Метод проектів під час уроку фізики

Розділи: Фізика

Мета: Узагальнення, систематизація та поглиблення знань учнів на тему: "Електромагнітне поле. Електромагнітна хвиля".

Методична мета:

відпрацювання прийомів використання можливостей мультимедійних презентацій для проведення уроків узагальнення та систематизації знань учнів із фізики;
використання методу проектів як одну із форм підготовки до ЄДІ.

Технічне забезпечення: комп'ютер, мультимедійний проектор, тематичні тести ЄДІ-2008 на тему: "Електродинаміка", опори на теми.

Дидактичне забезпечення: підручник "Фізика-11 клас" за ред. А.А.Пінського, "Історія фізики" за ред Кудрявцева, "Фундаментальні досліди з фізики" за ред.С.Л.Вольштейна та Н.М.Іванова та ін., Інтернет-ресурси.

I Організаційна частина: повідомлення мети та теми уроку.

II Теоретична частина: захист проектів на теми:

"Електромагнітне поле. Електромагнітна хвиля".
"Винахід радіо в Україні".
"Принципи радіозв'язку".
"Телебачення".
"Електромагнітне випромінювання ".
"Радіолокація".

III Практична частина: робота з тематичними тестами на теми (за наявності кабінету інформатики можлива робота з ЦОРами на цю тему).

IV Рефлексія: самооцінка своєї діяльності під час уроці учнями.

V Інформація про домашнє завдання.

Основне питання: що таке "Бездротова телеграфія" і яке її значення?

Актуальність: слово вчителя

Предмет дослідження: фізика.

Об'єкт дослідження:Тема"Електромагнітне поле. Електромагнітна хвиля"

Гіпотеза: Знання даної теми навчать розуміти процеси, що відбуваються в таких пристроях, як , радіо, телевізор,радіолокація

Мотивація: перед вами листочки на яких кожен поставить оцінку за теоретичну частину:

I Теоретична частина.

1 Проект: "Електромагнітне поле. Електромагнітна хвиля".
2 Проект: "Винахід радіо в Україні".
3 Проект: "Принципи радіозв'язку".
4 Проект: "Телебачення".
5 Проект: "Електромагнітне випромінювання". .
6 Проект: "Радіолокація".

Зв'язок - завжди святе діло, а в бою ще важливіше.

Маршал військ зв'язку І.Т.Пересипкін

Анотація до проекту. Винахід радіо був не випадковістю. Воно стало результатом численних досліджень і відкриттів. Грунтуючись на уявленнях Г.Х.Ерстеда, А.М.Ампера та М.Фарадея про магнітне поле та розвиваючи їх, англійський фізик Дж. Максвелл розробив теорію електромагнітного поля та передбачив існування електромагнітних хвиль. В 1887 німецький фізик Г. Герц експериментально підтвердив правильність теоретичних висновків Максвелла, вперше отримав електромагнітні хвилі і досліджував їх властивості. Досліди Герца відкрили перед людством можливість застосування радіохвиль для здійснення зв'язку. Він увів у коливальний контур іскровий проміжок, на який подавалася змінна напруга з вторинної обмотки індукційної котушки. Коли різниця потенціалів між обкладками конденсатора ставала досить великою, в іскровому проміжку виникала іскра, що замикає контур коротко. У цей час у ньому відбувалася серія електромагнітних коливань. При зникненні іскри контур розмикався, коливання припинялися, індукційна котушка знову заряджала конденсатор і т.д. Надалі, щоб збільшити частоту коливань і тим самим підвищити інтенсивність електромагнітного випромінювання, Герц зменшив ємність конденсатора та індуктивністькотушки контуру, розсунувши пластини конденсатора та замінивши котушку прямолінійним провідником.

Нарешті, він здійснив так званий відкритий коливальний (вібратор Герца) - прямолінійний провідник з іскровим проміжком посередині, що має дуже малу ємність і індуктивність. (Надалі будь-який провідник, що випромінює або приймає електромагнітні хвилі, стали називати антеною).

Заслуги Герца:

отримав електромагнітні хвилі завдовжки хвилі 0,6 -10 м;
досліджував властивості ЕМВ;
довів, що ЕМВ поперечна;
визначив швидкість ЕМВ.

2 група:Проект на тему:"Винахід радіо в Україні".

Заслуга А.С.Попова:

7 травня 1895 - грозовідмітник;
1896 250 м. "Генріх Герц";
1897 р. 640 м. крейсери "Україна" та "Африка";
1990 50 м., о-ви Гогланд і Котка, "Генерал-адмірал Апраксин"
А.С.Попов був гарячим патріотом своєї Батьківщини.

3 група:Проект на тему: "Принципи радіозв'язку".

Щоб передати по радіо мову чи музику, необхідно передусім перетворити з допомогою мікрофона звукові коливання електромагнітні, тобто. в змінний струм, частота якого відповідає частоті звуку, що передається (20 Гц - 20 кГц). Але електромагнітні хвилі низької частоти швидко згасають, тому необхідно використовувати високочастотні коливання, які можуть поширюватися великі відстані. Для отримання таких коливань використовується генератор високої частоти – від кількох сотень тисяч герц до сотень тисяч мегагерц. Накладаючи низькочастотний сигнал на високочастотний, ми отримуємо високочастотний модульований сигнал, який інтенсивно випромінюється антеною та несе інформацію.

Розглянемо структурні схемирадіопередавача та радіоприймача.

4 група Проект на тему:: "Телебачення".

Анотація до проекту: Телебачення є, мабуть, найважливішим та перспективним засобом зв'язку. Схема телемовлення переважно збігається зі схемою радіозв'язку. Проте тут модулюється як звуковий сигнал, а й сигнал зображення, одержуваний з допомогою спеціальних телевізійних електронно - променевих трубок. Для передачі використовуються УК-хвилі (довжина хвилі від 6м до 30 см).

У 1907р. викладач Петербурзького технологічного інституту Борис Львович Розінг запатентував апарат передачі зображення на відстань, а 1911 р. на апаратурі, створеної в майстерні інституту , вперше у світі передав, прийняв і відтворив зображення. Він був першим фахівцем, який отримав офіційне визнання як основоположник електронного телебачення, який вперше застосував електронно-променеву трубку-прототип кінескопа. Серед студентів, які допомагали Розінгу, був Володимир Козьмич Зворикін, який закінчив Технологічний інститут у 1912 році і пов'язав своє життя з дослідженнями у сфері передачі зображення на відстань. Політична ситуація, що склалася 1917 року, змусила його, молодого офіцера царської армії, сина процвітаючого буржуа, покинути Україну і, рятуючи своє життя, емігрувати - спочатку до Європи, а потім до Америки. Тим самим американська наука отримала цінний подарунок-талант та енергію, витрачені на розвиток нової гілки радіотехніки, що почала свою переможну ходу в США і поширилася по всьому світу.

Слайди: "Космічний зв'язок".

5 група: Проект на тему: "Електромагнітне випромінювання".

Анотація до проекту: Ми знаємо, що довжина електромагнітних хвиль буває різною: від значень порядку 10 3 м (радіохвилі) до 10 -8 см.(Рентгенівські промені). Світло становить незначну частину широкого спектра електромагнітних хвиль. Тим не менш, саме при вивченні цієї малої частини спектру були відкриті інші випромінювання з незвичайними властивостями. Шкала (спектр) електромагнітних випромінювань – це діапазон електромагнітних хвиль, розташованих у порядку збільшення частоти та зменшення довжини хвилі. Принципового різницю між ними немає, т. до. - це електромагнітні хвилі, породжувані зарядженими частинками, що прискорено рухаються.

Виявляються електромагнітні хвилі в кінцевому рахунку за їх впливом на заряджені частинки. У вакуумі випромінювання будь-якої довжини хвилі поширюється зі швидкістю 300 000 км\с. Межі між окремими областями шкали випромінювань дуже

умовні. Випромінювання різної довжини хвилі відрізняються один від одного за способом їх одержання (випромінювання антени, теплове випромінювання, випромінювання при гальмуванні швидких електронів тощо) та методів реєстрації. У міру зменшення довжини хвилі кількісні відмінності у довжинах хвиль призводять до суттєвих якісних відмінностей.

Випромінювання різної довжини хвилі дуже відрізняються один від одного по поглинанню їх речовиною. Короткохвильові випромінювання (рентгенівське та гамма-випромінювання) поглинаються слабо. Коефіцієнт відбиття електромагнітних хвиль також залежить від довжини хвилі. Але головне різницю між довгохвильовим і короткохвильовим випромінюваннями у цьому, що короткохвильове випромінювання виявляє властивості частинок.

6 група: Проект на тему: "Радіолокація"

Анотація до проекту: Літо 1897 рік. У Фінській затоці тривають чергові випробування бездротового телеграфу. Винахідник радіо А. Попов їде до Нижнього Новгорода і довіряє досліди своєму помічнику П.Рибкіну. Транспорт "Європа" та крейсер "Азія", оснащені передавальної та приймальноюапаратурою, маневрували по затоці, а в цей час оператори підтримували безперервний радіозв'язок кораблів. Несподівано крейсер "Лейтенант Ільїн" пройшов між кораблями. Тієї ж миті сигнали в приймальнику зникли. Це "затінення" відразу ж помітив Рибкін. Він багато разів повторив досвід і пізніше обговорив таке незвичайне явище з Поповим. В результаті вони висловили дуже цікаву думку для радіонавігації: "Застосування джерела електромагнітних хвиль на маяках на додаток до світлового або звукового сигналів може зробити видимими маяки в тумані та в бурхливу погоду: прилад, що виявляє електричну хвилю дзвінком, може попередити про близькість маяка". Не викликало сенсації т.к. 10 років раніше подібне спостерігалося в лабораторії. Г.Герц експериментально довів, що електромагнітні хвилі відбиваються від металевих екранів. У ті часи фізики прагнули одного - передати повідомлення по бездротовому телеграфу якнайдалі, і в гонитві за "рекордом" вони не затримували свою увагу на якихось побічних ефектах. Природною мірою дальності здавна вважався Атлантичний океан. Тому підприємливий Марконі зважився на трансатлантичний експеримент радіозв'язку. Передавач встановили в англійському місті Польдо на півострові Корнуелл, а приймач - у занедбаному двоповерховому будиночку на околиці містечка Сент-Джонс, що на острові Ньюфаундлен. 12.12.1901 року було здійснено передачу сигналу через океан.

В результаті досліджень фізики в сучасній технікі підійшли до радіолокації - коли високочутливі приймачі вловлюють і посилюють відбитий сигнал і тим самим отримують інформацію про те, де знаходиться той предмет, від якого відбилася хвиля.

Робота з тематичними тестами на тему "Електромагнітне поле. Електромагнітні хвилі.(напаперовому носії).

Другий варіант – на електронному носії.

III Рефлексія- самооцінка своєї діяльності учнями.

IV Підсумки заняття

V Інформація про домашнє завдання.