Какое из перечисленных ниже свойств электромагнитных волн доказывает их поперечность
Тема урока: Свойства электромагнитных волн.
Распространение и применение электромагнитных
волн.
Цель урока: повторить механические волны и
их характеристики; понятие электромагнитной
волны; их свойства, распространение и применение.
Показать роль эксперимента в торжестве теории.
Расширить кругозор учащихся.
На доске плакат, на котором указываются этапы
работы класса: “Вспоминай – смотри – делай
выводы – поделись интересными идеями”.
Оборудование урока:
- На столе комплект приборов для изучения свойств
электромагнитных волн, громкоговоритель,
выпрямитель универсальный ВУП, усилитель низкой
частоты, провода. - Модель плоскополяризованной волны
- Таблица №1 “Классификация радиоволн и область
их применения”. - Таблица №2 “Распространение радиоволн”.
(Справка: таблицы и модель электромагнитных волн
выполнены учащимися) - Доклады учащихся (выше упомянутые).
- У каждого учащегося листок с заданием
(самостоятельная работа) - Портреты ученых (Д.Максвелл, Г.Герц, А.С.Попов)
Постановка задачи.
На уроке мы изучим свойства электромагних волн
на примере радиоволн (от мм до долей сотен км).
Особенностью их распространения и применения.
Услышите интересные сообщения ваших
одноклассников о их применении. На столе пред
вами листочки с заданиями, которые по ходу урока
вами будут заполнены.
Этапы урока:
- Актуализация опорных знаний (фронтальная
беседа)
- Что такое волна?
- Виды волн по направлению изменения физических
величин и по их природе. - Характеристики волны: – длина волны (расстояние
между соседними горбами (впадинами)); – частота
колебаний; v – конечная скорость
распространения. - Связь между ними.
- Что такое электромагнитная волна?
- Что общего между механическими и
электромагнитными волнами (переносят энергию и
имеют конечную скорость).
У электромагнитной волны нет горбов (впадин), в
ней вектор напряженности электрического поля Е и
магнитной индукции В изменяются по
синусоидальному закону, взаимно перпендикулярны
друг другу и направлению распространения волны.
Демонстрируется модель электромагнитной волны,
выполненная из цветной бумаги на спице. (При
вращении ее создается впечатление, что вектора Е
и В изменяются во всевозможных направлениях,
перпендикулярных направлению ее движения). (рис.
65, стр.70 Физика-11, Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев)
II. Изучение нового материала.
Разрабатывая теорию электромагнитного поля
Д.Максвелл в 60-х годах IXX века теоретически
обосновал возможность существования
электромагнитных волн (на основе составленных им
дифференцированных уравнений) и даже вычислил
скорость их распространения. Она совпала со
скоростью света v=с=3*108м/с. Это дало
Максвеллу основание сделать заключение: свет –
это один из видов электромагнитных волн.
Выводы Максвелла были признаны далеко не всеми
физиками – современниками Максвелла.
Требовалось экспериментальное подтверждение
существования электромагнитных волн. Теория без
практики мертва!
Такой эксперимент был выполнен в 1888 году
немецким физиком Г.Герцем. Опыты Герца блестяще
подтвердили теорию Максвелла. Но немецкий физик
не видел перспективы их применения. А.С.Попов,
русский физик, сумел найти им практическое
применение, т.е. дал им путевку в жизнь. Была
осуществлена безпроволочная связь с помощью
электромагнитных волн.
Для получения электромагнитной волны
необходимо создать колебания заряда высокой
частоты. Это возможно осуществить в открытом
колебательном контуре. Интенсивность излучения
электромагнитной волны пропорциональна 4-й
степени частоты. Низкочастотные колебания
(звуковые) антенна не излучает.
Эксперимент: Современные технические
устройства позволяют получить электромагнитные
волны и изучить их свойства. Лучше использовать
волны сантиметрового диапазона (=3см).
Километровые волны излучаются специальным
генератором сверхвысокой частоты (СВЧ).
Генератор с помощью рупорной антенны излучает
электромагнитные волны. Электромагнитная волна
достигая приемника преобразуются в
электрические колебания и усиливаются
усилителем и подаются на громкоговоритель.
Электромагнитные волны излучаются рупорной
антенной в направлении от рупора. Приемная
антенна в виде такого же рупора принимает волны,
которые распространяются вдоль ее оси.(общий вид
установки изображен на рис.81)
Демонстрируются свойства электромагнитных
волн:
- Прохождение и поглощение волн (картон, стекло,
дерево, пластмасса и т.д.); - Отражение от металлической пластинки;
- Изменение направления на границе диэлектрика
(преломление); - Поперечность электромагнитных волн,
доказывается поляризацией с помощью
металлических стержней; - Интерференция;
Учащиеся после демонстрации записывают
свойства электромагнитных волн (задание А).
Задание А.
Свойства электромагнитных волн:
- Отражаются от… (проводников); (рис.82)
- Проходят через… (диэлектрики);
- Преломляются на границе… (диэлектрика); (рис.83)
- Интерферируют – …;
- Являются… (поперечными);
Таким образом, опыты доказали существование
электромагнитных волн и помогли изучить их
свойства.
Классификация электромагнитных волн –
(радиоволн).
Обращается внимание учащихся на таблицу №1, на
которой радиоволны распределены по видам,
длинам, частотам и указана область применения их.
После изучения они выполняют задание “В”:
радиоволнами?
А) радиовещании
Б) телевидении
В) космической связи
Таблица 1. Классификация радиоволн.
| ,м | ,МГц | Область применения | |
| Сверх длинные СВД | 105 – 104 | 3*10-3 – 3*10-2 | Радиотелеграфная связь, передача метеосводки и сигналов точного времени, связь с подводной лодкой. |
| Длинные волны ДВ | 104 – 103 | 3*10-2 – 3*10-1 | Радиовещания, радиотелеграфная связь и радиотелефонная связь, радиовещание. |
| Средние волны СВ | 103 – 102 | 3*10-1 – 3 | тоже |
| Короткие волны КВ | 102 – 10 | 3 – 30 | Радиовещание, радиотелеграфная связь, связь с космическими спутниками, радиолюбительская связь и др. |
| Ультракороткие волны УКВ | 10 – 0,001 | 30 – 3*105 | Радиовещание, телевидение, радиолюбительская, космическая и др. |
Распространение радиоволн.
Как распространяется радиоволна – вопрос не
второстепенный. На практике от решения этого
вопроса зависит качество при приеме.
На распространение радиоволн влияют следующие
факторы:
- Физические и геометрические свойства
поверхности Земли; - Наличие ионосферы, т.е. ионизированного газа на
высоте 100 – 300 км;
Искусственные сооружения или объекты (дома,
самолеты и т.п.)
Ионизация воздуха вызвана электромагнитным
излучением Солнца и потоками заряженных частиц,
излучаемых им. Проводящая ионосфера отражает
радиоволны 10м. Но способность ионосферы отражать
и поглощать радиоволны существенно меняется в
зависимости от времени суток и времени года.
На таблице №2 (см. стр. 85 учебника) изображены
наиболее типичные варианты распространения
радиоволн разного диапазона около поверхности
Земли. При прохождении радиоволн наблюдаются и
интерференция, и дифракция (огибание выпуклой
поверхности Земли)
Применение радиоволн.
Краткие сообщения учащихся:
- Радио, как средство связи – Баишева Капиталина.
- Становление якутского радио – Потапова Юлия.
- История сотовой связи в Якутии (Горизонт-РТ) –
Марков Дмитрий. - Спутниковая связь – Васильев Александр.
- Микроволновая терапия – Александрова Аня.
- Радиотелеметрия (стр.258-259, Н.М.Ливенцев, Курс
физики для медицинских ВУЗов) – Печенкина
Лариса.
Изучение нового материала окончено. Прошу
выполнить задание “С”.
Определить на какой длине работают местные
радиостанции:
Вариант1. Частоты станций.
- Радио РИМ = 101,7 МГц
- Микс мастер = 102,5 МГц
- НТВ =
99,8 МГц - СТВ = 105,7 МГц
- Радио центр =
103,6 МГц - Виктория = 103,1
МГц
Варианты указаны на ваших листках.
Закрепление:
- Почему зимой и ночью радиоприем лучше, чем летом
и днем? - Почему радиоприемники плохо работают, когда
машина проезжает под эстакадой или мостом? - Почему башни телецентра строят высокими?
- Почему при работе на коротких волнах возникают
зоны “молчания”? - Почему нельзя осуществить радиосвязь между
подводными лодками, находящимися на некоторой
глубине в океане?
Задание на дом: §§ 35,36,37, повторить §§ 28-30.
Спасибо за участие и помощь. Урок окончен.
Источник
Свойства электромагнитных волн
Подробности
Просмотров: 494
«Физика – 11 класс»
Современные радиотехнические устройства позволяют провести очень наглядные опыты по наблюдению свойств электромагнитных волн.
При этом лучше всего пользоваться волнами сантиметрового диапазона.
Эти волны излучаются специальным генератором сверхвысокой частоты (СВЧ).
Электрические колебания генератора модулируют звуковой частотой.
Принятый сигнал после детектирования подается на громкоговоритель.
Электромагнитные волны излучаются рупорной антенной в направлении оси рупора.
Приемная антенна в виде такого же рупора улавливает волны, которые распространяются вдоль его оси.
Поглощение электромагнитных волн
Располагают рупоры друг против друга и, добившись хорошей слышимости звука в громкоговорителе, помещают между рупорами различные диэлектрические тела.
При этом замечают уменьшение громкости.
Отражение электромагнитных волн
Если диэлектрик заменить металлической пластиной, то звук перестанет быть слышимым.
Волны не достигают приемника вследствие отражения.
Отражение происходит под углом, равным углу падения, как и в случае световых и механических волн.
Чтобы убедиться в этом, рупоры располагают под одинаковыми углами к большому металлическому листу.
Звук исчезнет, если убрать лист или повернуть его-
Преломление электромагнитных волн
Электромагнитные волны изменяют свое направление (преломляются) на границе диэлектрика.
Это можно обнаружить с помощью большой треугольной призмы из парафина.
Рупоры располагают под углом друг к другу, как и при демонстрации отражения.
Металлический лист заменяют затем призмой.
Убирая призму или поворачивая ее, наблюдают исчезновение звука.
Поперечность электромагнитных волн
Электромагнитные волны являются поперечными.
Это означает, что векторы и электромагнитного поля волны перпендикулярны направлению ее распространения.
При этом векторы и взаимно перепендикулярны.
Волны с определенным направлением колебаний этих векторов называются поляризованными.
.
Приемный рупор с детектором принимает только поляризованную в определенном направлении волну.
Это можно обнаружить, повернув передающий или приемный рупор на 90°.
Звук при этом исчезает.
Поляризацию наблюдают, помещая между генератором и приемником решетку из параллельных металлических стержней.
Решетку располагают так, чтобы стержни были горизонтальными или вертикальными.
При одном из этих положений, когда электрический вектор параллелен стержням, в них возбуждаются токи, в результате чего решетка отражает волны, подобно сплошной металлической пластине.
Когда же вектор перпендикулярен стержням, токи в них не возбуждаются и электромагнитная волна проходит через решетку.
Итак,
электромагнитные волны обладают следующими свойствами.
Они поглощаются, отражаются, испытывают преломление, поляризуются.
Последнее свойство свидетельствует о поперечности этих волн.
Источник: «Физика – 11 класс», учебник Мякишев, Буховцев, Чаругин
Электромагнитные волны. Физика, учебник для 11 класса – Класс!ная физика
Что такое электромагнитная волна —
Экспериментальное обнаружение электромагнитных волн —
Плотность потока электромагнитного излучения —
Изобретение радио А. С. Поповым. Принципы радиосвязи —
Модуляция и детектирование —
Свойства электромагнитных волн —
Распространение радиоволн —
Радиолокация —
Понятие о телевидении. Развитие средств связи —
Краткие итоги главы
Источник
1. Какой смысл имеет утверждение: электромагнитные волны – это поперечные волны? А..В электромагнитной волне вектор направлен поперёк, а вектор – вдоль направления распространения волны. Б.В электромагнитной волне вектор направлен поперёк, а вектор – вдоль направления распространения волны. В.В электро-магнитной волне вектор и направлены перпендикулярно направлению распространения волны. Г.Электромагнитная волна распространяется только поперёк поверхности проводника. Д.Электромагнитная волна распространяется только поперёк направления вектора скорости движущегося заряда.
2. Сигнал радиолокатора корабля вернулся через 2×10-6с, отразившись от скалы. На каком расстоянии от корабля находилась скала? А.3000 м. Б. 600 м. В.300 м. Г. 150 м. Д.1500 м.
3. Электромагнитные волны являются: А.Поперечными. Б. Продольными. В.Поперечными или продольными в зависимости от среды. Г. Продольными и поперечными одновременно. Д. Поперечными или продольными в зависимости от типа источника волн.
4. Укажите определение интерференции. А. Усиление и ослабление света в различных точках пространства при сложении двух когерентных волн. Б.Огибание световыми волнами препятствий. В. Зависимость показателя преломления от частоты колебаний. Г.Выделение из светового луча той части, которая соответствует определённому направлению колебаний эл. вектора в волне. Д.Сложение двух волн.
5. По какой причине радиосвязь на коротких волнах может осуществляться на Земле за пределами прямой видимости? А.В результате дифракции волн. Б. В результате отражения от ионосферы и поверхности Земли. В.В результате отражения от Луны. Г. В результате интерференции волн. Д.В результате прохождения волн сквозь Землю.
6. С помощью каких волн осуществляется космическая связь? А.Всех радиоволн. Б.Длинных радиоволн. В.Средних радиоволн. Г. Коротких радиоволн. Д.Ультракоротких радиоволн.
7. С помощью каких радиоволн осуществляется радиолокация? А.Всех диапазонов. Б. Длинных (ДВ). В.Средних (СВ). Г. Коротких радиоволн (КВ). Д.Ультракоротких радиоволн (УКВ).
8. С помощью каких радиоволн осуществляется наиболее устойчивая радиосвязь на расстояниях от 500 до 1000 км?А. На всех диапазонах. Б. На длинных волнах (ДВ). В.На средних волнах (СВ). Г. На коротких волнах (КВ). Д.На ультракоротких волнах (УКВ).
9. Как расположены друг относительно друга векторы , и (скорости электромагнитной волны)? А.Все три вектора перпендикулярны друг другу. Б. Векторы и перпендикулярны, вектор параллелен В.Векторы и перпендикулярны, вектор параллелен . Г. Все три вектора параллельны друг другу. Д. Все три вектора лежат в одной плоскости.
10. Разность хода двух когерентных волн, излучаемых когерентными источниками с одинаковой начальной фазой, до данной точки равна нечётному числу полуволн. Чему равна амплитуда Арезультирующего колебания в этой точке, если амплитуда колебаний в каждой волне равна а? А. А = 0. Б. А = а. В. а < A < 2a. Г. A = 2a Д. A = 3a
11. Вследствие интерференции происходит… А. Изменение скорости распространения волн. Б. Изменение частоты колебаний волн. В. Изменение фаз источников волн. Г.Перераспределение энергии волн в пространстве. Д. Перераспределение колебаний в пространстве.
12. Волны от двух когерентных источников света приходят в некоторую точку в одинаковой фазе. Чему равна амплитуда Арезультирующего колебания в этой точке, если амплитуда колебаний в каждой волне равна а? А. А = 0. Б. А = а. В. а < A < 2a. Г. A = 2a Д. A = a/2.
13. Волны от двух когерентных источников света приходят в некоторую точку в противофазе. Чему равна амплитуда Арезультирующего колебания в этой точке, если амплитуда колебаний в каждой волне равна а? А. А = 0. Б. А = а. В. а < A < 2a. Г. A = 2a Д. A = a/2.
14. Условие максимума интерференции Δ d=k λ.. В этой формуле Δ d– А. Расстояние между источниками S. Б. Среднее расстояние от источников до точки наблюдения r. В. Размер источника. Г. Разность расстояний от источников до точки наблюдения. Д. Расстояние от одного из источников до точки наблюдения.
15. Световые источники называются когерентными, если излучаемые ими волны…. А. Имеют одинаковые длины волн и постоянную разность фаз. Б. Имеют разные фазы, но постоянные амплитуды. В. Имеют одинаковую интенсивность. Г. Имеют постоянную разность фаз, но разную длину волны. Д. Имеют одинаковые длины волн.
16. При каких условиях может наблюдаться интерференция двух пучков света с разными длинами волн? А. При одинаковой амплитуде колебаний. Б. При одинаковой начальной фазе колебаний. В. При одинаковой амплитуде и начальной фазе колебаний. Г.Ни при каких условиях. Д.При разной амплитуде колебаний. Е. Наблюдается всегда, при любых условиях.
17. При каких условиях может наблюдаться интерференция двух пучков света с разными частотами колебаний? А. При одинаковой амплитуде колебаний. Б. При одинаковой начальной фазе колебаний. В. При одинаковой амплитуде и начальной фазе колебаний. Г. При разной амплитуде колебаний. Д.Ни при каких условиях. Е. Наблюдается всегда, при любых условиях.
18. Какое условие является необходимым для того, чтобы происходила дифракция света с длиной волны λ в область геометрической тени от диска с радиусом r? А. r < l/2. Б. r < λ. В. r » λ. Г.r<. Д. Дифракция наблюдается при любых размерах экрана.
19. Генератор излучает электромагнитные волны длиной λ = 3 см. В точках М и N встречаются волны, излученные генератором, отражённые от металлической пластины (см. рис.). Каков результат интерференции волн в этих точках? А. В М – максимум, в N – минимум. Б. В N – максимум, в М – минимум. В. В М и N – максимум. Г. В М и N – минимум. Д. В М и N не наблюдаются ни максимум, ни минимум.
20. Какие из перечисленных ниже излучений способны испытывать дифракцию? (Укажите номера). 1) Ультрафиолетовые лучи. 2)Инфракрасные лучи. 3) Видимый свет. 4)Радиоволны. 5)Рентгеновские лучи. 6) γ – излучение.
21. Какие из перечисленных ниже излучений способны испытывать интерференцию? (Укажите номера). 1) Ультрафиолетовые лучи. 2)Инфракрасные лучи. 3)Видимый свет. 4)Радиоволны. 5)Рентгеновские лучи. 6) γ – излучение.
22. Какое из перечисленных ниже свойств электромагнитных волн доказывает их поперечность? А. Дифракция. Б.Дисперсия. В. Интерференция. Г.Поляризация. Д.Отражение. Е. Преломление.
23. Имеет ли смысл устанавливать антенну на чердаке под железной крышей? А. Можно, т.к. железо радиоволнам не помеха. Б.Можно, т.к. электромагнитные волны способны к дифракции. В. Можно, т.к. радиоволны усиливаются металлической крышей из-за резонанса. Г.Нельзя, т.к. крыша экранирует антенну из-за отражения радиоволн от металла.Д. Нельзя, т.к. металл преломляет радиоволны и они не попадают на антенну.
24. Передающая и принимающая антенна должны быть расположены … А. Перпендикулярно, т.к. вектор индукции магнитного поля перпендикулярен вектору напряжённости электрического поля. Б.Параллельно, т.к. вектор напряжённости электрического поля расположен вдоль антенны. В. Могут быть расположен как угодно, т.к. радиоволны распространяются по всем направлениям. Г.Расположение принимающей антенны зависит от расстояния до передающей антенны.Д. Могут быть расположены как угодно, т.к. радиоволны в результате дифракции принимаются антенной.
Дата добавления: 2016-12-05; просмотров: 1298 | Нарушение авторских прав | Изречения для студентов
Читайте также:
Рекомендуемый контект:
Поиск на сайте:
© 2015-2020 lektsii.org – Контакты – Последнее добавление
Источник