колебания 11

Тема «Свободные и вынужденные электромагнитные колебания».
Цель: продолжать формирование у учащихся единство колебательных процессов различной
природы.
Оборудование: осциллограф, метроном, маятники.
Ход урока.
I.Организационный момент.
II. Актуализация знаний.
1. Что называется колебаниями?
2. Какие виды колебаний вы знаете?
3. Какие колебания называются свободными? Вынужденными?
4. Что является источником свободных колебаний?
5. Могут ли колебания происходить бесконечно? Почему?
6. Как называются такого рода колебания?
7. Как можно решить проблему затухания колебаний в механических системах?
III. Изучение нового материала.
Получить электрические магнитные колебания также легко, как и заставить колебаться
математический или пружинный маятники, но наблюдать эти колебания без специальных устройств
невозможно.
Демонстрации: 1) колебания мятников в механических системах.
Электромагнитные колебания были открыты после открытия первого конденсатора.
Обратили внимание на то, что нельзя было знать, какой конец сердечника катушки, замкнутой на
конденсатор, окажется южным полюсом, а какой северным. Наконец поняли, что при разрядке
конденсатора через катушку возникают колебания.
Какие же величины могут периодически изменятся в электрических цепях?
Периодические или почти периодические изменения
, и напряжения называются
электромагнитными колебаниями.
В классической механике - это низкочастотные колебания.
В квантовой механике - это высокочастотные колебания.
Из вывода Максвелла следует, что в природе существует единое электромагнитное поле.
Одновременное периодическое изменение связанных между собой электрического и магнитного
полей называется электромагнитными колебаниями.
Так как частота электромагнитных колебаний очень высокая, для их наблюдений применяют
электронный осциллограф.
Переменное напряжение развертки пилообразной формы, подается на горизонтально отклоняющие
пластины электроннолучевой трубки. Напряжение медленно увеличивается и резко уменьшается.
Электронный луч под действием электрического поля пробегает экран с постоянной скоростью и
мгновенно возвращается назад. Потом процесс повторяется. Если к конденсатору подключить
вертикально отклоняющие пластины, то колебания напряжения будут происходить в вертикальном
направлении. На экране появится развертка колебаний подобная той, которую вычерчивает маятник
с песочницей над движущимся листом бумаги.
Как и механические колебания, электромагнитные колебания могут быть:
- свободными (затухающими)
- вынужденными (незатухающими)
Свободные колебания возникают в системе после выведения ее из положения равновесия. Зарядка
конденсатора соответствует выведению системы из положения равновесия (отклонению маятника).
Вынужденные электромагнитные колебания - переменный электрический ток, являются
незатухающими.
Для того чтобы колебания были незатухающими, на колеблющееся тело должна действовать
внешняя периодически изменяющаяся сила. Чем же будет являться внешняя сила для электрической
цепи с незатухающими колебаниями? (Демонстрация колебаний метронома).
Вынужденными электромагнитными колебаниями называют периодические изменения силы тока и
напряжения в электрической цепи, происходящие под действием переменной Э.Д.С. от внешнего
источника.
Роль внешней силы выполняет Э.Д.С. от внешнего источника - генератора переменного тока,
работающего на электростанции. Вынужденные колебания электромагнитные обеспечивают работу
электрических двигателей в станках на заводах и фабриках, приводят в действие электробытовые
приборы и осветительные системы. Действие внешней переменной Э.Д.С. способно восстанавливать
потерю энергии, создавать и поддерживать незатухающие электромагнитные колебания.
IV. Закрепления изученного материала.
А). Беседа по вопросам.
1. Почему долго не могли обнаружить электромагнитные колебания?
2. Где впервые заметили электромагнитные колебания?
3. Дать определение электромагнитных колебаний.
4. Как получить свободные электромагнитные колебания?
5. Как получить вынужденные электромагнитные колебания.
6. Как можно решить проблему затухания колебаний в механических системах?
7. Исходя из аналогии между механическими и электрическими колебаниями, предложите способ
решения проблемы затухания электромагнитных колебаний.
8. Как называется такая сила в электродинамике?
9. Какие колебания называются вынужденными э/м колебаниями?
Б). Решение задач.
Р.№938, 939,940 .
V. Итог урока.
VI. Домашнее задание: § 27.