Разработка электронной лекции по физике «Электромагнитные колебания» для школьного курса физики профильных классов

 

План.

1. Колебательный контур. Гармонические электрические колебания.

2. Аналогия между механическими и электромагнитными колебаниями.

3. Свободные затухающие колебания.

4.Получение незатухающих колебаний.

 

Колебательный контур. Гармонические электрические колебания

Периодические или почти периодические изменения заряда, силы тока и напряжения называются электрическими колебаниями.

Открытие и наблюдение электрических колебаний: с помощью осциллографа.

Цепь, содержащая конденсатор и катушку индуктивности называют колебательным контуром.

Колебательный контур.

 

 

 

W’=0 т.к. W=const,

Тогда  и

.

Так как  = I, а = то получаем

,

То есть ,

Другой подход.

 

 

. Напишем для цепи 1-3-2 выражение для закона Ома. IR=j1-j2+e12. В нашем случае R=0, ,тогда

,

но так как , то получим

 или если w0 =1/

.

Решение этого уравнения получим в виде

 (1)

т.к. w0=1/ , то T= -формула Томсона.

Напряжение на конденсаторе отличается от заряда множителями ;

Продифференцировав (1) по времени получим выражение для силы тока:

т.е. сила тока опережает по фазе напряжение на конденсаторе на p/2.

 

Свободные колебания в электрическом контуре.

Аналогия между механическими и электромагнитными колебаниями

Электромеханическое подобие.

 

 

Таблица соответствия между механическими и электрическими величинами при колебательных процессах.

 

Свободные затухающие колебания

 

тогда

Решение этого уравнения: ,

где

 

Затухание колебаний в контуре.

 - логарифмический декремент затухания.

- обратен числу колебаний, совершённых за время, в течение которого амплитуда уменьшается в e раз.

Добротность контура . В случае слабого затухания

.

Действительно:

При слабом затухании , тогда  и

Так как  имеем .

При слабом затухании добротность с точностью до множителя равна отношению энергии, запасённой в контуре в данный момент, к убыли этой энергии за один период колебаний, то есть

При , то есть

 (2)

Вместо колебаний – апериодический процесс.

Критическое сопротивление определим из (2)

 

Получение незатухающих колебаний

 

Генератор незатухающих электромагнитных колебаний на транзисторе

 

В правой части схемы находится колебательный контур, в левой части – приборы, обеспечивающие поступление в него энергии в нужные моменты времени.

Заключение

 

В данной выпускной квалификационной работе я предпринял попытку совершенствовать преподавание темы «Электричество и магнетизм» на основе компьютерных технологий, разработал электронную лекцию на тему «Электромагнитные колебания» для школьного курса физики профильных классов. Подводя итог исследования, можно сделать ряд выводов.

Информационную технологию обучения (ИТО) следует понимать как приложение информационных технологий для создания новых возможностей передачи знаний (деятельности педагога), восприятия знаний (деятельности обучаемого), оценки качества обучения и, безусловно, всестороннего развития личности обучаемого в ходе учебно-воспитательного процесса.

Современное обучение уже трудно представить без технологии мультимедиа (англ. multimedia — многокомпонентная среда), которая позволяет использовать текст, графику, видео и мультипликацию в режиме диалога и тем самым расширяет области применения компьютера в учебном процессе. Изобразительный ряд, включая образное мышление, помогает обучаемому целостно воспринимать предлагаемый материал.

Применение компьютерных моделей на лекциях при изучении темы «Электричество и магнетизм» способствует развитию познавательного интереса, овладению студентами возможностями информационных технологий, более гармоничному развитию интеллектуальных способностей. В настоящее время изменилось отношение к наглядности преподавания физики. Широкое распространение получили различные компьютерные модели, открывающие перед преподавателем много возможностей и перспектив в обучении физике. Их использование в комплексе с другими средствами наглядности повышают эффективность процесса обучения

В выпускной квалификационной работе разработана электронная лекция на тему «Электромагнитные колебания», которая может применяться учителями в физико–математических классах.

Литература

 

Апатова Н.В. Информационные технологии в школьном образовании. // М., 1994.

Ю.А. Воронин, Р.М. Чудинский. Компьютеризированные системы средств обучения для проведения учебного физического эксперимента // Физика в школе,2006, № 4.

Гомулина Н. Н. Компьютерные обучающие и демонстрационные программы. // «Физика», 1999, № 12.

Дунин С.М. Компьютеризация учебного процесса. // Физика в школе. - 2004. - №2.

Захарова И.Г. Информационные технологии в образовании. // М.: Академия, 2003.

Концепция информатизации сферы образования Российской Федерации: Проблемы информатизации высшей школы. - М., 1998. - С. 57.

Костко О.К. Электромагнитные колебания и волны. Теория относительности.

Кудрявцев А.В. Методика использования ЭВМ для индивидуализации обучения физике.

Мамедов Т.М. Использование современных достижений научно-технического прогресса как фактор повышения качества преподавания школьного курса физики (Автореферат).

Машбиц Е.И. Психолого-педагогические проблемы компьютеризации обучения. // М.: Педагогика, 1988.

Методические материалы к компьютерной лаборатории «L - микро».

Методические указания к электронному изданию «Физика 7-11». // Физикон.

Повышение эффективности наглядности при использовании динамических компьютерных моделей // Теоретические проблемы физического образования. – С.-Петербург: Образование, 1996. – 87 с.

Роберт И.В. Современные информационные технологии в образовании: дидактические проблемы, перспективы использования. // М.: Школа-Пресс, 1994.

Салимова Л.Ч., Салимов B.C., Брегеда И.Д. Информационные технологии в обучении физики в школе. // Материалы X Всероссийской научно-методической конференции "Телематика' 2003", 2003.

Соловое А.В. Информационные технологии обучения в профессиональной подготовке // Информатика и образование. - 1996 - № 1.

Стариченко Б.Е. Компьютерные технологии в образовании. Инструментальные системы педагогического назначения.

Старовиков М.И. Формирование учебной исследовательской деятельности школьников в условиях информатизации процесса обучения (на материале курса физики) // Автореферат дис. д-ра физ.-мат. Наук. - Челябинск 2007.

Теория и методика обучения физике в школе. Общие вопросы. Под ред. С.Е. Каменецкого, Н.С. Пурышевой. // М.: Академия, 2000.

Теория и методика обучения физике в школе. Частные вопросы. Под ред. С.Е. Каменецкого. // М.: Академия, 2000.

Ястребцева Е.Н. Проект «Гармония» // Компьютер в школе. - 1998. - №3.

http://www.corbina.net/~snark/

http://l-micro.ru/

http://school56.spb.ru/lego/lego.index.html

Инструментальные средства компьютерного моделировании LabVIEW, Measurement Studio и др. Адрес Internet: http://labview.nm.ru

Хуторской А.В. Развитие одаренности школьником: Методика продуктивного обучения. — М., 2000. — С. 66.