Ученики на Учителя.com


Методическая разработка "Электромагнитные волны" 11 класс

Государственное областное бюджетное
профессиональное образовательное учреждение
ЛИПЕЦКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ
Методическая разработка
учебного занятия
по дисциплине «ФИЗИКА»
на тему:
«ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ»
Преподаватель:
Саранцева Маргарита Юрьевна
Липецк, 2016 г.
Пояснительная записка к уроку
Данное учебное занятие проводится на II курсе обучения физике и является завершающим в разделе “Электродинамика”.
Студенты уже знают основные свойства электромагнитных волн, причины их возникновения, способы их получения и
регистрации, основные характеристики электромагнитных излучений, знают формулы, описывающие волновые
процессы, могут приводить примеры практического применения электромагнитных излучений.
Материал урока имеет важное значение в формировании мировоззрении студентов, расширения и уточнения
представлений о строении вещества и структуры объекта во Вселенной.
Это интегрированный урок. В уроке реализована связь физики и астрономии, и отражено единство законов природы. А
применение компьютерных информационных технологий делает урок современным, интересным, запоминающимся.
Данный урок построен на основе мультимедийного проекта, разработанного в программе презентаций MS PowerPoint.
Тема урока представлена на слайдах, в которых кратко изложены ключевые моменты разбираемого вопроса. Обсуждение
сопровождается видеорядом, который представлен анимацией, рисунками, фотографиями, видеоматериалами. Урок,
построенный в такой форме, дает возможность повторить и обобщить большой объем изученного материала по данной
теме, углубить и закрепить знания и проконтролировать его усвоение.
Такой урок отличается высокой организованностью и слаженностью. Материалы урока могут быть использованы
неоднократно в других группах. При необходимости они легко корректируются.
При подготовке презентации была обработана информация из различных источников: учебников по физике и
астрономии, справочников, энциклопедий (использовался метод сканирования), материал в цифровом виде (CD
“Открытая физика”, “Открытая астрономия”, “Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия”, “Репетитор по физике”).
Технологическая карта урока
Преподаватель
Саранцева Маргарита Юрьевна
Время проведения
урочное
Регламент проведения
45 минут
Участники занятия
студенты II курса
Тема раздела
рабочей программы
Электродинамика
Тема занятия
Электромагнитные волны
Тип занятия
интегрированный, обобщающий урок
Оборудование:
компьютер, мультимедийный проектор, экран
Программное обеспечение:
презентация по теме, обучающей программы “Открытая физика”, “Открытая
астрономия”, “Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия”, “Репетитор по физике”.
Цели урока:
 Показать значимость темы “Электромагнитные волны” в формировании представлений учащихся о физической
картине мира; уточнить представление о строении вещества; составить более полную картину структуры объектов
во Вселенной.
 Показать возможности компьютера в организации учебного процесса.
Задачи урока:
Образовательные:
• обобщить, систематизировать изученный раннее материал о всем диапазоне электромагнитных излучений;
• углубить знания по данной теме;
Развивающие:
• совершенствование интеллектуальных способностей и развитие речи обучающихся, формирование умений
выделять главное, сравнивать, обобщать, делать выводы;
• стимулирование интереса к предмету путем привлечения дополнительного материала;
• формирование потребности к углублению и расширению знаний.
Воспитательные:
• развитие познавательного интереса.
Ход урока:
Этапы урока
Содержание учебного материала
Деятельность преподавателя
Деятельность студента
I. Организационный
момент
Сообщение темы и целей урока. (слайд1,2)
Записывают тему урока.
II. Мотивация
Полный электромагнитный спектр занимает бесконечно большой
диапазон длин волн. Начиная от самых длинных, неопределенно
большой длины. Например, больше, чем расстояние Земли от
Солнца, равное приблизительно 150000000 км.
С длиной волны 1,5• 10
13
см. До самых коротких гамма-лучей радия с
длиной волны 4,7•10
-11
см.
Самые длинные волны длиннее самых коротких в 3•10
23
раз.
(слайд №3)
Пространство нашей Вселенной пронизано электромагнитным
излучением всех диапазонов с длинами волн от километров до
миллиардной части сантиметра, несущую разнообразную
информацию о далеких небесных объектах. На слайде №4
представлено распределение только рентгеновских источников по
небу в галактических координатах. Размер кружка на рисунке
пропорционален интенсивности источника. Видно, что самые яркие
источники концентрируются к галактическому центру.
На слайде №5 показано распределение гамма-излучение на небесной
сфере. Излучения распределены изотропно, то есть практически
приходят с любого направления.
В нашей повседневной жизни мы имеем дело с разными видами
электромагнитных излучений, которые используются в науке,
медицине, т.е. роль электромагнитных излучений велика, и
информации об электромагнитных волнах очень много.
Слушают преподавателя, делают
записи в тетради.
Сообщение плана урока (слайд №6).
III. Актуализация
знаний
1.Фронтальный опрос:
1.Какую волну называют электромагнитной? (слайд №7)
2. Какова история электромагнитных волн? (слайд №8)
3.Перечислите общие характеристики и свойства, позволяющие
объединить все виды электромагнитных излучений в шкалу
электромагнитных волн. (слайд №9)
-Скорость электромагнитной волны
является конечной и в вакууме равна
скорости света.
-Любой движущийся с ускорением
или колеблющийся заряд излучает
электромагнитные волны.
-Вокруг источника
электромагнитных волн происходит
периодическое изменение
характеристик электрического и
магнитного полей (векторов
напряженности и магнитной
индукции).
-Направления колебаний векторов
напряженности магнитной индукции
взаимно перпендикулярны, а также
перпендикулярно направлению
распространения волны, это значит,
что электромагнитные волны
поперечны.
-Уравнения бегущей гармонической
волны напряженности
электрического поля и индукции
магнитного поля представлены на
слайде №9.
Электромагнитные волны имеют
свойства: интерференции,
дифракции, поляризации,
дисперсии.
2.Решение задачи на применение соотношения волнового
движения (слайд №10)
В 1897 г. русский физик П.Н. Лебедев получил электромагнитное
излучение с длиной волны 6 мм. Вычислить частоту и период
таких волн.
Решение задачи для самопроверки дано на слайдах №29,30.
3.Обзор шкалы электромагнитных излучений (слайд №11)
4.Анализ источников электромагнитного излучения различных
диапазонов частот и выводы обучающихся.
Производят вычисления.
Дают характеристику каждому виду
электромагнитному излучения
(слайды №22 - 27, 31, 32).
Делают выводы.
Волны, относящиеся к I и II
участкам шкалы электромагнитных
волн представляют собой
искусственно возбуждаемое
электромагнитное излучение,
получаемое с помощью
колебательных контуров. С III
участка шкалы начинаются волны,
которые излучаются атомами и
молекулами вещества.
На данном слайде (слайд №15) приведен рисунок, иллюстрирующий
прозрачность земной атмосферы для электромагнитных волн
различных длин. Посмотрите внимательно и дайте комментарии к
рисунку.
На рисунке видно два окна
прозрачности земной атмосферы для
электромагнитных излучений.
Оптическое окно прозрачности –
лежит в области видимого
излучения. Другое окно
прозрачности – более широкое,
лежит в радиодиапазоне.
Атмосфера Земли совершенно
непрозрачна для излучения, длина
волны которого меньше 2,9·10
-5
см
(это диапазон УФ излучения).
Другой край оптического окна
прозрачности атмосферы
расположен в области с длиной
волны около 10
-4
см. Инфракрасные
лучи с большой длиной волны
сильно поглощаются парами
атмосферной воды. А в
радиодиапазоне через атмосферу
Земли проникают радиоволны с
длиной волны от 1 до 4 мм и от 8 до
20 м.
Проводя неатмосферные наблюдения, получают информацию,
которую несут излучения, поглощаемые или сильно изменяемые
земной атмосферой. В настоящее время в астрономии используются
практически все диапазоны от радиоволн до гамма-излучений.
Поэтому современную астрономию называют Всеволновой (слайд
№16).
Превращение астрономии во всеволновую позволило
зарегистрировать излучения из таких областей, где материя (то есть
вещество и излучение) находятся в так называемых экстремальных
(предельных) условиях, таких которые невозможно реализовать в
лабораториях на Земле. Мы рассмотрим только несколько источников
электромагнитного излучения: солнце, пульсары и квазары.
Сообщения обучающихся по
данным источникам излучения.
(слайды №33-35)
5. Выполнение тестового задания.
Тест
1. В каких случаях происходит излучение электромагнитных волн?
1.Электрон движется равномерно и прямолинейно.
2. Электрон движется равноускоренно и прямолинейно.
3.Электрон движется равномерно по окружности.
Ответы:
А. 2 и 3.
Б. Только 2.
В. Только 3.
Г. Только 1.
Д. 1,2,3.
2. Возникает ли электромагнитное излучение при торможении
протонов?
Ответы: А. Да. Б. Нет.
3. Какие из перечисленных ниже излучений обладают способностью к
дифракции на краю препятствия?
Ответы:
А.Все перечисленные ниже излучения.
Б.Радиоволны.
В.Видимое излучение (свет).
Г. Рентгеновское излучение.
4. Какие свойства будут обнаруживать электромагнитные волны
следующих диапазонов, падая на тело человека:
1. Радиоволны.
2. Рентгеновского диапазона.
3. Инфракрасного диапазона.
4. Ультрафиолетового.
Ответы:
А. Нагревают ткани.
Б. Вызывают покраснение кожи.
В. Почти полностью отражаются.
Г. Проходят через мягкие ткани.
5. Как изменится плотность потока излучения электромагнитных волн
при одинаковой амплитуде их колебаний в вибраторе, если частоту
колебаний уменьшить в 2 раза?
Ответы:
А. Уменьшится в 16 раз.
Б. Уменьшится в 4 раза.
В. Уменьшится в 2 раза.
Г. Не изменится.
Каким образом регистрируют электромагнитные излучения и
получают информацию о небесных объектах?
Раньше всю информацию о Вселенной получали в видимом
диапазоне с помощью оптических телескопов (слайд 36). В XX веке
появилась возможность анализировать данные, поступающие в
радиодиапазоне, для этого используют радиотелескопы (слайд 37). В
настоящее время исследование галактик и других объектов Вселенной
проводят в инфракрасном, ультрафиолетовом, рентгеновском
диапазонах с помощью детекторов, установленных на космических
кораблях и спутниках (слайд №38).
Космические аппараты позволили проводить исследования
космических объектов во всех диапазонах длин волн
электромагнитных излучений. На слайде (слайд№17) представлена
фотография растущей луны, сделанная в гамма-лучах; солнце в
рентгеновских лучах (слайд №39); млечный путь в различных
диапазонах (слайд №19).
Регистрируют электромагнитные
излучения и получают информацию
о небесных объектах с помощью
телескопов (слайды 17).
Выводы (слайд №20)
1. Исследования электромагнитного излучения имеют огромное
значение для уточнения наших представлений о строении вещества.
Исследования инфракрасного, видимого и ультрафиолетового
излучений помогли выяснить строение молекул и внешних
электронных оболочек атомов; изучение рентгеновского излучения
позволило установить строение внутренних электронных оболочек
атомов и структуру кристаллов, а излучение гамма-лучей дает много
ценных сведений о строении атомных ядер.
2.Анализ информации, полученной во всем спектре
электромагнитных волн, позволяет составить более полную картину
структуры объектов во Вселенной, тем самым расширить границы
познания природы.
IV. Домашнее задание.
Конспект урока.
Скачать материал

Физика - еще материалы к урокам: