Электромагниттік тол?ындар энергиясы. Электромагниттік тол?ындар ?асиеттері.

11 сынып №18 саба? ____________________

Саба?ты? та?ырыбы: Электромагниттік тол?ындар энергиясы. Электромагниттік тол?ындар ?асиеттері.

Саба?ты? ма?саты:

Білімділік ма?саты: О?ушы білімін, іскерлігін, да?ды де?гейін ба?ылау, ба?алау. Электромагниттік тол?ындар энергиясымен ж?не электромагниттік тол?ындар ?асиеттерімен таныстырып солар жайлы т?сінік ?алыптастыру.
Дамытушылы? ма?саты: О?ушыларды? білім де?гейін ж?не білім мазм?ныны? т?ра?тылы?ы мен оны игерудегі іскерлік пен да?дыны ба?ылау.
Т?рбиелік ма?саты: Адамгершілікке, ??ыптылы??а, ал?ырлы??а, отанс?йгіштікке, таби?атты аялау?а, сыйласты? пен ?дептілікке баулу.

Саба?ты? т?рі:жа?а білімді ?алыптастыру, жалпылау

Саба?ты? ?діс-т?сілдері: ??гіме, лекция, дискуссия, кітаппен ж?мыс.

Саба?ты? к?рнекіліктері: плакаттар, суреттер,

Саба?ты? барысы:

І. ДК. ?йымдастыру кезе?і:

1. С?лемдесу;

2. О?ушыларды т?гендеу;

3. Сынып болмесіні? тазалы?ын тексеру;

4. О?ушыларды? саба??а дайынды?ын тексеру (ж?мыс орны, отырыстары, сырт?ы т?рлері);

5. О?ушыларды? назарын саба??а аудару.

ІІ. ДК. ?й тапсырмасын тексеру, ?айталау.

А) теориялы? білімдерін тексеру.

?) практикалы? тапсырмаларын тексеру.

Б) есептерін тексеру.

ІІІ.ДК Білімді жан-жа?ты тексеру./ ІV. ДК. Жа?а материалды ?абылдау?а ?зірлік, ма?сат ?ою.

Б?гінгі негізгі ма?сатымыз о?улы? бойынша Электромагниттік тол?ындар энергиясымен ж?не электромагниттік тол?ындар ?асиеттерімен танысамыз.

Неліктен жабы? тербелмелі контур электромагнитті тол?ынды шы?арып тарата алмайды?
Неге ашы? вибраторда эм тербеліс кезінде тол?ын шы?арылады?
Герцті? эм тол?ынды ?оздыру ж?не тіркеу т?жірибелерін т?сіндірі?дер?
Тарат?ыш ж?не ?абылда?ыш вибраторларда ?ш?ынды? аралы? ?андай р?л ат?арады?
?андай физикалы? процестер эм тол?ын к?зі болып табылады?

V. ДК.Жа?а материалды ме?герту:

Шы?арыл?ан электромагниттік тол?ын ?зімен энергия тасиды. Тол?ын шы?арып таратуды? энергетикалы? сипаттамасыны? ма?ызы зор, ?йткені тол?ын шы?аратын к?здерді? оны? ?абылда?ыштарына тигізер ?серін ай?ындайды. Біз енді тол?ын шы?арып тарату сипаттамаларынын е? бастыларыны? бірімен танысамыз.

1 - сурет

2 – сурет

С?улелер а?ыныны? ты?ызды?ы. Ауданы S бетті ?арастырайы?, электромагниттік тол?ындар б?дан ?ткенде энергия тасымалдайды. 1-суретте сондай бір кішкене аудан кескінделген, онда?ы т?зу сызы?тар электромагниттік тол?ындарды? таралу ба?ытын к?рсетеді. Б?л с?улелер - тол?ынды? бетке перпендикуляр сызы?тар,S бетті? барлы? н?ктесінде тербелістер бірдей фазада ?теді. М?ндай беттер тол?ынды? беттер деп аталады.

Электромагниттік с?улелер а?ыныны? I ты?ызды?ы деп с?улелерге перпендикуляр, ауданы ішінде ?тетін DW электромагниттік энергияны? S ауданы мен Dt уа?ытты? к?бейтіндісіне ?атынасын айтады:

(1)

Шынды?ында м?ны? ?зі бетті? бірлік ауданынан ?тетін электромагниттік тол?ын шы?аруды? ?уаты (бірлік уа?ытта?ы энергия). Тол?ын а?ыныны? ты?ызды?ы СИ ж?йесінде, ватт б?лінген квадрат метр (Вт/м2) есебімен ?рнектеледі. Б?л шаманы кейде тол?ынны? интенсивтігі деп те атайды. І шамасын электромагниттік энергияны? ты?ызды?ы мен оны? таралу жылдамды?ы с ар?ылы ?рнектейік. С?улелерге перпендикуляр орналас?ан ауданы S бет та?дап алып, о?ан табан ретінде, жасаушысы с Dt цилиндрді ??райы? (2-сурет). Цилиндрді? к?лемі. Цилиндр ішіндегі электромагниттік ?рісті? энергиясы ты?ызды?ы мен к?леміні? к?бейтіндісіне те?: DW= wсDtS. Осы б?кіл энергия Dt уа?ыт ішінде цилиндрді? о? жа? табанынан ?тіп ?лгереді. Сонды?тан (1) формуладан табатынымыз: (2) я?ни тол?ын шы?ару а?ыныны? ты?ызды?ы электромагниттік энергияны? ты?ызды?ы мен оны? таралу жылдамды?ыны? к?бейтіндісіне те?.

Тол?ын шы?ару а?ыныны? ты?ызды?ы жары? к?зіне дейінгі ?ашы?ты??а ?аншалы?ты т?уелді екенін табайы?. Ол ?шін та?ы бір жа?а ??ым енгізу ?ажет болады.

Н?ктелік тол?ын к?зі. Электромагниттік тол?ындарды шы?ару к?здері алуан т?рлі болуы м?мкін. Соларды? е? ?арапайымы н?ктелік тол?ын к?зі болып табылады.

Егер жары? шы?аратын к?зді? ?лшемдері оны? ?сері ба?аланатын ара ?ашы?ты?тан к?п кіші болса, ол н?ктелік к?з деп саналады. Б??ан ?оса, ондай жары? к?зі электромагниттік тол?ындарды барлы? ба?ытта да бірдей интенсивлілікпен таратады деп есептеледі. Н?ктелік к?з — физикада ?абыддан?ан бас?а ?лгілер: материалды? н?кте, идеал газ, та?ы бас?алар сия?ты реал к?здерді? идеалдануы. Ж?лдыздар жары? шы?арады, я?ни электрмагниттік тол?ын шы?арады. Ж?лдыздар?а дейінгі ?ашы?ты?тар оларды? ?лшемдерінен к?п есе ?лкен болатынды?тан, на? осы ж?лдыздар н?ктелік к?зді? жа?сы ?лгісі болып табылады. Электромагниттік тол?ындарды? бойында?ы энергия таралатын бетті? аума?ы уа?ыт бойынша бар?ан сайын артып отырады. Сонды?тан бірлік уа?ыт ішінде бірлік ауданнан ?тетін энергия, я?ни тол?ын а?ыныны? ты?ызды?ы жары? к?зінен ?ашы?та?ан сайын кеми т?седі.

Толкын а?ыныны? ты?ызды?ы жары? к?зіне дейінгі ара ?ашы?ты??а ?алай т?уелді екенін аны?тау?а болады. Ол ?шін н?ктелік к?зді радиусы R, бетіні? ауданы S = 4pR2 сфераны? центріне ?ояйы?. Егер Dt уа?ыт ішінде барлы? ба?ытта тол?ын к?зі DW энергия шы?арады десек, онда

(3)

Н?ктелік к?зден шы?атын тол?ын а?ыныны? ты?ызды?ы жары? к?зіне дейінгі ?ашы?ты?ты? квадратына кері пропорционал кемиді.

Зарядтал?ан б?лшектер ?демелі ?оз?ал?анда ?ана электромагниттік тол?ын шы?ып таралады. Электр ?рісіні? кернеулігі мен электромагниттік тол?ындарды? магнит и?дукциясы шы?арылатьш б?лшектерді? ?деуіне пропорционал болады. Гармоникалы? тербелісте ?деу жиілікті? квадратына пропорционал. Сонды?тан электр ?рісіні? кернеулігі мен магниттік индукция жиілікті? квадратына пропорционал: (4)

Электр ?рісі энергиясыны? ты?ызды?ы ?ріс кернеулігіні? квадратына пропорционал. Магнит ?рісіні? энергиясы магнит индукциясыны? квадратына пропорционал екенін к?рсетуге болады. Электромагниттік ?ріс энергиясыны? толы? ты?ызды?ы электр ж?не магнит ?рістеріні? энергиялары ты?ызды?тарыны? ?осындысына те?. Сонды?тан тол?ын а?ыныны? І ты?ызды?ы, мынадай пропорционалды?та болады: Ал (4) бойынша Е ~w2 ж?не В ~w2, ендеше І~w4

Тол?ын а?ыныны? ты?ызды?ы жиілікті? т?ртінші д?режесіне пропорционал болады.

Зарядтал?ан б?лшектерді? тербеліс жиілігін екі есе арттыр?анда шы?арыл?ан энергия 16 есе артады. Радиостанция антенналарында осы себепті жиілігі жо?ары: онда?ан мы?нан онда?ан миллион герцке дейін тербелістерді ?оздырады. Жиілігі 50 Гц болатын ?ндірістік айнымалы токтар тол?ын шы?армайды деуге болады.

Электромагниттік тол?ындар энергия тасымалдамайды. Тол?ын а?ыны ты?ызды?ы (тол?ынны? интенсивтігі) энергия ты?ызды?ыны? оны? таралу жылдамды?ына к?бейтіндісіне те? болады. Тол?ынны? интенсивтігі жиілікті? т?ртінші д?режесіне пропорционал ж?не к?зден ?ашы?ты?ты? квадратына кері пропорционал кемиді.

VІ. ДК. О?ытылып отыр?ан о?у материалын ?абылдауда?ы о?ушы т?сінігін тексеру.

§3.4, 3.5 дайынды? с?ра?тарын талдау.

ЭМ тол?ын а?ыныны? ты?ызды?ы тол?ынны? ?андай сипаттамасы болып табылады?
Тол?ынны? энергиясыны? ЭМ тербеліс жиілігіне т?уелділігі ?андай?
Не себепті ЭМ тол?ындар металл бетінен жа?сы ша?ылады?
Тол?ындарды? интерференциясы дегеніміз не?
Тол?ындарды? поляризациясы дегеніміз не?

VІІ. ДК. О?ытылып отыр?ан о?у материалын бекіту немесе да?дыландыру ж?мыстарын ж?ргізу.

Есептер шы?арту: (3.4.1-3.4.7.),

VIІI.ДК. Ба?алау. ?й тапсырмасын беру: §3.4, 3.5 Есептер (3.4.8.-3.4.12.)

Вы уже знаете о суперспособностях современного учителя?

Тратить минимум сил на подготовку и проведение уроков.

Быстро и объективно проверять знания учащихся.

Сделать изучение нового материала максимально понятным.

Избавить себя от подбора заданий и их проверки после уроков.

Наладить дисциплину на своих уроках.

Получить возможность работать творчески.

=> ПОЛУЧИТЬ СУПЕРСПОСОБНОСТИ УЧИТЕЛЯ <=

Просмотр содержимого документа
«Электромагниттік тол?ындар энергиясы. Электромагниттік тол?ындар ?асиеттері.»

11 сынып №18 сабақ ____________________

Сабақтың тақырыбы: Электромагниттік толқындар энергиясы. Электромагниттік толқындар қасиеттері.

Сабақтың мақсаты:

Білімділік мақсаты: Оқушы білімін, іскерлігін, дағды деңгейін бақылау, бағалау. Электромагниттік толқындар энергиясымен және электромагниттік толқындар қасиеттерімен таныстырып солар жайлы түсінік қалыптастыру.
Дамытушылық мақсаты: Оқушылардың білім деңгейін және білім мазмұнының тұрақтылығы мен оны игерудегі іскерлік пен дағдыны бақылау.
Тәрбиелік мақсаты: Адамгершілікке, ұқыптылыққа, алғырлыққа, отансүйгіштікке, табиғатты аялауға, сыйластық пен әдептілікке баулу.

Сабақтың түрі:жаңа білімді қалыптастыру, жалпылау

Сабақтың әдіс-тәсілдері: Әңгіме, лекция, дискуссия, кітаппен жұмыс.

Сабақтың көрнекіліктері: плакаттар, суреттер,

Сабақтың барысы:

І. ДК. Ұйымдастыру кезеңі:

1. Сәлемдесу;

2. Оқушыларды түгендеу;

3. Сынып болмесінің тазалығын тексеру;

4. Оқушылардың сабаққа дайындығын тексеру (жұмыс орны, отырыстары, сыртқы түрлері);

5. Оқушылардың назарын сабаққа аудару.

ІІ. ДК. Үй тапсырмасын тексеру, қайталау.

А) теориялық білімдерін тексеру.

Ә) практикалық тапсырмаларын тексеру.

Б) есептерін тексеру.

ІІІ.ДК Білімді жан-жақты тексеру./ ІV. ДК. Жаңа материалды қабылдауға әзірлік, мақсат қою.

Бүгінгі негізгі мақсатымыз оқулық бойынша Электромагниттік толқындар энергиясымен және электромагниттік толқындар қасиеттерімен танысамыз.

Неліктен жабық тербелмелі контур электромагнитті толқынды шығарып тарата алмайды?
Неге ашық вибраторда эм тербеліс кезінде толқын шығарылады?
Герцтің эм толқынды қоздыру және тіркеу тәжірибелерін түсіндіріңдер?
Таратқыш және қабылдағыш вибраторларда ұшқындық аралық қандай рөл атқарады?
Қандай физикалық процестер эм толқын көзі болып табылады?

V. ДК.Жаңа материалды меңгерту:

Шығарылған электромагниттік толқын өзімен энергия тасиды. Толқын шығарып таратудың энергетикалық сипаттамасының маңызы зор, өйткені толқын шығаратын көздердің оның қабылдағыштарына тигізер әсерін айқындайды. Біз енді толқын шығарып тарату сипаттамаларынын ең бастыларының бірімен танысамыз.

1 - сурет

2 – сурет

Сәулелер ағынының тығыздығы. Ауданы S бетті қарастырайық, электромагниттік толқындар бұдан өткенде энергия тасымалдайды. 1-суретте сондай бір кішкене аудан кескінделген, ондағы түзу сызықтар электромагниттік толқындардың таралу бағытын көрсетеді. Бұл сәулелер - толқындық бетке перпендикуляр сызықтар,S беттің барлық нүктесінде тербелістер бірдей фазада өтеді. Мұндай беттер толқындық беттер деп аталады.

Электромагниттік сәулелер ағынының I тығыздығы деп сәулелерге перпендикуляр, ауданы ішінде өтетін DW электромагниттік энергияның S ауданы мен Dt уақыттың көбейтіндісіне қатынасын айтады:

(1)

Шындығында мұның өзі беттің бірлік ауданынан өтетін электромагниттік толқын шығарудың қуаты (бірлік уақыттағы энергия). Толқын ағынының тығыздығы СИ жүйесінде, ватт бөлінген квадрат метр (Вт/м²) есебімен өрнектеледі. Бұл шаманы кейде толқынның интенсивтігі деп те атайды. І шамасын электромагниттік энергияның тығыздығы мен оның таралу жылдамдығы с арқылы өрнектейік. Сәулелерге перпендикуляр орналасқан ауданы S бет таңдап алып, оған табан ретінде, жасаушысы с Dt цилиндрді құрайық (2-сурет). Цилиндрдің көлемі . Цилиндр ішіндегі электромагниттік өрістің энергиясы тығыздығы мен көлемінің көбейтіндісіне тең: DW= wсDtS. Осы бүкіл энергия Dt уақыт ішінде цилиндрдің оң жақ табанынан өтіп үлгереді. Сондықтан (1) формуладан табатынымыз: (2) яғни толқын шығару ағынының тығыздығы электромагниттік энергияның тығыздығы мен оның таралу жылдамдығының көбейтіндісіне тең.

Толқын шығару ағынының тығыздығы жарық көзіне дейінгі қашықтыққа қаншалықты тәуелді екенін табайық. Ол үшін тағы бір жаңа үғым енгізу қажет болады.

Нүктелік толқын көзі. Электромагниттік толқындарды шығару көздері алуан түрлі болуы мүмкін. Солардың ең қарапайымы нүктелік толқын көзі болып табылады.

Егер жарық шығаратын көздің өлшемдері оның әсері бағаланатын ара қашықтықтан көп кіші болса, ол нүктелік көз деп саналады. Бұған қоса, ондай жарық көзі электромагниттік толқындарды барлық бағытта да бірдей интенсивлілікпен таратады деп есептеледі. Нүктелік көз — физикада қабыдданған басқа үлгілер: материалдық нүкте, идеал газ, тағы басқалар сияқты реал көздердің идеалдануы. Жұлдыздар жарық шығарады, яғни электрмагниттік толқын шығарады. Жұлдыздарға дейінгі қашықтықтар олардың өлшемдерінен көп есе үлкен болатындықтан, нақ осы жұлдыздар нүктелік көздің жақсы үлгісі болып табылады. Электромагниттік толқындардың бойындағы энергия таралатын беттің аумағы уақыт бойынша барған сайын артып отырады. Сондықтан бірлік уақыт ішінде бірлік ауданнан өтетін энергия, яғни толқын ағынының тығыздығы жарық көзінен қашықтаған сайын кеми түседі.

Толкын ағынының тығыздығы жарық көзіне дейінгі ара қашықтыққа қалай тәуелді екенін анықтауға болады. Ол үшін нүктелік көзді радиусы R, бетінің ауданы S = 4pR² сфераның центріне қояйық. Егер Dt уақыт ішінде барлық бағытта толқын көзі DW энергия шығарады десек, онда

(3)

Нүктелік көзден шығатын толқын ағынының тығыздығы жарық көзіне дейінгі қашықтықтың квадратына кері пропорционал кемиді .

Зарядталған бөлшектер үдемелі қозғалғанда ғана электромагниттік толқын шығып таралады. Электр өрісінің кернеулігі мен электромагниттік толқындардың магнит иңдукциясы шығарылатьш бөлшектердің үдеуіне пропорционал болады. Гармоникалық тербелісте үдеу жиіліктің квадратына пропорционал. Сондықтан электр өрісінің кернеулігі мен магниттік индукция жиіліктің квадратына пропорционал: (4)

Электр өрісі энергиясының тығыздығы өріс кернеулігінің квадратына пропорционал. Магнит өрісінің энергиясы магнит индукциясының квадратына пропорционал екенін көрсетуге болады. Электромагниттік өріс энергиясының толық тығыздығы электр және магнит өрістерінің энергиялары тығыздықтарының қосындысына тең. Сондықтан толқын ағынының І тығыздығы, мынадай пропорционалдықта болады: Ал (4) бойынша Е ~w² және В ~w², ендеше І~w⁴

Толқын ағынының тығыздығы жиіліктің төртінші дәрежесіне пропорционал болады.

Зарядталған бөлшектердің тербеліс жиілігін екі есе арттырғанда шығарылған энергия 16 есе артады. Радиостанция антенналарында осы себепті жиілігі жоғары: ондаған мыңнан ондаған миллион герцке дейін тербелістерді қоздырады. Жиілігі 50 Гц болатын өндірістік айнымалы токтар толқын шығармайды деуге болады.

Электромагниттік толқындар энергия тасымалдамайды. Толқын ағыны тығыздығы (толқынның интенсивтігі) энергия тығыздығының оның таралу жылдамдығына көбейтіндісіне тең болады. Толқынның интенсивтігі жиіліктің төртінші дәрежесіне пропорционал және көзден қашықтықтың квадратына кері пропорционал кемиді.

VІ. ДК. Оқытылып отырған оқу материалын қабылдаудағы оқушы түсінігін тексеру.

§3.4, 3.5 дайындық сұрақтарын талдау.