Тема урока: Длина волны. Скорость распространения волн.
Тип урока: урок сообщения новых знаний.
Цель: ввести понятия длина и скорость волны, научить обучающихся применять формулы для нахождения длины и скорости волны.
Задачи:
уметь сравнивать виды волн и , делать выводы
получить связь между скоростью распространения волны, длиной волны и частотой
познакомить с новым понятием: длина волны
научить обучающихся применять формулы для нахождения длины и скорости волны
уметь анализировать график, сравнивать, делать выводы
Технические средства:
-персональный компьютер
-мультимедиа проектор
-презентация PowerPoint к уроку
План занятия:
1. Организация начала урока.
2. Актуализация знаний учащихся.
3. Усвоение новых знаний.
4. Закрепление новых знаний.
5. Подведение итогов урока.
6. Информация о домашнем задании.
1. Организация начала урока. Приветствие.
- Добрый день! Давайте поприветствуем друг друга. Для этого просто улыбнитесь друг другу. Я надеюсь, что сегодня в течение всего урока будет присутствовать доброжелательная атмосфера. А для снятия состояния тревоги и напряженности.(звук прибоя)
С каким понятием мы познакомились на последнем уроке! (Волна)
Вопрос: что такое волна? (Возмущения, распространяющиеся в пространстве, удаляясь от места их возникновения, называются волной)
Вопрос: какие величины характеризуют колебательное движение? (Амплитуда, период и частота)
Вопрос: а будут ли эти величины являться характеристиками волны? (Да)
Вопрос: почему? (волна - колебания)
Вопрос: что же мы будем изучать сегодня на уроке? (изучать характеристики волны)
Абсолютно все в этом мире происходит с какой-либо скоростью. Тела не перемещаются моментально, для этого требуется время. Не являются исключением и волны, в какой бы среде они не распространялись. Если вы бросите камень в воду озера, то возникшие волны дойдут до берега не сразу. Для продвижения волн на некоторое расстояние необходимо время, следовательно, можно говорить о скорости распространения волн.
Существует еще одна важная характеристика это длина волны.
Сегодня мы познакомимся с этим понятием. И получим связь между скоростью распространения волны, длиной волны и частотой.
2. Актуализация знаний учащихся.
И так мы продолжаем изучать механические волны.
-Если в воду бросить камень, то от места возмущения побегут круги. Будут чередоваться гребни и впадины. Эти круги дойдут до берега.
Пришёл большой мальчик и бросил большой камень. Пришел маленький мальчик и бросил маленький камень.
Вопрос: будут ли отличаться волны? (Да)
Вопрос: чем? (Высотой)
Вопрос: а как назвать высоту гребня? (Амплитудой колебания)
Вопрос: а как называется время, которое проходит волна от одного колебания до другого? (Периодом колебания)
Вопрос: частицы колеблются. А происходит ли перенос вещества? ( Нет)
Вопрос: А что передаётся? (Энергия)
Волны, наблюдаемые в природе, нередко переносят огромную энергию.
Мне бы хотелось предложить кому- нибудь кто желает изучить материал о цунами и на следующем уроке рассказать нам об этом явлении.
1 слайд
Вопрос: как называются такие волны? (Такие волны называются поперечными)
Вопрос- Определение: волны, в которых частицы среды колеблются перпендикулярно направлению распространения волны, называются поперечными.
2 слайд
Вопрос: какая волна была показана? (Продольная)
Вопрос- Определение: волны, в которых колебания частиц среды происходят в направлении распространения волны, называются продольными.
3 слайд
Вопрос: чем она отличается от поперечной волны? (Нет гребней и впадин, а есть сгущения и разрежения)
Вопрос: Есть тела в твёрдом, жидком и газообразном состоянии. Какие волны в каких телах могут распространяться?
Ответ 1:
В твёрдых телах возможны продольные и поперечные волны, так как в твёрдых телах возможны упругие деформации сдвига, растяжения и сжатия
Ответ 2:
В жидкостях и газах возможны только продольные волны, так как упругих деформаций сдвига в жидкостях и газах нет
3. Усвоение новых знаний.
Откройте тетради и запишите тему урока:
4 слайд
Длина волны. Скорость распространения волн.
5 слайд
Рассмотрим более подробно процесс передачи колебаний от точки к точке при распространении поперечной волны. Для этого обратимся к рисунку, на котором показаны различные стадии процесса распространения поперечной волны через промежутки времени, равные ¼Т.
На рисунке а) изображена цепочка пронумерованных шариков. Это модель: шарики символизируют частицы среды. Будем считать, что между шариками, как и между частицами среды, существуют силы взаимодействия, в частности при небольшом удалении шариков друг от друга возникает сила притяжения.
Схема процесса распространения в пространстве поперечной волны
Если привести первый шарик в колебательное движение, т. е. заставить его двигаться вверх и вниз от положения равновесия, то благодаря силам взаимодействия каждый шарик в цепочке будет повторять движение первого, но с некоторым запаздыванием (сдвигом фаз). Это запаздывание будет тем больше, чем дальше от первого шарика находится данный шарик. Так, например, видно, что четвёртый шарик отстаёт от первого на 1/4 колебания (рис б). Ведь когда первый шарик прошёл 1/4 часть пути полного колебания, максимально отклонившись вверх, четвёртый шарик только начинает движение из положения равновесия. Движение седьмого шарика отстаёт от движения первого на 1/2 колебания (рис. в), десятого — на 3/4 колебания (рис. г). Тринадцатый шарик отстаёт от первого на одно полное колебание (рис д), т. е. находится с ним в одинаковых фазах. Движения этих двух шариков совершенно одинаковы (рис. е).
Запись в тетрадь: Расстояние между ближайшими друг к другу точками, колеблющимися в одинаковых фазах, называется длиной волны (λ).
6 слайд
Длина волны обозначается греческой буквой λ («ламбда»). Расстояние между первым и тринадцатым шариками (см. е), вторым и четырнадцатым, третьим и пятнадцатым и так далее, т. е. между всеми ближайшими друг к другу шариками, колеблющимися в одинаковых фазах, будет равно длине волны λ.
Вопрос: какая величина одинакова для этих точек, если это волновое движение? (Период)
7 слайд
Запись в тетрадь: длиной волны называется расстояние, на которое распространяется волна за время, равное периоду колебания в ее источнике. Она равна расстоянию между соседними гребнями или впадинами в поперечной волне и между соседними сгущениями или разряжениями в продольной волне.
Вопрос: по какой формуле будем считать λ?
Подсказка: Что такое λ? Это расстояние…
Вопрос: А по какой формуле считают расстояние? Скорость умноженная на время
Вопрос: А какое время?(Периода)
получаем формулу длины волны.
λ = VT,
где λ — скорость волны, V- её скорость, T- период.
Поскольку период колебаний связан с их частотой зависимостью Т = 1/ν , то длина волны может быть выражена через скорость волны и частоту:
λ = V/ν.
Таким образом, длина волны зависит от частоты (или периода) колебаний источника, порождающего эту волну, и от скорости распространения волны.
Формулу списать.
Самостоятельно получить формулы для нахождения скорости волны.
V = λ/T и V = λν.
8 слайд
Формулы для нахождения скорости волны справедливы как для поперечных, так и для продольных волн. Длину волны λ, при распространении продольных волн можно представить с помощью рисунка. На нём изображена (в разрезе) труба с поршнем. Поршень совершает колебания с небольшой амплитудой вдоль трубы. Его движения передаются прилегающим к нему слоям воздуха, заполняющего трубу. Колебательный процесс постепенно распространяется вправо, образуя в воздухе разрежения и сгущения. На рисунке даны примеры двух отрезков, соответствующих длине волны λ. Очевидно, что точки 1 и 2 являются ближайшими друг к другу точками, колеблющимися в одинаковых фазах. То же самое можно сказать про точки 3 и 4.
Вопрос: А от чего зависит скорость распространения волны?
Подсказка: Два одинаковых камня уронили с одинаковой высоты. Один в воду, а другой в растительное масло. С одинаковой скорость будут распространяться волны?
Запись в тетрадь: Скорость распространения волн зависит от упругих свойств вещества и его плотности.
4. Закрепление новых знаний.
научить учащихся применять формулы для нахождения длины и скорости волны.
Решение задач:
1. Расстояние между ближайшими гребнями волны в море 20м. С какой скоростью распространяется волна. Если период колебаний частиц в волне 10 с?
Дано: Решение
λ =20 м V = λ/T=20 м : 10 с = 2 м/с
Т= 10 с
Найти: V. Ответ: V = 2 м/с
2. Рыболов заметил, что за 5с поплавок совершил на волнах 10 колебаний, а расстояние между соседними горбами волн 1м. Какова скорость распространения волн?
Дано: Решение
t=5 c Т =t /N=5 c : 10 = 0,5с
N= 10 V = λ/T=1 м : 0,5 с = 2 м/с
λ =1 м
Найти: V. Ответ: V = 2 м/с
3. Частота колебаний в волне 10000Гц, а длина волны 2 мм. Определить скорость волны.
Дано: СИ Решение
λ =2 мм 0,002 м Т.к. λ = VT , Т = 1/ν, λ = V/ν, то V = λν= 0,002 м*10000 Гц=
ʋ= 10000 Гц = 20 м/с
Найти: V. Ответ: V = 20 м/с
4. Длина волны равна 2 м, а скорость её распространения 400 м/с. Определить. Сколько полных колебаний совершает эта волна за 0,1 с.
Дано: Решение
V=400 м/с λ = VT =› T= λ / V тогда n = Δt/T= V / λ* Δt=400 м/с* 0,1 c/2м=20
Δt = 0,1 c
λ =2 м
Найти: n. Ответ: n = 20
5. Подведение итогов урока.
Рефлексия
Посмотрите пожалуйста на карточки, которые лежат на столах. И определите своё настроение! По окончании урока карточку вашего настроения оставьте у меня на столе!
6. Информация о домашнем задании.
§33, упр. 28
Заключительное слово учителя:
Я хочу вам пожелать меньше колебаний в вашей жизни. Шагайте по дороге знаний уверено.