Презентация на тему "Электромагнитные гармонические колебания"

Содержание

• 
  Слайд 1

  «Самая лучшая физика – это хорошая математика».

  «Электромагнитные гармонические колебания и их математическое обоснование». Урок изучения нового материала, интегрированный урок: физика и математика. Автор ПарфеноваЕ.М. ИСУ, общеобразовательное отделение pptcloud.ru

• 
  Слайд 2
  

  Цель учебная: Сформировать у студентов понятие «гармоническое колебание» и научить определять параметры колебаний математическими способами. Задачи урока: 1. Показать аналогию между параметрами, характеризующими механические и электромагнитные колебания. 2. Раскрыть сущность определения параметров по уравнениям гармонических колебаний и их графикам. 3. Раскрыть принцип построения графиков гармонических колебаний по их уравнениям. Развивающая цель: Показать студентам роль межпредметных связей при изучении курсов математики и физики; раскрыть сущность аналогии как метода научного познания. Воспитательная цель: Воспитания устойчивого интереса студентов к достижению результатов своей работы.

• 
  Слайд 3

  Формы и методы обучения

  беседа; рассказ; объяснительно-иллюстрационный: проблемные ситуации: метод суждения.

• 
  Слайд 4

  Структура занятия:

  Актуализация знаний. Мотивация учебной деятельности. Постановка цели. Формирование новых знаний. Контроль полученных знаний. Подведение итогов. Домашнее задание.

• 
  Слайд 5

  Актуализация раннее усвоенных знаний.

  Преподаватель физики задает вопросы студентам: Что собой представляют колебания? В каких разделах физики мы о них говорили? Приведите примеры. Студенты отвечают на поставленные вопросы

• 
  Слайд 6

  Аналогия между механическими и электромагнитными колебаниями.

  -Какие условия необходимо создать для получения механических колебаний? -Как получают электромагнитные колебания?

• 
  Слайд 7
  

  -Что можно сказать об изменении физических величин, проводя аналогию между двумя видами колебаний? Как долго они будут продолжаться?Соответствие между механическими и электрическими величинами.

• 
  Слайд 8

  Мотивация учебной деятельности

  Преподаватель физики отмечает, что колебания свойственны всем явлениям природы:пульсируют звезды, вращаются планеты, внутри организма бьется сердце и т. д. Вам известна природа возникновения механических и электромагнитных колебаний. Вопрос: Как вы думаете, какими же параметрами будут характеризоваться рассмотренные нами колебательные процессы? (Студенты правильного ответа на вопрос не дают, т.к. у них не хватает знаний)

• 
  Слайд 9

  Постановка цели урока

  Правильно ответить на поставленный вопрос вам поможет изучение явлений «гармонические колебания в физике». Изучение данного явления невозможно без знаний, полученных из курса математики. Сегодня вам предстоит познакомиться: во –первых, с основными понятиями и терминами теории колебания; во–вторых,с математическими соотношениями, описывающими колебания. И первое, и второе очень важно для понимания всего последующего курса физики.

• 
  Слайд 10

  Изучение нового материала.

  Пр. математикиобъясняет понятие гармонических колебаний. Колебания, при которых физическая величина изменяется с течением времени по закону синуса или косинуса называются гармоническими колебаниями. В ∆ ОМК :sin(ωt+φ)= Аналогично cos(ωt+φ)=

• 
  Слайд 11
  

  Графически гармонические колебания изображаются синусоидамиГрафик синусоиды.

• 
  Слайд 12
  

  Пр. физикипредлагает студентам объяснить : «Почему колебания груза на пружине и свободные колебания в закрытом контуре можно представить с помощью гармонического закона косинуса?»

• 
  Слайд 13

  Графики гармонических колебаний.

  Х (м) t (c) g (Кл) t (c) Хm -Хm 0 0 tn Х tn gm -gm g Т Т

• 
  Слайд 14
  

  Пр. математики, используя уравнения гармонических колебаний и их графики, вводит понятие гармонических колебаний., Параметры гармонических колебаний.

  1.Модуль наибольшего значения колеблющейся величины называетсяамплитудным значением. Хm(м) – амплитуда механического колебания; gm(Кл) – амплитуда заряда конденсатора; Im(A) – амплитуда силы тока; Um(B) – амплитуда напряжения . 2.Значение колеблющейся величины в любой момент времени называетсямгновенным значением. Хm(м) – амплитуда механического колебания; gm(Кл) – амплитуда заряда конденсатора; Im(A) – амплитуда силы тока; Um(B) – амплитуда напряжения

• 
  Слайд 15

  Первичная проверка понимания и обсуждение результатов.

  Задание №1. Указать моменты времени, когда значение колеблющихся величин на представленных графиках приобретают: А).Амплитудные значения. Б).Мгновенные значения. Х (м) t (c) t (c) 0 0 g (Кл) Рис.1 График механического колебания. Рис.2 График электромагнитного колебания. 2 6 9 12 16 2 3 7 10

• 
  Слайд 16

  Изучение нового материала.Параметры гармонических колебаний.

  Пр. математики: 3.Минимальный промежуток времени, в течении которого значение колеблющейся величины полностью повторяется называетсяпериодом колебания. Т (с) – период колебания. Пр. физики : Период собственных незатухающих колебаний контура,когда его сопротивление равно нулю,определяется по формуле английского физика Томсона: Период колебаний в реальном контуре напрямую зависит от его сопротивления R. Чем больше сопротивление Rзакрытого колебательного контура, тем больше период его колебаний.

• 
  Слайд 17

  Параметры гармонических колебаний.

  Пр. математики: 4.Величина обратная периоду называетсячастотой колебания. - частота колебания. Пр. физики: Частоту свободных колебаний, возникающих в замкнутом колебательном контуре, называют собственной частотой колебательной системы. Частота собственных незатухающих колебаний контура вычисляется по формуле:

• 
  Слайд 18

  Первичная проверка понимания и обсуждение результата.

  Задание №2. Указать периоды колебаний на представленных графиках и рассчитать частоты колебания. Рис.1 График механического колебания. Х (м) t (c) Т1 Т2 Т3 Т4 t (c) 0 0 Рис.2 График электромагнитного колебания. g (Кл) 2 4 6 8 10 12 14

• 
  Слайд 19

  Изучение нового материала.

  Пр. математики: Из курса математики известно, что наименьшим периодом функции косинуса и синуса является величина 2П. 5.Если рассматривать число колебаний не за 1с, а за 2Пс, то полученную частоту называют циклической или круговой частотой. - циклическая или круговая частота колебаний Пр. физики:Циклическая частота колебаний для закрытого колебательного контура вычисляется по формуле:

• 
  Слайд 20

  Пр. математики:

  6.Выражениение, которое стоит под знаком синуса или косинуса в уравнении гармонического колебания, называется фазой колебания. φ[рад]- фаза колебания Значение фазы в момент времени, равной нулю, называютначальной фазой колебания. φ0 [рад] – начальная фаза колебания. Функции у = cosx и у=sinx отличаются друг от друга фазами колебаний cosφ = sin(φ + π/2) Разность между фазами колеблющихся величин называют фазовым сдвигом. ∆φ = φ2 - φ1 [рад] .

• 
  Слайд 21

  Пример расчета разности фаз.

  Уравнение изменения заряда конденсатора по закону косинуса: Уравнение изменения заряда конденсатора по закону синуса: Фазовый сдвиг между уравнениями:

• 
  Слайд 22

  Графики гармонических колебаний, имеющих фазовый сдвиг П/2.

• 
  Слайд 23

  Пр. математики.

• 
  Слайд 24
  
• 
  Слайд 25

  Подведение итогов занятия.

  Пр. физики. У студентов сформировалось понятие электромагнитного гармонического колебания, они убедилась в наличии математического обоснования данного процесса, уяснили сущность параметров гармонических колебаний и способы вычисления их математическим и физическим путем , они смогли полученные знания использовали при выполнении проверочного задания. Запись конспекта занятия проводилась в рабочие тетради студентов, они проявляли инициативу при работе, так как заинтересованы в ее результатах.

• 
  Слайд 26

  Домашнее задание.

  Выучить теоретический материал: конспект занятия; Диск №.2, автор Дмитриева §15.1-15.3 Расчёт параметров гармоничных колебаний и построение графиков