Вопрос №17

Данный раздел изучается в 9,11 классах В соответствии с программой учащиеся сначала знакомятся со свойствами механических волн, где изучают поперечные и продольные волны, длинна волны и ее связь со скоростью волн, периодом и частотой, отражения звука, что служит основой для формирования понятий характеризующих электромагнитные волны. Поэтому целесообразно при изучении электромагнитных волн раскрыть общность всех волновых явлений, не зависимо от свойств, в которых они распространяются. Это потребует широкого применения аналогий, как при теоретическом рассмотрении явлений, так и при эксперименте. Вместе с тем необходимо показать принцип упругих и электромагнитных волн с тем, чтобы избежать опасности возникновения механический представлений. В этом плане должны быть раскрыты принципы особенностей волн различной природы. Механические волны могут возникать в различных средах, а электромагнитные только в вакууме. Механические волны могут быть как поперечные, так и продольные. Скорость упругой волны определяется свойствами среды (модулем упругости и плотностью) Различают зависимость скорости распространения от системы отсчета. Возможность изучения темы объясняется необходимость познакомить учащихся электромагнитным полем, как одной из форм материи изучения темы имеет большое теоретическое и практическое значение, политехническое значение ( изучение радиолокаторов, радио и телевизионных станций.) Основные трудности в изучении темы не возможность использовать уравнение Максввела в средней школе из-за их математической сложности. Вместе с тем многие принципы положения теории Максвела не могут быть описаны качественно без привлечения математического аппарата. Другая трудность - нельзя применить модельный механизм, используемый при изучении механических волн. В программе рассматривается большой круг вопросов, связь с электромагнитными волнами и их свойствами, вопросы радиосвязи, световые волны и электромагнитные изучение различных длин волн. Основой учения об электромагнитных полях составляют положения высказанные Максвелом.

1. При всяком изменение магнитного поля возникает переменное электрическое поле, вектор напряженности которого пропорционален скорости изменения индукции при всяком изменение электрического поля возникает магнитное поле, вектор индукции которого пропорционален скорости изменения вектора напряженности электрического поля Возникшее при этом электромагнитное поле не остается в месте возникновения, распространяется в кружающим пространстве со скоростью света. В школе вводят волновые уравнения, а изучения проводят на качественном уровне. В средней школе констатируют факт переноса энергии в направлении распределения волны, вводят понятия плотность потока и энергии. Особое внимание уделяют свойствам электромагнитных волн. Следует проиллюстрировать: возможность направления излучения, отражения волн от препятствий, поглощение волн диэлектриками, поперечный характер электромагнитных волн.

Электромагнитные волны и методика их изучения. Изучение понятия электромагнитных волн начинается с рассмотрения взаимосвязи переменных электрических и магнитных полей.

Электромагнитная волна – процесс распространения электромагнитный полей в пространстве с конечной скоростью.

Вопрос №18.

Данный раздел изучается в 7,9,10 классах.

Кинематика - это раздел механики, изучающий способы описания движений и связь между величинами, характеризующими это движение

Методика введения основных понятий кинематики

Раздел Кинематика очень сложен для учащихся, с него начинается изучение механики. Учащиеся сталкиваются с множеством новых понятий, формул, усложняется математический аппарат физики.

В механике существуют различные способы описания движения: 1) с помощью пути, как функции времени S = S (t); 2) с помощью радиус – вектора r = r (t) и его изменение во времени.

Однако описать движение по среднему пути пройденному вдоль траектории, как функции времени не всегда возможно, так как траектория движения может быть неизвестна. К тому же при описании движения, пути, пройденного вдоль траектории, как функции от времени S = S (t), основные кинематические характеристики (скорость, ускорение) вводят в два этапа: сначала как скалярные величины, а затем как векторные. При описании движения с помощью радиус вектора, как функции от времени, основные кинематические величины вводят сразу, как векторные величины.

При формировании понятий скорости, перемещения, ускорения в 9 классе важно, чтобы векторный характер этих величин был усвоен учащимися достаточно хорошо, так как знание векторного характера необходимо для понимания законов динамики.

Движение тела может быть описано полностью, если найден метод описания положения движущегося тела в пространстве в любой момент времени, для этого нужно: 1. Тело отсчета, то есть тело относительно которого рассматривается изменение положения движущегося тела. 2. Определить положение тела относительно тела отсчета.

Далее вводят понятие материальной точки: тело, размерами которого в данных условиях можно пренебречь, считая при этом, что его масса сосредоточенна в одной точке. Тело отсчета, связанная с ним система координат и прибор для отсчета времени образуют систему отсчета. Вектор соединяющий начальное положение тела с каким-либо последующим его положением называется перемещением.

Основные правила и законы:

1. Описать движения тела - это значит описать движение всех его точек, то есть указать способ, позволяющий рассчитать положение каждой точки тела в любой момент времени.

2. Положение точки относительно выбранного тела отсчета можно задать с помощью координат x,y,z или радиус – вектора

3. При равномерном прямолинейном движении точки со скоростью радиус-вектор в любой момент времени t вычисляется по формуле ,

где – радиус-вектор, задающий положение точки в начальный момент времени t₀=0

4. Если точка движется вдоль какой-либо координатной оси, то со временем изменятся только одна её координата.

5. В случае равномерного движения вдоль оси Ох координата точки в любой момент времени t находится по формуле

Вопрос №19.

Данный раздел изучается в 11 классе

Для школы изучение теории относительности является новым. Причины столь позднего введения этой темы в старшей школе таковы, что ее выводы противоречат здравому смыслу. Выводы отныне не стали менее парадоксальными, однако уже со временем стали более привычными. И введение их в школьную программу не кажется столь необычным и невозможным. В последнее десятилетие выводы теории относительности стали широко использоваться в практике для расчета лектромагнитного выхода ядерных реакций. Кроме того изучение теории относительности необходимы в целях формирования научного мировоззрения у школьников. Важно ознакомить учащихся с современным учением о пространстве и времени, убедить, что Ньютоновские представления об абсолютном пространстве и абсолютном времени ограничено и метафизично.

Программа общеобразовательной средней школы предлагает ознакомить учащихся с принципом относительности Эйнштейна, дать представление о скорости света в вакууме как предельной скорости передачи сигнала, изучить релятивистские законы сложения скоростей, зависимость импульса от скорости, взаимосвязь массы и энергии.

Последовательность изучения: законы электродинамики и принцип относительности, постулаты теории относительности, относительность одновременности, основные следствия вытекающие из постулатов теории относительности, зависимость массы от скорости, релятивистская динамика, связь между массой и энергией. Изучение элементов теории относительности рекомендуют начинать с повторения материала об относительности, который знаком учащимся. На повторение отводят 1-2 урока. Вначале учащиеся говорят, что важным был вопрос о том, распространяются ли принципы относительности на явления электродинамики или нет, одни опыты подтверждали принципы Галилея, а другие опровергали. Эту трудность преодолел Эйнштейн, создав СТО. Он сказал, что сложившиеся противоречия можно снять, но для этого необходимо пересмотреть классические представления о существовании абсолютного пространства и времени.