Электромагнитная волна. Скорость электромагнитной волны.

0
132
информатика в школе

Цель: сформулировать понятие «электромагнитное поле». Рассмотреть гипотезу Максвелла. Побуждать учащихся к преодолению трудностей в процессе умственной деятельности, воспитать интерес к физике.

Ход урока

I . Организационный момент

II . Повторение

– Какие лучи называются ультразвуковыми?

– Перечислите свойства ультразвукового из­лучения.

– Каковы их свойства?

– Где они применяются в технике и в быту?

– Кем и когда были открыты?

III . Анализ эксперимента

Возьмите маленький рыхлый кусочек ваты массой 3-5 мг. Хоро­шо наэлектризуйте полиэтиленовую расческу о чистые волосы или эбонитовую палку и опустите на нее ватку. Она притянется и наэлектризуется. Рывком палки в сторону оторвите ватку и быстро поднесите палку под ватку, а далее можно управлять ее движением. Почему она плавает в воздухе?

IV . Изучение нового материала

Покоящийся заряд создает только электрическое поле. Заряд по­коится лишь относительно определенной системы отсчета. Относи­тельно других систем отсчета он будет двигаться и, следовательно, создавать магнитное поле. Магнит, лежащий на столе, создает маг­нитное поле. По движению относительно его наблюдатель обнару­живает и электрическое поле. И так, электрические и магнитные по­ля – проявления единого целого электромагнитного поля.

В каждой точке пространства и в каждый момент времени со­стояние электромагнитного поля характеризуется двумя векторами –вектором электрического поля Е и вектором магнитного поля В : Е – электрическая напряженность; В – магнитная индукция.

Е и В – силовые характеристики электромагнитного поля. Единица электрической напряженности:

Ё [Н/Кл];

Единица магнитной индукции: В [Тл] (Тесла).

Как же передается электрическое взаимодействие?

Если поместить два заряженных тела на небольшое расстояние друг от друга, а затем один из них привести в движение, то действие передается мгновенно на другое.

Перемещение заряда меняет электрическое поле вблизи него. Это переменное электрическое поле порождает переменное магнитное поле в соседних областях пространства. Переменное магнитное поле, в свою очередь, порождает переменное электрическое поле и т.д.

Перемещение заряда вызывает «всплеск» электрического поля, который распространяется, охватывая все большие и большие облас­ти окружающего пространства. Наконец, этот «всплеск» достигает второго заряда. Скорость распространения этого процесса равна ско­рости света в пустоте – 300.000 км/с.

Переменное магнитное поле порождает электрическое поле с замкнутыми силовыми линиями. Чем быстрее меняется магнитная индукция, тем больше напряженность электрического поля. При возрастании магнитной индукции направление напряженности образует левый винт с направлением вектора В .

Магнитное поле порождает электрическое. Но может ли пере­менное электрическое поле в свою очередь порождать магнитное?

Максвелл допустил, что такой процесс реально происходит. Ко­гда электрическое поле изменяется со временем, оно порождает маг­нитное поле. Но только при возрастании напряженности электрического поля направление вектора индукции В возникающего магнитного поля образует правый винт с направлением вектора Ё.

Отсюда Максвелл заключил, что в природе могут существовать электромагнитные волны.

Если в проводнике изменить силу тока, индукция магнитного по­ля изменяется. Переменное магнитное поле создает изменяющееся электрическое. Электрическое поле порождает переменное магнит­ное поле, которое, в свою очередь, снова порождает электрическое и т. д. Возникает система взаимно перпендикулярных изменяющихся электрических и магнитных полей, захватывающих все большие и большие области пространства.

Распространяющиеся в пространстве возмущения электромаг­нитного поля называют электромагнитными волнами.

Скорость, с которой распространяется возмущение электромаг­нитного поля, называется скоростью электромагнитной волны:

Электромагнитные волны излучаются колеблющимися зарядами. При этом скорость движения таких зарядов меняется со временем, т. е. они движутся с ускорением.

Наличие ускорения – главное условие излучения электромагнит­ных волн.

Векторы Ё и В в электромагнитной волне перпендикулярны друг другу и перпендикулярны направлению распространения. Электромагнитная волна поперечна.

Максвелл был глубоко убежден в реальности электромагнитных волн, но он не дожил до их экспериментального обнаружения. Лишь через 10 лет после его смерти электромагнитные волны были экспе­риментально получены Герцем.

V . Вопросы для закрепления

– Что называют электромагнитным полем?

– Могут ли электрические и магнитные поля существовать обо­собленно друг от друга?

– Что характеризует вектор Е ? В каких единицах он измеряется?

– Что характеризует вектор В ? В каких единицах он измеряется?

– Почему утверждение, что в данной точке пространства сущест­вует только электрическое или только магнитное поле не явля­ется вполне определенным?

VI . Подведение итогов урока

Домашнее задание

§ 36 Задачи с задачника по Рымкевич А.П

 

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Пожалуйста, введите свой комментарий!
Пожалуйста, введите ваше имя здесь