Теоретическое описание электромагнитных колебаний - ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ - КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ

Задачи урока: определить основные характеристики электромагнитных колебаний по аналогии с механическими колебаниями; получить и решить уравнение колебаний, интерпретировать полученные в ходе решения следствия.

План урока

Этапы урока	Время, мин	Приёмы и методы
I. Повторение II. Изучение нового материала: колебательный контур, электромагнитные колебания, их характеристики III. Подведение итогов. Домашнее задание	10—15 25 10	Беседа по вопросам. Работа с таблицей Рассказ учителя. Демонстрации. Работа с учебником. Записи в тетрадях. Беседа Решение задач. Выделение главного

I. Один из школьников поясняет логику таблицы 10. С классом обсуждают вопросы: в какой момент сила тока в контуре максимальна? Когда ток в контуре не идёт?

II. Основная учебная проблема урока: каковы закономерности такого явления, как электромагнитные колебания в идеальном контуре. Приведём последовательность изучения нового материала.

1. В начале объяснения, по аналогии с механическими колебаниями, вводим основные физические величины, характеризующие электромагнитные колебания. Составляем и комментируем таблицу, подобную таблице учебника на с. 79.

2. После введения основных физических величин следует обратиться к задаче получения основного закона колебательных процессов в контуре. (Конспектируют вывод, приведённый в учебнике.) После преобразований получаем уравнение

Полученная формула аналогична уравнению колебаний пружинного маятника:

Очевидно, что уравнение колебаний для координаты х пружинного маятника и уравнение колебаний для заряда q на конденсаторе имеют одинаковый вид. Для нас важно, что решение дифференциального уравнения свободных электромагнитных колебаний в контуре приводит к следующему выражению для заряда:

где

Колебания заряда на конденсаторе, которые происходят по закону косинуса или синуса, называют гармоническими колебаниями. По аналогичному закону происходят колебания силы тока в контуре, напряжения на конденсаторе и других физических величин:

Из формулы можно получить выражение для периода колебаний:

(формула Томсона).

Она достаточно удобна для расчёта важнейших постоянных характеристик контура: Т, L, С.

3. Как экспериментально доказать, что в колебательном контуре действительно происходят колебания силы тока и напряжения? (Лучше всего повторить опыт — см. рис. 52.)

III. В конце урока выделяют главное по вопросам: какое физическое явление наблюдается в колебательном контуре, если конденсатор зарядить? Каков закон этого явления? От чего зависит период электромагнитных колебаний? Изменяется ли он при увеличении числа витков катушки?

Домашнее задание: § 18*, 19, 20* (задача 1); упр. на с. 85 (ЕГЭ); индивидуально — П., № 644.