|
|
Строка 3: |
Строка 3: |
| '''[[Гипермаркет знаний - первый в мире!|Гипермаркет знаний]]>>[[Физика и астрономия|Физика и астрономия]]>>[[Физика 11 класс|Физика 11 класс]]>> Аналогия между механическими и электромагнитными колебаниями''' | | '''[[Гипермаркет знаний - первый в мире!|Гипермаркет знаний]]>>[[Физика и астрономия|Физика и астрономия]]>>[[Физика 11 класс|Физика 11 класс]]>> Аналогия между механическими и электромагнитными колебаниями''' |
| | | |
| + | <br> |
| | | |
| + | '''<br>''' |
| | | |
- | '''<br>''' | + | '''§ 29 АНАЛОГИЯ МЕЖДУ МЕХАНИЧЕСКИМИ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ КОЛЕБАНИЯМИ'''<br> <br>Электромагнитные колебания в контуре имеют сходство со свободными механическими колебаниями, например с колебаниями тела, закрепленного на пружине (пружинный [[Коливальний_рух._Амплітуда,_період_і_частота_коливань._Маятники._Математичний_маятник.|маятник]]). Сходство относится не к природе самих величин, которые периодически изменяются, а к процессам периодического изменения различных величин. |
| | | |
- | '''§ 29 АНАЛОГИЯ МЕЖДУ МЕХАНИЧЕСКИМИ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ КОЛЕБАНИЯМИ'''<br> <br>Электромагнитные колебания в контуре имеют сходство со свободными механическими колебаниями, например с колебаниями тела, закрепленного на пружине (пружинный маятник). Сходство относится не к природе самих величин, которые периодически изменяются, а к процессам периодического изменения различных величин. | + | При механических колебаниях периодически изменяются координата тела '''х''' и проекция его скорости [[Image:7.02-7.jpg]]<sub>x</sub>, а при электромагнитных колебаниях изменяются заряд q конденсатора и сила тока '''i''' в цепи. Одинаковый характер изменения величин (механических и электрических) объясняется тем, что имеется аналогия в условиях, при которых возникают механические и электромагнитные [[Условия_возникновения_свободных_колебаний|колебания]]. |
| | | |
- | При механических колебаниях периодически изменяются координата тела '''х''' и проекция его скорости [[Image:7.02-7.jpg]]<sub>x</sub>, а при электромагнитных колебаниях изменяются заряд q конденсатора и сила тока '''i''' в цепи. Одинаковый характер изменения величин (механических и электрических) объясняется тем, что имеется аналогия в условиях, при которых возникают механические и электромагнитные колебания.
| + | Возвращение к положению равновесия тела на пружине вызывается силой упругости F<sub>x упр</sub>, пропорциональной смещению тела от положения равновесия. Коэффициентом пропорциональности является жесткость пружины k. |
| | | |
- | Возвращение к положению равновесия тела на пружине вызывается силой упругости F<sub>x упр</sub>, пропорциональной смещению тела от положения равновесия. Коэффициентом пропорциональности является жесткость пружины k.
| + | Разрядка конденсатора (появление тока) обусловлена напряжением и между пластинами конденсатора, которое про порционально заряду q. Коэффициентом пропорциональности является величина [[Image:7.02-26.jpg]]<sub></sub>, обратная емкости, так как u = [[Image:7.02-26.jpg]] q. |
| | | |
- | Разрядка конденсатора (появление тока) обусловлена напряжением и между пластинами конденсатора, которое про порционально заряду q. Коэффициентом пропорциональности является величина [[Image:7.02-26.jpg]]<sub></sub>, обратная емкости, так как u = [[Image:7.02-26.jpg]] q.
| + | Подобно тому как, вследствие инертности, тело лишь постепенно увеличивает скорость под действием сильт и эта скорость после прекращения действия силы не становится сразу равной нулю, электрический ток в катушке за счет явления самоиндукции увеличивается под действием напряжения постепенно и не исчезает сразу, когда это напряжение становится равным нулю. [[Самоиндукция._Индуктивность|Индуктивность]] контура L выполняет ту же роль, что и масса тела т при механических колебаниях. Соответственно кинетическая энергия тела [[Image:8.02-40.jpg]] аналогична энергии магнитного поля тока [[Image:8.02-41.jpg]] |
| | | |
- | Подобно тому как, вследствие инертности, тело лишь постепенно увеличивает скорость под действием сильт и эта скорость после прекращения действия силы не становится сразу равной нулю, электрический ток в катушке за счет явления самоиндукции увеличивается под действием напряжения постепенно и не исчезает сразу, когда это напряжение становится равным нулю. Индуктивность контура L выполняет ту же роль, что и масса тела т при механических колебаниях. Соответственно кинетическая энергия тела [[Image:8.02-40.jpg]] аналогична энергии магнитного поля тока [[Image:8.02-41.jpg]]
| + | Зарядка конденсатора от батареи аналогична сообщению телу, прикрепленному к пружине, потенциальной энергии [[Image:8.02-42.jpg]] при смещении тела на расстояние x<sub>m</sub> от положения равновесия (рис. 4.5, а). Сравнивая это выражение c энергией конденсатора [[Image:8.02-43.jpg]] замечаем, что жесткость k пружины выполняет при механических колебаниях такую же роль, как величина [[Image:7.02-26.jpg]], обратная емкости, при электромагнитных колебаниях. При этом начальная координата х<sub>m</sub> соответствует заряду q<sub>m</sub>.<br><br>[[Image:8.02-44.jpg|Аналогия между механическими и электромагнитными колебаниями]]<br><br>Возникновение в электрической цепи тока i соответствует появлению в механической колебательной системе скорости тела [[Image:7.02-7.jpg]]<sub>x</sub> под действием силы упругости пружины (рис. 4.5, б). |
| | | |
- | Зарядка конденсатора от батареи аналогична сообщению телу, прикрепленному к пружине, потенциальной энергии [[Image:8.02-42.jpg]] при смещении тела на расстояние x<sub>m</sub> от положения равновесия (рис. 4.5, а). Сравнивая это выражение c энергией конденсатора [[Image:8.02-43.jpg]] замечаем, что жесткость k пружины выполняет при механических колебаниях такую же роль, как величина [[Image:7.02-26.jpg]], обратная емкости, при электромагнитных колебаниях. При этом начальная координата х<sub>m</sub> соответствует заряду q<sub>m</sub>.<br><br>[[Image:8.02-44.jpg]]<br><br>Возникновение в электрической цепи тока i соответствует появлению в механической колебательной системе скорости тела [[Image:7.02-7.jpg]]<sub>x</sub> под действием силы упругости пружины (рис. 4.5, б).
| + | Момент времени, когда конденсатор разрядится, а сила тока достигнет максимума, аналогичен тому моменту времени, когда тело будет проходить с максимальной скоростью (рис. 4.5, в) положение равновесия. |
| | | |
- | Момент времени, когда конденсатор разрядится, а сила тока достигнет максимума, аналогичен тому моменту времени, когда тело будет проходить с максимальной скоростью (рис. 4.5, в) положение равновесия.
| + | Далее конденсатор в ходе электромагнитных колебаний начнет перезаряжаться, а тело в ходе механических колебаний — смещаться влево от положения равновесия (рис. 4.5, г). По прошествии половины периода Т конденсатор полностью перезарядится и сила тока станет равной нулю. |
| | | |
- | Далее конденсатор в ходе электромагнитных колебаний начнет перезаряжаться, а тело в ходе механических колебаний — смещаться влево от положения равновесия (рис. 4.5, г). По прошествии половины периода Т конденсатор полностью перезарядится и сила тока станет равной нулю.
| + | При механических колебаниях этому соответствует отклонение тела в крайнее левое положение, когда его скорость равна нулю (рис. 4.5, д). |
| | | |
- | При механических колебаниях этому соответствует отклонение тела в крайнее левое положение, когда его скорость равна нулю (рис. 4.5, д).
| + | Соответствие между [[Интерференция_механических_волн|механическими]] и электрическими величинами при колебательных процессах можно свести в таблицу.<br> <br>[[Image:8.02-45.jpg|Аналогия между механическими и электромагнитными колебаниями]]<br><br>Электромагнитные и механические колебания имеют разную природу, но описываются одинаковыми уравнениями. |
| | | |
- | Соответствие между механическими и электрическими величинами при колебательных процессах можно свести в таблицу.<br> <br>[[Image:8.02-45.jpg]]<br><br>Электромагнитные и механические колебания имеют разную природу, но описываются одинаковыми уравнениями.
| + | <br>[[Image:7.02-1.jpg]]<br>1. в чем проявляется аналогия между [[Плотность_потока_электромагнитного_излучения|электромагнитными]] колебаниями в контуре и колебаниями пружинного маятника!<br>2. За счет какого явления электрический ток в колебательном контуре не исчезает сразу, когда напряжение на конденсаторе становится равным нулю!<br><br><br><br><br><br> |
| | | |
- | <br>[[Image:7.02-1.jpg]]<br>1. в чем проявляется аналогия между электромагнитными колебаниями в контуре и колебаниями пружинного маятника!<br>2. За счет какого явления электрический ток в колебательном контуре не исчезает сразу, когда напряжение на конденсаторе становится равным нулю!<br><br><br><br><br><br>
| + | <br> ''Мякишев Г. Я., [[Физика_и_астрономия|Физика]]. 11 класс : учеб. для общеобразоват. учреждений : базовый и профил. уровни / Г. Я. Мякишев, Б. В. Буховцев, В. М. Чаругин; под ред. В. И. Николаева, Н. А. Парфентьевой. — 17-е изд., перераб. и доп. — М. : Просвещение, 2008. — 399 с : ил.'' |
- | | + | |
- | <br> ''Мякишев Г. Я., Физика. 11 класс : учеб. для общеобразоват. учреждений : базовый и профил. уровни / Г. Я. Мякишев, Б. В. Буховцев, В. М. Чаругин; под ред. В. И. Николаева, Н. А. Парфентьевой. — 17-е изд., перераб. и доп. — М. : Просвещение, 2008. — 399 с : ил.'' | + | |
| | | |
| <br> <sub>Планирование по физике, учебники и книги [[Гипермаркет знаний - первый в мире!|онлайн]], курсы и задачи по физике для 11 класса [[Физика и астрономия|скачать]]</sub> | | <br> <sub>Планирование по физике, учебники и книги [[Гипермаркет знаний - первый в мире!|онлайн]], курсы и задачи по физике для 11 класса [[Физика и астрономия|скачать]]</sub> |
Строка 49: |
Строка 49: |
| [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] дискуссионные вопросы | | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] дискуссионные вопросы |
| [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] риторические вопросы от учеников | | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] риторические вопросы от учеников |
- |
| + | |
| '''<u>Иллюстрации</u>''' | | '''<u>Иллюстрации</u>''' |
| <u></u>'''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] аудио-, видеоклипы и мультимедиа ''' | | <u></u>'''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] аудио-, видеоклипы и мультимедиа ''' |
Строка 71: |
Строка 71: |
| [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] элементы новаторства на уроке | | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] элементы новаторства на уроке |
| [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] замена устаревших знаний новыми | | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] замена устаревших знаний новыми |
- |
| + | |
| '''<u>Только для учителей</u>''' | | '''<u>Только для учителей</u>''' |
| <u></u>'''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] идеальные уроки ''' | | <u></u>'''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] идеальные уроки ''' |
Текущая версия на 12:47, 3 июля 2012
Гипермаркет знаний>>Физика и астрономия>>Физика 11 класс>> Аналогия между механическими и электромагнитными колебаниями
§ 29 АНАЛОГИЯ МЕЖДУ МЕХАНИЧЕСКИМИ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ КОЛЕБАНИЯМИ Электромагнитные колебания в контуре имеют сходство со свободными механическими колебаниями, например с колебаниями тела, закрепленного на пружине (пружинный маятник). Сходство относится не к природе самих величин, которые периодически изменяются, а к процессам периодического изменения различных величин.
При механических колебаниях периодически изменяются координата тела х и проекция его скорости x, а при электромагнитных колебаниях изменяются заряд q конденсатора и сила тока i в цепи. Одинаковый характер изменения величин (механических и электрических) объясняется тем, что имеется аналогия в условиях, при которых возникают механические и электромагнитные колебания.
Возвращение к положению равновесия тела на пружине вызывается силой упругости Fx упр, пропорциональной смещению тела от положения равновесия. Коэффициентом пропорциональности является жесткость пружины k.
Разрядка конденсатора (появление тока) обусловлена напряжением и между пластинами конденсатора, которое про порционально заряду q. Коэффициентом пропорциональности является величина , обратная емкости, так как u = q.
Подобно тому как, вследствие инертности, тело лишь постепенно увеличивает скорость под действием сильт и эта скорость после прекращения действия силы не становится сразу равной нулю, электрический ток в катушке за счет явления самоиндукции увеличивается под действием напряжения постепенно и не исчезает сразу, когда это напряжение становится равным нулю. Индуктивность контура L выполняет ту же роль, что и масса тела т при механических колебаниях. Соответственно кинетическая энергия тела аналогична энергии магнитного поля тока
Зарядка конденсатора от батареи аналогична сообщению телу, прикрепленному к пружине, потенциальной энергии при смещении тела на расстояние xm от положения равновесия (рис. 4.5, а). Сравнивая это выражение c энергией конденсатора замечаем, что жесткость k пружины выполняет при механических колебаниях такую же роль, как величина , обратная емкости, при электромагнитных колебаниях. При этом начальная координата хm соответствует заряду qm.
Возникновение в электрической цепи тока i соответствует появлению в механической колебательной системе скорости тела x под действием силы упругости пружины (рис. 4.5, б).
Момент времени, когда конденсатор разрядится, а сила тока достигнет максимума, аналогичен тому моменту времени, когда тело будет проходить с максимальной скоростью (рис. 4.5, в) положение равновесия.
Далее конденсатор в ходе электромагнитных колебаний начнет перезаряжаться, а тело в ходе механических колебаний — смещаться влево от положения равновесия (рис. 4.5, г). По прошествии половины периода Т конденсатор полностью перезарядится и сила тока станет равной нулю.
При механических колебаниях этому соответствует отклонение тела в крайнее левое положение, когда его скорость равна нулю (рис. 4.5, д).
Соответствие между механическими и электрическими величинами при колебательных процессах можно свести в таблицу.
Электромагнитные и механические колебания имеют разную природу, но описываются одинаковыми уравнениями.
1. в чем проявляется аналогия между электромагнитными колебаниями в контуре и колебаниями пружинного маятника! 2. За счет какого явления электрический ток в колебательном контуре не исчезает сразу, когда напряжение на конденсаторе становится равным нулю!
Мякишев Г. Я., Физика. 11 класс : учеб. для общеобразоват. учреждений : базовый и профил. уровни / Г. Я. Мякишев, Б. В. Буховцев, В. М. Чаругин; под ред. В. И. Николаева, Н. А. Парфентьевой. — 17-е изд., перераб. и доп. — М. : Просвещение, 2008. — 399 с : ил.
Планирование по физике, учебники и книги онлайн, курсы и задачи по физике для 11 класса скачать
Содержание урока
конспект урока
опорный каркас
презентация урока
акселеративные методы
интерактивные технологии
Практика
задачи и упражнения
самопроверка
практикумы, тренинги, кейсы, квесты
домашние задания
дискуссионные вопросы
риторические вопросы от учеников
Иллюстрации
аудио-, видеоклипы и мультимедиа
фотографии, картинки
графики, таблицы, схемы
юмор, анекдоты, приколы, комиксы
притчи, поговорки, кроссворды, цитаты
Дополнения
рефераты
статьи
фишки для любознательных
шпаргалки
учебники основные и дополнительные
словарь терминов
прочие
Совершенствование учебников и уроков
исправление ошибок в учебнике
обновление фрагмента в учебнике
элементы новаторства на уроке
замена устаревших знаний новыми
Только для учителей
идеальные уроки
календарный план на год
методические рекомендации
программы
обсуждения
Интегрированные уроки
Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.
Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.
|