title: Презентация на тему: Электромагнитное поле как особый вид материи

text:
Презентация на тему: «Электромагнитные волны»
Выполнила студентка
	группы 2КН1
		Кобзарь Анастасия
Содержание:
1.Электромагнитное поле как особый вид материи.
2.Электромагнитные волны.
3.Вибратор Герца. Открытый колебательный контур.
4.Применение электромагнитных волн.
  Электромагнитное поле как особый вид материи.1.Взаимосвязь электрического и магнитного полей.
        В 60-х годах  XIX в. Дж. Максвелл разработал теорию электромагнитного поля, согласно которой переменное электрическое поле порождает переменное магнитное.
Магнитное поле возникает вокруг проводников, по которым текут токи. Силовые линии магнитного поля всегда замкнуты, откуда следует, что электрические токи, порождающие магнитное поле, так же  должны быть замкнуты.
       Ток смещения – переменное электрическое поле, подобно току проводимости, порождает магнитное поле, силовые линии которого всегда замкнуты.
        Таким образом,
электрические  магнитные поля взаимосвязаны: изменение одного из них порождает другое.  Эти поля – проявление единого электромагнитного поля.
         Электромагнитное поле – особая форма материи, оно существует не зависимо от нас. Неотъемлемой характеристикой материи является энергия.
2.Электромагнитные волны.
Электромагнитные волны – это распространяющееся в пространстве переменное электромагнитное поле.
        Из теории Максвелла следует, что электромагнитные волны являются поперечными.
        Таким образом,
Электромагнитная волна является волной поперечной.
         Согласно теории Максвелла, скорости распространения электромагнитных волн – величина конечная. Она определяется электрическими и магнитными свойствами среды, в которой распространяется электромагнитная волна.
Скорость распространения электромагнитных волн в вакууме равна скорости света в вакууме: с=3*108 м/с.

       Расстояние, на которое перемещается электромагнитная волна за время, равное одному периоду колебания, называется длиной волны.

3. Вибратор Герца. Открытый колебательный контур
В закрытом колебательном контуре электромагнитное поле локализовано в той области пространства, где расположен этот контур, поэтому электромагнитных волн этот контур не излучает. Использование колебательного контура для излучения электромагнитных волн было предложено Г.Герцем.
Герц уменьшил индуктивность и емкость контура, раздвинув пластины конденсатора и реализовал  открытый колебательный контур (вибратор Герца)- прямолинейный проводник с искровым промежутком посередине, обладающий очень малой емкостью и индуктивностью.
Свойства электромагнитных волн.
Пользуясь вибратором и резонатором, Герц установил, что электромагнитные волны обладают свойствами, присущими любым другим волнам: отражаются от преград, преломляются, интерферируют друг с другом.

Исследованиями русских учёных
  П.Н. Лебедева 		и
А.А. Глаголевой-Аркадьевой
было доказано:

Все свойства электромагнитных волн совпадают со свойствами света.
Видимый свет представляет собой электромагнитное излучение.
4. Применение электромагнитных волн.
В первую очередь электромагнитные волны применяются в телевидении:
Радиолокация.
Радиолокация- обнаружение различных предметов и измерение расстояния до них с помощью радиоволн.
Радиоастрономия.
Радиоастрономия исследует небесные тела по их собственному радиоизлучению.
Спасибо
за
 внимание!


title: Презентация на тему: Электромагнитные колебания

text:
Электромагнитные колебания.
Электромагнитные колебания.
Электромагнитные колебания – периодические изменения заряда, силы тока и напряжения в электрической цепи.
Электромагнитные колебания являются свободными, т.е. возникают при выведении колебательной системы из положения равновесия.
Простейшая система, в которой могут происходить свободные электромагнитные колебания – конденсатор и катушка, соединенные последовательно (колебательный контур).
Колебательная система выводится из равновесия при сообщении конденсатору заряда. При этом конденсатор получает энергию Wэ.
Затем замыкаем вторую часть цепи и конденсатор начинает разряжаться. В цепи появляется электрический ток, сила которого увеличивается постепенно в связи с явлением самоиндукции. ЭДС самоиндукции всегда возникает при появлении тока в цепи и препятствует его увеличению.
По мере разрядки конденсатора энергия электрического поля Wэ уменьшается, так как уменьшается заряд на обкладках конденсатора, но одновременно возрастает энергия магнитного поля тока Wм.
Полная энергия W электромагнитного поля контура равна сумме его энергий магнитного Wм и электрического Wэ полей.

В момент, когда конденсатор полностью разрядится, энергия электрического поля станет равна нулю (так как заряд конденсатора равен нулю). Энергия магнитного поля станет максимальной (по закону сохранения энергии).
В этот момент сила тока в цепи становится максимальной. А раз в цепи есть ток, то конденсатор начинает опять заряжаться.
Здесь же следует отметить, что сила тока в цепи поддерживается ЭДС самоиндукции и без источника тока.
После зарядки конденсатор опять начинает разряжаться и все происходит сначала.
Если бы не было потерь энергии, то колебания в колебательном контуре были бы незатухающими.
В колебательном контуре энергия электрического поля заряженного конденсатора периодически переходит в энергию магнитного поля тока.

Аналогия между механическими и электромагнитными колебаниями.
Зарядка конденсатора аналогична отклонению тела от положения равновесия на некоторую величину хm.
Возникновение в цепи тока соответствует появлению в механической колебательной системе скорости тела под действием силы упругости пружины.
Момент времени, когда конденсатор разрядится, а сила тока достигнет максимума, аналогичен тому моменту времени, когда тело с максимальной скоростью проходит положение равновесия.
Далее конденсатор начнет перезаряжаться, а тело в ходе механических колебаний продолжает  смещаться влево от положения равновесия.
По происшествии половины периода колебаний конденсатор полностью перезарядился, а тело отклонилось в крайнее правое левое положение, когда его скорость стала равна нулю.
Соответствие между механическими и электромагнитными колебаниями можно свести в таблицу.
Домашнее задание.
Конспект (подробный) §31 «Переменный электрический ток»


title: Презентация на тему: ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ИЗЛУЧЕНИЯ

text:
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ИЗЛУЧЕНИЯ
Содержание:

Шкала электромагнитных волн
Скорость света
Спектр электромагнитных волн
Радиоволны
Виды радиоволн
Виды радиоволн (продолжение)
Инфракрасное излучение
Световое излучение
Рентгеновское излучение
Гамма-излучение
Вывод

Вся информация от звезд, туманностей, галактик и других астрономических объектов поступает в виде электромагнитного излучения.
Шкала электромагнитного излучения. По горизонтальной оси отложены: внизу – длина волны в метрах, вверху – частота колебаний в герцах
Шкала электромагнитных волн
      Шкала электромагнитных волн простирается от длинных радиоволн до гамма – лучей. Электромагнитные волны различной длины условно делят на диапазоны по различным признакам ( способу получения, способу регистрации, характеру взаимодействия с веществом).

Скорость света
    Всякое излучение можно рассматривать как поток квантов – фотонов, распространяющихся со скоростью света, равной c = 299 792 458 м/с. Скорость света связана с длиной и частотой волны соотношением

    c = λ ∙ ν
Спектр электромагнитных волн
Спектр электромагнитного излучения в порядке увеличения частоты составляют:
1) Радиоволны
2) Инфракрасное излучение
3) Световое излучение
4) Рентгеновское излучение
5) Гамма -излучение

Спектром электромагнитных волн называется полоса частот электромагнитных волн, существующих в природе.
Радиоволны
    Радиоволны представляют собой электромагнитные волны, длины которых превосходят 0.1мм
Виды радиоволн
1. Сверхдлинные волны с длиной волны больше 10км
2. Длинные волны в интервале длин от10км до 1км
3. Средние волны в интервале длин от1км до 100м
Виды радиоволн (продолжение)

4. Короткие волны в интервале длин волн от 100м до 10м
5. Ультракороткие волны с длиной волны меньше 10м
Инфракрасное излучение
Инфракрасное излучение – это электромагнитные волны, которые испускает любое нагретое тело, даже если оно не светится.
Инфракрасные волны также тепловые волны, т.к. многие источники этих волн вызывают заметное нагревание  окружающих тел.
Световое излучение
     Световое излучение - поток лучистой энергии из инфракрасной, видимой и ультрафиолетовой области спектра, действует в течение нескольких секунд, источником является светящаяся область взрыва.
Рентгеновское излучение
    Рентгеновское излучение возникает при торможении быстрых заряженных частиц (электронов, протонов и пр.), а также в результате процессов, происходящих внутри электронных оболочек атомов.
Применение : медицина, физика, химия, биология, техника, криминалистика, искусствоведение
Гамма-излучение
Особенность: ярко выраженные корпускулярные свойства.
Гамма излучение является следствием явлений, происходящих внутри атомных ядер, а также в результате ядерных реакций.
Вывод
     По мере уменьшения  длины волны проявляются и существенные качественные различия электромагнитных волн. Излучения различных длин волн отличаются друг от друга по способу  их получения и  методом регистрации, то есть по характеру взаимодействия с веществами.


Презентация на тему: Электромагнитные поля и излучения


title: Презентация на тему: Электромагнитные явления (тест)

text:
Тест по теме«Электромагнитные явления»
Баскакова Т. И.
Учитель физики

МОУ ООШ № 48
г. Архангельск

1.Магнитное поле существует:
а) вокруг неподвижных электрических зарядовб) вокруг движущихся электрических зарядовв) как вокруг неподвижных, так вокруг движущихся электрических зарядовг)независимо от наличия зарядов
2. Как располагаются железные опилки в магнитном поле тока:
а) беспорядочноб) по прямым линиям вдоль проводникав) по замкнутым кривым, охватывающим проводник
3.При изменении тока в проводнике магнитная стрелка , расположенная вблизи проводника,…
а) будет находится в безразличном состоянииб) повернется на 180ºв) повернется на 90ºг) будет вращаться вокруг своей осид) будет колебаться
4.Каким способом можно изменить магнитное поле катушки с током
а) изменить число витков в катушкеб) внутрь катушки вставить алюминиевый сердечник в) изменить силу тока в катушке г)  воздействовать на катушку тепловым излучением
5.Тела, длительное время сохраняющие намагниченность, называются… .
а) электромагнитомб) магнитомв) источником токаг) электродвигателем
6.Какие вещества слабо притягиваются магнитом
а) чугунб) стальв) стеклог) никельд) кобальте) железо
7. Вставьте пропущенные слова
Разноименные полюса …, одноименные полюса … . а) отталкиваютсяб) отключаютсяв) замыкаютсяг) притягиваются
8. Причиной магнитной аномалии является … .
а) огромные залежи железной руды б) солнечная активностьв) движением  электронов вокруг ядра.г) Электромагнит
9. Стальной магнит ломают пополам. Какими магнитными свойствами будут обладать концы А и В на месте излома магнита?
а) концы А и В магнитными свойствами обладать не будутб) Конец А станет северным магнитным полюсом, В-южнымв) Конец В станет северным магнитным полюсом, А-южнымг) Однозначно ответить нельзя

N
A
B
S
10. КПД двигателей достигает…
а) 30 %б) 40 %в) 50 %г) 80 %д) 98 %е) свыше 100 %
11. Линии, вдоль которых в магнитном поле располагаются оси маленьких магнитных стрелок, называют:
а) Магнитными линиямиб) Электромагнитомв) Магнитное поле
    Оценка:  «5» -10-11 правильных ответов«4» - 8-9 правильных ответов «3» - 6-7 правильных ответов


text:
Электромагнитные колебания
11 класс
Определение
Электромагнитные колебания – это периодические или почти периодические изменения заряда, силы тока и напряжения.
Колебания происходят с большой частотой.
Для наблюдения используют осциллограф.
Свободные и вынужденные колебания
Свободными колебаниями – это колебания, которые возникают в системе после выведения ее из положения равновесия
Вынужденные колебания – это колебания в цепи под действием внешней периодически изменяющейся электродвижущей силы.
Колебательный контур
Колебательный контур – это электрическая цепь, состоящая из конденсатора и катушки, в которой могут происходить свободные электрические колебания.

энергия электрического поля конденсатора
энергия магнитного поля катушки
рис. 4.4 стр.83
Уравнения электромагнитных колебаний
Гармонические колебания заряда, тока и напряжения в контуре описываются уравнениями:

Частота и период колебаний в контуре
формула Томсона
Решение задач
1255
1256
1257
1258
1264
1265
1266
1267
1270

Домашнее задание
Выучить новые понятия и формулы
п.27-30, ответить на вопросы


title: Презентация на тему: Электромагнитная индукция. Опыты Фарадея

text:
Учитель: Попова И.А.
МБНОУ гимназия № 1 г. Белово
Белово 2013
Электромагнитная индукция. Опыты ФарадеяПодготовка к ГИА
повторение основных понятий кинематики, видов движения, графиков и формул кинематики в соответствии с кодификатором ГИА и планом демонстрационного варианта экзаменационной работы

Цель:
Открытие явления электромагнитной индукции
Явление электромагнитной индукции было открыто выдающимся английским физиком М. Фарадеем в 1831 г. Оно заключается в возникновении электрического тока в замкнутом проводящем контуре при изменении во времени магнитного потока, пронизывающего контур.

Фарадей (Faraday) Майкл
(22.09.1791–25.08.1867)
Английский физик и химик.
Опыт Фарадея
Здесь должен быть видеофрагмент
«Опыты Фарадея»

Скачайте фильм по адресу:
http://school-collection.edu.ru/catalog/res/c2d1d45a-4986-4e09-9292-d232fcc508da/view/ и вставьте его на этот слайд. При вставке установите «при показе слайдов воспроизводить автоматически», на вкладке «Параметры» поставьте галочку в поле «Во весь экран»

Явление электромагнитной индукции
Явление электромагнитной индукции:
заключается в возникновении электрического тока в замкнутом проводящем контуре при изменении во времени магнитного потока, пронизывающего контур.
Переменное электрическое поле
Переменное магнитное
поле

"Я превращал магнетизм в электричество"
Майкл Фарадей
Явление электромагнитной индукции
Здесь должен быть видеофрагмент
«Явление электромагнитной индукции»

Скачайте фильм по адресу:
http://school-collection.edu.ru/catalog/res/5aaccdbe-aa79-47f0-b8c9-06b5c6bce601/view/ и вставьте его на этот слайд. При вставке установите «при показе слайдов воспроизводить автоматически», на вкладке «Параметры» поставьте галочку в поле «Во весь экран»

Магнитный поток
Магнитным потоком Φ через площадь S контура называют величину
Φ = B · S · cos α
где B – модуль вектора магнитной индукции,
α – угол между вектором и нормалью к плоскости контура
Единица магнитного потока в системе СИ называется вебером (Вб)
Явление электромагнитной индукции
Здесь должен быть видеофрагмент -анимация
«Явление электромагнитной индукции»

Скачайте фильм по адресу:
http://school-collection.edu.ru/catalog/res/0b033b36-cc92-4014-99a2-1994ee047550/view/ и вставьте его на этот слайд. При вставке установите «при показе слайдов воспроизводить автоматически», на вкладке «Параметры» поставьте галочку в поле «Во весь экран»

Закон электромагнитной индукции Фарадея
Правило Ленца:
 При изменении магнитного потока в проводящем контуре возникает ЭДС индукции Eинд, равная скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром, взятой со знаком минус:
В этом примере        а     инд < 0. Индукционный ток Iинд течет навстречу выбранному положительному направлению    обхода контура.
Зависимость индукционного тока от скорости изменения магнитного потока
Здесь должен быть видеофрагмент
«Зависимость индукционного тока от скорости изменения магнитного потока»

Скачайте фильм по адресу:
http://school-collection.edu.ru/catalog/res/c2d1d45a-4986-4e09-9292-d232fcc508da/view/  и вставьте его на этот слайд. При вставке установите «при показе слайдов воспроизводить автоматически», на вкладке «Параметры» поставьте галочку в поле «Во весь экран»

Правило Ленца
I случай

II случай

III случай

IV случай

Изменение магнитного потока, пронизывающего замкнутый контур, может происходить по двум причинам:
1. Магнитный поток изменяется вследствие перемещения контура или его частей в постоянном во времени магнитном поле.
2. Изменение во времени магнитного поля при неподвижном контуре.
Получение индукционного тока
Здесь должен быть видеофрагмент
«Получение индукционного тока»

Скачайте фильм по адресу:
http://school-collection.edu.ru/catalog/res/7588cd5f-d08a-4aa5-bc32-993f9b7dfabb/view/   и вставьте его на этот слайд. При вставке установите «при показе слайдов воспроизводить автоматически», на вкладке «Параметры» поставьте галочку в поле «Во весь экран»

Генератор переменного тока
Здесь должен быть видеофрагмент
«Генератор переменного тока»

Скачайте фильм по адресу:
http://school-collection.edu.ru/catalog/res/4170927d-c63b-4b0f-9142-66cbb89fea84/view/ и вставьте его на этот слайд. При вставке установите «при показе слайдов воспроизводить автоматически», на вкладке «Параметры» поставьте галочку в поле «Во весь экран»

ВыводыЯвление электромагнитной индукции наблюдается в случаях:
движение магнита относительно катушки (или наоборот);
движение катушек относительно друг друга;
изменение силы тока в цепи первой катушки( с помощью реостата или замыканием и размыканием выключателя);
вращением контура в магнитном поле;
вращением магнита внутри контура.
Подборка заданий по кинематике
(из заданий ГИА 2008-2010 гг.)
Рассмотрим задачи:
ГИА 2008 г. 11. При внесении южного полюса магнита в катушку амперметр фиксирует возникновение индукционного тока. Что необходимо сделать, чтобы увеличить силу индукционного тока?
увеличить скорость внесения магнита
вносить в катушку магнит северным полюсом
изменить полярность подключения амперметра
взять амперметр с меньшей ценой деления
ГИА-2008-11. Катушка замкнута на гальванометр. В каких из перечисленных случаев в ней возникает электрический ток?А) В катушку вдвигают электромагнит.Б) В катушке находится электромагнит.
1. Только А.
2. Только Б.
3. В обоих случаях.
4. Ни в одном из перечисленных случаев.

(ГИА 2009 г.) 11. Две одинаковые катушки А и Б замкнуты каждая на свой гальванометр. В катушку А вносят полосовой магнит, а из катушки Б вынимают такой же полосовой магнит. В каких катушках гальванометр зафиксирует индукционный ток?
ни в одной из
в обеих катушках
только в катушке А
только в катушке
ГИА-2010-11. Один раз полотном магнит падает сквозь неподвижное металлическое кольцо южным полюсом вниз, второй раз северным полюсом вниз. Ток в кольце
1) возникает в обоих случаях
2) не возникает ни в одном из случаев
3) возникает только в первом случае
4) возникает только во втором случае
(ЕГЭ 2001 г., Демо) 21. Ток в катушке меняется согласно графику на рисунке. В какие промежутки времени около торца катушки можно обнаружить не только магнитное, но и электрическое поле ?
От  0 до 2 с  и  от  5 до 7 с.
Только от  0 до 2 с.
Только от  2 до 5 с.
Во все указанные промежутки времени.

(ЕГЭ 2002 г., Демо) А19. В металлическое кольцо в течение первых двух секунд  вдвигают магнит, в течение следующих двух секунд магнит оставляют неподвижным внутри кольца, в течение последующих двух секунд его вынимают из кольца. В какие промежутки времени в катушке течет ток?
0–6 с
0–2 с и 4–6 с
2–4 с
только 0–2 с

(ЕГЭ 2004 г., демо) А15. Постоянный магнит вводят в замкнутое алюминиевое кольцо на тонком длинном подвесе (см. рисунок). Первый раз – северным полюсом, второй раз – южным полюсом. При этом
в обоих опытах кольцо отталкивается от магнита
в обоих опытах кольцо притягивается к магниту
в первом опыте кольцо отталкивается от магнита, во втором –  кольцо притягивается к магниту
в первом опыте кольцо притягивается к магниту, во втором –  кольцо отталкивается от магнита

(ЕГЭ 2003 г. демо) А28. Магнит выводят из кольца так, как показано на рисунке. Какой полюс магнита ближе к кольцу?

северный
южный
отрицательный
положительный
(ЕГЭ 2006 г., ДЕМО) А19. На рисунке приведена демонстрация опыта по проверке правила Ленца. Опыт проводится со сплошным кольцом, а не разрезанным, потому что

сплошное кольцо сделано из стали, а разрезанное – из алюминия
в сплошном кольце не возникает вихревое электрическое поле, а в разрезанном – возникает
в сплошном кольце возникает индукционный ток, а в разрезанном – нет
в сплошном кольце возникает ЭДС индукции, а в разрезанном – нет
(ЕГЭ 2007 г., ДЕМО) А23. На рисунке показаны два способа вращения рамки в однородном магнитном поле. Ток в рамке

возникает в обоих случаях
не возникает ни в одном из случаев
возникает только в первом случае
возникает только во втором случае

(ЕГЭ 2010 г., ДЕМО) А15. На рисунке изображен момент демонстрационного эксперимента по проверке правила Ленца, когда все предметы неподвижны. Южный полюс магнита находится внутри сплошного металлического кольца, но не касается его. Коромысло с металлическими кольцами может свободно вращаться вокруг вертикальной опоры. При выдвижении магнита из кольца оно будет

оставаться неподвижным
двигаться против часовой стрелки
совершать колебания
перемещаться вслед за магнитом
Литература
Видеоролик - анимация "Явление электромагнитной индукции" //[Электронный ресурс]// http://school-collection.edu.ru/catalog/res/0b033b36-cc92-4014-99a2-1994ee047550/view/;
Видеоролик "Зависимость индукционного тока от скорости изменения магнитного потока"//[Электронный ресурс]// http://school-collection.edu.ru/catalog/res/c2d1d45a-4986-4e09-9292-d232fcc508da/view/;
Видеоролик "Зависимость индукционного тока от скорости изменения магнитного потока"//[Электронный ресурс]// http://school-collection.edu.ru/catalog/res/c2d1d45a-4986-4e09-9292-d232fcc508da/view/;
Видеоролик "Явление электромагнитной индукции (опыт Фарадея)" "//[Электронный ресурс]// http://school-collection.edu.ru/catalog/res/94fe49eb-c56a-415d-948d-61c85a9c0603/view/;
Видеоролик "Явление электромагнитной индукции"//[Электронный ресурс]// http://school-collection.edu.ru/catalog/res/5aaccdbe-aa79-47f0-b8c9-06b5c6bce601/view/;
Зорин, Н.И. ГИА 2010. Физика. Тренировочные задания: 9 класс / Н.И. Зорин. – М.: Эксмо, 2010. – 112 с. – (Государственная (итоговая) аттестация (в новой форме).
Кабардин, О.Ф. Физика. 9 кл.: сборник тестовых заданий для подготовки к итоговой аттестации за курс основной школы / О.Ф. Кабардин. – М.: Дрофа, 2008. – 219 с;
Майкл Фарадей. Выдающиеся физики //[Электронный ресурс]// http://www.physics.ru/courses/op25part2/content/scientist/faraday.html;
Основные понятия кинематики //[Электронный ресурс]// http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/f3591263-ecae-d464-caf0-9105f5d9cda5/00119626139675510.htm
Перышкин, А. В., Физика. 7 класс. Учебник для общеобразовательных школ / А. В. Перышкин. - М.: Дрофа, 2009. – 198 с.
Перышкин, А. В., Физика. 8 класс. Учебник для общеобразовательных школ / А. В. Перышкин. - М.: Дрофа, 2009. – 196 с.
Федеральный институт педагогических измерений. Контрольные измерительные материалы (КИМ) Физика ГИА-9 2010 г. / /[Электронный ресурс]// http://fipi.ru/view/sections/214/docs/;
Федеральный институт педагогических измерений. Контрольные измерительные материалы (КИМ) Физика ЕГЭ 2001-2010//[Электронный ресурс]// http://fipi.ru/view/sections/92/docs/;
Электромагнитная индукция. Опыты Фарадея //[Электронный ресурс]// http://class-fizika.narod.ru/9_33.htm.


title: Презентация на тему: Электромагнитные колебания 11 класс

text:
Электромагнитные колебания
11 класс
900igr.net
Определение
Электромагнитные колебания – это периодические или почти периодические изменения заряда, силы тока и напряжения.
Колебания происходят с большой частотой.
Для наблюдения используют осциллограф.
Свободные и вынужденные колебания
Свободными колебаниями – это колебания, которые возникают в системе после выведения ее из положения равновесия
Вынужденные колебания – это колебания в цепи под действием внешней периодически изменяющейся электродвижущей силы.
Колебательный контур
Колебательный контур – это электрическая цепь, состоящая из конденсатора и катушки, в которой могут происходить свободные электрические колебания.

энергия электрического поля конденсатора
энергия магнитного поля катушки
рис. 4.4 стр.83
Уравнения электромагнитных колебаний
Гармонические колебания заряда, тока и напряжения в контуре описываются уравнениями:

Частота и период колебаний в контуре
формула Томсона
Решение задач
1255
1256
1257
1258
1264
1265
1266
1267
1270

Домашнее задание
Выучить новые понятия и формулы
п.27-30, ответить на вопросы


Презентация на тему: Электромагнитные волны


title: Презентация на тему: Электромагнитная индукция

text:
Электромагнитная индукция
Сравнение электростатического и магнитного полей
Знаем:
Электрическое поле создается неподвижными заряженными частицами

Магнитное поле – движущимися, т.е. электрическим током
Умеем:
Превращать электричество в магнетизм
Задача:
«Превратить магнетизм в электричество»

1821-1831 годы
М. Фарадей
Благодаря этому открытию были сконструированы устройства: генераторы, трансформаторы и т.д.

Майкл Фарадей (1791 - 1867)
Вопросы к данному эксперименту:
Что наблюдаем в данном эксперименте?
Что является причиной появления тока в катушке?
Электрический ток, возникший в контуре, будем называть индукционным.
А явление возникновения тока при данных условиях, -явлением электромагнитной индукции
Явление электромагнитной индукции заключается в возникновении электрического тока в проводящем контуре, при изменении числа линий магнитной индукции, пронизывающих этот контур (при изменении магнитного потока ).
Способы индуцирования тока (Опыты Фарадея)

Магнитный поток, пронизывающий катушку, может изменяться по трем причинам:
за счет изменения магнитного поля, в котором находится неподвижная катушка;
за счет движения самой катушки в магнитном поле

 Если по катушке идет  переменный ток
Определение явления ЭМИ
Явление электромагнитной индукции заключается в возникновении электрического тока в проводящем контуре, который либо покоится в переменном во времени магнитном поле, либо движется в постоянном магнитном поле, таким образом, что меняется магнитный поток, пронизывающий этот контур.

Направление токаПравило Ленца.

   индукционный ток всегда имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле препятствует изменению магнитного потока, вызывающего индукционный ток.

Применение правила Ленца:
Установить направление линий магнитной индукции В внешнего поля
Выяснить , увеличивается или уменьшается  магнитный поток
Установить направление линий магнитной индукции В’  магнитного поля индукционного тока.
     при ∆Ф>0, В’ ↑ ↓ В
    при ∆Ф<0, В’ ↑ ↑ В
 Зная направление линий магнитной индукции В’, найти направление индукционного тока, пользуясь правилом буравчика или правилом правой руки

Правило  Ленца
Пример 1

По правилу буравчика: B’
при ∆Ф>0, В’ ↑ ↓ В
Направление B
Определяем полюса магнита
Самостоятельная работа
1 вариант Определить полюса магнита.
2 вариант
Определить направление движения магнита
ЭДС индукции
В цепи появляется электрический ток в том случае, когда на свободные заряды действуют сторонние силы.
При изменении магнитного потока через контур, в контуре появляются сторонние силы, действие которых характеризуется ЭДС, называемой ЭДС индукцией

Закон электромагнитной индукции
Сила  индукционного тока пропорциональна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром:
ЭДС индукции в замкнутом контуре равна по модулю скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром:
ЭДС в проводнике, движущемся в магнитном поле
При движении проводника его свободные заряды движутся вместе с ним. Поэтому на заряды со стороны магнитного поля действует сила Лоренца. Она-то и вызывает перемещение зарядов внутри проводника. Следовательно,  ЭДС индукции  в движущемся проводнике имеет магнитное происхождение.

ЭДС  индукции в неподвижном проводнике.
На неподвижные заряды может оказывать действие только электрическое поле. Но индукционный ток появляется в результате действия переменного магнитного поля.  Это заставляет предположить, что электроны в неподвижном проводнике приводятся в движение электрическим полем, которое порождается переменным магнитным полем
Теория Максвелла
Изменяясь во времени, магнитное поле порождает электрическое поле
 свойства  вихревого электрического поля
Источник поля: изменяющее магнитное поле
Индикатором поля являются электрические заряды
Силовые линии представляют собой замкнутые линии. Поле носит вихревой характер.
Работа вихревого поля на замкнутом пути не равна нулю.
Характеристика поля: напряженность:

F= q E

Явление ЭМИ в новом свете:
Явление электромагнитной индукции заключается в возникновении вихревого электрического поля, вызывающего  электрический ток в замкнутом контуре, при изменении  магнитного потока пронизывающего этот контур.

Опыты Генри
Если по  катушке идет переменный ток, то магнитный поток, пронизывающий катушку, меняется. Поэтому возникает ЭДС  в том же самом проводнике, по которому идет переменный ток.
Это явление называется самоиндукцией:
    Возникновение ЭДС индукции в проводящем контуре при изменении в нем силы тока.
Всего хорошего!
До новых встреч!


text:
Презентация выполнена учителем физики
 ГОУ СОШ №332 Невского района
города С-Петербурга
Татьяной Викторовной Романовой
Электромагнитная индукция
Содержание
Открытие явления (2, 3)
Природа явления (4 – 10)
Характеристика вихревого электрического поля (11, 12)
Таблица сопоставления полей (13,40)
Памятка (14,15)
Аналитическое объяснение опытных фактов (16)
Закон электромагнитной индукции (17 – 21)
Определение явления (22)
Способы получения индукционного тока (23 – 25)
Правило Ленца (26– 28)
Простейшие ситуации применения правила Ленца (29 – 32)
Взаимодействие магнита и индукционного тока (33 – 36)
Учет правила Ленца в формуле закона (37,38)
Применения явления (39)
План сообщения об ученом (41), источники (42)

Явление электромагнитной индукции
Открыто Майклом Фарадеем в 1831 году
Выдающийся английский физик и химик, член Лондонского королевского общества, основоположник учения об электромагнитном поле
Открыл:
закон электромагнитной индукции
 законы электролиза,
явление вращения плоскости поляризации света в магнитном поле,
явления диамагнетизма и парамагнетизма
Первый  получил хлор в жидком состоянии.

Майкл Фарадей (1791 —  1867)
Переменное магнитное поле B,Ф
Индукционный ток Ii
Порождает в замкнутом проводящем контуре
Явление электромагнитной индукции
Что называют электрическим током?
Ток – это упорядоченное движение заряженных частиц
?
Что заставляет заряды двигаться упорядоченно?
Поле

Магнитное ?
Электрическое?
Может ли электростатическое поле заставить двигаться заряды по замкнутому контуру?

Однородное?
Неоднородное?
ЭДС индукции

ЭДС индукции показывает, какую работу совершает вихревое электрическое поле по перемещению единичного заряда по замкнутому контуру
ЭДС индукции
Сравните
Напряжение

В чем отличие вихревого электрического поля от потенциального?
Вихревое, работа по замкнутому контуру не равна нулю

Вихревое, работа по замкнутому контуру не равна нулю

Потенциальное, работа по замкнутому контуру равна нулю
Потенциальное или вихревое
Замкнутые
Замкнутые
Не замкнуты, начинаются и кончаются на зарядах
Линии поля (замкнутые или незамкнутые)
Электрические заряды
Движущиеся заряды ,ток

Электрические заряды
Что служит индикатором
Изменяющееся магнитное поле
Движущиеся заряды , ток
Электрические заряды
Источник поля
Вихревое электрическое
Магнитное
Электростатическое
        Вид поля

Вопросы
ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКАЯ (явление)
ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ (явление)
МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ (явление)
САМОИНДУКЦИЯ (явление)
ВЗАИМОИНДУКЦИЯ (явление)
МАГНИТНАЯ (величина, B)
КОЭФФИЦИЕНТ САМОИНДУКЦИИ /ИНДУКТИВНОСТЬ/ (величина, L)
ЭДС ИНДУКЦИИ (величина, εi)
ЭДС САМОИНДУКЦИИ (величина, εi s)

Не путайте!  ИНДУКЦИЯinduktio (лат.) - наведение
Закономерности  явления эми
Опытные факты
IiN витков в катушке

Ii  N вносимых  (выносимых) магнитов

Ii  скорости внесения (вынесения) магнитов
Анализ формулы
N витков в контуре меняет его S
N вносимых (выносимых) магнитов меняет численное значение B
Скорость   внесения (вынесения) магнитов в контур  влияет на быстроту изменения Ф
Сила индукционного тока
зависит от быстроты изменения магнитного потока
Сравните

Величина, стоящая  слева от знака «равно» есть быстрота изменения той величины, что стоит справа от знака «равно» в числителе перед дельтой.
Закон Ома
Сравните
Индукционный ток зависит от быстроты изменения магнитного потока

Закон ЭМИ
ЭДС индукции прямо пропорциональна быстроте изменения магнитного потока
В такой записи справедлив для случая линейного (равномерного) изменения магнитного потока.
   Электромагнитная индукция –
явление,   возникновения вихревого электрического  поля, создающего электрический ток в  замкнутом проводящем контуре при изменении  потока магнитной индукции через  поверхность, ограниченную этим  контуром.

     Возникающий при этом ток называют
                        индукционным.
Способы получения индукционного тока
(магнитное поле создано постоянным магнитом)
Способы получения индукционного тока
(магнитное поле создано током)
Направление индукционного тока
Правило Ленца (1834 год):
Возникающий в замкнутом проводящем контуре индукционный ток всегда имеет такое направление, что его собственное магнитное поле мешает изменению того магнитного потока, которым этот ток порожден.

Или: индукционный ток всегда препятствует причине его порождающей.
Выдающийся русский физик,один из создателей учения об электричестве и теоретических основ электротехники.
 Долгие годы возглавлял кафедру физики и физической географии в Петербургском университете, а с 1863 г. был ректором университета.
В курсе физики основные выводы Ленца известны как "Правило Ленца" и "Закон Джоуля - Ленца".

ЛЕНЦ, Эмилий  Христианович
 ( 1804 – 1863 )

Переменное магнитное поле B,Ф
Вихревое электрическое поле εi,E
Свободные заряды в контуре q0,
Индукционный ток Ii
Свое  магнитное поле Bi
порождает
действует на
приходят в движение, создавая
создает
Мешает изменению

S
N
Отталкиваются

S
N
Притягиваются

N
S
Отталкиваются

S
N
Притягиваются
Учет правила Ленца в формуле закона электромагнитной индукции

ЭДС индукции равна взятой с обратным знаком скорости изменения магнитного потока
Закон ЭМИ
В такой записи справедлив для случая линейного (равномерного) изменения магнитного потока
Некоторые применения явления электромагнитной индукции
Индукционный генератор
Индукционная плавильная печь
Трансформатор
Индукционная варочная панель
Индукционный нагреватель
Индукционный насос
Индукционный датчик перемещений
Индукционный  дефектоскоп
Счетчик  электроэнергии
Электродинамический микрофон
Спидометр
Демпфер

В чем отличие вихревого электрического поля от потенциального?
Источники:
Г.Н.Степанова Физика, 9 класс – СПб.: ООО «СТП Школа», 2003
http://tek.mhost.ru/opengrom.html
http://www.edu.delfa.net/CONSP/mag2.html
http://phizmatcolledge.ru/stati/eksperiment.html
http://fizika-solodova-em.narod.ru/uroke.html
Анимированные рисунки предоставлены учителями физики 569 школы Невского района г. С-Петербурга
Адрес автора презентации:
r1t1v@yandex.ru


title: Презентация на тему: Электромагнитные волны 11 класс

text: «Low Band»


Презентация на тему: Электромагнитные волны 9 класс


title: Презентация на тему: «Электромагнитные волны» 11 класс

text:
5klass.net
E
B
E
B
E
B
v
B
v
E ~ a
L
n 2,1
n = c0/v
v1
v2
0
0

I ~ E2
0
2
2


text:
11 класс«Электромагнитные волны»
Длина волны

2

      Электромагнитная волна – переменное электромагнитное поле, распространяющееся в пространстве
       Излучение электромагнитных волн возникает при ускоренном движении электрических зарядов
3
График электромагнитной волны
4
Ханс Кристиан Эрстед (1777-1851)
Майкл Фарадей (1791-1867)
~ магнитное поле              ~ электрический ток

Максвелл Джеймс Клерк (1831-1879)
6
  ~ магнитное поле

     ~ электрическое поле

  ~ электрическое поле

     ~ магнитное поле

 υв = с = сonst = 3∙108 м/с

Генрих Герц (1857-1894)
Изучил свойства электромагнитных волн
Определил скорость электромагнитной волны
Доказал, что свет – частный случай электромагнитной волны
7
Попов Александр Степанович (1859-1905)
8
                                250 м
                                600 м
                                  20 км
                                150 км (1901 г.)

Г. Маркони осуществил радиосвязь через Атлантический океан (1901 г.)

Связь на расстояние
Шкала электромагнитных волн
9
Радиоволны
СВЧ излучения
Инфракрасное излучение
Видимый свет
Ультрафиолетовое излучение
Рентгеновское излучение
Гамма - излучение
Низкочастотные излучения
10
Радиоволны
Закрепление
1. Что такое электромагнитная волна?

2. Кто создал теорию электромагнитной волны?

3. Кто изучил свойства электромагнитных волн?
11
Закрепление
12
Как зависит длина волны от частоты колебания ?

Что произойдет с длиной волны, если период колебания частиц увеличится в 2 раза?

Как изменится частота колебания излучения при переходе волны в более плотную среду?

Что является причиной излучения электромагнитной волны?

Где используются электромагнитные волны?
Обратно пропорционально

Увеличится в 2 раза

Не изменится

Заряженные частицы, движущиеся с ускорением

Спасибо за работу!!!
13
Спасибо за внимание!!!


title: Презентация на тему: Электромагнитные колебания и волны

text:
Учитель: Попова И.А.
МБНОУ гимназия № 1 г. Белово
Белово 2013
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ Подготовка к ГИА
повторение основных понятий, графиков и формул, связанных с электромагнитными колебаниями и волнами в соответствии с кодификатором ГИА и планом демонстрационного варианта экзаменационной работы

Цель:
Переменный ток
Если плоская рамка площади S равномерно вращается с частотой f оборотов в секунду в однородном магнитном поле с индукцией то магнитный поток Φ, пронизывающий рамку периодически изменяется во времени
Φ(t) = B ∙ S cos (2πft).
В соответствии с законом электромагнитной индукции Фарадея на концах рамки появится переменное напряжение.
Получение переменного индукционного тока
Здесь должен быть видеофрагмент
«Получение переменного индукционного тока»

Скачайте фильм по адресу: http://school-collection.edu.ru/catalog/res/d67bc6fb-694a-4f85-95ba-e572ae399a54/view/  и вставьте его на этот слайд. При вставке установите «при показе слайдов воспроизводить автоматически», на вкладке «Параметры» поставьте галочку в поле «Во весь экран»

Переменный ток
Периодические или почти периодические изменения заряда, силы тока и напряжения называются электромагнитными колебаниями.
Обычно эти колебания происходят с очень большой частотой, значительно превышающей частоту механических колебаний:
٧ = 50 Гц
Для их наблюдения и исследования самым подходящим прибором является электронный осциллограф
Генератор переменного тока
Здесь должен быть видеофрагмент
«Генератор переменного тока»

Скачайте фильм по адресу:
http://school-collection.edu.ru/catalog/res/4170927d-c63b-4b0f-9142-66cbb89fea84/view/
и вставьте его на этот слайд. При вставке установите «при показе слайдов воспроизводить автоматически», на вкладке «Параметры» поставьте галочку в поле «Во весь экран»

Преобразования энергии в электрогенераторах

В электрогенераторах осуществляется преобразование механической энергии в электрическую.
Генераторы приводятся во вращение с помощью
паровых,
гидравлических,
газовых турбин,
двигателей внутреннего сгорания и других первичных двигателей.
Трансформатор
Здесь должен быть видеофрагмент
«Трансформатор»

Скачайте фильм по адресу:
 http://school-collection.edu.ru/catalog/res/c75a8eb5-ab51-4da7-b8f1-ea20eb69d6af/view/
и вставьте его на этот слайд. При вставке установите «при показе слайдов воспроизводить автоматически», на вкладке «Параметры» поставьте галочку в поле «Во весь экран»

Трансформатор
Для амплитудных значений напряжений на обмотках можно записать:

Коэффициент K = n2 / n1 есть коэффициент трансформации.
При K > 1 трансформатор называется повышающим,
при K < 1 – понижающим.
Принцип действия трансформатора
Здесь должен быть видеофрагмент
«Принцип действия трансформатора»

Скачайте фильм по адресу:
http://school-collection.edu.ru/catalog/res/0ecdeeb7-391a-48af-a7aa-008952b50853/view/
и вставьте его на этот слайд. При вставке установите «при показе слайдов воспроизводить автоматически», на вкладке «Параметры» поставьте галочку в поле «Во весь экран»

Применение трансформаторов
Мощные трехфазные трансформаторы используются в линиях передач электроэнергии на большие расстояния.
Для уменьшения потерь на нагревание проводов необходимо уменьшить силу тока в линии передачи, и, следовательно, увеличить напряжение.
Линии электропередачи строятся в расчете на напряжение 400–500 кВ,
в линиях используется трехфазный ток частотой 50 Гц.
Передача электрической энергии на расстояние
Здесь должен быть видеофрагмент
«Передача электрической энергии на расстояние»

Скачайте фильм по адресу:
https://sites.google.com/site/gymnaziya1belovo/peredatha-elektro.wmv?attredirects=0&d=1
и вставьте его на этот слайд. При вставке установите «при показе слайдов воспроизводить автоматически», на вкладке «Параметры» поставьте галочку в поле «Во весь экран»

Электромагнитное поле
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ - это порождающие друг друга переменные электрические и магнитные поля.
Теория электромагнитного поля создана Джеймсом Максвеллом в 1865 г.
Если электрические заряды движутся с ускорением, то создаваемое ими электрическое поле периодически меняется и само создает в пространстве переменное магнитное поле и т.д.
Джеймс Клерк Ма́ксвелл
(13 июня 1831, Эдинбург, Шотландия — 5 ноября 1879, Кембридж, Англия) — британский физик, математик и механик.
Электромагнитное поле
Источниками электромагнитного поля могут быть:
- движущийся магнит;
- электрический заряд, движущийся с ускорением или колеблющийся.
Колебания электрических зарядов сопровождаются электромагнитным излучением, имеющим частоту, равную частоте колебаний зарядов.
Электромагнитные волны
Электромагнитные волны – это распространяющиеся в пространстве электромагнитные колебания.
Они поперечны, то есть векторы и перпендикулярны и друг другу, и направлению распространения волны.
Скорость распространения электромагнитных волн
Скорость распространения электромагнитных волн в вакууме c (скорость света) – это мировая константа:
c = 2,9979·108 м/с.
Длина волны в вакууме и ее частота связаны формулой:
λ = с/ν

Различные виды электромагнитных излучений и их применение

Влияние электромагнитных излучений на живые организмы.
Радиоволны получаются с помощью колебательных контуров и макроскопических вибраторов.
Свойства:
радиоволны различных частот и с различными длинами волн по-разному поглощаются и отражаются средами.
проявляют свойства дифракции и интерференции.
Применение: радиосвязь, телевидение, радиолокация.
Влияние электромагнитных излучений на живые организмы
Инфракрасное излучение (тепловое) - излучается атомами или молекулами вещества.
Инфракрасное излучение дают все тела при любой температуре.
Свойства:
• проходит через некоторые непрозрачные тела, а также сквозь дождь, дымку, снег, туман;
• производит химическое действие (фототгластинки);
• поглощаясь веществом, нагревает его;
• невидимо;
• способно к явлениям интерференции и дифракции;
• регистрируется тепловыми методами.
Применение:
прибор ночного видения,
криминалистика,
физиотерапия,
в промышленности для сушки изделий, древесины, фруктов.
Видимое излучение
Часть электромагнитного излучения, воспринимаемая глазом.
Свойства:
отражение,
преломление,
воздействует на глаз,
способно к явлению дисперсии,
интерференции,
дифракции.
Ультрафиолетовое излучение
Источники: газоразрядные лампы с кварцевыми трубками.
Излучается всеми твердыми телами, у которых
t0 > 1000 °С,
а также светящимися парами ртути.
Свойства:
Высокая химическая активность,
невидимо,
большая проникающая способность,
убивает микроорганизмы,
в небольших дозах благоприятно влияет на организм человека (загар),
но в больших дозах оказывает отрицательное воздействие,
изменяет развитие клеток,
обмен веществ.
Применение: в медицине, в промышленности.
Рентгеновские лучи
Излучаются при больших ускорениях электронов.
Свойства: интерференция, дифракция рентгеновских лучей на кристаллической решетке, большая проникающая способность. Облучение в больших дозах вызывает лучевую болезнь.
Применение: в медицине с целью диагностики заболеваний внутренних органов; в промышленности для контроля внутренней структуры различных изделий.
γ-излучение
Источники: атомное ядро (ядерные реакции).
Свойства:
Имеет огромную проникающую способность,
оказывает сильное биологическое воздействие.
Применение: в медицине, производстве (γ -дефектоскопия).

Влияние электромагнитных излучений на живые организмы.
Электромагнитное излучение частотой 50 Гц, которое создается проводами сети переменного тока, при длительном воздействии вызывает сонливость, признаки усталости, головные боли.
Чтобы не усиливать действие бытовых электромагнитных излучений, специалисты рекомендуют не располагать близко друг к другу работающие в наших квартирах электроприборы — микроволновую печь, электроплиту, телевизор, стиральную машину, холодильник, утюг, электрический чайник.
Расстояние между ними должно быть не менее 1,5—2 м.
Влияние электромагнитных излучений на живые организмы.
	Антенны БС устанавливаются на высоте 15 - 100 метров от поверхности земли на уже существующих постройках или на специально сооруженных мачтах
Параметры ЭМП, влияющие на биосистемы
интенсивность (величина) излучения;
частота излучения;
продолжительность облучения;
модуляция сигнала;
сочетание частот;
периодичность действия.
Влияние электромагнитных излучений на живые организмы
ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА:
нервная;
иммунная;
эндокринная;
половая.
Конденсатор -
- это система из двух и более электродов (обычно в форме пластин, называемых обкладками), разделённых диэлектриком, толщина которого мала по сравнению с размерами обкладок конденсатора.
Такая система обладает взаимной ёмкостью и способна сохранять электрический заряд.
Ёмкость в цепи переменного и постоянного тока
Здесь должен быть видеофрагмент
«Ёмкость в цепи переменного и постоянного тока»

Скачайте фильм по адресу:
http://narod.ru/disk/start/07.dl11se-narod.yandex.ru/3841480001/hc839a1565f13203808aaf655f3865795/%D0%81%D0%BC%D0%BA%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C%20%D0%B2%20%D1%86%D0%B5%D0%BF%D0%B8%20%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE%20%D0%B8%20%D0%BF%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%8F%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE%20%D1%82%D0%BE%D0%BA%D0%B0.avi
и вставьте его на этот слайд. При вставке установите «при показе слайдов воспроизводить автоматически», на вкладке «Параметры» поставьте галочку в поле «Во весь экран»

Колебательный контур
КОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ КОНТУР, замкнутая электрическая цепь, состоящая из конденсатора емкостью  С и катушки с индуктивностью  L, в которой могут возбуждаться собственные колебания с частотой, обусловленные перекачкой энергии из электрического поля конденсатора в магнитное поле катушки и обратно.
L – индуктивность катушки;
С – электроемкость конденсатора
Вынужденные электромагнитные колебания
Процессы, возникающие в электрических цепях под действием внешнего периодического источника тока, называются вынужденными колебаниями.
Вынужденные колебания являются незатухающими.
Установившиеся вынужденные колебания всегда происходят на частоте ω внешнего источника.
Электрические цепи, в которых происходят установившиеся вынужденные колебания под действием периодического источника тока, называются цепями переменного тока,
напряжение которого изменяется по периодическому закону
e(t) = ε0 cos ωt
Получение электромагнитных колебаний
Электромагнитные волны могут возбуждаться только ускоренно движущимися зарядами.
Простейшей системой, излучающей электромагнитные волны, является небольшой по размерам электрический диполь, который называют диполем Герца.
В современной радиотехнике излучение электромагнитных волн производится с помощью антенн различных конструкций, в которых возбуждаются быстропеременные токи.
В радиотехнике диполь Герца эквивалентен небольшой антенне, размер которой много меньше длины волны λ.

Вибратор Герца
Принцип радиосвязи
Для получения электромагнитных волн Генрих Герц использовал простейшее устройство, называемое вибратором Герца. Это устройство представляет собой открытый колебательный контур.
Электромагнитные волны регистрировались с помощью приемного резонатора, в котором возбуждаются колебания тока.
Схема приемника Попова, приведенная в «Журнале Русского физико-химического общества»

Принципы радиосвязи
Принцип радиосвязи заключается в том, что электрический ток высокой частоты, созданный в передающей антенне, вызывает в окружающем пространстве быстроменяющееся электромагнитное поле, которое распространяется в виде электромагнитной волны.
Трудность передачи звукового сигнала состоит в том, что для радиосвязи необходимы колебания высокой частоты, а колебания звукового диапазона — низкочастотные колебания, для излучения которых невозможно построить эффективные антенны.
Схема радиосвязи
1 —генератор высокой частоты, вырабатывает электрические колебания высокой частоты.
2 —микрофон, преобразует звуковые колебания в  электрические
3 —модулятор, накладывает «низкочастотные» электрические колебания на «высокочастотные»
4 —передающая антенна, излучает электромагнитную волну, (модулированный высокочастотный сигнал).
Схема радиосвязи
ПЕРЕДАТЧИК
ПРИЕМНИК
5 —приетная антенна, принимает электромагнитную волну, (модулированный высокочастотный сигнал).
6 —приемный колебательный контур, усиливает электромагнитную волну, (настраивается в резонанс с частотой принятого сигнала).
7 —детектор, удаляет половину сигнала, (детектирует сигнал).
8 —конденсатор-фильтр, выделяет из модулированного высокочастотного сигнала низкочастотные электрические колебания
9 —наушник, преобразует низкочастотные электрические колебания в звук
Классификация видов радиоволн
Виды радиосвязи
№ полосы частотного спектра	Метрическое наименование 	Диапазон длин 	Диапазон частот
4 	Мириаметровые 	10-100 км 	3-30 кГц
5 	Километровые 	1-10 км 	30-300 кГц
6 	Гектометровые 	10-1000 м 	300-3000 кГц-
7 	Декаметровые 	10-100 м 	3-30 МГц
8 	Метровые 	1-10 м 	30-300 МГц
9 	Дециметровые 	10-0,1 м 	300-3000 МГц
10 	Сантиметровые 	1-10 см 	3-30 ГГц
11 	Миллиметровые 	1-10 мм 	30-300 ГГц
12 	Децимиллиметровые 	0,1-1 мм 	300-3000 ГГц
Подборка заданий по кинематике
(из заданий ГИА 2008-2010 гг.)
Рассмотрим задачи:
ГИА-2010-12. Заряженная частица излучает электромагнитные волны, если
1) движется равномерно и прямолинейно
2) находится в покое
3) движется с ускорением
4) среди ответов 1-3 нет правильного
ГИА-2010-12. Какое из перечисленных ниже свойств света подтверждает его волновые свойства?
1) способность отражаться
2) способность дифрагировать
3) способность преломляться
4) способность распространяться прямолинейно
ГИА-2010-12. Какое электромагнитное излучение из перечисленных ниже видовимеет наибольшую длину волны?

1) радиоволны
2) свет
3) инфракрасное излучение
4) ультрафиолетовое излучение
ГИА-2010-12. Какой из перечисленных ниже видов электромагнитных излученийимеет наименьшую длину волны?
1) радиоволны
2) видимый свет
3) инфракрасное излучение
4) гамма-излучение
(ГИА 2009 г.) 12. На рисунке приведена шкала электромагнитных волн. Определите, к какому виду излучения принадлежат электромагнитные волны с длиной волны 0,1 мм.
только радиоизлучению
только рентгеновскому излучению
ультрафиолетовому и рентгеновскому излучению
радиоизлучению и инфракрасному излучению
(ГИА 2010 г.) 13. На рисунке приведена шкала электромагнитных волн. Определите, к какомувиду излучения относятся электромагнитные волны с длиной волны 1 см.
только к радиоизлучению
только к рентгеновскому излучению
к радиоизлучению и инфракрасному излучению
к ультрафиолетовому и рентгеновскому излучению
ГИА-2010-12. На какой частоте работает радиостанция, передавая программу наволне 250 м?
1,2 ∙ 10-6 Гц
1,2 ∙ 106 Гц
0,83 ∙ 10-6 Гц
0,83 ∙ 106 Гц
ГИА-2010-12. На какой частоте суда передают сигнал бедствия (SOS), если по международному соглашению длина радиоволны этого сигнала должнабыть равной 600 м?
200 ∙ 10-8 Гц
500 ∙ 10-6 Гц
200 ∙ 106 Гц
500 ∙ 103 Гц

ГИА-2010-12. Чему равна длина волн, посылаемых радиостанцией, работающей начастоте 1400 кГц?
420 ∙ 1012 м
214 ∙ 102 м
420 ∙ 10-12 м
214 м

ГИА-2010-12. Длина электромагнитной волны, распространяющейся в воздухе спериодом колебаний T = 0,03 мкс, равна
100 м
1 м
3 м
9 м

ГИА-2010-12. Период колебаний в электромагнитной волне, распространяющейсяв воздухе с длиной полны 3 м равен
0,03 мкс
0,01 мкс
0,09 мкс
0,27 мкс

(ЕГЭ 2001 г.) А15. На рисунке показан график колебаний силы тока в колебательном контуре с антенной. Определите длину электромагнитной волны, излучаемой антенной.
1,2.103 м
0,83.10-3 м
7,5.102 м
6.102 м
(ЕГЭ 2001 г.) А21. Колебания электрического поля в электромагнитной волне описывается уравнением  E = 10cos(10-12t + /2). Определите циклическую частоту    колебаний.
10 с-1
10-12 с-1
/2 с-1
3.10-4 с-1
(ЕГЭ 2001 г., Демо) А18. На рисунке приведен график изменения напряжения в электрической цепи с течением времени. Чему равен период колебаний напряжения?
0,4 с
2 В
0,2 с
4 В.

(ЕГЭ 2002 г., Демо) А20. Радиостанция работает на частоте 0,75108 Гц. Какова длина волны, излучаемой антенной радиостанции? (Скорость распространения электромагнитных волн 300 000 км/с.)
2,25 м
4 м
2,2510–3  м
410–3 м

(ЕГЭ 2002 г., КИМ) А32. Согласно теории Максвелла электромагнитные волны излучаются

(ЕГЭ 2004 г., демо) А16. Катушка квартирного электрического звонка с железным сердечником подключена к переменному току бытовой электросети частотой 50 Гц (см. рисунок). Частота колебаний якоря
равна 25 Гц
равна 50 Гц
равна 100 Гц
зависит от конструкции якоря

(ЕГЭ 2004 г., демо) А17. Скорость распространения электромагнитных волн
имеет максимальное значение в вакууме
имеет максимальное значение в диэлектриках
имеет максимальное значение в металлах
одинакова в любых средах

(ЕГЭ 2008 г., ДЕМО) А21. Среди приведенных примеров электромагнитных волн максимальной длиной волны обладает

инфракрасное излучение Солнца
ультрафиолетовое излучение Солнца
излучение γ-радиоактивного препарата
излучение антенны радиопередатчика
Литература
Вибратор Герца [рисунок] // http://900igr.net/datai/fizika/Printsip-radiosvjazi/0002-001-Dlja-poluchenija-elektromagnitnykh-voln-Genrikh-Gerts-ispolzoval.png;
Вибратор Герца [рисунок] // http://dic.academic.ru/pictures/wiki/files/70/Felder_um_Dipol.jpg;
Вибратор Герца [рисунок] // http://tehno-science.ru/wp-content/uploads/2012/02/vibrator-gerca.jpg;
Вибратор Герца [рисунок] // http://www.en.edu.ru/shared/files/old/4147_p0189.gif;
Видеоролик " Генератор переменного тока"//[Электронный ресурс]//  http://school-collection.edu.ru/catalog/res/4170927d-c63b-4b0f-9142-66cbb89fea84/view/
Видеоролик " Ёмкость в цепи переменного и постоянного тока"//[Электронный ресурс]// http://narod.ru/disk/start/07.dl11se-narod.yandex.ru/3841480001/hc839a1565f13203808aaf655f3865795/%D0%81%D0%BC%D0%BA%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C%20%D0%B2%20%D1%86%D0%B5%D0%BF%D0%B8%20%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE%20%D0%B8%20%D0%BF%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%8F%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE%20%D1%82%D0%BE%D0%BA%D0%B0.avi
Видеоролик " Получение переменного индукционного тока"//[Электронный ресурс]//  http://school-collection.edu.ru/catalog/res/d67bc6fb-694a-4f85-95ba-e572ae399a54/view/
Видеоролик "Передача электрической энергии на расстояние"//[Электронный ресурс]// https://sites.google.com/site/gymnaziya1belovo/peredatha-elektro.wmv?attredirects=0&d=1
Видеоролик "Передача электрической энергии на расстояние"//[Электронный ресурс]// https://sites.google.com/site/gymnaziya1belovo/peredatha-elektro.wmv?attredirects=0&d=1
Видеоролик "Принцип действия трансформатора"//[Электронный ресурс]// http://school-collection.edu.ru/catalog/res/0ecdeeb7-391a-48af-a7aa-008952b50853/view/
Видеоролик "Трансформатор"//[Электронный ресурс]//  http://school-collection.edu.ru/catalog/res/c75a8eb5-ab51-4da7-b8f1-ea20eb69d6af/view/
Виды радиоволн //[Электронный ресурс]// http://eom.pp.ua/books/КопьютерыИсети/hack/Рус/Безопастность%20и%20защита/sredstva/392886_9BE62_lekcii_sredstva_i_sistemy_tehnicheskogo_obespecheniya_obrabo/ССТООХПИ%20учебник/курс%20лекций/lec_21.htm;
Виды радиосвязи [рисунок] // http://www.uchkom43.ru/components/com_virtuemart/shop_image/product/_________________4d8b37a3a6935.jpg;
Зорин, Н.И. ГИА 2010. Физика. Тренировочные задания: 9 класс / Н.И. Зорин. – М.: Эксмо, 2010. – 112 с. – (Государственная (итоговая) аттестация (в новой форме).
Излучающая антенна [рисунок] // http://metalera.ru/i/p/1333727482.jpg;
Кабардин, О.Ф. Физика. 9 кл.: сборник тестовых заданий для подготовки к итоговой аттестации за курс основной школы / О.Ф. Кабардин. – М.: Дрофа, 2008. – 219 с;
Максвелл, Джеймс Клерк. Википедия //[Электронный ресурс]// http://ru.wikipedia.org/wiki/%CC%E0%EA%F1%E2%E5%EB%EB,_%C4%E6%E5%E9%EC%F1_%CA%EB%E5%F0%EA;
Перышкин, А. В., Физика. 9 класс. Учебник для общеобразовательных школ / А. В. Перышкин. - М.: Дрофа, 2009. – 198 с.
Приемный резонатор [рисунок] // http://900igr.net/datai/fizika/Printsip-radiosvjazi/0003-002-Elektromagnitnye-volny-registrirovalis-s-pomoschju-priemnogo.png;
Стилизованная звуковая волна [рисунок] // http://prv2.lori-images.net/stilizovannaya-zvukovaya-volna-0002666218-preview.jpg;
Схема приемника А.С. Попова [рисунок] // http://heysocium.ru/uploads/posts/2012-05/1336468646_popov1.jpg;
Схема радиосвязи [рисунок] // http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/c1fa4768-67a3-4fd2-89b6-591e626d8754/9_72c.swf;
Трансформаторы. Передача электрической энергии. Открытая физика //[Электронный ресурс]// http://www.physics.ru/courses/op25part2/design/index.htm;
Федеральный институт педагогических измерений. Контрольные измерительные материалы (КИМ) Физика ГИА-9 2010 г. //[Электронный ресурс]// http://fipi.ru/view/sections/214/docs/
Федеральный институт педагогических измерений. Контрольные измерительные материалы (КИМ) Физика ЕГЭ 2001-2010//[Электронный ресурс]// http://fipi.ru/view/sections/92/docs/
Электромагнитные волны. . Открытая физика //[Электронный ресурс]// http://www.physics.ru/courses/op25part2/design/index.htm;


text:
900igr.net

(7.2.2)

,

,
(

(
)


Презентация на тему: Электромагниты и их применение


Презентация на тему: Электромагниты 8 класс


text:
Электромагнитные      волны
Учитель: Галина Николаевна
Студенка группы 1414
 Моисеенкова Мария
Академия индустрии красоты «Локон».

Электромагнитная волна
Электромагнитная волна – непрерывная система переменных и магнитных полей распространяющихся в вакууме со скоростью света.
                                           Свойства эл. волн
1   колебания Е и В в любой точке совпадают по фазе.
2   расстояние между двумя ближайшими точками в которых колебания происходят в одинаковой фазе называется длинной волны.
3   наличие ускорения – главное условие излучения эл. волны.
Экспериментальное обнаружение эл. волн
       Для образования интенсивных электромагнитных волн необходимо создать электромагнитные колебания достаточно высокой частоты.
Закрытый колебательный контур
LС большие следовательно W0 маленькая и следовательно электромагнитная волна слабая.
Открытый колебательный контур
        К открытому контуру можно перейти от закрытого, если постепенно раздвигать пластины конденсатора, уменьшая их площадь и одновременно уменьшая число витков в катушке. В конце получится просто прямой провод.
       В открытом контуре заряды не сосредоточены на концах , а распределены по всему проводнику.
         Для возбуждения колебаний в контуре во времена Герца поступали так. Провод разрезали посредине так, чтобы оставался небольшой воздушный промежуток, называемый искровым. Обе части проводника заряжали до высокой разности потенциалов. Когда разность потенциалов превышала некоторое предельное значение, проскакивала искра, цепь замыкалась, и в открытом контуре возникали колебания.
2 причины затухания колебаний в открытом контуре:
Вследствие наличия у контура активного сопротивления
-Вибратор излучает электромагнитные волны и теряет при этом энергию.
Попов Александр Степанович.                       (1859 – 1906)
       Русский физик, изобретатель радио. Убежденный
    в возможности связи без проводов при помощи
   электромагнитных волн, Попов построил первый в мире радиоприемник, применив в его схеме чувствительный элемент – когерер. Во время опытов по радиосвязи с помощью приборов  Попова было  впервые обнаружено отражение радиоволн от кораблей.
Изобретение радио А. С. Поповым.
Надежный и чувствительный способ регистрации
электромагнитных волн.
В качестве детали , непосредственно «чувствующей» электромагнитные волны, А. С. Попов применил – когерер.
Принципы радиосвязи.
       Радиотелефонная связь – передача речи или            музыки с помощью электромагнитных волн.
      В приемнике из модулированных колебаний высокой частоты выделяются низкочастотные колебания – детектирование
Свойства электромагнитных волн.
1.Поглощение электромагнитных волн. Помещая различные диэлектрики, замечаем уменьшение громкости следовательно диэлектрики частично поглощают электромагнитные волны.
2.Отражение электромагнитных волн.
Если диэлектрик заменить металлической пластиной, то звук перестанет быть слышимым. Волны не достигают приемника вследствие отражения.
3.Преломление электромагнитных волн.
Электромагнитные волны изменяют свое направление на границе диэлектрика. Это можно обнаружить с помощью большой треугольной призмы из парафина.
4.Электромагнитные волны поперечные
5.Интерференция т.е сложение волн
6.Дифракция т.е огибание препятствий волнами
Радиолокация
это обнаружение и точное определение местонахождения объектов с помощью радиоволн.
Радиолокационная установка – радиолокатор, состоит из передающей и приёмной частей.
Передатчик излучает волны кратковременными импульсами. Длительность каждого импульса составляет миллионные доли секунды, а промежуток между импульсами примерно в 1000 раз больше. Определение расcтояния R производится путем изменения общего времени t прохождения радиоволн до цели и обратно.
Развитие средств связи
    В настоящее время все шире применяются кабельные и радиорелейные лини, повышается уровень автоматизации связи. Успехи в области космической радиосвязи позволили создать новую систему связи, названную «Орбита». В этой системе используются ретрансляционные спутники связи.       Созданы мощные и надежные системы, обеспечивающие телевизионным вещанием районы Сибири Дальнего Востока и позволяющие осуществить телефонно – телеграфную связь с отдаленными районами нашей страны. Совершенствуются и находят новое применение и такие сравнительно старые средства связи, как телеграф и фототелеграф. Телевидение охватывает почти все населенные пункты нашей страны.
Спасибо за  внимание


Презентация на тему: Электромагнитные волны и их свойства


text:
Электромагнитные волны
Выполнили: Межецкий Артём,
                           Бурнайкина Ксения
Руководитель: Попова И.А.,
учитель физики

Муниципальное общеобразовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа № 30 города Белово»
Белово 2010

Джеймс Клерк (1831-1879), английский физик, создатель классической электродинамики, один из основоположников статической физики, организатор и первый директор (с 1871) Кавендишской лаборатории. Развивая идеи М. Фарадея, создал теорию электромагнитного поля (уравнения Максвелла) ввёл понятия о токе смещения, предсказал существование электромагнитных волн, выдвинул идею электромагнитной природы света.

В России одним из первых занялся изучением электромагнитных волн преподаватель офицерских курсов в Кронштадте Александр Степанович Попов.

Электромагнитная волна представляет собой систему порождающих друг друга и распространяющихся в пространстве переменных электрического и магнитного полей.

Количественной характеристикой магнитного поля является вектор магнитной индукции B

Основной количественной характеристикой электрического поля служит векторная величина, называемая напряжённостью электрического поля, которая обозначается E
Свойства электромагнитных волн
Поглощение и пропускание
Отражение
Преломление
Интерференция
Поперечность электромагнитных волн
6
Шкала электромагнитных волн
7
Радиоволны
СВЧ излучения
Инфракрасное излучение
Видимый свет
Ультрафиолетовое излучение
Рентгеновское излучение
Гамма - излучение
Низкочастотные излучения
8
Радиоволны
Инфракрасное излучение
9
Солнце
Видимый свет
10
Ультрафиолетовое излучение
11
   Рентгеновское излучение
12
Гамма-излучением называют электромагнитное излучение, испускаемое возбужденными ядрами и возникающее при взаимодействии элементарных частиц.
13
14
Схематическое изображение прозрачности земной атмосферы для всего диапазона электромагнитных излучений
Источники электромагнитных излучений
Солнце
Пульсары
Квазары
Черные дыры

15
Вращающая галактика
Формула скорости электромагнитной волны
16
Решение задачи
17
Решение:
с = λ · ν
Заключение
1. Исследования электромагнитного излучения имеют огромное значение для уточнения наших представлений о строении вещества. Исследования инфракрасного, видимого и ультрафиолетового излучений помогли выяснить строение молекул и внешних электронных оболочек атомов; изучение рентгеновского излучения позволило установить строение внутренних электронных оболочек атомов и структуру кристаллов, а излучение гамма – лучей дает много ценных сведений о строении атомных ядер.

2. Анализ информации, полученной во всем спектре электромагнитных волн, позволяет составить более полную картину структуры объектов во Вселенной, тем самым расширить границы познания природы.
Литература
А.В. Перышкин, Е.М. Гутник «Физика. 9 класс», «Дрофа», 2009 г.


Презентация на тему: Электронагревательные приборы


Презентация на тему: Электромагниты


title: Презентация на тему: Электромобиль

text:
TWIZY ZE
Renault Fluence ZE


Презентация на тему: Электронагревательные приборы на кухне


Презентация на тему: Электронно-цифровой вольтметр


Презентация на тему: Электромагниты и их применения


title: Презентация на тему: Электрометр и электроскоп

text:
1
2
3
5
6
4
1
2
3
4
5
6
+
+
+
+
+
-
-
-
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+


Презентация на тему: Электромагниты. Применение электромагнитов


title: Презентация на тему: Электромобиль - машина будущего или уже реальность

text:
TWIZY ZE
Renault Fluence ZE


title: Презентация на тему: Электромагниты

text:
   7
   6
   5
   4
   3
  2
  1


title: Презентация на тему: Электронное строение атома

text:
Электронное строение атома
Презентацию составила:
Учитель химии МКОУ СОШ №3 с Кугульта
Колодиева Оксана Александровна
Порядок заполнения орбиталей электронами
VII – 7s5f6d7p		32
VI – 6s4f5d6p		32
V – 5s4d5p			18
IV – 4s3d4p		18
III – 3s3p			8
II – 2s2p			8
I – 1s				2

Е

	p+ =1
	ē = 1
	n0 = 0

1
1s1
Е
1s

Энергетическая диаграмма
Орбиталь
Электрон
Электронная формула
Энергетические уровни
	p+ =2
	ē = 2
	n0 = 2

2
1s2
Е
1s

Электроны с разными спинами
Распределение электронов по уровням
5
1 уровень:
2ē
	p+ =3
	ē = 3
	n0 = 4

2
1s2
Е
1s

1
2s
2s1
	p+ =7
	ē =7
	n0 = 7

2
1s2
Е
1s

5
2s
2s2
2p
2p3
Распределение электронов по уровням
8
1 уровень: 2ē
2 уровень:8ē
	p+ =12
	ē =12
	n0 = 12

2
1s2
Е
1s

8
2s
2s2
2p
2p6

2
3s
3p
3s2
	p+ =17
	ē =17
	n0 = 18

2
1s2
Е
1s

8
2s
2s2
2p
2p6

7
3s
3p
3s2
3p5
Задание
Дайте электронную характеристику атомам:
Be, B, C, O, F, Ne, Na, Al, Si, P, S, Ar


Презентация на тему: Электронное пособие по физике


Презентация на тему: Электроника электро- и радиотехническое образование


Презентация на тему: Электронные свойства поверхности


Презентация на тему: Электронные формы опорных конспектов в преподавании физики


Презентация на тему: Электроны. История открытия


title: Презентация на тему: Электронное строение атомов

text:
Электронное строение атомов.
урок 10
8 класс

Элементы содержания: строение атома; строение электронных оболочек атомов первых 20 элементов Периодической системы Д. И. Менделеева.

Требования: уметь объяснять физический смысл номеров группы и периода, к которым принадлежит элемент Периодической системы Д. И. Менделеева; уметь составлять схемы строения атомов первых 20 элементов Периодической системы Д. И. Менделеева.

Оборудование: таблицы по теме «Электронное строение атома», Периодическая система химических элементов.

В чем причина различия свойств аргона и калия?

(Ответы: в разном числе протонов, электронов, в разном заряде ядра.)

На химические свойства элемента влияет электронное строение.
Электроны вращаются вокруг ядра беспорядочно, но в определенном пространстве нахождение электрона наиболее вероятно. Это пространство называется орбиталью. На одной орбитали не может находиться более двух электронов, так как они отталкиваются друг от друга.

Орбитали бывают разной формы:
сферические – s-орбитали,
гантелеобразные – p-орбитали,
розетковидные – d-орбитали,
еще более сложные по форме – f-орбитали.
Орбитали, близкие по размерам и одной формы, образуют подуровень.

Известно, что  s-подуровень состоит из 1 орбитали;
		      	p-подуровень – из 3;
		      	d-подуровень – из 5;
		      	f-подуровень – из 7 орбиталей.
Орбитали, разные по форме, но близкие по размерам, образуют энергетический уровень, или электронный слой.

Число энергетических уровней в атоме равно номеру периода.
Число подуровней в уровне – номеру уровня.
Число электронов на внешнем уровне – номеру группы (для элементов главных подгрупп).

Общее число электронов в атоме равно атомному номеру, а число электронов на энергетическом уровне высчитывается по формуле 2n2, где n – номер уровня.
Обобщая эти сведения, составим таблицу:

Для объяснения поведения атомов в химических реакциях нам нужно научиться составлять схемы строения и электронные формулы атомов.
Для этого используем алгоритм составления электронных формул элементов главных подгрупп.

1. Запишем знак химического элемента, внизу слева от знака укажем порядковый номер.
2. По номеру периода определим число энергетических уровней, нарисуем рядом со знаком химического элемента столько же дуг.
3. Определим по номеру группы число электронов на внешнем уровне, запишем его под последней дугой.

4. На первом уровне максимально возможно 2 ē, на втором – 8, на третьем – 18. Ставим эти числа под соответствующими дугами.
5. Число электронов на предпоследнем уровне рассчитывается: из порядкового номера вычитается число уже проставленных электронов.
Схема строения атома готова.

6. Далее превращаем схему в формулу: каждая дуга – уровень, обозначается большой цифрой 1, 2, 3, 4; подуровни обозначаются буквами s, p, d, f; а число электронов на них – верхними индексами (см. таблицу).

Домашнее задание: § 8, упр. 1, 2, 3, 4.


title: Презентация на тему: Электронная проводимость металлов

text:
Физика твердого тела.
Часть 4.
«В серии экспериментов выяснилось, что не только водная среда способна индуцировать сверхпроводящее состояние, но также и алкогольные напитки, среди которых наибольший эффект имеет красное вино… Не зря же говорят что медики пьют до потери пульса, а физики - до потери сопротивления…»
Что такое электрическое сопротивление? Проще всего объяснить это по аналогии с водопроводной трубой. Представьте себе, что вода — некое подобие электрического тока, образуемого направленным движением электронов в проводнике, а напряжение — аналог давления (напора) воды. Сопротивление — это та сила противодействия среды их движению, которую электронам или воде приходится преодолевать, в результате чего производится работа и выделяется теплота.

Именно такая модель представлялась в 1820-е годы Георгу Ому, когда он занялся исследованием природы происходящего в электрических цепях.
Георг Ом (1787 — 1854)-немецкий физик, автор основного закона электрической цепи (закон Ома)
Электронная проводимость металлов
В начале XX века была создана классическая электронная теория проводимости металлов (П. Друде, 1900 г., Х.Лоренц, 1904 г.), которая дала простое и наглядное объяснение большинства электрических и тепловых свойств металлов.

Рассмотрим некоторые положения этой теории.
Металлический проводник состоит из:
1) положительно заряженных ионов, колеблющихся около положения равновесия, и
2) свободных электронов, способных перемещаться по всему объему проводника.
Пауль Друде(1863–1906).Немецкий физик. Основные труды по приложениям классической электронной теории: дал теорию электронной проводимости металлов.
Хе́ндрик Анто́н Ло́ренц (1853 — 1928) — голландский физик-теоретик. Лауреат Нобелевской премии по физике (1902).  Развил электромагнитную теорию света и электронную теорию материи. С именем этого учёного связана известная из школьного курса физики сила Лоренца. Преобразования Лоренца являются важнейшим вкладом в развитие теории относительности.
Таким образом, электрические свойства металлов обусловлены наличием в них свободных электронов с концентрацией, которая  примерно соответствует концентрации атомов. Эти электроны называются электронами проводимости. Они образуются путем отрыва от атомов металлов их валентных электронов. Такие электроны не принадлежат какому-то определенному атому и способны перемещаться по всему объему тела. В металле в отсутствие электрического поля электроны проводимости хаотически движутся и сталкиваются, чаще всего с ионами кристаллической решетки (рис.). Совокупность этих электронов можно приближенно рассматривать как некий электронный газ, подчиняющийся законам идеального газа. Средняя скорость теплового движения электронов при комнатной температуре составляет примерно 105 м/с.
Ионы кристаллической решетки металла не принимают участие в создании тока. Их перемещение при прохождении тока означало бы перенос вещества вдоль проводника, что не наблюдается.
Экспериментальное доказательство того, что ток в металлах создается свободными электронами, было дано в опытах Л.И. Мандельштама и Н. Д. Папалекси (1912 г.). Они обнаружили, что при резкой остановке быстро вращающейся катушки в проводнике катушки возникает электрический ток, создаваемый отрицательно заряженными частицами — электронами.
Следовательно, электрический ток в металлах — это направленное движение свободных электронов. Так как электрический ток в металлах образуют свободные электроны, то проводимость металлических проводников называется электронной проводимостью.
Электрический ток в металлах возникает под действием внешнего электрического поля. На электроны проводимости, находящиеся в этом поле, действует электрическая сила, сообщающая им ускорение. В результате электроны приобретают некоторую добавочную скорость (ее называют дрейфовой).

Эта скорость возрастает до тех пор, пока электрон не столкнется с атомом кристаллической решетки металла. При таких столкновениях электроны теряют свою избыточную кинетическую энергию, передавая ее ионам. Затем электроны снова разгоняются электрическим полем, снова тормозятся ионами и т.д.

Средняя скорость дрейфа электронов очень мала, около 10–4 м/с.
Скорость распространения тока и скорость дрейфа не одно и то же. Скорость распространения тока равна скорости распространения электрического поля в пространстве, т.е. с=3⋅108 м/с.
При столкновении с ионами электроны проводимости передают часть кинетической энергии ионам, что приводит к увеличению энергии движения ионов кристаллической решетки, а, следовательно, и к нагреванию проводника.

Сопротивление металлов
Сопротивление металлов объясняется столкновениями электронов проводимости с ионами кристаллической решетки. При этом, очевидно, чем чаще происходят такие столкновения, т. е. чем меньше среднее время свободного пробега электрона между столкновениями τ, тем больше удельное сопротивление металла.

В свою очередь, время τ зависит от расстояния между ионами решетки, амплитуды их колебаний, характера взаимодействия электронов с ионами и скорости теплового движения электронов. С ростом температуры металла амплитуда колебаний ионов и скорость теплового движения электронов увеличиваются. Возрастает и число дефектов кристаллической решетки. Все это приводит к тому, что при увеличении температуры металла столкновения электронов с ионами будут происходить чаще, т.е. время τ уменьшается, а удельное сопротивление металла увеличивается.
Удельное электрическое сопротивление, или просто удельное сопротивление вещества характеризует его способность препятствовать прохождению электрического тока.

Единица измерения удельного сопротивления в Международной системе единиц (СИ) — Ом·м; также измеряется в Ом·см и Ом·мм²/м. Физический смысл удельного сопротивления в СИ: сопротивление однородного куска проводника длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 м².
Величина удельного сопротивления обозначается греческой буквой ρ.
Сопротивление проводника с удельным сопротивлением ρ, длиной l и площадью сечения S может быть рассчитано по формуле
Зависимость удельного электрического сопротивления металлов от температуры.
Удельное сопротивление металлов при нагревании увеличивается приблизительно по линейному закону.
При очень низких температурах наблюдается замечательное явление – сопротивление многих металлов скачком обращается в нуль. Это явление, названное сверхпроводимостью, было открыто голландским физиком Камерлинг-Оннесом в 1911 году, когда он измерял сопротивление ртути при охлаждении её в жидком гелии. Оказалось, что сопротивление ртути при охлаждении сначала плавно уменьшалось, но когда её температура достигала 4 К, сопротивление скачком падало до нуля. Подчеркнем, что речь не идет о каком-то исчезающе малом сопротивлении, речь идет о сопротивлении, в точности равном нулю.
Сверхпроводи́мость — свойство некоторых материалов обладать строго нулевым электрическим сопротивлением при достижении ими температуры ниже определённого значения (критическая температура). Известны несколько сотен соединений, чистых элементов, сплавов и керамик, переходящих в сверхпроводящее состояние.
Хейке Камерлинг-Оннес (1853 —  1926) — голландский физик и химик, лауреат Нобелевской премии по физике 1913 года.
В 1893 ему удалось создать лучшую в мире криогенную лабораторию, в которой 10 июля 1908 года им был получен жидкий гелий. Камерлинг-Оннес использовал жидкий гелий для изучения свойств металлов, в частности, для измерения зависимости их электрического сопротивления от температуры.
Согласно существовавшим тогда классическим теориям, сопротивление металла должно было плавно падать с уменьшением температуры, однако существовало также мнение, что при слишком низких температурах электроны практически остановятся и металл перестанет проводить ток.
Эксперименты, проводимые Камерлингом-Оннесом, вначале подтверждали вывод о плавном спадании сопротивления. Однако  в 1911 году он неожиданно обнаружил, что при 4,12 К (около −270 °C) электрическое сопротивление ртути практически равно нулю.
Этот эффект был совершенно неожиданным и не мог быть объяснён существовавшими тогда теориями.
Позже были обнаружены ещё ряд металлов, переходящие в сверхпроводящее состояние при низких температурах: титан, свинец и олово и др.
Нулевое сопротивление — не единственная отличительная черта сверхпроводников.
Одним из главных отличий сверхпроводников от идеальных проводников является эффект Мейснера, открытый в 1933 году — полное вытеснение магнитного поля из объёма проводника при его переходе в сверхпроводящее состояние.
Вальтер Фриц Мейснер (1882—1974)-знаменитый немецкий физик. Основные работы посвящены физике низких температур. Открыл сверхпроводимость многих сплавов и соединений.
В 1933 году, совместно с Р. Оксенфельдом наблюдал вытеснение магнитного поля из сверхпроводников (эффект Мейснера).
Чистые вещества, у которых наблюдается явление сверхпроводимости, немногочисленны. Чаще сверхпроводимость бывает у сплавов. У чистых веществ имеет место полный эффект Мейснера, а у сплавов не происходит полного выталкивания магнитного поля из объёма (частичный эффект Мейснера).
Вещества, проявляющие полный эффект Мейснера, называются сверхпроводниками первого рода, а частичный — сверхпроводниками второго рода.

Одним из эффектных проявлений эффекта Мейснера является
«Гроб Магомета». По преданию, гроб с телом пророка Магомета висел в пространстве без всякой поддержки, поэтому этот опыт называют экспериментом «Гроб Магомета».
В сосуде с жидким гелием при температуре всего на несколько градусов выше абсолютного нуля размещается свинцовая плита (свинец - сверхпроводник), сверху осторожно спускают постоянный магнит. Силовые линии магнитика не могут проникнуть в сверхпроводник, они отражаются от него, как солнечные лучи от зеркальной поверхности. Под северным полюсом магнитика появляется "магнитное изображение" северного полюса, под южным полюсом - южного. Настоящий полюс и полюс "изображения" начинают отталкиваться. Сила отталкивания возрастает до тех пор, пока не станет равной весу магнитика; и тогда магнитик повиснет.
Японский поезд на магнитной подушке, курсирующий по опытной ветке длиной в 18 километров, достигает скорости в 581 км в час.Для создания эффекта левитации (зависания поезда над опорой) используются катушки из высокотемпературных  сверхпроводников.
Свойства сверпроводящего состояния

Критический ток
При увеличении тока через сверхпроводник  сверхпроводящее состояние нарушается при некотором значении тока Iкр.  Критический ток  Iкр зависит от температуры, примерная
зависимость критического тока от температуры изображена на рис.

Критическое поле
 При некотором значении  магнитного поля Вкр
сверхпроводимость разрушается.  Значение критического поля Вкр зависит от материала и температуры, примерная зависимость критического поля от температуры изображена на рис.
История представлений о природе электрического сопротивления – это, в сущности, история смены классических представлений о свойствах вещества представлениями квантовыми.

Согласно классическим представлениям, причина электросопротивления кроется в том, что электроны проводимости рассеиваются на ионах кристаллической решетки и в результате актов рассеяния «забывают» об упорядоченном движении, в котором они участвуют.

Но сосчитанное на основании такой модели электросопротивление оказывается в тысячи раз большим, чем наблюдаемые его значения.

Выход из этого тупика нашла квантовая механика движения электронов в кристаллической решетке. Оказалось, что в квантовомеханической модели идеальная решетка вообще не оказывает сопротивления движению электронов. Электроны рассеиваются не на узлах решетки, а на дефектах кристаллической структуры, таких, как атомы внедрения или замещенные атомы. А дефектов как раз в тысячу раз меньше, и все становится на свои места.
Что же касается сверхпроводимости, долгое время она оставалась явлением загадочным. Пока с ним не расправились Бардин, Купер и Шриффер , за что им в свое время (в 1957 году) и была присуждена заслуженная Нобелевская премия.
Джон Ба́рдин (1908 — 1991) — американский физик, единственный человек, получивший две нобелевские премии по физике: в 1956 г. за транзистор совместно с Уильямом Брэдфордом Шокли и Уолтером Браттейном и в 1972 г. за основополагающую теорию обычных сверхпроводников совместно с Леоном Нилом Купером и Джоном Робертом Шриффером. Сейчас эта теория называется теорией Бардина-Купера-Шриффера, или просто БКШ-теория.
Леон Нил Купер (род. 1930) — американский физик.
Джон Роберт Шриффер (род. 1931) — американский физик.
Теория сверхпроводимости теперь так и называется в их честь «теорией БКШ» — по первым буквам фамилий этих физиков.

А суть ее заключается в том, что при сверхнизких температурах тяжелые атомы металлов практически не колеблются в силу их низкого теплового движения, и их можно считать фактически стационарными. Поскольку любой металл только потому и обладает присущими металлу электропроводящими свойствами, что отпускает электроны внешнего слоя в «свободное плавание», мы имеем, что имеем: ионизированные, положительно заряженные ядра кристаллической решетки и отрицательно заряженные электроны, свободно «плавающие» между ними.

И вот проводник попадает под действие разности электрических потенциалов. Электроны — волей или неволей — движутся, будучи свободными, между положительно заряженными ядрами. Всякий раз, однако, они вяло взаимодействуют с ядрами (и между собой), но тут же «убегают». Однако, в то самое время, пока электроны «проскакивают» между двумя положительно заряженными ядрами, они как бы «отвлекают» их на себя. В результате, после того как между двумя ядрами «проскочил» электрон, они на недолгое время сближаются.
Затем два ядра, конечно же, плавно расходятся, но дело сделано — возник положительный потенциал, и к нему притягиваются всё новые отрицательно заряженные электроны. Тут самое важное — понять: благодаря тому, что один электрон «проскакивает» между атомами, он, тем самым, создает благоприятные энергетические условия для продвижения еще одного электрона.

В результате электроны перемещаются внутри атомно-кристаллической структуры парами — по-другому они просто не могут, поскольку это им энергетически не выгодно. Чтобы лучше понять этот эффект можно привлечь аналогию из мира спорта. Велосипедисты на треке нередко используют тактику «драфтинга» (а именно, «висят на хвосте» у соперника) и, тем самым, снижают сопротивление воздуха. То же самое делают и электроны, образуя т.н. куперовские пары.

В результате электроны начинают перемещаться между атомами металла, практически не теряя энергии в результате соударения с атомами, и электрическое сопротивление сверхпроводника устремляется к нулю.
Камерлинг-Оннес владел монополией на жидкий гелий на протяжении 15 лет. К тому времени эпоха электричества уже наступила, и потенциал открытия осознавали все, кто с ним знакомился, но на пути его реализации возникало серьезное препятствие – низкая, как стали позже говорить – гелиевая – температура сверхпроводящего перехода. А гелий – газ очень дорогой, поэтому и сверхпроводящая электротехника оказывалась очень дорогой, и сверхпроводящие устройства применялись в таких уже ситуациях, когда «мы за ценой не постоим».

Потому и не прекращались поиски материалов, которые переходили бы в сверхпроводящее состояние при хотя бы азотных (водород взрывоопасен, а азот и дешев и безопасен) температурах. Переход с гелия на азот давал бы экономический эффект, выражающийся множителем 50-100 раз. Но за многие годы поисков с 1973 года звание рекордсмена очень долго держал ниобат германия с температурой перехода 23,9К. От азотной температуры (77,4К) это очень далеко.
В 1986г. Беднорц и Мюллер сообщили об открытии сверхпроводимости у керамики на основе оксидов меди, лантана и бария с температурой перехода 30К. Интересно, что сложные купраты аналогичного состава были синтезированы в 1978г. Лазаревым, Кахан и Шаплыгиным (СССР), а также французскими исследователями двумя годами позже.
К сожалению, электропроводность этих образцов была тогда измерена лишь до температуры кипения жидкого азота (77К), что не позволило обнаружить эффект сверхпроводимости.

Конечно, 30К – это все еще далеко не 77К, но крайне важным было то, что  сверхпроводимость была обнаружена не у традиционных интерметаллидов, органических или полимерных структур, а у совершенно иного класса веществ – у оксидной керамики, обычно проявляющей диэлектрические или полупроводниковые свойства. Это разрушило психологические барьеры и позволило в течении короткого времени создать новые, более совершенные поколения металлоксидных СП почти одновременно в США, Японии, Китае и России.
Йоханнес Георг Беднорц (род.1950) — немецкий физик. Лауреат Нобелевской премии по физике (совместно с Александром Мюллером) в 1987 году за открытие высокотемпературной сверхпроводимости. В 1986 г. им удалось обнаружить сверхпроводимость в барий-лантан-медном оксиде при температуре 35 К (−238 °C) — на 12 К больше, чем температура сверхпроводимости, достигнутая когда-либо ранее.

Карл Алекса́ндр Мю́ллер (род. 1927) — швейцарский физик, лауреат Нобелевской премии по физике в 1987 г., совместно с Георгом Беднорцем, «за важный прорыв в физике, выразившийся в открытии сверхпроводимости в керамических материалах».
Дальнейшая хронология событий выглядит так:

в феврале 1987 г. – Чу и др. синтезируют, СП керамику из оксидов бария, иттрия и меди с критической температурой 93 К, то есть выше точки кипения жидкого азота;
 в январе 1988г. Маеда и др. синтезируют серию соединений состава Bi2Sr2Can-1CunO2n+4, среди которых фаза с n=3 имела Тс=108К;
месяц спустя Шенг и Херман получили сверхпроводник Tl2Ba2Ca2Cu3O10 c T с = 125K;
В 1993г. Антипов, Путилин и др. открыли ряд ртутьсодержащих сверхпроводников, среди которых и рекордсмен, имеющий наибольшее известное значение критической температуры – 135К.
Всего к настоящему времени известно около 50 оригинальных сверхпроводящтх купратов, а время от времени в печати появляются и сенсационные сообщения о создании новых СП с Тс выше комнатной температуры. Но их от реальной СП при комнатной температуре отделяет еще приличная дистанция.
Спасибо
за
внимание!