Возможности применения графических пакетов, оболочек и электронных пособий при изучении электромагнитных колебаний в курсе физики средней школы

учитывая гармонический характер изменения этих величин.

Если в качестве решения взять выражение типа q = qm cos t , то, при подстановке этого решения в исходное уравнениe, получим q’’=-qmcos t=-q.

Поэтому, в качестве решения необходимо взять выражение вида

q=qmcosщot,

где qm – амплитуда колебаний заряда (модуль наибольшего значения колеблющейся величины),

щo = - циклическая или круговая частота. Её физический смысл –

число колебаний за один период, т. е. за 2р с.

Период электромагнитных колебаний – промежуток времени, в течение которого ток в колебательном контуре и напряжение на пластинах конденсатора совершает одно полное колебание. Для гармонических колебаний Т=2р с (наименьший период косинуса).

Частота колебаний – число колебаний в единицу времени – определяется так: н = .

Частоту свободных колебаний называют собственной частотой колебательной системы.

Так как щo= 2р н=2р/Т, то Т= .

Циклическую частоту мы определили как щo = , значит для периода можно записать

Т= = - формула Томсона для периода электромагнитных колебаний.

Тогда выражение для собственной частоты колебаний примет вид

.

Нам осталось получить уравнения колебаний силы тока в цепи и напряжения на конденсаторе.

Так как , то при q = qm cos щo t получим U=Umcosщot. Значит, напряжение тоже меняется по гармоническому закону. Найдем теперь закон, по которому меняется сила тока в цепи.

По определению , но q=qmcosщt, поэтому

,

где р/2 – сдвиг фаз между силой тока и зарядом (напряжением). Итак, мы выяснили, что сила тока при электромагнитных колебаниях тоже меняется по гармоническому закону.

Мы рассматривали идеальный колебательный контур, в котором нет потерь энергии и свободные колебания могут продолжаться бесконечно долго за счет энергии, однажды полученной от внешнего источника. В реальном контуре часть энергии идет на нагревание соединительных проводов и нагревание катушки. Поэтому свободные колебания в колебательном контуре являются затухающими.

В данной работе была разработана методика изучения электроколебательных процессов с помощью компьютера. Подводя итог можно сделать ряд выводов.

1.В процессе изучения темы “Электромагнитные колебания” рассматриваются свободные электромагнитные колебания и автоколебания в колебательных контурах, а также вынужденные колебания в электрических цепях под действием синусоидальной ЭДС. Все эти вопросы имеют очень большое значение, так как на их основе затем изучаются электромагнитные волны с их научно-практическими приложениями.

При изложении данной темы в курсе физики средней школы учитель должен опираться на следующие основные положения:

использование аналогий механических и электромагнитных колебаний;

изучение и объяснение явлений и процессов на основе знаний об электрическом и магнитном полях и электромагнитной индукции, полученных в X классе;

широкое применение физического эксперимента.

2.Чтобы сделать средство обучения наглядным, необходимо выделить основные свойства изучаемого явления, т. е. превратить его в модель, правильно отразить в модели эти свойства и обеспечить доступность этой модели для учащихся. Особое внимание должно уделяться статическим и динамическим моделям. Динамическое компьютерное моделирование обладает большой достоверностью и убедительностью, прекрасно передает динамику различных физических процессов.

3.Разработанная нами методика изучения электроколебательных процессов с помощью компьютера позволяет: индивидуализировать учебный процесс по содержанию, объему и темпам усвоения учебного материала, активизировать учащихся при усвоении учебной информации, повысить эффективность использования учебного времени, изменить характер труда преподавателя.

Статьи по педагогике:

Пути и средства воспитательно-профилактического воздействия на личность несовершеннолетнего правонарушителя
При глубоком рассмотрении индивидуаль­ной профилактики мы выявили три уровня воспитатель­но-профилактического воздействия на личность несовершенно­летнего. Первый — воспитательно-профилактическое воздействие всей системы воспитания и обучения в многообразии форм нрав­ственно-воспитательной, культур ...

Результаты исследования и их обсуждение
Наблюдение уроков проводилось в 4 классах. На первом уроке учитель не акцентировала внимание на приёмах развивающего чтения и не использовала их полностью. На этапе подведения итогов была проведена взаимопроверка, учащиеся оценили себя за работу на всём уроке. На втором уроке учитель применила приё ...

Воспитание и обучение в Киевском государстве
Первое известие об обучении девочек в древней Руси относится к XI веку. В 1086 году Анна Всеволодовна, сестра Владимира Мономаха, открыла девичье училище при Андреевском монастыре в Киеве, где девочек обучали чтению, письму, пению и швейному делу: «Всеволод заложил церковь святого Андрея при Иоанне ...