7) Опыты Толмена и Стюарта.

В1926 американскими учеными Т. и С. был проведен опыт, которые позволили определить удельный заряд носителей. Здесь катушка с большим количеством витков медной проволоки(l=500м) приводилось в очень быстрое вращение(υ_{линейное}=300м/с) и быстро тормозилась. По инерции носители тока продолжали движение и создавали инерционный ток, который измерялся при помощи баллистического гальванометра.

Они пришли к формулам: . Из опыта , известно что e=-1,6*10^-19Кл, m_e=9,11*10^-31кг. Оценим заряд который они должны были зафиксировать в ходе опыта: Чтобы измерить столь малый заряд нужно было исключить электрическое поле Земли и надо было подобрать материал, который мало деформируется при вращении. Из опыта следовало, что удельный заряд носителей равен известному к тому времени удельному заряду электронов и отсюда следовало, что носителями тока в металлах являются электроны.

8) Постоянное МП(магнитное поле). Магнитные свойства вещества были известны еще древним цивилизациям, в частности в Китае, за несколько тысячелетии до н.э. (использовали компасы). Вплоть до 18 в. считали, что магнитные и электрические явления не связаны друг с другом. В 1820 датский ученый Эрстед осуществил опыт, который установил связь между эл. и магнитными явлениями, что они непрерывно связаны друг с другом. Известно, что для характеристики силовых свойств ЭП(электрическое поле) используют 2 величины: –напряженность, –электрическое смещение.

В учении о магнетизме используют тоже 2 силовые характеристики: B–магнитная индукция, H–напряженность МП (векторные величины). Между ними имеется связь: , . Принципиальное отличие МП от ЭП: силовые линии ЭП не являются непрерывными, они имеют начало и конец, начинаются на «+» и заканчиваются на «-» зарядах. В отличии от этого силовые линии МП оказываются замкнутыми. Такое поле называют вихревым.

9) Закон Био-Савара-Лапласса.

В 1820 французскими учеными Био и Савар (они провели исследования), а также Лаплас (он обобщил) был открыт закон и закон получил название закона Био-Савара-Лапласса.

Он определяет элементарную индукцию dB, создаваемую элементом тока dl, который находится на расстоянии r от данного участка. Рассмотрим проводник произвольной формы обтекаемый током I. Задача заключается в определении элементарного вектора . , . Закон имеет вид: –определяет элементарную индукцию dB в произвольной точке, удаленный от элемента тока dl на расстояние r. Если запишем в векторной форме можно определить и направление: , μ₀–магнитная постоянная, μ₀ =4π*10^-7 Гн/м(в системе СИ)

10) Циркуляция. Обозначается Ц_{( )} –циркуляция вектора B.

11) Описать логику последовательного введения основных понятии. а) Электрические явления. Данная тема представляет собой двух логично завершенных и в то же время связанных друг с другом частей. В первой части рассматривают начальные сведения о строении атомов, а во второй – простейшие электрические цепи, вводят ряд понятии: сила тока, напряжение, сопротивление, работа и мощность тока, изучается закон Ома для участка цепи, а также понятия об ЭП и МП. При изучении данной темы учащиеся получают ряд практических умении и навыков: собирать простейшие эл. цепи, измерять силу тока и напряжение с помощью амперметра и вольтметра. Законы Эл. тока устанавливаются опытным путем, что позволяет подчеркнуть значение опыта, как источника знания. Здесь же изучаются элементы электронной теории, которые применяются для обеспечения природы эл. током. Рассмотрим некоторые методические аспекты изучения данной темы: Эл. заряд является слож. физ. Понятием для учащихся. К этому понятию учащихся подводят на основе опытов по электризации тел. Приходят к выводу, что Эл. заряд всегда связан с материальным носителем– телом, частицей и т.д. и с другой стороны характеризует свойства материальных носителей «притягивать» к себе другие тела. Понятие Эл. зар. вводят как и понятие заряда без определения, ссылаясь на работы Фарадея и Максвелла учитель утверждает, что в пространстве где находится Эл. заряд, существует ЭП. Взаимосвязь между зарядами осуществляется ЭП.

Электрон. Строение атома. При введении этого понятия поступают так как и при введении понятия молекула. Для этого показывают что Эл. заряд делим, т.е. есть наименьшая заряженная частица– электрон. Напоминают, что тела состоят из атомов и молекул, следовательно электрон должен быть внутри атомов и т.д. Дальше рассматривают источники эл. тока. Подчеркивают, что в любом источнике тока совершается работа по распределению + и – частиц. Данная работа совершается силами не электрической природы. Далее изучают силу тока, знакомятся с амперметром, узнают обозначения, единицы измерения и т.д. Затем узнают понятие напряжения, сопротивления…..

б) Магнитное поле. МП представляет особую форму материи посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися электрически заряженными частицами. Затем рассматривают свойства МП. Знакомят с понятием магнитной индукции– это векторная величина, являющаяся силовой характеристикой МП. Узнают ед. измерения….В начале изучают закон Ампера , где l–длина проводника, I–сила тока, ά–угол между направлением тока и линии маг.индукции в том месте, где находится проводник. Направление определяется правилом левой руки. Если расположить левую руку вдоль проводника, чтобы 4 вытянутых пальца указывали направление тока в нем, а линии маг. Индукции входили в ладонь, то отогнутый большой палец будет указывать направление силы Ампера. Далее обращают внимание, что сила Ампера максимальна, когда синус альфа =1, т.е. альфа =90⁰. Затем, узнают, что МП оказывает ориентирующее действие на рамку с током, помещенного в нем. Далее приступают к силе Лоренца( сила с которой МП действует на движущиеся заряды). Важно отметить, что линии магнитной индукции замкнуты. Такие поля называют вихревыми.

в) Учебный эксперимент. Ведущая роль в преподавании физики отводится физическому эксперименту. Не исключение и раздел «Электродинамика». Особое внимание здесь уделяют фундаментальным физическим опытам, которые как в науке, так и в обучении считаются основополагающими. В данном разделе фундаментальных опытов очень много. В средней школе есть возможность рассмотреть лишь часть из них – именно те, которые являются основополагающими в различных вопросах электродинамики. В первую очередь это следующие опыты: 1) опыт Кулона по установлению зависимости силы взаимодействия двух электрических зарядов от модуля этих зарядов и расстояния между ними; 2) опыт Эрстеда по обнаружению действия электрического тока на магнитную стрелку; и т.д.

В качестве учебного эксперимента можно использовать опыт Рикке, который был описан выше по вопросу, по выявлению природы носителей тока в металлах.