2.3 Розробка методики вивчення теми “Електромагнітні коливання”

1. Коливальний контур. Перетворення енергії при електромагнітних коливаннях.

Це питання, є серед найважливіших у цій темі.

Спочатку вводиться поняття коливального контуру, робиться відповідний запис у зошиті.

Далі, для з'ясування причини виникнення електромагнітних коливань, демонструється той фрагмент динамічної моделі, де показаний процес зарядки конденсатора. Звертається увагу учнів на знаки зарядів пластин конденсатора.

Після цього розглядаються енергії магнітного і електричного полів, учням розповідають, як змінюються ці енергії і повна енергія в контурі, пояснюється механізм виникнення електромагнітних коливань з допомогою моделі, ведеться запис основних рівнянь [20, c. 24].

Звичайно, важливо звернути увагу учнів на те, що таке струму у ланцюзі (потік заряджених частинок) є умовним, оскільки швидкість електронів в провіднику дуже мала. Такий спосіб подачі вибрано для кращого розуміння суті електромагнітних коливань.

Далі увага учнів акцентується на тому, що вони спостерігають процеси перетворення енергії електричного поля в енергію магнітного і навпаки, тому, що коливальний контур є ідеальним (відсутній опір), то повна енергія електромагнітного поля залишається незмінною. Після цього дається поняття електромагнітних коливань і обумовлюється, що ці коливання є вільними. Потім підбиваються результати і дається домашнє завдання [18, c. 33].

2. Аналогія між механічними і електромагнітними коливаннями.

Спочатку для повторення і закріплення знань ще раз продемонструвати динамічну модель ідеального коливального контуру. Для пояснення суті й докази аналогії між електромагнітними коливаннями і коливаннями пружинного маятника використовуються динамічна коливальна модель «Аналогія між механічними і електромагнітними коливаннями» і презентацій PowerPoint [9, c. 65].

Як механічну коливальну систему розглядається пружинний маятник (коливання вантажу на пружині). Виявлення зв'язку між механічними і електричними величинами при коливальних процесах ведеться за традиційною методикою.

Як це вже зроблено на минулому занятті, потрібно ще раз нагадати учням про умовність руху електронів по провідника, після чого їхня увага звертається на правий верхній кут екрана, де знаходиться коливальна система «сполучені посудини». Обговорюється, кожна частка робить коливання близько стану рівноваги, тому коливання рідини в сполучених посудинах також можуть гідно служити аналогією електромагнітних коливань [20, c. 41].

Далі складається таблиця відповідності між механічними і електричними величинами при коливальних процесах:

Механічні величини	Електричні величини
Координата	Заряд
Швидкість	Сила струму
Маса	Індуктивність
Потенціальна енергія	Енергія електричного поля
Жорсткість пружини	Величина, обернена ємності
Кінетична енергія	Енергія магнітного поля

Таблиця відповідності між механічними і електричними величинами при коливальних процесах.

Коли наприкінці уроку залишився час, можна докладніше зупинитися на демонстрації моделі, розібрати всі основні моменти із застосуванням попередньо вивченого матеріалу.