16. Осциллограммы переменного тока.

Изучение св-в переменного тока, показывают с помощью осциллографа. график переменного тока имеет синусоидальную форму. Демонстрируют также переменный ток, в котором изменения совершаются по другим законом, и сравнивают полученные осциллограммы. Для сравнения осциллограмм их надо демонстрировать одну за другой бес перестройки осциллографа. Амплитуды и частоты токов подлежащих сравнению должны быть одинаковыми. При демонстрации осциллограмм лампу накаливания все время оставляют присоединенной к входным зажимам осциллографа, а вторую пару проводов от нее присоединяют поочередно к каждому из источников. Для иллюстрации рассказа о частоте, периоде и амплитуде переменного тока осциллограф и лампу присоединяют к зажимам низкоомного выхода звукового генератора.

17. НМА «Волновое движение». Мет-ка формирования понятия «волна», изучение свойств механических и электромагнитных волн, принцип радиосвязи. Систематизация знаний о волновом движении. Колебания и волны физические явления изучаются в настоящее время в одноимённом разделе физики десятого класса. Такое объединение учебного материала вызвано 2 причинами: 1.Нет такой области в физике и технике, где бы ни проявлялись колебательные или волновые процессы. 2.Существующие законы обладают универсальностью и всеобщностью. Главное, это изучение общих фундаментальных свойств колебания и волн, единообразие методов исследования. Во-первых, это проявляется в форме важнейших обобщенных понятий о колебательных и волновых процессах любой природы: периодические явления; единообразие характеризующих их величин (амплитуда, период, фаза); интерференция и дифракция волн и др. Во-вторых, используется математический подход для количественного описания явлений.

Расположение учебного материала, в целях взаимосвязанного изучения аналогичных явлений для механических и электромагнитных колебаний может быть различным. Сначала можно изучать механические колебания и волны, а затем электромагнитные. Возможно также изучение, при котором важные свойства колебаний и колебательных систем (закон сохранения энергии, резонанс и т.д.), а также свойства волн (отражение, дифракция, интерференция) рассматриваются одновременно. В учебнике по физике десятого класса, сначала рассматриваются все виды колебаний, а затем волны, однако при этом фундаментальные свойства колебаний и волн обстоятельно изучаются сначала на каком-либо одном, наиболее наглядном примере, а затем уже полученные понятия применяются к другим случаям с широким привлечением аналогий. Межпредметные связи - физика и математика.

В настоящее время программой по физике для 11-летней школы предусматривается перенос темы «Механические колебания» в 9 класс, с тем, чтобы этот материал изучался в рамках единой теории – классической механики. Соответственно темы «Электромагнитные колебания», «Электромагнитные волны» изучаются в едином контексте как электродинамику нестационарных явлений.

Методика преподавания колебаний основана в большей степени на эксперименте. При таком подходе математические методы не играют фундаментальной роли. Характеристики гармонических колебаний, особенности свободных, вынужденных и автоколебаний выявляются с помощью демонстрационного и лабораторного эксперимента.

Учащиеся знакомятся со свойствами механических волн в конце 9 класса. Основные понятия, которые там изучают, - поперечные и продольные волны, длина волны и её связь со скоростью волны и периодом (частотой), отражение звука, эхо – служат основой для формирования аналогичных понятий, характеризующих электромагнитные волны. Тем самым на примере электромагнитных волн завершается формирование общего представления о волновых явлениях. Механические колебания. Дается первоначальное общее понятие о повторяющихся движениях и обстоятельно рассматриваются наиболее простые, но очень важные движения – гармонические колебания.

Вводится понятие о смещении, амплитуде, периоде, частоте, фазе, скорости и ускорении, о пружинном и математическом маятниках, превращении энергии при гармонических колебаниях. Рассматриваются также затухающие колебания и резонанс. Свойства электромагнитных волн. Для электромагнитных волн характерны явления отражения, преломления, интерференции, дифракции, поляризации. Все они могут и должны быть продемонстрированы в средней школе. Это важно для последующего изучения этих явлений в случае световых волн.

При изучении свойств электромагнитных волн школьников впервые знакомят с явлениями интерференции и дифракции. Способность интерферировать, характерна для волн любой природы. Знакомство с интерференцией волн целесообразно начать с принципа суперпозиции волн. Обращают внимание школьников на картину, полученную в области наложения волн от двух вибраторов, в волновой ванне. Выделяют наиболее важные моменты:

1)Устойчивая картина интерференции будет в том случае, если:

а) частота источников одинакова; б) разность фаз между ними не изменяется во времени ; в)интерферирующие волны одинаково поляризованы. Вспомнив, что источники, удовлетворяющие этим условиям, называют когерентными, заключают: устойчивую интерференционную картину получают только от когерентных источников.

2)Полная энергия системы волн в отсутствие затухания должна в соответствии с законом сохранения энергии оставаться неизменной. В области интерференционной картины происходит лишь ее перераспределение в пространстве.

3)Положение максимумов и минимумов в интерференционной картине зависит от частоты колебаний источников волн и расстояния между ними.

Отмечают, что существует принципиально другой путь получения когерентных волн — волновые импульсы от одного источника разделяются каким-либо образом на два или несколько импульсов, которые затем, встречаясь, могут интерферировать. Изучение дифракции волн проводят также на качественном уровне, с использованием опытов и чертежей, при этом целесообразно остановиться на следующих моментах. Явление дифракции —отклонение волн от прямолинейного распространения, огибание ими препятствий — характерно для волн любой физической природы. Это можно показать на примере волн на воде и звуковых волн. После ознакомления с дифракцией механических волн целесообразно на опыте с генератором сантиметровых волн показать, что это явление имеет место и для электромагнитных волн, причем характер дифракционной картины зависит от соотношения размеров препятствия, длины волны и расстояния, на котором находится препятствие (щель) от места наблюдения. Подробнее этот вопрос рассматривают при изучении световых волн.

Физические основы радиосвязи. После того как Г. Герц экспериментально подтвердил справедливость теории Максвелла, были получены электромагнитные волны, изучены их свойства и доказано, что они во многом аналогичны волновым процессам иной природы. Начали совершенствоваться излучатели и приемники электромагнитных волн. Учащихся прежде всего следует ознакомить с работами А.С.Попова - его приемником с когерером, приемной антенной с заземлением, выполненной им первой в мире передачей и приемом радиограммы, осуществлением радиосвязи на дальние расстояния.

После ознакомления с работами Г. Герца и А.С.Попова, положившими начало развитию радиосвязи, целесообразно познакомить школьников с принципами современной радиосвязи и ее физическими основами. Они уже знакомы с распространением электромагнитных волн, их излучением и приемом на дипольную антенну. Выясняют необходимость использования достаточно мощных высокочастотных колебаний.