Elektromágneses mezők bemutatása. Prezentáció egy fizikaórához az „Elektromágneses tér és az elektromágneses hullámok” témában. EMP védelmi intézkedések

1. dia

2. dia

Az elektromágneses mező az anyag olyan speciális formája, amelyen keresztül kölcsönhatás lép fel az elektromosan töltött részecskék között

3. dia

4. dia

A töltések elektromos mezőt hoznak létre. Például az ebonit villamosításával kapcsolatos összes jól ismert iskolai kísérletben elektromos tér jelen van. Mágneses tér jön létre, amikor elektromos töltések mozognak a vezetőn. Az elektromos tér nagyságának jellemzésére az elektromos térerősség fogalmát használjuk, jele E, mértékegysége V/m (Volts-per-meter). A mágneses tér nagyságát a H mágneses térerősség jellemzi, mértékegysége A/m (Amper-per-meter). Ultraalacsony és extrém alacsony frekvenciák mérésénél gyakran használják a B mágneses indukció fogalmát is, a T mértékegység (Tesla), a T egy milliomod része 1,25 A/m-nek felel meg.

5. dia

Definíció szerint az elektromágneses mező az anyag olyan speciális formája, amelyen keresztül kölcsönhatás lép fel az elektromosan töltött részecskék között. Az elektromágneses tér létezésének fizikai okai azzal kapcsolatosak, hogy az időben változó E elektromos tér H mágneses teret, a változó H pedig örvényes elektromos teret hoz létre: mind az E, mind a H komponens folyamatosan változó, mindegyik gerjeszti. Egyéb. Az álló vagy egyenletesen mozgó töltött részecskék EMF-je elválaszthatatlanul kapcsolódik ezekkel a részecskékkel. A feltöltött részecskék felgyorsult mozgásával az EMF „elszakad” tőlük, és elektromágneses hullámok formájában önállóan létezik anélkül, hogy a forrás eltávolításával eltűnne (például a rádióhullámok még áram hiányában sem tűnnek el az őket kibocsátó antenna). Az elektromágneses hullámokat hullámhossz jellemzi, szimbólum - l (lambda). A sugárzást generáló és lényegében elektromágneses rezgéseket létrehozó forrást f-vel jellemezzük.

6. dia

7. dia

Az EMF fő forrásai Az EMF fő forrásai közé sorolhatjuk: Villamos közlekedés (villamosok, trolibuszok, vonatok,...) Villamos vezetékek (városi világítás, nagyfeszültség,...) Villamos vezetékek (épületeken belül, távközlés,. ..) Háztartási elektromos készülékek Televízió- és rádióállomások (műsorszóró antennák) Műholdas és cellás kommunikáció (műsorszóró antennák) Radarok Személyi számítógépek

Az óra típusa: Meglévő tudásra épülő tudás elsajátításának lecke (általánosító és rendszerezés elemekkel).

Az óra céljai:

nevelési: megismételni és általánosítani a tanulók elektromos és mágneses terekkel kapcsolatos ismereteit; bevezetni az elektromágneses tér fogalmát; hogy a tanulókban elképzelést alkosson az elektromos és mágneses mezőkről, mint egyetlen egészről - egyetlen elektromágneses mezőről.

• fejlesztés : a mentális tevékenység aktiválása (összehasonlításképpen); az összehasonlításhoz, a minták azonosításához, az általánosításhoz és a logikus gondolkodáshoz szükséges készségek fejlesztése.
• nevelési : fejleszti a nehézségek leküzdésének képességét, meghallgatja az ellenfeleit, megvédi álláspontját, tisztel másokat.

Az oktatási tevékenység szervezésének formái: frontális, egyéni.

Tanítási módok: részleges keresés ( heurisztikus beszélgetés), programozás tanítása (kérdések vannak feltéve), klaszter módszer, az órát szemléltető előadás kíséri

Az oktatás eszközei: projektor, PC.

Az ellenőrzés típusai: végső ellenőrzés az órán végzett tevékenység eredményei alapján.

Tanterv

1.Az óra kezdetének megszervezése.

1. Az ismeretek aktualizálása, összegzése
2. Új anyagok tanulása.

4. Az ismeretek, készségek és képességek megszilárdítása. Klaszter módszer

1. Házi feladat.
2. Reflexió és osztályozás.

Az órák alatt

ÉN.Az óra kezdetének megszervezése.

1. dia Óra témája

A vizsgált téma jelentőségének indoklása Elég régóta foglalkozunk elektromos és mágneses jelenségekkel. Elérkezett az idő, hogy a kapott információkat összegezzük, lehetőség szerint rendszerezzük, és a különböző elektromágneses jelenségeket egységük és általánosságuk szempontjából vizsgáljuk meg.

Célok és óraterv megfogalmazása

II. Az ismeretek aktualizálása, összegzése

2. dia Az elektromosság és a mágnesesség kapcsolata

Hogyan magyarázták a mágneses és elektromos mezőket egészen a 19. század elejéig? Kialakult közöttük kapcsolat, vagy két teljesen független jelenségként fogták fel őket?

Kérem, emlékezzen, milyen jelenségek jelezték az elektromosság és a mágnesesség kapcsolatát?

Mely tudósok járultak hozzá az elektromosság és a mágnesesség kapcsolatának elméletének kidolgozásához?

3. dia Oersted portréja

4. dia Oersted tapasztalata

Magyarázza el az ábrán ábrázolt Oersted kísérletének lényegét?

Mit sikerült Oerstednek megállapítania?

5. dia Ampere portréja

6. dia Ampere törvénye

Mi látható a képen? (mágneses tér hatása egy áramvezetőre)

Milyen paraméterek határozzák meg a mágneses térbe helyezett áramvezetőre ható erőt?

Hogyan határozható meg ennek az erőnek az iránya?

Fogalmazd meg az Ampere-törvényt!

Hogyan fog kölcsönhatásba lépni két áramvezető vezeték? (2. ábra a dián)

Emlékezzünk arra, hogy Ampere milyen hipotézist terjesztett elő a testek mágneses tulajdonságainak magyarázatára?

7. dia Faraday portréja

8. dia Elektromágneses indukció

Milyen jelenséget figyelhetett meg Faraday? Mi az általa végzett kísérletek lényege? (magyarázza a dián látható diagram alapján)

Milyen más módon figyelhető meg az indukált áram megjelenése? (2. ábra a dián)

Milyen következtetést vont le Faraday kísérleteiből?

Fogalmazzuk meg az elektromágneses indukció jelenségének lényegét.

9. dia Összegzés és összegzés

Milyen általános következtetéseket lehet levonni a 19. század három nagy felfedezése alapján? Hogyan függ össze az elektromosság és a mágnesesség?

Tehát a 19. század közepére. ismert volt:

1. Az elektromos áram (mozgó töltések) mágneses teret hoz létre maga körül.
2. Az állandó mágneses tér orientáló hatással van az áramot vezető vezetőre (és mozgó töltésekre)
3. A váltakozó mágneses tér képes elektromos áramot generálni (azaz elektromos téren keresztül a töltött részecskék irányított irányba mozogni)

És egy skót azon tűnődött,Használjon rávezető kérdéseket, hogy megpróbálja rávezetni a tanulókat ugyanarra a gondolatra):

ha egy váltakozó mágneses tér elektromos teret hoz létre, akkor nincs-e inverz folyamat a természetben? Az elektromos tér viszont nem generál mágneses teret??

III. Új anyagok tanulása.(vezető kérdések, heurisztikus beszélgetés kíséretében)

10. dia Maxwell portréja

11. dia Maxwell hipotézise

Mit lehet feltételezni a fentiek alapján? Mi történik, ha változó mágneses mezőnk lesz? (Maxwell hipotézise)

Maxwell hipotézise: Amikor egy elektromos tér idővel változik, mágneses teret hoz létre.

A hipotézist kísérlettel kell megerősíteni.

Hogyan lehet váltakozó elektromos teret előállítani?

1. ábra Kondenzátor elektromos tere.

A kondenzátor feltöltésekor a lemezek közötti térben változó elektromos mező van .

Gondoljuk végig, hogyan nézhet ki a váltakozó elektromos tér által keltett mágneses tér? (ehhez felidézhetünk és analógiát vonhatunk le egy áramvezető által keltett mágneses térrel)

2. ábra Változó elektromos tér örvény mágneses teret hoz létre

A változó elektromos tér ugyanazt a mágneses teret hozza létre, mintha egy kondenzátor lemezei között elektromos áram lenne.

12. dia A B mágneses indukciós vektor iránya:

A generált mágneses tér mágneses indukciójának vonalai lefedik az elektromos térerősség vonalait.

Amikor az elektromos térerősség növekszik, a mágneses indukciós vektor iránya jobb oldali csavart képez az E vektor irányával. Ha csökken, akkor bal oldali csavart ( magyarázó rajz) .

Amikor a mágneses tér megváltozik, a kép hasonló ( magyarázó rajz) .

Milyen következtetést sugall ez?

13. dia Maxwell levezetése

A mezők külön-külön, egymástól függetlenül nem léteznek.

Lehetetlen váltakozó mágneses mező létrehozása anélkül, hogy egyidejűleg ne hoznánk létre elektromos mezőt a térben. És fordítva,

Váltakozó elektromos tér nem létezik mágneses tér nélkül.

Az elektromos és mágneses mezők egyetlen egész megnyilvánulása - ELEKTROMÁGNESES MEZŐ.

Nem kevésbé fontos az a tény, hogy elektromos tér mágneses tér nélkül, és fordítva, csak létezhet bizonyos vonatkoztatási rendszerekkel kapcsolatban.

Így a nyugalmi töltés csak elektromos mezőt hoz létre. De a töltés csak egy bizonyos vonatkoztatási rendszerhez képest nyugalomban van, egy másikhoz képest pedig elmozdul, és ezért mágneses teret hoz létre.

14. dia Az elektromágneses tér definíciója

Elektromágneses mező- az anyag speciális formája, amelyen keresztül az elektromosan töltött részecskék közötti kölcsönhatás lép fel.

A vákuumban kialakuló elektromágneses teret az E elektromos térerősség-vektor és a B mágneses indukció jellemzi, amelyek meghatározzák a térből álló és mozgó töltött részecskékre ható erőket.

15. dia Következtetés

1864-ben J. Maxwell megalkotja elektromágneses tér elmélet, amely szerint az elektromos és mágneses mezők egyetlen egész - az elektromágneses tér - egymással összefüggő összetevőiként léteznek.

Ez az elmélet a egyetlen nézőpontja magyarázta az összes korábbi elektrodinamikai vizsgálat eredményét

IV. Az ismeretek, készségek és képességek megszilárdítása. Klaszter módszer

Kulcsszó: „Elektromágneses mező”

V. Házi feladat: § 17

VI. Reflexió és osztályozás.

A prezentáció előnézetének használatához hozzon létre egy Google-fiókot, és jelentkezzen be: https://accounts.google.com

Diafeliratok:

ELEKTROMÁGNESES MEZŐ

Az óra céljai: Adja meg az elektromágneses tér fogalmát, ismertesse az elektromágneses tér tulajdonságait

Óra menete Frontális felmérés Problémamegoldás 3. Történelmi háttér 4. Az elektromágneses tér fogalma 5. Anyagerősítés 6. Házi feladat

1. Frontális felmérés 1) Milyen áramot nevezünk váltakozó áramnak? Válasz: A váltakozó áram olyan elektromos áram, amely időnként változik nagyságában és irányában.

2) Mekkora a váltakozó áram szabványos frekvenciája Oroszországban? ν = 50 Hz

3) Hol használnak váltóáramot? Válasz: a váltakozó elektromos áramot főleg elektromechanikus indukciós generátorok használják, pl. amelyben a mechanikai energia elektromos energiává alakul.

2. Problémamegoldás 1) Egy kétpólusú váltakozó áramú gép forgórésze percenként 120 fordulatot tesz meg. Határozza meg az áramingadozás periódusát!

Adott: Megoldás: N= 120 T= t/N t =1min T=60s/120 fordulat =0.5s T-? Válasz: T=0,5 s.

2) A grafikon segítségével határozza meg a rezgések amplitúdóját, periódusát és frekvenciáját

Válasz: X m = 0,1 m T = 1 s ν = 1 Hz

3. Történelmi háttér A mágnes története több mint két és fél ezer éves múltra tekint vissza. A Kr.e. 6. században. Az ókori kínai tudósok felfedeztek egy ásványt, amely vonzza a vastárgyakat.

Az ókorban úgy próbálták megmagyarázni a mágnes tulajdonságait, hogy „élő lelket” tulajdonítottak neki. A mágnes az ókori emberek elképzelései szerint „ugyanazért rohant a vas felé, mint a kutya egy darab hús felé”

Most már tudjuk: minden mágnes körül van mágneses tér.

1808-ban egy villámcsapástól megrongálódott hajó saját erejéből alig ért el az egyik francia kikötő mólójához. Felszállt egy bizottság, amelyben François Argot is volt, egy briliáns tudós, aki 23 évesen lett akadémikus. Argo észrevette, hogy egy villámcsapás következtében minden iránytű tűje újramágneseződött. Argo azonban nem tudott következtetést levonni az elektromosság és a mágnesesség kapcsolatáról.

Hans Christian Oersted 1820. február 15-én állapította meg: a vezető közelében elhelyezett mágneses tű egy bizonyos szögben forog, amikor áram folyik át rajta. Az áramkör nyitásakor a nyíl visszatér eredeti helyzetébe.

ERSTED Hans Christian

Oersted kísérlete lehetővé tette számára, hogy arra a következtetésre jutott, hogy az elektromos árammal rendelkező vezetőt körülvevő térben mágneses tér van.

1820 Ampere azt javasolta, hogy az állandó mágnesek mágneses tulajdonságai a testek molekuláiban keringő sok körkörös áramnak köszönhetők.

Oersted és Ampere kísérletei, amelyek az elektromosság és a mágnesesség összefüggését bizonyították, mély érdeklődést váltottak ki az elektromágnesesség iránt az ifjú Faradayban. Nem meglepő, hogy már 1821-ben. Faraday ezt írja a naplójába feladatként: "Alakítsa át a mágnesességet elektromossággá"

1831 Michael Faraday felfedezi az elektromágneses indukció jelenségét. Mi az elektromágneses indukció jelensége?

A zárt vezető áramkörébe behatoló mágneses fluxus bármilyen változása esetén indukált áram keletkezik ebben a vezetőben.

Az indukciós áram olyan váltakozó mágneses térben keletkező áram, amely áthatol egy vezető zárt áramkörén, elektromos mezőt hozva létre benne, amelynek hatására áram keletkezik.

Faraday bebizonyította, hogy egy vezető zárt áramkörén áthatoló váltakozó mágneses tér elektromos teret hoz létre benne, amelynek hatására indukált áram keletkezik.

1831-ben Angliában született James Clarke Maxwell, aki 1865-ben vezette be az elektromágneses tér fogalmát a fizikába.

Elméletileg bebizonyította. Bármilyen változás a mágneses térben az idő múlásával váltakozó elektromos mezőt eredményez, és az elektromos tér időbeli változása váltakozó mágneses mezőt eredményez

Ezek az egymást generáló váltakozó elektromos és mágneses mezők egyetlen elektromágneses mezőt alkotnak. Az elektromágneses mező forrásai a felgyorsult mozgó elektromos töltések.

Valójában elektromos és mágneses mezők keletkeznek az elektromos töltések körül, és az elektromos tér minden vonatkoztatási rendszerben létezik, a mágneses tér pedig abban, amelyhez képest a töltések mozognak.

Az állandó sebességgel mozgó töltések körül állandó mágneses tér jön létre (például egy vezető körül, amelyen egyenáram folyik át).

De ha az elektromos töltések gyorsulással vagy oszcillációval mozognak, akkor az általuk létrehozott elektromos mező periodikusan változik. A váltakozó elektromos mező váltakozó mágneses teret hoz létre a térben, ami viszont váltakozó elektromos mezőt hoz létre stb.

Lehetetlen váltakozó mágneses mező létrehozása anélkül, hogy egyidejűleg ne hoznánk létre elektromos mezőt a térben. Ezzel szemben a váltakozó elektromos tér nem létezhet mágneses tér nélkül.

A váltakozó elektromos teret örvénytérnek nevezzük, mivel az erővonalai zártak, mint a mágneses tér indukciós vonalai.

Egy elektrosztatikus tér (azaz egy állandó tér, amely nem változik az időben), amely az álló töltésű testek körül létezik. Az elektrosztatikus erővonalak pozitív töltéseknél kezdődnek és negatív töltéseknél érnek véget.

Melyik ábra mutatja az örvényt és az elektrosztatikus tereket?

Elektrosztatikus tér Vortex elektromos tér

A Maxwell által megalkotott elmélet, amely 22 évvel a kísérleti felfedezés előtt lehetővé tette az elektromágneses tér létezésének előrejelzését, a tudományos felfedezések közül a legnagyobbnak számít, amelynek a tudomány és a technika fejlődésében betöltött szerepét aligha lehet túlbecsülni.

5. Az anyag rögzítése Az elektromágneses tér tulajdonságai

Az elektromágneses tér tulajdonságai A mágneses teret csak mozgó töltések, különösen elektromos áram generálják; Az elektromágneses tér forrásai a gyorsított mozgó elektromos töltések; A mágneses mezőt a mágnestűre gyakorolt ​​hatása érzékeli.

Házi feladat 51. §. válaszoljon az 1-4

2. dia

Elektromágneses tér elmélet

Maxwell elmélete szerint a váltakozó elektromos és mágneses mező nem létezhet külön: a változó mágneses tér elektromos mezőt, a változó elektromos mező pedig mágneses teret generál.

3. dia

Igaz, hogy a tér adott pontjában csak elektromos vagy csak mágneses tér van?

A nyugalmi töltés elektromos mezőt hoz létre. De a töltés csak egy bizonyos vonatkoztatási rendszerhez viszonyítva nyugszik. Elmozdulhat másokhoz képest, és ezért mágneses teret hoz létre. Az asztalon fekvő mágnes csak mágneses teret hoz létre. De a hozzá képest mozgó megfigyelő elektromos mezőt is észlel

4. dia

Értelmetlen az az állítás, hogy a tér adott pontjában csak elektromos vagy csak mágneses tér van, ha nem jelöli meg, hogy melyik vonatkoztatási rendszerhez viszonyítva tekintjük ezeket a mezőket.

Következtetés: az elektromos és mágneses mezők egyetlen egész megnyilvánulása: az elektromágneses mező. Az elektromágneses mező forrása a felgyorsult mozgó elektromos töltések.

5. dia

Mi az elektromágneses hullám?

Mi az elektromágneses hullám természete?

6. dia

Az elektromágneses hullámok az elektromágneses mező zavarainak terjedése a térben az idő múlásával.

Az elektromágneses hullámok létezését J. Maxwell jósolta meg, és csak Heinrich Hertznek sikerült 1888-ban bizonyítani a létezésüket.

7. dia

Az elektromágneses hullámok okai

Képzeljünk el egy vezetőt, amelyen elektromos áram folyik. Ha az áram állandó, akkor a vezető körül meglévő mágneses tér is állandó lesz. Az áramerősség változásával a mágneses tér megváltozik: az áramerősség növekedésével ez a mező erősödik, az áramerősség csökkenésével pedig gyengébb lesz, az elektromágneses tér zavarása következik be. Mi fog ezután történni?

8. dia

A változó mágneses tér változó elektromos mezőt hoz létre. Ez az elektromos mező váltakozó mágneses mezőt generál. Az viszont megint elektromos stb. Az elektromágneses tér zavarása a forrásától (váltakozó áramú vezetőtől) kezd el terjedni, egyre nagyobb térterületeket lefedve. Ez azt jelenti, hogy elektromágneses hullámok jelennek meg a vezető körüli térben.

9. dia

Az elektromágneses hullámok tulajdonságai:

az elektromágneses hullámok keresztirányúak; Az elektromágneses hullámok nemcsak különféle közegekben, hanem vákuumban is terjedhetnek. Az elektromágneses hullámok sebességét vákuumban a latin c betűvel jelöljük: c ≈ 300 000 km/s. Az elektromágneses hullámok sebessége v anyagban mindig kisebb, mint vákuumban: v‹с

10. dia

Az elektromágneses hullámokat hullámhossz (és ennek megfelelően frekvencia) szerint hat tartományra osztják:

Rádióhullámok Infravörös sugárzás (termikus) Látható sugárzás (fény) Ultraibolya sugárzás Röntgen γ - sugárzás

Az összes dia megtekintése