Elektromagnetinis laukas. Pranešimas tema: "Elektromagnetinis laukas" Pristatymas tema elektromagnetiniai laukai

Pamokos planas

• 1. Apklausa tema „Geting kintamosios srovės“
• 2. Elektromagnetinis laukas.
• 3. Elektromagnetinės bangos.
• 4. Konsolidavimas.
• 5. Namų darbai
• Naudojami šaltiniai
• www.College.ru
• Nuotraukos iš interneto.
• A.V. Peryškinas. Fizika-9.

• Michaelas Faradėjus
• (1791-1867)
• Elektromagnetinė indukcija

• Jamesas Clarkas Maxwellas
• (1831-1879)
• Elektromagnetinis laukas

• Elektros srovė atsiranda esant elektriniam laukui.
• O jei nuimsite laidininką, ar laukas liks?
• Kokia čia sritis?
• Elektrinis, sūkurinis.

• Bet koks magnetinio lauko pasikeitimas laikui bėgant sukelia kintamąjį elektrinį lauką, o bet koks elektrinio lauko pasikeitimas laikui bėgant sukelia kintamąjį magnetinį lauką.

• Heinrichas Rudolfas Hercas
• (1857-1894)
• Eksperimentiškai įrodė E M V egzistavimą

• Aleksandras Stepanovičius Popovas (1859-1906)
• Bendravimui naudotas E M V

• tai elektromagnetinis laukas, sklindantis erdvėje baigtiniu greičiu, priklausomai nuo terpės savybių.
• Elektromagnetinių bangų šaltinis yra pagreitinti judantys elektros krūviai.

• Elektromagnetinės bangos atsiradimas paaiškinamas pagreitėjusiu įkrautos dalelės judėjimu

• Elektros krūvių svyravimus lydi elektromagnetinė spinduliuotė, kurios dažnis lygus krūvio svyravimų dažniui.

• - plisti ne tik materijoje, bet ir vakuume; - sklinda vakuume šviesos greičiu
• (C = 300 000 km/s); - tai skersinės bangos; - tai keliaujančios bangos (perduodama energija).

• Visa mus supanti erdvė yra persmelkta elektromagnetinės spinduliuotės. Saulė, mus supantys kūnai ir siųstuvų antenos skleidžia elektromagnetines bangas, kurios, priklausomai nuo virpesių dažnio, turi skirtingus pavadinimus.
• Radijo bangos – tai elektromagnetinės bangos (kurių bangos ilgis nuo 10000m iki 0,005m), naudojamos signalams (informacijai) perduoti per atstumą be laidų.

• Radijo ryšiuose radijo bangas sukuria aukšto dažnio srovės, tekančios antenoje. Skirtingo bangos ilgio radijo bangos sklinda skirtingai.

• Elektromagnetinė spinduliuotė, kurios bangos ilgis mažesnis nei 0,005 m, bet didesnis nei 770 nm, t.y. esanti tarp radijo bangų diapazono ir matomos šviesos diapazono, vadinama infraraudonąja spinduliuote (IR). Infraraudonąją spinduliuotę skleidžia bet koks įkaitęs kūnas. Infraraudonosios spinduliuotės šaltiniai yra krosnys, vandens šildymo radiatoriai ir kaitrinės elektros lempos. Naudojant specialius prietaisus infraraudonąją spinduliuotę galima paversti matoma šviesa, o įkaitusių objektų vaizdus galima gauti visiškoje tamsoje. Infraraudonoji spinduliuotė naudojama dažytiems gaminiams, pastatų sienoms, medienai džiovinti.

• Matoma šviesa apima spinduliuotę, kurios bangos ilgis yra maždaug nuo 770 nm iki 380 nm, nuo raudonos iki violetinės šviesos. Šios elektromagnetinės spinduliuotės spektro dalies reikšmė žmogaus gyvenime yra nepaprastai didelė, nes žmogus beveik visą informaciją apie jį supantį pasaulį gauna per regėjimą. Šviesa yra būtina žaliųjų augalų vystymosi sąlyga, todėl būtina gyvybės egzistavimo Žemėje sąlyga.

• Akiai nematoma elektromagnetinė spinduliuotė, kurios bangos ilgis yra trumpesnis už violetinės šviesos bangą, vadinama ultravioletine spinduliuote (UV) Ultravioletinė spinduliuotė gali sunaikinti patogenines bakterijas, todėl plačiai naudojama medicinoje. Ultravioletinė spinduliuotė saulės šviesoje sukelia biologinius procesus, dėl kurių žmogaus oda patamsėja – įdegis. Dujų išlydžio lempos medicinoje naudojamos kaip ultravioletinės spinduliuotės šaltiniai. Tokių lempų vamzdeliai pagaminti iš kvarco, skaidraus ultravioletiniams spinduliams; Štai kodėl šios lempos vadinamos kvarcinėmis lempomis.

• akiai nematomas. Jie prasiskverbia be reikšmingos absorbcijos per reikšmingus medžiagos sluoksnius, kurie yra nepermatomi matomai šviesai. Rentgeno spinduliai aptinkami pagal jų gebėjimą sukelti tam tikrą švytėjimą tam tikruose kristaluose ir veikti fotojuostos. Rentgeno spindulių gebėjimas prasiskverbti į storus medžiagos sluoksnius naudojamas diagnozuojant žmogaus vidaus organų ligas.

• Technologijoje rentgeno spinduliai naudojami įvairių gaminių ir suvirinimo siūlių vidinei struktūrai valdyti. Rentgeno spinduliai turi stiprų biologinį poveikį ir yra naudojami tam tikroms ligoms gydyti.

• Gama spinduliuotė yra elektromagnetinė spinduliuotė, kurią skleidžia sužadinti branduoliai ir atsiranda dėl elementariųjų dalelių sąveikos.

• AR TU ŽINAI?
• Diskotekose jie naudoja ultravioletines lempas, po kuriomis šviesa medžiaga pradeda švytėti. Ši spinduliuotė yra gana saugi gyvūnams ir augalams. Dirbtiniam įdegiui ir medicinoje naudojamos UV lempos reikalauja akių apsaugos, nes gali sukelti laikiną regėjimo praradimą. UV – baktericidinės lempos, naudojamos patalpoms dezinfekuoti, kancerogeniškai veikia odą ir degina augalų lapus.
• Žmogaus kūnas taip pat yra elektrinių ir magnetinių laukų šaltinis. Kiekvienas organas turi savo elektromagnetinius laukus. Visą gyvenimą žmogaus laukas nuolat kinta. Pažangiausias žmogaus elektromagnetinių laukų nustatymo prietaisas yra encefalografas. Tai leidžia tiksliai išmatuoti lauką skirtinguose taškuose aplink galvą ir iš šių duomenų atkurti elektrinio aktyvumo pasiskirstymą smegenų žievėje. Encefalografo pagalba gydytojai diagnozuoja daugybę ligų.

• Kokiu atveju erdvėje atsiranda EM banga?
• 1. Per laidininką teka nuolatinė srovė.
• 2. įkrauta dalelė kintamu greičiu juda tiesia linija.
• 3. Įkrauta dalelė juda tolygiai ir tiesia linija.
• 4. Magnetas guli ant plieninio stovo.

• EM bangos skiriasi nuo garso bangų
• 1. Neatspindi bangos nuo dviejų terpių ribos.
• 2. Difuzija vakuume.
• 3. Laikotarpis.
• 4. Bangos ilgis.

• Kas numatė elektromagnetinių bangų egzistavimą?
• 1. H. Oerstedas
• 2. M. Faradėjus
• 3. J.C. Maxwell
• 4. G. Hercas

• Išdėstykite bangų eilutę dažnio didėjimo tvarka:
• 1. ultravioletiniai.
• 2. Infraraudonoji spinduliuotė
• 3. Rentgeno spinduliai.
• 4. Matoma šviesa.

• § 51, 52
• Atsakyti į klausimus.
• Sudarykite 2-3 klausimus į tekstą su atsakymų pasirinkimu.
• Sužinokite apibrėžimus.

1 skaidrė

2 skaidrė

3 skaidrė

4 skaidrė

5 skaidrė

6 skaidrė

7 skaidrė

Pamokos tipas:Žinių įsisavinimo pamoka remiantis turimomis žiniomis (su apibendrinimo ir sisteminimo elementais).

Pamokos tikslai:

edukacinis: kartoti ir apibendrinti mokinių žinias apie elektrinius ir magnetinius laukus; supažindinti su elektromagnetinio lauko samprata; formuoti studentams idėją apie elektrinį ir magnetinį lauką kaip vieną visumą - vieną elektromagnetinį lauką.

• besivystantis : protinės veiklos aktyvinimas (palyginimui); lyginti, nustatyti modelius, apibendrinti ir logiškai mąstyti įgūdžių ugdymas.
• edukacinis : ugdyti gebėjimą įveikti sunkumus, išklausyti oponentus, apginti savo požiūrį, gerbti kitus.

Edukacinės veiklos organizavimo formos: priekinis, individualus.

Mokymo metodai: dalinė paieška ( euristinis pokalbis), programavimo mokymas (keliami klausimai), klasterio metodas, pamoką lydi iliustratyvus pristatymas

Mokymosi priemonės: projektorius, kompiuteris.

Kontrolės tipai: galutinė kontrolė pagal veiklos pamokoje rezultatus.

Pamokos planas

1.Pamokos pradžios organizavimas.

1. Žinių atnaujinimas ir apibendrinimas
2. Naujos medžiagos mokymasis.

4. Žinių, įgūdžių ir gebėjimų įtvirtinimas. Klasterinis metodas

1. Namų darbai.
2. Apmąstymas ir įvertinimas.

Per užsiėmimus

aš.Pamokos pradžios organizavimas.

1 skaidrė Pamokos tema

Studijuojamos temos reikšmės pagrindimas Mes gana ilgą laiką tyrinėjome elektrinius ir magnetinius reiškinius. Atėjo laikas apibendrinti visą gautą informaciją, kiek įmanoma ją susisteminti ir panagrinėti įvairius elektromagnetinius reiškinius jų vienybės ir bendrumo požiūriu.

Tikslų ir pamokos plano išsakymas

II. Žinių atnaujinimas ir apibendrinimas

2 skaidrė Ryšys tarp elektros ir magnetizmo

Kaip iki XIX amžiaus pradžios buvo aiškinamas magnetinis ir elektrinis laukai? Ar tarp jų buvo užmegztas ryšys, ar jie buvo suvokiami kaip du visiškai nepriklausomi reiškiniai?

Prisiminkite, kokie reiškiniai parodė ryšį tarp elektros ir magnetizmo?

Kurie mokslininkai prisidėjo prie elektros ir magnetizmo ryšio teorijos kūrimo?

3 skaidrė Oerstedo portretas

4 skaidrė Oerstedo patirtis

Paaiškinkite paveiksle pavaizduoto Oerstedo eksperimento esmę?

Ką Oerstedui pavyko nustatyti?

5 skaidrė Ampero portretas

6 skaidrė Ampero dėsnis

Kas pavaizduota paveikslėlyje? (magnetinio lauko poveikis srovės laidininkui)

Kokie parametrai lemia jėgą, veikiančią srovę nešantį laidininką, esantį magnetiniame lauke?

Kaip nustatyti šios jėgos kryptį?

Suformuluokite Ampero dėsnį.

Kaip sąveikaus du srovės laidininkai? (2 pav. skaidrėje)

Prisiminkime, kokią hipotezę Amperas iškėlė kūnų magnetinėms savybėms paaiškinti?

7 skaidrė Faradėjaus portretas

8 skaidrė Elektromagnetinė indukcija

Kokį reiškinį Faradėjus galėjo stebėti? Kokia jo atliktų eksperimentų esmė? (paaiškinkite pagal diagramą, parodytą skaidrėje)

Kokiu dar būdu galima stebėti indukuotos srovės atsiradimą? (2 pav. skaidrėje)

Kokią išvadą Faradėjus padarė iš savo eksperimentų?

Suformuluokime elektromagnetinės indukcijos reiškinio esmę.

9 skaidrė Apibendrinant ir apibendrinant

Kokias bendras išvadas galima padaryti remiantis trimis didžiaisiais XIX amžiaus atradimais? Kaip yra susiję elektra ir magnetizmas?

Taigi iki XIX amžiaus vidurio. buvo žinoma:

1. Elektros srovė (judantys krūviai) sukuria aplink save magnetinį lauką.
2. Nuolatinis magnetinis laukas turi orientacinį poveikį srovės laidininkui (ir atitinkamai judantiems krūviams)
3. Kintamasis magnetinis laukas gali generuoti elektros srovę (ty sukelti įkrautų dalelių judėjimą nukreipta kryptimi per elektrinį lauką)

Ir vienas škotas susimąstė (Naudokite pagrindinius klausimus, kad pamėgintumėte studentus suprasti tą pačią mintį):

jei kintamasis magnetinis laukas sukuria elektrinį lauką, tai ar gamtoje nėra atvirkštinio proceso? Ar elektrinis laukas savo ruožtu nesukuria magnetinio lauko??

III. Naujos medžiagos mokymasis.(lydimi pagrindiniai klausimai, euristinis pokalbis)

10 skaidrė Maksvelo portretas

11 skaidrė Maksvelo hipotezė

Ką galima daryti remiantis tuo, kas išdėstyta pirmiau? Kas atsitiks, kai turėsime besikeičiantį magnetinį lauką? (Maksvelo hipotezė)

Maksvelo hipotezė: Kai elektrinis laukas keičiasi laikui bėgant, jis sukuria magnetinį lauką.

Hipotezė turi būti patvirtinta eksperimentu.

Kaip galima gauti kintamąjį elektrinį lauką?

1 pav. Kondensatoriaus elektrinis laukas.

Įkraunant kondensatorių, erdvėje tarp plokščių atsiranda kintantis elektrinis laukas .

Pagalvokime, kaip gali atrodyti magnetinis laukas, kurį sukuria kintamasis elektrinis laukas? (tam galime prisiminti ir padaryti analogiją su magnetiniu lauku, kurį sukuria laidininkas su srove)

2 pav. Kintantis elektrinis laukas sukuria sūkurinį magnetinį lauką

Kintantis elektrinis laukas sukuria tokį patį magnetinį lauką, tarsi tarp kondensatoriaus plokščių būtų elektros srovė.

12 skaidrė Magnetinės indukcijos vektoriaus B kryptis:

Sukurto magnetinio lauko magnetinės indukcijos linijos dengia elektrinio lauko stiprumo linijas.

Didėjant elektrinio lauko stiprumui, magnetinės indukcijos vektoriaus kryptis sudaro dešinįjį varžtą su vektoriaus E kryptimi. Kai jis mažėja, susidaro kairysis varžtas ( aiškinamasis brėžinys) .

Kai keičiasi magnetinis laukas, vaizdas yra panašus ( aiškinamasis brėžinys) .

Kokią išvadą tai leidžia daryti?

13 skaidrė Maksvelo darinys

Laukai neegzistuoja atskirai, nepriklausomai vienas nuo kito.

Neįmanoma sukurti kintamo magnetinio lauko, tuo pat metu nesukūrus elektrinio lauko erdvėje. Ir atvirkščiai,

Kintamasis elektrinis laukas neegzistuoja be magnetinio lauko.

Elektriniai ir magnetiniai laukai yra vienos visumos pasireiškimas - ELEKTROMAGNETINIS LAUKAS.

Ne mažiau svarbu ir tai, kad elektrinis laukas be magnetinio lauko ir atvirkščiai gali egzistuoti tik tam tikrų atskaitos sistemų atžvilgiu.

Taigi ramybės būsenos krūvis sukuria tik elektrinį lauką. Tačiau krūvis yra ramybės būsenoje tik tam tikros atskaitos sistemos atžvilgiu, o kitos atžvilgiu jis judės ir todėl sukurs magnetinį lauką.

14 skaidrė Elektromagnetinio lauko apibrėžimas

Elektromagnetinis laukas– speciali materijos forma, per kurią vyksta sąveika tarp elektriškai įkrautų dalelių.

Elektromagnetiniam laukui vakuume būdingas elektrinio lauko stiprumo vektorius E ir magnetinė indukcija B, kurie nustato jėgas, veikiančias iš lauko nejudančias ir judančias įkrautas daleles.

15 skaidrė Išvada

1864 metais J. Maxwellas sukuria elektromagnetinio lauko teorija, pagal kurią elektrinis ir magnetinis laukai egzistuoja kaip tarpusavyje susiję vienos visumos – elektromagnetinio lauko – komponentai.

Ši teorija su viengungis požiūriu paaiškino visų ankstesnių tyrimų elektrodinamikos srityje rezultatus

IV. Žinių, įgūdžių ir gebėjimų įtvirtinimas. Klasterinis metodas

Pagrindinė frazė „Elektromagnetinis laukas“

V. Namų darbai: § 17

VI. Apmąstymas ir įvertinimas.

Elektromagnetinių bangų skalė

EML šaltiniai

EMR šaltiniai

f = 3 300 Hz (pramoniniai dažniai)

aukštos įtampos elektros linijos, elektros instaliacijos sistemos, transformatorinės, skirstomieji įrenginiai.

apsaugos ir automatikos įrenginiai, geležinkelio ir miesto transportas (metro, troleibusai, tramvajus, biuro įranga) ir kt.

f = 60 kHz 300 GHz (radijo dažniai)

aukšto dažnio įrenginių elementai (induktoriai, transformatoriai, kondensatoriai),

katodinių spindulių lempos, radarų stotys, asmeniniai kompiuteriai, mobilieji telefonai, medicinos įrenginiai ir kt.

Elektromagnetinis laukas

E B H

B – būdingoji varža

laidžioji terpė, omų (vakuumui ir orui = 377 omai)

E – EF intensyvumas, V/m N – MF intensyvumas, A/m

Energijos srauto tankis (PED) – vidutinė energija, kurią elektromagnetinės bangos perduoda per 1 s per 1 m plotą 2 , statmenai bangos judėjimui, W/m 2 .

q P 2 E 2 E H

4 r 377

P – generatoriaus galia, W r – atstumas iki generatoriaus,

Elektromagnetinių bangų susidarymo zonos

I. šalia (indukcinė zona)

EML poveikis žmogaus organizmui

Šiluminis poveikis

EML poveikis

Pagrindiniai veiksniai, turintys įtakos EML poveikio laipsniui:

1. dažnių diapazonas f, Hz (arba λ, m).

2. poveikio intensyvumas E, H, q;

3. poveikio trukmė, h;

4. švitinimo pobūdis ir būdas;

5. apšvitinto paviršiaus dydis;

6. lydinčių veiksnių buvimas (padidėjusi aplinkos temperatūra, rentgeno spinduliuotės buvimas ir kt.);

7. kūno ypatumai

Biologinis

poveikį

EMP apsaugos priemonės

EML parametrų normalizavimas

Pagrindiniai reguliavimo dokumentai:

GOST 12.1.002-84 SSBT. Pramoninio dažnio elektriniai laukai. Leistini įtempimo lygiai ir kontrolės reikalavimai darbo vietose.

SanPiN 2.2.4.1191-03 EMF pramoninėmis sąlygomis.

GOST 12.1.006-84* SSBT. Radijo dažnių elektromagnetiniai laukai. Leistini lygiai darbo vietose ir stebėjimo reikalavimai.

EML standartizavimas

1. pramoninis dažnis f = 3–300 Hz

(GOST 12.1.002-84 ir SanPiN 2.2.4.1191-03)

faktinis buvimo laikas: = (E)

Buvimas ED įtampos metu:

≤5 kV/m leidžiama visą darbo dieną.

5kV/m

50 E 2

20kV/m

Esant įtampai >25 kV/m, būti nenaudojant apsauginių priemonių negalima

EML standartizavimas

2. radijo dažnių diapazonas f = 60 kHz–300 MHz (HF ir UHF)

(GOST 12.1.006-84* ir SanPiN 2.2.4.1191-03)

elektrinio ir magnetinio lauko stiprumas:

EN E, EN N, – didžiausios leistinos energijos apkrovos vertės pagal

elektrinės ir magnetinės lauko dedamosios [(V/m)2 ·h] ir [(A/m)2 ·h] nurodytos lentelėje, priklausomai nuo dažnio.

3. radijo dažnių diapazonas f = 300 MHz – 300 GHz (mikrobangų krosnelė)

leistinas energijos srauto tankis

q LT q

papildomai

ENq – didžiausia leistina energijos apkrovos vertė pagal PES [(W/m)2 h] ENq =2 (W/m)2 h

Nepriklausomai nuo ekspozicijos trukmės per darbo pamainą, q reikšmė neturi viršyti 10 W/m2

Organizacinės apsaugos priemonės

mokymai ir praktika dirbti su EML šaltiniais;

neleisti asmenims iki 18 metų ir nėščioms moterims dirbti su EML šaltiniais;

medicininės apžiūros (preliminariai įeinant į darbą ir periodiškai)

reglamentuota įrenginių priežiūra (periodinės apžiūros, įrangos remonto grafikas);

reglamentuotas darbo režimas (laiko, praleisto paveiktoje teritorijoje, apribojimas – laiko apsauga);

papildyti. atostogos, sutrumpintas darbo laikas