galvanómetro

Imán

Complejo de medición digital de hardware y softwareequipo de laboratorio "Entretenimiento Científico"

Tarjetas personales listas para usar con una representación gráfica de una onda electromagnética, fórmulas básicas y tareas (Apéndice 1)

Material de video de la aplicación electrónica al kit de Física de grado 11 ( UMK Myakishev G. I., Bukhovtsev B.B.)

ACTIVIDADES DEL PROFESORADO

Tarjeta de información

ACTIVIDADES ESTUDIANTILES

Etapa motivacional - Introducción al tema de la lección.

¡Queridos chicos! Hoy comenzaremos a estudiar la última sección en el gran tema "Oscilaciones y ondas" a las ondas electromagnéticas.

Aprenderemos la historia de su descubrimiento, nos familiarizaremos con los científicos que pusieron sus manos en él. Averigüemos cómo pudimos obtener una onda electromagnética por primera vez. Estudiemos las ecuaciones, el gráfico y las propiedades de las ondas electromagnéticas.

Para empezar, recordemos qué es una onda y qué tipos de ondas conoces.

Una onda es una oscilación que se propaga en el tiempo. Las ondas son mecánicas y electromagnéticas.

Las ondas mecánicas son diversas, se propagan en medios sólidos, líquidos, gaseosos, ¿podemos detectarlas con nuestros sentidos? Dar ejemplos.

Sí, en medios sólidos, pueden ser terremotos, vibraciones de las cuerdas de los instrumentos musicales. En líquidos, ondas en el mar, en gases, estos son la propagación de sonidos.

Con las ondas electromagnéticas no todo es tan sencillo. Tú y yo estamos en un salón de clases y no sentimos nada y no somos conscientes de cuántas ondas electromagnéticas impregnan nuestro espacio. ¿Quizás algunos de ustedes ya pueden dar ejemplos de las olas que están presentes aquí?

ondas de radio

ondas de televisión

- Wisconsin- fi

Luz

Emisiones de teléfonos móviles y equipos de oficina

La radiación electromagnética incluye ondas de radio y luz del sol, rayos X y radiación, y mucho más. Si los visualizáramos, entonces detrás de una cantidad tan grande de ondas electromagnéticas no podríamos vernos. Sirven como el principal portador de información en la vida moderna y, al mismo tiempo, son un poderoso factor negativo que afecta nuestra salud.

Organización de las actividades de los estudiantes para crear una definición de una onda electromagnética.

Hoy seguiremos los pasos de los grandes físicos que descubrieron y generaron ondas electromagnéticas, descubriremos qué ecuaciones las describen y exploraremos sus propiedades y características. Anotamos el tema de la lección "Ondas electromagnéticas".

Todos sabemos que en 1831 El físico inglés Michael Faraday descubrió experimentalmente el fenómeno de la inducción electromagnética. ¿Cómo se manifiesta?

Repitamos uno de sus experimentos. ¿Cuál es la fórmula de la ley?

Los estudiantes están experimentando con Faraday

Un campo magnético variable en el tiempo conduce a la aparición de una fem de inducción y una corriente de inducción en un circuito cerrado.

Sí, aparece una corriente de inducción en un circuito cerrado, que registramos con un galvanómetro.

Así, Faraday demostró empíricamente que existe una relación dinámica directa entre el magnetismo y la electricidad. Al mismo tiempo, Faraday, que no recibió una educación sistemática y tenía poco dominio de los métodos matemáticos, no pudo confirmar sus experimentos con la teoría y el aparato matemático. Otro destacado físico inglés James Maxwell (1831-1879) lo ayudó en esto.

Maxwell dio una interpretación ligeramente diferente de la ley de la inducción electromagnética: "Cada cambio en el campo magnético genera un campo eléctrico de vórtice en el espacio circundante, cuyas líneas de fuerza están cerradas".

Entonces, incluso si el conductor no está cerrado, un cambio en el campo magnético provoca un campo eléctrico de inducción en el espacio circundante, que es un vórtice. ¿Cuáles son las propiedades del campo de vórtice?

Propiedades del campo de vórtice:

Sus líneas de tensión están cerradas.

no tiene fuentes

También debe agregar que el trabajo de las fuerzas de campo para mover la carga de prueba a lo largo de un camino cerrado no es igual a cero, pero la FEM de inducción

Además, Maxwell plantea una hipótesis sobre la existencia del proceso inverso. ¿Qué piensas?

"Un campo eléctrico variable en el tiempo genera un campo magnético en el espacio circundante"

¿Y cómo podemos obtener un campo eléctrico variable en el tiempo?

Corriente variable en el tiempo

¿Qué es actual?

Corriente - partículas cargadas en movimiento ordenado, en metales - electrones

Entonces, ¿cómo deben moverse para que la corriente sea alterna?

Con aceleración

Así es, son cargas en movimiento acelerado las que provocan un campo eléctrico alterno. Ahora intentemos arreglar el cambio en el campo magnético usando un sensor digital, llevándolo a los cables con corriente alterna

Un estudiante realiza un experimento para observar los cambios en el campo magnético.

En la pantalla de la computadora, observamos que cuando el sensor se acerca a una fuente de corriente alterna y está fijo, se produce una oscilación continua del campo magnético, lo que significa que surge un campo eléctrico alterno perpendicular a él.

Así surge una secuencia interconectada continua: un campo eléctrico cambiante genera un campo magnético alterno, que por su fenómeno vuelve a generar un campo eléctrico cambiante, y así sucesivamente.

Una vez iniciado en un punto determinado, el proceso de cambio del campo electromagnético continuará capturando continuamente más y más áreas nuevas del espacio circundante. Un campo electromagnético alterno que se propaga es una onda electromagnética.

Entonces, la hipótesis de Maxwell era solo una suposición teórica que no tenía confirmación experimental, pero sobre su base logró derivar un sistema de ecuaciones que describe las transformaciones mutuas de los campos magnéticos y eléctricos e incluso determina algunas de sus propiedades.

Los niños reciben tarjetas personales con un horario y fórmulas.

Cálculos de Maxwell:

Organización de las actividades de los alumnos para determinar la velocidad de las ondas electromagnéticas y otras características

ξ-constante dieléctrica de la sustancia, consideramos la capacitancia del capacitor,- permeabilidad magnética de una sustancia - caracterizamos las propiedades magnéticas de las sustancias, muestra si la sustancia será paramagnética, diamagnética o ferromagnética

Calculemos la velocidad de una onda electromagnética en el vacío, entonces ξ = =1

Los chicos calculan la velocidad. , después de lo cual verificamos todo en el proyector.

La longitud, la frecuencia, la frecuencia cíclica y el período de las oscilaciones de onda se calculan de acuerdo con las fórmulas familiares para nosotros de la mecánica y la electrodinámica, por favor recuérdamelas.

Los muchachos escriben las fórmulas λ = υТ en la pizarra, , , compruebe su corrección en la diapositiva

Maxwell también derivó teóricamente la fórmula para la energía de una onda electromagnética, y . W em ~ 4 Esto quiere decir que para fijar más fácilmente la onda es necesario que sea de alta frecuencia.

La teoría de Maxwell causó resonancia en la sociedad física, pero no tuvo tiempo de confirmar experimentalmente su teoría, entonces el físico alemán Heinrich Hertz (1857-1894) tomó el relevo. Sorprendentemente, Hertz quiso refutar la teoría de Maxwell, para ello ideó una solución sencilla e ingeniosa para la obtención de ondas electromagnéticas.

¿Recordemos dónde ya hemos observado la transformación mutua de las energías eléctrica y magnética?

en un circuito oscilatorio.

EN cerrado circuito oscilatorio, ¿en qué consiste?

Este es un circuito que consta de un condensador y una bobina en el que se producen oscilaciones electromagnéticas mutuas.

Así es, solo las vibraciones ocurrían "dentro" del circuito, y la tarea principal de los científicos era generar estas vibraciones en el espacio y, por supuesto, registrarlas.

eso ya lo hemos dichola energía de las olas es directamente proporcional a la cuarta potencia de la frecuencia . W em~ν 4 . Esto quiere decir que para fijar más fácilmente la onda es necesario que sea de alta frecuencia. ¿Qué fórmula determina la frecuencia en un circuito oscilatorio?

Frecuencia de oscilación en un circuito cerrado

¿Qué podemos hacer para aumentar la frecuencia?

Reduzca la capacitancia y la inductancia, lo que significa reducir el número de vueltas en la bobina y aumentar la distancia entre las placas del capacitor.

Luego, Hertz "enderezó" gradualmente el circuito oscilatorio, convirtiéndolo en una varilla, a la que llamó "vibrador".

El vibrador constaba de dos esferas conductoras de 10 a 30 cm de diámetro, fijadas en los extremos de un alambrón cortado por la mitad. Los extremos de las mitades de la varilla en el punto de corte terminaban en pequeñas bolas pulidas, formando un espacio de chispa de varios milímetros.

Las esferas estaban conectadas al devanado secundario de una bobina de Ruhmkorff, que era una fuente de alto voltaje.

El inductor de Ruhmkorff creaba en los extremos de su devanado secundario un voltaje muy alto, del orden de decenas de kilovoltios, cargando las esferas con cargas de signos opuestos. En un momento determinado, el voltaje entre las bolas era mayor que el voltaje de ruptura, y en el espacio de chispa del vibrador,chispa eléctrica ondas electromagnéticas emitidas.

Recordemos el fenómeno de las tormentas eléctricas. El relámpago es la misma chispa. ¿Cómo aparece un rayo?

Dibujar en la pizarra:

Si hay una gran diferencia de potencial entre la tierra y el cielo, el circuito se "cierra": se produce un rayo, la corriente se conduce a través del aire, a pesar de que es un dieléctrico, se elimina el voltaje.

Por lo tanto, Hertz logró generar una onda em. Pero aún necesitamos registrarlo, para este propósito, como detector o receptor, Hertz usó un anillo (a veces un rectángulo) con un espacio, un espacio de chispa que podría ajustarse. Un campo electromagnético alterno excitaba una corriente alterna en el detector, si las frecuencias del vibrador y del receptor coincidían, se producía una resonancia y también aparecía una chispa en el receptor, lo que podía fijarse visualmente.

Hertz demostró con sus experimentos:

1) la existencia de ondas electromagnéticas;

2) las ondas se reflejan bien en los conductores;

3) determinó la velocidad de las ondas en el aire (es aproximadamente igual a la velocidad en el vacío).

Realicemos un experimento sobre el reflejo de las ondas electromagnéticas.

Se muestra un experimento en el que se reflejan ondas electromagnéticas: el teléfono del estudiante se coloca en un recipiente completamente metálico y los amigos intentan comunicarse con él.

La señal no pasa

Los chicos responden a la pregunta de experiencia, por qué no hay señal de celular.

Ahora veamos un videoclip sobre las propiedades de las ondas electromagnéticas y grabémoslas.

Reflexión de ondas em: las ondas se reflejan bien en una lámina de metal y el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión

Absorción de ondas: las ondas um se absorben parcialmente al pasar por un dieléctrico

Refracción de onda: las ondas EM cambian su dirección de aire a dieléctrico

Interferencia de ondas: la adición de ondas de fuentes coherentes (lo estudiaremos con más detalle en óptica)

Difracción de ondas: curvatura de ondas de obstáculos

Se muestra el fragmento de video "Propiedades de las ondas electromagnéticas".

Hoy hemos aprendido la historia de las ondas electromagnéticas desde la teoría hasta la experimentación. Entonces, responde las preguntas:

¿Quién descubrió la ley sobre la aparición de un campo eléctrico cuando cambia un campo magnético?

¿Cuál era la hipótesis de Maxwell sobre la generación de un campo magnético cambiante?

¿Qué es una onda electromagnética?

¿Sobre qué vectores está construido?

¿Qué sucede con la longitud de onda si se duplica la frecuencia de oscilación de las partículas cargadas?

¿Qué propiedades de las ondas electromagnéticas recuerdas?

Chicos responde:

Faraday: descubrió experimentalmente la ley de EMF y Maxwell amplió este concepto en teoría

Un campo eléctrico variable en el tiempo genera un campo magnético en el espacio circundante.

Extendiéndose a través del espacioelectromagnético campo

Tensión, inducción magnética, velocidad

Disminuir en 2 veces

Reflexión, refracción, interferencia, difracción, absorción

Las ondas electromagnéticas tienen diferentes usos dependiendo de su frecuencia o longitud de onda. Traen beneficios y daños a la humanidad, así que para la próxima lección, prepare mensajes o presentaciones sobre los siguientes temas:

¿Cómo uso las ondas electromagnéticas?

Radiación electromagnética en el espacio.

Fuentes de radiación electromagnética en mi hogar, su impacto en la salud

Impacto de la radiación electromagnética de un teléfono celular en la fisiología humana

Armas electromagnéticas

Y también resuelve las siguientes tareas para la próxima lección:

i =0.5 porque 4*10 5 π t

Tareas en tarjetas.

¡Gracias por su atención!

Apéndice 1

Onda electromagnética:

f/m – constante eléctrica

1,25664*10 -6 H/m – constante magnética

Tareas:

La frecuencia de transmisión de la estación de radio Mayak en la región de Moscú es de 67,22 MHz. ¿En qué longitud de onda funciona esta radio?

La intensidad de la corriente en un circuito oscilatorio abierto varía según la leyi =0.5 porque 4*10 5 π t . Encuentre la longitud de la onda emitida.