Экспериментальное обнаружение электромагнитных волн — Гипермаркет знаний

KNOWLEDGE HYPERMARKET

Экспериментальное обнаружение электромагнитных волн

 Версия 09:48, 11 февраля 2011 (просмотреть исходный код)
User16 (Обсуждение | вклад)
← Предыдущая правка
Текущая версия на 14:56, 3 июля 2012 (просмотреть исходный код)
User33 (Обсуждение | вклад) 
 
Строка 2:
Строка 2:
  
 '''[[Гипермаркет знаний - первый в мире!|Гипермаркет знаний]]&gt;&gt;[[Физика и астрономия|Физика и астрономия]]&gt;&gt;[[Физика 11 класс|Физика 11 класс]]&gt;&gt; Экспериментальное обнаружение электромагнитных волн'''    '''[[Гипермаркет знаний - первый в мире!|Гипермаркет знаний]]&gt;&gt;[[Физика и астрономия|Физика и астрономия]]&gt;&gt;[[Физика 11 класс|Физика 11 класс]]&gt;&gt; Экспериментальное обнаружение электромагнитных волн'''  
-  
-  
-  
  
 <br>    <br>  
  
- '''&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; §49&nbsp; ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБНАРУЖЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН'''<br>&nbsp;<br>Как мы уже знаем, электромагнитная волна образуется в результате взаимной связи переменных электрических и магнитных полей. Изменение одного поля приводит к появлению другого. + <br> <br>  
  
- В § 12 и 17 говорилось, что, чем быстрее меняется со временем магнитная индукция, тем болыпе напряженность возникающего электрического поля. И в свою очередь, чем быстрее меняется напряженность электрического поля, тем болыпе магнитная индукция. + '''&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; §49&nbsp; ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБНАРУЖЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН'''<br>&nbsp;<br>Как мы уже знаем, [[Что_такое_электромагнитная_волна|электромагнитная волна]] образуется в результате взаимной связи переменных электрических и магнитных полей. Изменение одного поля приводит к появлению другого.  
  
- Следовательно, для образования интенсивных элек тротагнитных волн необходимо создать электромагнитные колебания достаточно высокой частоты. Именно при этом условии напряженность электрического поля [[Image:7.02-14.jpg]] и индукция магнитного поля [[Image:7.02-2.jpg]] будут меняться быстро. + В § 12 и 17 говорилось, что, чем быстрее меняется со временем магнитная индукция, тем болыпе напряженность возникающего электрического поля. И в свою очередь, чем быстрее меняется напряженность электрического поля, тем болыпе магнитная индукция.  
  
- Колебания высокой частоты, значительно превышающей частоту промышленного тока (50 Гц), можно получить с помощью колебательного контура. Циклическая частота колебаний будет тем больше, чем меньше индуктивность L и емкость С контура.<br><br>[[Image:10.02-2.jpg]]<br><br>'''Открытый колебательный контур. '''Однако большая частота электромагнитных колебаний еще не гарантирует интенсивного излучения электромагнитных волн. В обычном контуре, какой изображен на рисунке 4.3 (его можно назвать закрытым), почти все магнитное поле сосредоточено внутри катушки, а электрическое — внутри конденсатора. Вдали от контура электромагнитного поля практически нет. Такой контур очень слабо из.чучает электромагнитные волны. + Следовательно, для образования интенсивных элек тротагнитных волн необходимо создать электромагнитные колебания достаточно высокой частоты. Именно при этом условии напряженность электрического поля [[Image:7.02-14.jpg]] и индукция магнитного поля [[Image:7.02-2.jpg]] будут меняться быстро.  
  
- Для получения электромагнитных волн Г. Герц использовал простое устройство, которое в его честь было названо вибратором Герца. Это устройство представляет собой открытый колебательный контур. + Колебания высокой частоты, значительно превышающей частоту промышленного тока (50 Гц), можно получить с помощью колебательного контура. Циклическая частота колебаний будет тем больше, чем меньше [[Катушка_индуктивности_в_цепи_переменного_тока|индуктивность]] L и емкость С контура.<br><br>[[Image:10.02-2.jpg]]<br><br>'''Открытый колебательный контур. '''Однако большая частота электромагнитных колебаний еще не гарантирует интенсивного излучения электромагнитных волн. В обычном контуре, какой изображен на рисунке 4.3 (его можно назвать закрытым), почти все магнитное поле сосредоточено внутри катушки, а электрическое — внутри конденсатора. Вдали от контура электромагнитного поля практически нет. Такой контур очень слабо из.чучает электромагнитные волны.  
  
- К открытому контуру можно перейти от закрытого, если постепенно раздвигать пластины конденсатора (рис. 7.2), уменьшая их площадь и одновременно уменьшая число витков в катушке. В конце концов получится просто прямой провод. Это и есть открытый колебательный контур. Емкость и индуктивность вибратора Герца малы. Потому соответствующая им частота колебаний весьма велика. + Для получения электромагнитных волн Г. Герц использовал простое устройство, которое в его честь было названо вибратором Герца. Это устройство представляет собой открытый колебательный контур.  
  
- В открытом контуре заряды не сосредоточены на его концах, а распределены по всему проводнику. Ток в данный момент времени во всех сечениях проводника направлен в одну и ту же сторону, но сила тока неодинакова в различных сечениях проводника. На концах она равна нулю, а посредине достигает максимума. (Напомним, что в обычных цепях переменного тока сила тока во всех сечениях в данный момент времени одинакова.) Электромагнитное поле охватывает все пространство вблизи контура.<br><br>[[Image:10.02-3.jpg]]<br><br>Для возбуждения колебаний в таком контуре во времена Герца поступали так. Провод разрезали посредине с таким расчетом, чтобы оставался небольшой воздушный промежуток, называемый искровым (рис. 7.3). + К открытому контуру можно перейти от закрытого, если постепенно раздвигать пластины [[Энергия_заряженного_конденсатора._Применение_конденсаторов|конденсатора]] (рис. 7.2), уменьшая их площадь и одновременно уменьшая число витков в катушке. В конце концов получится просто прямой провод. Это и есть открытый колебательный контур. Емкость и индуктивность вибратора Герца малы. Потому соответствующая им частота колебаний весьма велика.  
  
- Обе части проводника заряжали до высокой разности потенциалов. Когда разность потенциалов превышала некоторое предельное значение, проскакивала искра (рис. 7.4), цепь замыкалась, и в открытом контуре возникали колебания.<br>&nbsp;<br>[[Image:10.02-4.jpg]]<br><br>'''Герц Генрих (1857—1894) — '''<br>немецкий физик, впервые экспериментально доказавший в 1886 г. существование ектромагнитных волн. Исследуя электромагнитные волны, он установил тождественность основных свойств электромагнитных и световых волн. Его работы послужили экспериментальным доказательством справедливости теории электромагнитного поля и, в частности, электромагнитной теории света. Им были записаны уравнения Максвелла в современной форме. В 1886 г. впервые наблюдал фотоэффект.<br><br>Колебания в открытом контуре затухают по двум причинам: во-первых, вследствие наличия у контура активного сопротивления; во-вторых, из-за того, что вибратор излучает электромагнитные волны и теряет при этом энергию. После того как колебания прекращаются, оба проводника вновь заряжают от источника до наступления пробоя искрового промежутка, и все повторяется сначала. + В открытом контуре заряды не сосредоточены на его концах, а распределены по всему проводнику. Ток в данный момент времени во всех сечениях проводника направлен в одну и ту же сторону, но сила тока неодинакова в различных сечениях проводника. На концах она равна нулю, а посредине достигает максимума. (Напомним, что в обычных цепях переменного тока сила тока во всех сечениях в данный момент времени одинакова.) Электромагнитное поле охватывает все пространство вблизи контура.<br><br>[[Image:10.02-3.jpg|Экспериментальное обнаружение электромагнитных волн]]<br><br>Для возбуждения колебаний в таком контуре во времена Герца поступали так. Провод разрезали посредине с таким расчетом, чтобы оставался небольшой воздушный промежуток, называемый искровым (рис. 7.3).  
  
- В настоящее время для получения незатухающих колебаний в открытом колебательном контуре его связывают индуктивно с колебательным контуром генератора на транзисторе или генератора другого типа. + Обе части проводника заряжали до высокой разности потенциалов. Когда разность потенциалов превышала некоторое предельное значение, проскакивала искра (рис. 7.4), цепь замыкалась, и в открытом контуре возникали [[Фаза_колебаний|колебания]].<br>&nbsp;<br>[[Image:10.02-4.jpg|герц генрих]]<br><br>'''Герц Генрих (1857—1894) — '''<br>немецкий физик, впервые экспериментально доказавший в 1886 г. существование ектромагнитных волн. Исследуя электромагнитные волны, он установил тождественность основных свойств электромагнитных и световых волн. Его работы послужили экспериментальным доказательством справедливости теории электромагнитного поля и, в частности, электромагнитной теории света. Им были записаны уравнения Максвелла в современной форме. В 1886 г. впервые наблюдал фотоэффект.<br><br>Колебания в открытом контуре затухают по двум причинам: во-первых, вследствие наличия у контура активного сопротивления; во-вторых, из-за того, что вибратор излучает электромагнитные волны и теряет при этом энергию. После того как колебания прекращаются, оба проводника вновь заряжают от источника до наступления пробоя искрового промежутка, и все повторяется сначала.  
  
- '''Опыты Герца.''' Герц получал электромагнитные волны, возбуждая в вибраторе с помощью источника высокого напряжения серию импульсов быстропеременного тока. Колебания электрических зарядов в вибраторе создают электромагнитную волну. Только колебания в вибраторе совершает не одна заряженная частица, а огромное число электронов, движущихся согласованно. В электромагнитной волне векторы [[Image:7.02-14.jpg]] и [[Image:7.02-2.jpg]] перпендикулярны друг другу. В данном случае вектор [[Image:7.02-14.jpg]] лежит в плоскости, проходящей через вибратор, а вектор [[Image:7.02-2.jpg]] перпендикулярен этой плоскости. Излучение волн происходит с максимальной интенсивностью в направлении, перпендикулярном оси вибратора. Вдоль этой оси излучения не происходит. + В настоящее время для получения незатухающих колебаний в открытом колебательном контуре его связывают индуктивно с колебательным контуром генератора на транзисторе или генератора другого типа.  
  
- Электромагнитные волны регистрировались Герцем с помощью приемного вибратора (резонатора), представляющего собой такое же устройство, как и излучающий вибратор. <br><br>[[Image:10.02-5.jpg]]<br><br>Под действием переменного электрического поля электромагнитной волны в приемном вибраторе возбуждаются колебания тока. Если собственная частота приемного вибратора совпадает с частотой электромагнитной волны, наблюдается резонанс. Колебания в резонаторе происходят с больпхей амплитудой при расположении его параллельно излучающему вибратору. Герц обнаружил эти колебания, наблюдая искорки в очень маленьком промежутке между проводниками приемного вибратора. + '''Опыты Герца.''' Герц получал электромагнитные волны, возбуждая в вибраторе с помощью источника высокого напряжения серию импульсов быстропеременного тока. Колебания электрических зарядов в вибраторе создают электромагнитную волну. Только колебания в вибраторе совершает не одна заряженная частица, а огромное число электронов, движущихся согласованно. В [[Свойства_электромагнитных_волн|электромагнитной волне]] векторы [[Image:7.02-14.jpg]] и [[Image:7.02-2.jpg]] перпендикулярны друг другу. В данном случае вектор [[Image:7.02-14.jpg]] лежит в плоскости, проходящей через вибратор, а вектор [[Image:7.02-2.jpg]] перпендикулярен этой плоскости. Излучение волн происходит с максимальной интенсивностью в направлении, перпендикулярном оси вибратора. Вдоль этой оси излучения не происходит.  
  
- Ученый не только получил электромагнитные волны, но и открыл, что они ведут себя подобно другим видам волн. В частности, он наблюдал отражение электромагнитных волн от металлического листа и сложение волн. При сложении волны, идущей от вибратора, с волной, отраженной от металлического листа, образуются максимумы и минимумы амплитуды колебаний — так называемая интерференционная картина (подробнее об интерференции см. § 67—69). Если перемещать резонатор, можно найти положения максимумов и определить д.яину волны. + Электромагнитные волны регистрировались Герцем с помощью приемного вибратора (резонатора), представляющего собой такое же устройство, как и излучающий вибратор. <br><br>[[Image:10.02-5.jpg|Экспериментальное обнаружение электромагнитных волн]]<br><br>Под действием переменного электрического поля электромагнитной волны в приемном вибраторе возбуждаются колебания тока. Если собственная частота приемного вибратора совпадает с частотой электромагнитной волны, наблюдается резонанс. Колебания в резонаторе происходят с больпхей амплитудой при расположении его параллельно излучающему вибратору. Герц обнаружил эти колебания, наблюдая искорки в очень маленьком промежутке между проводниками приемного вибратора.  
  
- '''Скорость электромагнитных волн'''. В опытах Герца длина волны составляла несколько десятков сантиметров. Вычислив собственную частоту электромагнитных ко.тебаний вибратора. Герц смог определить скорость электромагнитной волны по формуле [[Image:7.02-7.jpg]] = [[Image:7.02-35.jpg]]v. Она оказалась приближенно равной скорости света: с[[Image:7.02-38.jpg]] 300 000 км/с. + Ученый не только получил электромагнитные волны, но и открыл, что они ведут себя подобно другим видам волн. В частности, он наблюдал отражение электромагнитных волн от металлического листа и сложение волн. При сложении волны, идущей от вибратора, с волной, отраженной от [[Металлическая_химическая_связь._Полные_уроки|металлического]] листа, образуются максимумы и минимумы амплитуды колебаний — так называемая интерференционная картина (подробнее об интерференции см. § 67—69). Если перемещать резонатор, можно найти положения максимумов и определить д.яину волны.  
  
- Опытами Герца были блестяще подтверждены предсказания Максвелла. + '''Скорость электромагнитных волн'''. В опытах Герца длина волны составляла несколько десятков сантиметров. Вычислив собственную частоту электромагнитных ко.тебаний вибратора. Герц смог определить скорость электромагнитной волны по формуле [[Image:7.02-7.jpg]] = [[Image:7.02-35.jpg]]v. Она оказалась приближенно равной скорости света: с[[Image:7.02-38.jpg]] 300 000 км/с.  
  
- Для излучения электромагнитных волн нужно создать электромагнитные колебания высокой частоты в открытом колебательном контуре. + Опытами Герца были блестяще подтверждены предсказания Максвелла.  
  
- <br>[[Image:7.02-1.jpg]]<br>1.&nbsp;&nbsp; &nbsp;Почему обычный (закрытый) колебательный контур нельзя использовать для излучения и регистрации электромагнитных волн!<br>2.&nbsp;&nbsp; &nbsp;Чему равна скорость распространения электромагнитных взаимодействий!<br>3.&nbsp;&nbsp; &nbsp;Передающий и приемный вибраторы расположены взаимно перпендикулярно. Возникнут ли колебания в приемном вибраторе!<br><br><br><br><br><br> + Для излучения электромагнитных волн нужно создать электромагнитные колебания высокой частоты в открытом колебательном контуре. 
  +  
  + <br>[[Image:7.02-1.jpg]]<br>1.&nbsp;&nbsp; &nbsp;Почему обычный (закрытый) колебательный контур нельзя использовать для излучения и регистрации электромагнитных волн!<br>2.&nbsp;&nbsp; &nbsp;Чему равна скорость распространения электромагнитных взаимодействий!<br>3.&nbsp;&nbsp; &nbsp;Передающий и приемный вибраторы расположены взаимно перпендикулярно. Возникнут ли колебания в приемном вибраторе!<br><br><br><br><br><br>  
  
 <br> ''Мякишев Г. Я., Физика. 11 класс&nbsp;: учеб. для общеобразоват. учреждений&nbsp;: 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.&nbsp;: Просвещение, 2008. — 399 с&nbsp;: ил.''    <br> ''Мякишев Г. Я., Физика. 11 класс&nbsp;: учеб. для общеобразоват. учреждений&nbsp;: 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.&nbsp;: Просвещение, 2008. — 399 с&nbsp;: ил.''  
Строка 60:
Строка 59:
   [[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 82:
Строка 81:
   [[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 14:56, 3 июля 2012

Гипермаркет знаний>>Физика и астрономия>>Физика 11 класс>> Экспериментальное обнаружение электромагнитных волн



 

                                             §49  ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБНАРУЖЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН
 
Как мы уже знаем, электромагнитная волна образуется в результате взаимной связи переменных электрических и магнитных полей. Изменение одного поля приводит к появлению другого.
В § 12 и 17 говорилось, что, чем быстрее меняется со временем магнитная индукция, тем болыпе напряженность возникающего электрического поля. И в свою очередь, чем быстрее меняется напряженность электрического поля, тем болыпе магнитная индукция.
Следовательно, для образования интенсивных элек тротагнитных волн необходимо создать электромагнитные колебания достаточно высокой частоты. Именно при этом условии напряженность электрического поля  и индукция магнитного поля  будут меняться быстро.
Колебания высокой частоты, значительно превышающей частоту промышленного тока (50 Гц), можно получить с помощью колебательного контура. Циклическая частота колебаний будет тем больше, чем меньше индуктивность L и емкость С контура.



Открытый колебательный контур. Однако большая частота электромагнитных колебаний еще не гарантирует интенсивного излучения электромагнитных волн. В обычном контуре, какой изображен на рисунке 4.3 (его можно назвать закрытым), почти все магнитное поле сосредоточено внутри катушки, а электрическое — внутри конденсатора. Вдали от контура электромагнитного поля практически нет. Такой контур очень слабо из.чучает электромагнитные волны.
Для получения электромагнитных волн Г. Герц использовал простое устройство, которое в его честь было названо вибратором Герца. Это устройство представляет собой открытый колебательный контур.
К открытому контуру можно перейти от закрытого, если постепенно раздвигать пластины конденсатора (рис. 7.2), уменьшая их площадь и одновременно уменьшая число витков в катушке. В конце концов получится просто прямой провод. Это и есть открытый колебательный контур. Емкость и индуктивность вибратора Герца малы. Потому соответствующая им частота колебаний весьма велика.
В открытом контуре заряды не сосредоточены на его концах, а распределены по всему проводнику. Ток в данный момент времени во всех сечениях проводника направлен в одну и ту же сторону, но сила тока неодинакова в различных сечениях проводника. На концах она равна нулю, а посредине достигает максимума. (Напомним, что в обычных цепях переменного тока сила тока во всех сечениях в данный момент времени одинакова.) Электромагнитное поле охватывает все пространство вблизи контура.



Для возбуждения колебаний в таком контуре во времена Герца поступали так. Провод разрезали посредине с таким расчетом, чтобы оставался небольшой воздушный промежуток, называемый искровым (рис. 7.3).
Обе части проводника заряжали до высокой разности потенциалов. Когда разность потенциалов превышала некоторое предельное значение, проскакивала искра (рис. 7.4), цепь замыкалась, и в открытом контуре возникали колебания.
 


Герц Генрих (1857—1894) — 
немецкий физик, впервые экспериментально доказавший в 1886 г. существование ектромагнитных волн. Исследуя электромагнитные волны, он установил тождественность основных свойств электромагнитных и световых волн. Его работы послужили экспериментальным доказательством справедливости теории электромагнитного поля и, в частности, электромагнитной теории света. Им были записаны уравнения Максвелла в современной форме. В 1886 г. впервые наблюдал фотоэффект.

Колебания в открытом контуре затухают по двум причинам: во-первых, вследствие наличия у контура активного сопротивления; во-вторых, из-за того, что вибратор излучает электромагнитные волны и теряет при этом энергию. После того как колебания прекращаются, оба проводника вновь заряжают от источника до наступления пробоя искрового промежутка, и все повторяется сначала.
В настоящее время для получения незатухающих колебаний в открытом колебательном контуре его связывают индуктивно с колебательным контуром генератора на транзисторе или генератора другого типа.
Опыты Герца. Герц получал электромагнитные волны, возбуждая в вибраторе с помощью источника высокого напряжения серию импульсов быстропеременного тока. Колебания электрических зарядов в вибраторе создают электромагнитную волну. Только колебания в вибраторе совершает не одна заряженная частица, а огромное число электронов, движущихся согласованно. В электромагнитной волне векторы  и  перпендикулярны друг другу. В данном случае вектор  лежит в плоскости, проходящей через вибратор, а вектор  перпендикулярен этой плоскости. Излучение волн происходит с максимальной интенсивностью в направлении, перпендикулярном оси вибратора. Вдоль этой оси излучения не происходит.
Электромагнитные волны регистрировались Герцем с помощью приемного вибратора (резонатора), представляющего собой такое же устройство, как и излучающий вибратор. 



Под действием переменного электрического поля электромагнитной волны в приемном вибраторе возбуждаются колебания тока. Если собственная частота приемного вибратора совпадает с частотой электромагнитной волны, наблюдается резонанс. Колебания в резонаторе происходят с больпхей амплитудой при расположении его параллельно излучающему вибратору. Герц обнаружил эти колебания, наблюдая искорки в очень маленьком промежутке между проводниками приемного вибратора.
Ученый не только получил электромагнитные волны, но и открыл, что они ведут себя подобно другим видам волн. В частности, он наблюдал отражение электромагнитных волн от металлического листа и сложение волн. При сложении волны, идущей от вибратора, с волной, отраженной от металлического листа, образуются максимумы и минимумы амплитуды колебаний — так называемая интерференционная картина (подробнее об интерференции см. § 67—69). Если перемещать резонатор, можно найти положения максимумов и определить д.яину волны.
Скорость электромагнитных волн. В опытах Герца длина волны составляла несколько десятков сантиметров. Вычислив собственную частоту электромагнитных ко.тебаний вибратора. Герц смог определить скорость электромагнитной волны по формуле  = v. Она оказалась приближенно равной скорости света: с 300 000 км/с.
Опытами Герца были блестяще подтверждены предсказания Максвелла.
Для излучения электромагнитных волн нужно создать электромагнитные колебания высокой частоты в открытом колебательном контуре.


1.    Почему обычный (закрытый) колебательный контур нельзя использовать для излучения и регистрации электромагнитных волн!
2.    Чему равна скорость распространения электромагнитных взаимодействий!
3.    Передающий и приемный вибраторы расположены взаимно перпендикулярно. Возникнут ли колебания в приемном вибраторе!







 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.

 _{Учебники по всему предметам скачать, разработка планов уроков для учителей, Физика и астрономия для 11 класса онлайн}



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.

Источник — «http://edufuture.biz/index.php?title=%D0%AD%D0%BA%D1%81%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%82%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D0%BE%D0%B1%D0%BD%D0%B0%D1%80%D1%83%D0%B6%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BC%D0%B0%D0%B3%D0%BD%D0%B8%D1%82%D0%BD%D1%8B%D1%85_%D0%B2%D0%BE%D0%BB%D0%BD»
@@ Строка 2: / Строка 2: @@
 '''[[Гипермаркет знаний - первый в мире!|Гипермаркет знаний]]&gt;&gt;[[Физика и астрономия|Физика и астрономия]]&gt;&gt;[[Физика 11 класс|Физика 11 класс]]&gt;&gt; Экспериментальное обнаружение электромагнитных волн'''
 <br>
-'''&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; §49&nbsp; ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБНАРУЖЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН'''<br>&nbsp;<br>Как мы уже знаем, электромагнитная волна образуется в результате взаимной связи переменных электрических и магнитных полей. Изменение одного поля приводит к появлению другого.
+<br> <br>
-В § 12 и 17 говорилось, что, чем быстрее меняется со временем магнитная индукция, тем болыпе напряженность возникающего электрического поля. И в свою очередь, чем быстрее меняется напряженность электрического поля, тем болыпе магнитная индукция.
+'''&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; §49&nbsp; ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБНАРУЖЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН'''<br>&nbsp;<br>Как мы уже знаем, [[Что_такое_электромагнитная_волна|электромагнитная волна]] образуется в результате взаимной связи переменных электрических и магнитных полей. Изменение одного поля приводит к появлению другого.
-Следовательно, для образования интенсивных элек тротагнитных волн необходимо создать электромагнитные колебания достаточно высокой частоты. Именно при этом условии напряженность электрического поля [[Image:7.02-14.jpg]] и индукция магнитного поля [[Image:7.02-2.jpg]] будут меняться быстро.
+В § 12 и 17 говорилось, что, чем быстрее меняется со временем магнитная индукция, тем болыпе напряженность возникающего электрического поля. И в свою очередь, чем быстрее меняется напряженность электрического поля, тем болыпе магнитная индукция.
-Колебания высокой частоты, значительно превышающей частоту промышленного тока (50 Гц), можно получить с помощью колебательного контура. Циклическая частота колебаний будет тем больше, чем меньше индуктивность L и емкость С контура.<br><br>[[Image:10.02-2.jpg]]<br><br>'''Открытый колебательный контур. '''Однако большая частота электромагнитных колебаний еще не гарантирует интенсивного излучения электромагнитных волн. В обычном контуре, какой изображен на рисунке 4.3 (его можно назвать закрытым), почти все магнитное поле сосредоточено внутри катушки, а электрическое — внутри конденсатора. Вдали от контура электромагнитного поля практически нет. Такой контур очень слабо из.чучает электромагнитные волны.
+Следовательно, для образования интенсивных элек тротагнитных волн необходимо создать электромагнитные колебания достаточно высокой частоты. Именно при этом условии напряженность электрического поля [[Image:7.02-14.jpg]] и индукция магнитного поля [[Image:7.02-2.jpg]] будут меняться быстро.
-Для получения электромагнитных волн Г. Герц использовал простое устройство, которое в его честь было названо вибратором Герца. Это устройство представляет собой открытый колебательный контур.
+Колебания высокой частоты, значительно превышающей частоту промышленного тока (50 Гц), можно получить с помощью колебательного контура. Циклическая частота колебаний будет тем больше, чем меньше [[Катушка_индуктивности_в_цепи_переменного_тока|индуктивность]] L и емкость С контура.<br><br>[[Image:10.02-2.jpg]]<br><br>'''Открытый колебательный контур. '''Однако большая частота электромагнитных колебаний еще не гарантирует интенсивного излучения электромагнитных волн. В обычном контуре, какой изображен на рисунке 4.3 (его можно назвать закрытым), почти все магнитное поле сосредоточено внутри катушки, а электрическое — внутри конденсатора. Вдали от контура электромагнитного поля практически нет. Такой контур очень слабо из.чучает электромагнитные волны.
-К открытому контуру можно перейти от закрытого, если постепенно раздвигать пластины конденсатора (рис. 7.2), уменьшая их площадь и одновременно уменьшая число витков в катушке. В конце концов получится просто прямой провод. Это и есть открытый колебательный контур. Емкость и индуктивность вибратора Герца малы. Потому соответствующая им частота колебаний весьма велика.
+Для получения электромагнитных волн Г. Герц использовал простое устройство, которое в его честь было названо вибратором Герца. Это устройство представляет собой открытый колебательный контур.
-В открытом контуре заряды не сосредоточены на его концах, а распределены по всему проводнику. Ток в данный момент времени во всех сечениях проводника направлен в одну и ту же сторону, но сила тока неодинакова в различных сечениях проводника. На концах она равна нулю, а посредине достигает максимума. (Напомним, что в обычных цепях переменного тока сила тока во всех сечениях в данный момент времени одинакова.) Электромагнитное поле охватывает все пространство вблизи контура.<br><br>[[Image:10.02-3.jpg]]<br><br>Для возбуждения колебаний в таком контуре во времена Герца поступали так. Провод разрезали посредине с таким расчетом, чтобы оставался небольшой воздушный промежуток, называемый искровым (рис. 7.3).
+К открытому контуру можно перейти от закрытого, если постепенно раздвигать пластины [[Энергия_заряженного_конденсатора._Применение_конденсаторов|конденсатора]] (рис. 7.2), уменьшая их площадь и одновременно уменьшая число витков в катушке. В конце концов получится просто прямой провод. Это и есть открытый колебательный контур. Емкость и индуктивность вибратора Герца малы. Потому соответствующая им частота колебаний весьма велика.
-Обе части проводника заряжали до высокой разности потенциалов. Когда разность потенциалов превышала некоторое предельное значение, проскакивала искра (рис. 7.4), цепь замыкалась, и в открытом контуре возникали колебания.<br>&nbsp;<br>[[Image:10.02-4.jpg]]<br><br>'''Герц Генрих (1857—1894) — '''<br>немецкий физик, впервые экспериментально доказавший в 1886 г. существование ектромагнитных волн. Исследуя электромагнитные волны, он установил тождественность основных свойств электромагнитных и световых волн. Его работы послужили экспериментальным доказательством справедливости теории электромагнитного поля и, в частности, электромагнитной теории света. Им были записаны уравнения Максвелла в современной форме. В 1886 г. впервые наблюдал фотоэффект.<br><br>Колебания в открытом контуре затухают по двум причинам: во-первых, вследствие наличия у контура активного сопротивления; во-вторых, из-за того, что вибратор излучает электромагнитные волны и теряет при этом энергию. После того как колебания прекращаются, оба проводника вновь заряжают от источника до наступления пробоя искрового промежутка, и все повторяется сначала.
+В открытом контуре заряды не сосредоточены на его концах, а распределены по всему проводнику. Ток в данный момент времени во всех сечениях проводника направлен в одну и ту же сторону, но сила тока неодинакова в различных сечениях проводника. На концах она равна нулю, а посредине достигает максимума. (Напомним, что в обычных цепях переменного тока сила тока во всех сечениях в данный момент времени одинакова.) Электромагнитное поле охватывает все пространство вблизи контура.<br><br>[[Image:10.02-3.jpg|Экспериментальное обнаружение электромагнитных волн]]<br><br>Для возбуждения колебаний в таком контуре во времена Герца поступали так. Провод разрезали посредине с таким расчетом, чтобы оставался небольшой воздушный промежуток, называемый искровым (рис. 7.3).
-В настоящее время для получения незатухающих колебаний в открытом колебательном контуре его связывают индуктивно с колебательным контуром генератора на транзисторе или генератора другого типа.
+Обе части проводника заряжали до высокой разности потенциалов. Когда разность потенциалов превышала некоторое предельное значение, проскакивала искра (рис. 7.4), цепь замыкалась, и в открытом контуре возникали [[Фаза_колебаний|колебания]].<br>&nbsp;<br>[[Image:10.02-4.jpg|герц генрих]]<br><br>'''Герц Генрих (1857—1894) — '''<br>немецкий физик, впервые экспериментально доказавший в 1886 г. существование ектромагнитных волн. Исследуя электромагнитные волны, он установил тождественность основных свойств электромагнитных и световых волн. Его работы послужили экспериментальным доказательством справедливости теории электромагнитного поля и, в частности, электромагнитной теории света. Им были записаны уравнения Максвелла в современной форме. В 1886 г. впервые наблюдал фотоэффект.<br><br>Колебания в открытом контуре затухают по двум причинам: во-первых, вследствие наличия у контура активного сопротивления; во-вторых, из-за того, что вибратор излучает электромагнитные волны и теряет при этом энергию. После того как колебания прекращаются, оба проводника вновь заряжают от источника до наступления пробоя искрового промежутка, и все повторяется сначала.
-'''Опыты Герца.''' Герц получал электромагнитные волны, возбуждая в вибраторе с помощью источника высокого напряжения серию импульсов быстропеременного тока. Колебания электрических зарядов в вибраторе создают электромагнитную волну. Только колебания в вибраторе совершает не одна заряженная частица, а огромное число электронов, движущихся согласованно. В электромагнитной волне векторы [[Image:7.02-14.jpg]] и [[Image:7.02-2.jpg]] перпендикулярны друг другу. В данном случае вектор [[Image:7.02-14.jpg]] лежит в плоскости, проходящей через вибратор, а вектор [[Image:7.02-2.jpg]] перпендикулярен этой плоскости. Излучение волн происходит с максимальной интенсивностью в направлении, перпендикулярном оси вибратора. Вдоль этой оси излучения не происходит.
+В настоящее время для получения незатухающих колебаний в открытом колебательном контуре его связывают индуктивно с колебательным контуром генератора на транзисторе или генератора другого типа.
-Электромагнитные волны регистрировались Герцем с помощью приемного вибратора (резонатора), представляющего собой такое же устройство, как и излучающий вибратор. <br><br>[[Image:10.02-5.jpg]]<br><br>Под действием переменного электрического поля электромагнитной волны в приемном вибраторе возбуждаются колебания тока. Если собственная частота приемного вибратора совпадает с частотой электромагнитной волны, наблюдается резонанс. Колебания в резонаторе происходят с больпхей амплитудой при расположении его параллельно излучающему вибратору. Герц обнаружил эти колебания, наблюдая искорки в очень маленьком промежутке между проводниками приемного вибратора.
+'''Опыты Герца.''' Герц получал электромагнитные волны, возбуждая в вибраторе с помощью источника высокого напряжения серию импульсов быстропеременного тока. Колебания электрических зарядов в вибраторе создают электромагнитную волну. Только колебания в вибраторе совершает не одна заряженная частица, а огромное число электронов, движущихся согласованно. В [[Свойства_электромагнитных_волн|электромагнитной волне]] векторы [[Image:7.02-14.jpg]] и [[Image:7.02-2.jpg]] перпендикулярны друг другу. В данном случае вектор [[Image:7.02-14.jpg]] лежит в плоскости, проходящей через вибратор, а вектор [[Image:7.02-2.jpg]] перпендикулярен этой плоскости. Излучение волн происходит с максимальной интенсивностью в направлении, перпендикулярном оси вибратора. Вдоль этой оси излучения не происходит.
-Ученый не только получил электромагнитные волны, но и открыл, что они ведут себя подобно другим видам волн. В частности, он наблюдал отражение электромагнитных волн от металлического листа и сложение волн. При сложении волны, идущей от вибратора, с волной, отраженной от металлического листа, образуются максимумы и минимумы амплитуды колебаний — так называемая интерференционная картина (подробнее об интерференции см. § 67—69). Если перемещать резонатор, можно найти положения максимумов и определить д.яину волны.
+Электромагнитные волны регистрировались Герцем с помощью приемного вибратора (резонатора), представляющего собой такое же устройство, как и излучающий вибратор. <br><br>[[Image:10.02-5.jpg|Экспериментальное обнаружение электромагнитных волн]]<br><br>Под действием переменного электрического поля электромагнитной волны в приемном вибраторе возбуждаются колебания тока. Если собственная частота приемного вибратора совпадает с частотой электромагнитной волны, наблюдается резонанс. Колебания в резонаторе происходят с больпхей амплитудой при расположении его параллельно излучающему вибратору. Герц обнаружил эти колебания, наблюдая искорки в очень маленьком промежутке между проводниками приемного вибратора.
-'''Скорость электромагнитных волн'''. В опытах Герца длина волны составляла несколько десятков сантиметров. Вычислив собственную частоту электромагнитных ко.тебаний вибратора. Герц смог определить скорость электромагнитной волны по формуле [[Image:7.02-7.jpg]] = [[Image:7.02-35.jpg]]v. Она оказалась приближенно равной скорости света: с[[Image:7.02-38.jpg]] 300 000 км/с.
+Ученый не только получил электромагнитные волны, но и открыл, что они ведут себя подобно другим видам волн. В частности, он наблюдал отражение электромагнитных волн от металлического листа и сложение волн. При сложении волны, идущей от вибратора, с волной, отраженной от [[Металлическая_химическая_связь._Полные_уроки|металлического]] листа, образуются максимумы и минимумы амплитуды колебаний — так называемая интерференционная картина (подробнее об интерференции см. § 67—69). Если перемещать резонатор, можно найти положения максимумов и определить д.яину волны.
-Опытами Герца были блестяще подтверждены предсказания Максвелла.
+'''Скорость электромагнитных волн'''. В опытах Герца длина волны составляла несколько десятков сантиметров. Вычислив собственную частоту электромагнитных ко.тебаний вибратора. Герц смог определить скорость электромагнитной волны по формуле [[Image:7.02-7.jpg]] = [[Image:7.02-35.jpg]]v. Она оказалась приближенно равной скорости света: с[[Image:7.02-38.jpg]] 300 000 км/с.
-Для излучения электромагнитных волн нужно создать электромагнитные колебания высокой частоты в открытом колебательном контуре.
+Опытами Герца были блестяще подтверждены предсказания Максвелла.
-<br>[[Image:7.02-1.jpg]]<br>1.&nbsp;&nbsp; &nbsp;Почему обычный (закрытый) колебательный контур нельзя использовать для излучения и регистрации электромагнитных волн!<br>2.&nbsp;&nbsp; &nbsp;Чему равна скорость распространения электромагнитных взаимодействий!<br>3.&nbsp;&nbsp; &nbsp;Передающий и приемный вибраторы расположены взаимно перпендикулярно. Возникнут ли колебания в приемном вибраторе!<br><br><br><br><br><br>
+Для излучения электромагнитных волн нужно создать электромагнитные колебания высокой частоты в открытом колебательном контуре.
+<br>[[Image:7.02-1.jpg]]<br>1.&nbsp;&nbsp; &nbsp;Почему обычный (закрытый) колебательный контур нельзя использовать для излучения и регистрации электромагнитных волн!<br>2.&nbsp;&nbsp; &nbsp;Чему равна скорость распространения электромагнитных взаимодействий!<br>3.&nbsp;&nbsp; &nbsp;Передающий и приемный вибраторы расположены взаимно перпендикулярно. Возникнут ли колебания в приемном вибраторе!<br><br><br><br><br><br>
 <br> ''Мякишев Г. Я., Физика. 11 класс&nbsp;: учеб. для общеобразоват. учреждений&nbsp;: 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.&nbsp;: Просвещение, 2008. — 399 с&nbsp;: ил.''
@@ Строка 60: / Строка 59: @@
   [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] дискуссионные вопросы
   [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] риторические вопросы от учеников
   '''<u>Иллюстрации</u>'''
   <u></u>'''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] аудио-, видеоклипы и мультимедиа '''
@@ Строка 82: / Строка 81: @@
   [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] элементы новаторства на уроке
   [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] замена устаревших знаний новыми
   '''<u>Только для учителей</u>'''
   <u></u>'''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] идеальные уроки '''

Авторські права | Privacy Policy |FAQ | Партнери | Контакти | Кейс-уроки

© Автор системы образования 7W и Гипермаркета Знаний - Владимир Спиваковский

При использовании материалов ресурса
ссылка на edufuture.biz обязательна (для интернет ресурсов - гиперссылка).
edufuture.biz 2008-© Все права защищены.
Сайт edufuture.biz является порталом, в котором не предусмотрены темы политики, наркомании, алкоголизма, курения и других "взрослых" тем.

Разработка - Гипермаркет знаний 2008-

Ждем Ваши замечания и предложения на email:
По вопросам рекламы и спонсорства пишите на email: