Урок 60. Розвиток уявлень про природу світла

                                  Шановні учні!
                           Починаємо вивчати тему

"ХВИЛЬОВА І КВАНТОВА ОПТИКА"
       (19 год)

 КОНТРОЛЬНА РОБОТА №5 - 15 ЛЮТОГО!!!

 КОНТРОЛЬНА РОБОТА №6 - 16 БЕРЕЗНЯ!!!

 НА УРОЦІ  РОЗГЛЯНУЛИ

 1. Світлові явища.
 2. Джерела і приймачі світла.
 3. Розвиток уявлень про природу світла.

• Ідеї давніх філософів.
• Корпускулярна теорія світла Ньютона.
• Хвильова теорія світла Гюйгенса.
• Електромагнітна теорія світла.
• Квантова теорія світла.

 4. Корпускулярно-хвильовий дуалізм.
 5. Поширення світла у різних середовищах. 

РОЗВ'ЯЗАЛИ ЗАДАЧІ

1. Кілок заввишки 1,5 м, установлений вертикально, відкидає тінь довжиною 1 м. Яка кутова висота Сонця?
2. Сонячного ранку людин ростом 180 см відкидає тінь довжиною 4,5 см, а дерево — тінь довжиною 30 м. Яка висота дерева?

Дано: 
Н_{2 = 180 см = 1,8 м}
l_{1 = 30 м}
l_{2 = 4,5 м
-------------------------------------}
Н_{1 - ?}

Н_{1=12 м}

 ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ 

Підручник (К.): вивчити §52. 
Задача.  Ви стоїте на березі ріки, а на протилежному березі росте дерево, висота якого вам відома. Опишіть спосіб, за допомогою якого можна виміряти ширину ріки, якщо у вашому розпорядженні є лінійка з поділками.

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

1. Інтернет-урок "Природа світла. Швидкість світла."
2. Інтернет-урок "Електромагнітна природа світла."
3. Анімація: Утворення тіні і напівтіні
4. Анімація: Сонячне затемнення
5. Відео "Прямолінійне поширення світла"(дослід) >>>
6. Відео "Тінь і півтінь" >>>
7. Відео "Сонячні і місячні затемнення" >>>

8. Відео-презентація "Розвиток уявлень про природу світла. Джерела й приймачі світла. Поглинання і розсіювання світла."

Урок 59. Контрольна робота №4. Електромагнітні коливання і хвилі

НА УРОЦІ  ВИКОНАЛИ КР №4.

  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Пригадайте, повторіть за 7 клас:
 1. Оптичні явища в природі.
 2. Штучні і природні джерела світла.
 3. Приймачі світла.
 4. Прямолінійне поширення світла.
Інформація до уроку >>>

Українець першим винайшов кіно - Йосип Тимченко

Урок 58. Електромагнітні коливання і хвилі

 НА УРОЦІ  розв'язали задачі
Задачі 1-3 ТУТ >>>

ГОТУЄМОСЯ ДО КОНТРОЛЬНОЇ РОБОТИ
Фізика. ЗНО 2013. Задача № 32
 

Задачі. Електромагнітна хвиля
   

 ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Підручник (К.):  повторит觧 42 - 51, переглянути розв'язані задачі у класі та задачі з вправ 25,26.

Урок 57. Стільниковий зв'язок

 НА УРОЦІ  РОЗГЛЯНУЛИ

   1. Стільниковий зв'язок. 

   2. Супутникове телебачення.

 ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Вивчити  за конспектом

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ
Матеріали уроку >>>
Відео "Мобільний  радіозв'язок" >>>

Урок 56. Радіолокація

 НА УРОЦІ  РОЗГЛЯНУЛИ
1. Поняття про радіолокацію.
2. Фізичні основи радіолокайії.
3. Застосування радіолокації.

 ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ 

Вивчити  за конспектом.   Розв'язати задачі.

1. Посланий радіолокатором сигнал повернувся назад через 43 мкс. Яка відстань до перешкоди?

2. Визначте найбільшу і найменшу далекість виявлення цілі радіолокатором, якщо тривалість імпульсу 10^-6с, інтервал між імпульсами 10^-4с.

3. Довжина хвилі радіолокатора 20 см, частота випромінювання 500 імпульсів за секунду, тривалість кожного імпульсу 0,02 мкс. Скільки коливань міститься в одному імпульсі і яка найбільша відстань дії локатора?

4. Відстань від радіолокатора до метеорита в момент відбиття сигналу радіолокатора 54 км. Яку відстань пролетів метеорит (v = 3 ^км_с) від початку випромінювання імпульсу?

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ
1. Відео "Радіолокація"

2.  Застосування радіолокації при дослідженні космічного простору >>>
3. Радіолокація в Україні >>>
4. Хроніка історії радіолокації >>>
5. Конспект уроку

     Радіолокація -  область науки і техніки, предмет якої - спостереження різних об'єктів (цілей) радіотехнічними методами: їхнє виявлення, розпізнавання, визначення їхніх координат і швидкості й ін.

    Для збільшення точності в радіолокаторах використовують радіохвилі метрового або сантиметрового діапазону. Такі хвилі легко фокусувати і формувати вузький пучок. Висока частота радіохвиль цього діапазону забезпечує також значну далекість дії радіолокатора.

      Радіолокаційна станція (РЛС) складається з таких частин:

 радіопередавач (1), антена (2), комутатор (3), радіоприймач (4), пристрій аналізу інформації (5), блок живлення (6).

     Передавач радіолокатора працює в так званому імпульсному режимі. Радіоімпульси надходять до антени, яка випромінює в повному напрямку короткочасні імпульси радіохвиль.

    Комутатор у цей час замикає вхід радіоприймача, оберігаючи його від руйнування потужними електромагнітними коливаннями, які надходять від передавача. Реєстру вальний пристрій у цей час фіксує момент проходження імпульсу.

    Радіолокатори використовують у військовій справі для виявлення літаків і суден. У цивільній авіації вони забезпечують безпеку руху повітряних та морських лайнерів. За допомогою радіолокаторів одержано найточніші дані про відстані від Землі до інших планет Сонячної системи.

 ЗАПИТАННЯ

Яке фізичне явище використано в радіолокації?

Яка роль комутатора в радіолокаторі?

Чим визначається частота надходження імпульсів до антени радіолокатора?

Як визначають відстань до виявленої перешкоди?

6. Схема

Урок 55. Радіомовлення і телебачення

НА УРОЦІ РОЗГЛЯНУЛИ 
1. Розвиток радіооповіщення.
2. Телебачення. Винахідники телебачення.
3. Телебачення сьогодні.

 ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ 
Підручник (К.): вивчити за конспектом
 ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ
1. Телебачення та радіомовлення >>>
2.. 90 років тому представили перший телевізор

90 років тому,  26 січня 1926 року,  було продемонстровано дію першого механічного телевізора.
Детальніше >>>

3. Історія телебачення >>>
4. Відео "Розвиток радіомовлення" >>> 
5. Вплив телебачення >>>

6. Широкого застосування дістали електромагнітні хвилі в сучасній системі телебачення, тобто передванні зображень на відстань за допомогою ультракоротких електромагнітних хвиль. Десятки тисяч телевізійних станцій у багатьох країнах світу регулярно ведуть передачі, які дивляться сотні мільйонів глядачів. Принципова схема одержання і приймання телевізійного сигналу мало відрізняється від принципової схеми радіотелефонного зв’язку. Для того щоб здійснити передавання й приймання електромагнітних хвиль, що несуть звукову та оптичну інформацію, потрібно:

1) створити високочастотні електромагнітні коливання (за допо­могою генератора електромагнітних коливань);

2)накласти на високочастотні коливання звукову та оптичну інформацію (досягається модуляцією високочастотних

коливань ко­ливаннями нижчої частоти);

3)забезпечити випромінювання електромагнітних хвиль у нав­колишнє середовище (за допомогою передавальної

антени);

4)забезпечити приймання електромагнітних хвиль (за допомо­гою приймальної антени та резонуючого коливального контуру);

5)зняти з прийнятого високочастотного сигналу звукову та оптичну інформацію (за допомогою детектора та фільтра).

Урок 54. Принцип дії радіотелефонного зв'язку

 НА УРОЦІ  РОЗГЛЯНУЛИ

   1.Відкриття радіо О. С. Поповим

   2.  Принцип радіозв'язку.

   3. Модуляція.

   4. Детектування. 
   5. Будова детекторного радіоприймача.

 ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Підручник (К.): вивчити  за конспектом

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

1. Відео >>>
2. Відео "Винайдення радіо" >>>

3. Конспект уроку

   Досліди Герца зацікавили фізиків усього світу. У Росії одним із перших почав вивчати електромагнітні хвилі викладач офіцерських Мінних класів у Кронштадті Олександр Степанович Попов. Почавши з дослідів Герца, він знайшов більш надійний спосіб реєстрації електромагнітних хвиль. Учений запропонував спеціальний прилад – когерер, який приймав електромагнітні хвилі. 

    Радіозв'язок — передача та прийом інформа­ції за допомогою радіохвиль, які поширюються в просторі без проводів.

  Принцип радіозв’язку: змінний струм високої частоти, утворений у передаючій антені, викликає в навколишньому просторі змінне електричне поле, яке поширюється у вигляді електромагнітних хвиль. Досягнувши приймальної антени, електромагнітна хвиля викликає в ній змінний струм такої ж частоти, на якій працює передавач. 

   При радіотелефонному зв’язку звукові коливання перетворюються за допомогою мікрофону в електричні коливання тієї ж форми, але низької частоти. Для їх передачі на великі відстані необхідно провести модуляцію. Модуляція – зміна одного або кількох параметрів високочастотного коливання за законом низькочастотного коливання. Модуляцію коливань можна здійснювати, змінюючи їх амплітуду, частоту або фазу.

    На приймальній станції з модульованих коливань виділяють сигнали звукової частоти. Для цього використовують детектор. Детектування – процес виділення низькочастотних коливань із прийнятих модульованих коливань високої частоти.

Принципова схема сучасного радіотелефонного зв’язку зображена на рисунку.

Основні етапи радіотелефонного зв’язку: генерація незатухаючих електромагнітних коливань; модуляція; випромінювання електромагнітних хвиль у навколишній простір; детектування; виділення коливань низької частоти, які підсилюються й перетворюються у звук.

Урок 53. Шкала електромагнітних хвиль

НА УРОЦІ  РОЗГЛЯНУЛИ
1.  Радіохвилі, їх класифікація.
2. Особливості поширення радіохвиль
3. Фактори, що впливають на дальність і якість радіохвиль

  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
Підручник (К.): вивчити  за конспектом

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ
1. Відео "Поширення радіохвиль" >>>
2 Інформація про радіохвилі.
    Радіохвилі поділяються на довгі, середні, короткі та ультракороткі.
    Довгі хвилі (від 1 до 10 км) зазнають відчутної дифракції біля земної поверхні й притягуються до Землі наведеними ними індукційними струмами в земній корі; поширюються далеко за горизонт.
    Середні хвилі (від 100 до 1000 м) обумовлюють стійкий радіозв’язок між віддаленими пунктами на земній поверхні поза межами прямої видимості завдяки відбиванню радіохвиль від іоносфери і здатності радіохвиль огинати опуклу земну поверхню. Саме тому радіозв’язок в діапазоні середніх хвиль є найбільш надійним уночі та взимку.
    Короткі хвилі (10—100 м) поширюються прямолінійно від випромінювальної антени (зазнаючи незначної дифракції) і, відбиваючись від іоносфери Землі, повертаються до її поверхні; поширюються далеко за горизонт.
    Ультракороткі хвилі (менш ніж 10 м) пронизують іоносферу (космічний зв’язок), а також розповсюджуються вздовж поверхні Землі, у зоні прямої видимості (УКХ радіостанції, телебачення, мобільний телефон).   
   Для радіозв'язку використовуються  12 діапазонів радіохвиль.
Міріаметрові хвилі (100-10 км), 
кілометрові хвилі 10 - 1 км),
гектометрові хвилі (1000-100 м),
декаметрові хвилі (100-10 м),
метрові хвилі (10-1 м),
дециметрові хвилі (1,0-0,1 м ),
сантиметрові хвилі (10-1 см),
міліметрові хвилі (10 - 1 мм),
дециміліметрові хвилі (1,0-0,1 мм).
    Діапазон міріаметрових хвиль (3 - 30 кГц) використовується, як правило, для радіозв'язку під водою, діапазони кілометрових (30-300 кГц) і Гектометрові (300 - 3000 кГц) хвилі застосовуються у звуковому радіомовленні та міжнародної рятувальній службі.
    На декаметрових хвилях (короткохвильовий діапазон 3-30 МГц) працюють системи далекого звукового радіомовлення, далекого радіотелефонного і телеграфного радіозв'язку.
     Сучасні системи радіозв'язку, призначені для передачі багатоканальних телефонних повідомлень, телебачення, передачі даних зі швидкостями до десятків мегабіт в секунду, працюють в метровому (30-300 МГц), дециметровому (300-3000 МГц) і сантиметровому (3-30 ГГц) діапазонах хвиль.
    Надійність роботи радіоелектронної системи, складовою частиною якої є тракт розповсюдження радіохвиль, повною мірою визначається також надійністю проходження хвиль по тракту. Саме в цьому і полягає роль процесів розповсюдження у сучасній радіоелектроніці.

Урок 52. Шкала електромагнітних хвиль

НА УРОЦІ  РОЗГЛЯНУЛИ
1. Шкала  електромагнітних хвиль.
2. Загальна характеристикакожного діапазону хвиль.

• Низькочастотні хвилі.
• Радіохвилі.
• Інфрачервоне випромінювання.
• Видиме світло.
• Ультрафіолетові промені.
• Рентгенівське випромінювання.
• Гамма промені.

3. Властивості  та застосування інфрачервоного випромінювання в природі і техніці.
4. Ультрафіолетові промені, їх властивості та застосування.

  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
Підручник (К.): вивчити  за конспектом

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

1. Шкала електромагнітних хвиль — безперервна послідовність частот і довжин хвиль електромагнітних випромінювань, що являють собою змінне електромагнітне поле, яке поширюється в просторі. Кількісні характеристики хвиль — довжина й частота — визначають їхню якість. Це є ілюстрацією закону діалектики про перехід кількісних змін у якісні.

    Загальна закономірність пікали електромагнітних хвиль така:

       у міру переходу від більш довгих хвиль (малих частот) до більш коротких (великих частот) хвильові властивості електромагнітного випромінювання проявляються слабше, а квантові властивості — сильніше.

     Необхідно мати на увазі, що межі між сусідніми діапазонами є умовними й не різкими, а зміни властивостей випромінювання залежно від довжини хвилі відбуваються поступово й плавно. Але відмінності, наприклад, між радіохвилями й рентгенівським випромінюванням гігантські. І тут немає нічого дивного — довжини хвиль відрізняються в 10000 разів

2.  Інфрачервоне випромінювання на шкалі електромагнітних випромінювань займає місце між радіохвилями та видимим світлом. Усі нагріті тіла випромінюють інфрачервоні промені. Джерелами цих променів є Сонце, лампи розжарювання, електрична дуга, різні газорозрядні лампи. Речовини, прозорі для видимого світла (наприклад, вода) непрозорі для інфрачервоного, і навпаки, непрозорі тіла для видимого світла (наприклад, чорний папір) стають прозорими для інфрачервоного.

3.  Ультрафіолетове випромінювання – невидиме оком випромінювання, яке отримують за допомогою тліючого розряду. Довжина хвиль для ультрафіолетового випромінювання менша, ніж для видимого світла. Джерелом цього випромінювання також є Сонце, зорі, високотемпературна плазма. Застосовують у медицині, криміналістиці, мистецтвознавці.

4. Шкала  електромагнітних хвиль >>>
5. Презентація "Шкала електромагнітних хвиль"

Презентації Українською мовою з ваших PowerPoint файлів.

6. Відео >>>

Урок 51. Розв'язування задач

НА УРОЦІ  РОЗ'ЯЗАЛИ ЗАДАЧІ
 1. Горизонтальний провідник, у якому протікає змінний струм високої частоти, розташований уздовж паралелі. У яких напрямках (переважно) поширюються електромагнітні хвилі від цього провідника?
2. Передавальний і приймальний вібратори розташовані взаємно перпендикулярно. Чи виникнуть коливання в прийомному вібраторі?

3. У деякій точці простору індукція магнітного поля електромагнітної хвилі змінюється від нуля до максимального значення за 2 мкс. Чому дорівнює довжина хвилі? 

4.  Довжина радіохвилі у вакуумі дорівнює 60 м. За який час напруженість електричного поля хвилі зменшиться від максимуму до нуля?

5.  Максимальна напруга на обкладках конденсатора ідеального коливального контуру досягає 1 кВ. Визначте період коливань у контурі, якщо за амплітудного значенні сили струму 1 А, енергія магнітного поля в контурі становить 1 мДж.

  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
Підручник (К.): вивчити  за конспектом

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

Урок 50. Утворення і поширення електромагнітних хвиль

НА УРОЦІ  РОЗГЛЯНУЛИ
1. Як утворюється електромагнітна хвиля.
2. Відкритий коливальний контур.
3. Фізичні величини, що характеризують електромагнітну хвилю.
4. Досліди Герца.

    Герц не тільки одержав електромагнітні хвилі, але й вивчив їхні властивості. Досліди Герца показали, що електромагнітні хвилі відбиваються від провідника, заломлюються на границі з ді- електриком, можуть інтерферувати, огинати перешкоди, їх можна поляризувати. При цьому відбиття, заломлення, інтерференція й дифракція електромагнітних хвиль відбуваються за тими ж законами, що й для світла. Таким чином, Герц експериментально підтвердив висновок Максвелла про електромагнітну природу світла. Герц писав: «...описані досліди доводять ідентичність світла, теплових променів й електродинамічного хвильового руху».

  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
Підручник (К.): вивчити  за конспектом

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ
Відео >>>

Распространение электромагнитных волн >>>

• Тільки заряди, що рухаються із прискоренням, можуть передавати енергію опосередковано, за допомогою створюваного ними електромагнітного поля. 
• Електромагнітна хвиля — це процес поширення в просторі із часом вільного електромагнітного поля. 
• Швидкість поширення електромагнітної хвилі — це відстань, на яку поширюється хвиля за одиницю часу: v = s/t.
• Довжина хвилі λ — це відстань, на яку поширюється електромагнітна хвиля за час одного періоду. 
• Існування електромагнітних хвиль було передбачено Максвеллом. Для перевірки цієї теорії Г. Герц використав відкритий коливальний контур (вібратор), що дозволило переконатися в правильності висновків теорії. 
•  Герц зміг визначити швидкість електромагнітної хвилі за формулою: v = λν.

   

Урок 49. Розв'язування задач

НА УРОЦІ  РОЗ'ЯЗАЛИ ЗАДАЧІ
   1.  У коло увімкнено послідовно котушку індуктивністю 50 мГн і конденсатор електроємністю 20 мкФ. Якої частоти змінний струм потрібно створити в цьому колі, щоб настав резонанс на- пруг?
   2. Частота коливань у коливальному контурі дорівнює 100 кГц. Якою стане частота коливань, якщо зменшити ємність конденсатора у 8 разів, а індуктивність котушки збільшити у 2 рази?
  3. Яка частота вільних електромагнітних коливань у контурі, що складається з конденсатора ємністю 250 пФ і котушки індук- тивністю 40 мкГн?
  4. Заряд на пластині конденсатора коливального контуру зменшився від амплітудного значення до половини цього значення. Через яку частину періоду коливань цей заряд матиме такий самий модуль, але протилежний знак? (Відповідь: через 1/6 періоду.)

  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
Підручник (К.): вивчити  за конспектом

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

Урок 48. Резонанс в електричному колі

НА УРОЦІ  РОЗГЛЯНУЛИ
1. Вимушені коливання.
2. Резонанс.
3. Автоколивання.
4. Задача
У мережу змінної напруги 50 Гц включені послідовно лампоч- ка, конденсатор ємністю 40 мкФ і котушка, у яку повільно вво- дять сердечник. Індуктивність котушки без сердечника дорів- нює 125 мГн, а якщо сердечник увести повністю — 2 Гн. Опи- шіть, як буде змінюватися розжарення лампочки в міру введення в котушку сердечника..

  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
Підручник (К.): вивчити  за конспектом

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

       Резонанс в електричному колі

    Резонансом у електричному коливальному контурі називають явище різкого збільшення амплітуди вимушених коливань сили струму при рівності частоти зовнішньої змінної напруги з власною частотою коливального контуру. Резонансна частота дорівнює відношенню одиниці до квадратного кореня з добутку індуктивності котушки та ємності конденсатора.

    Відомо багато випадків руйнування споруд унаслідок роботи малопотужних двигунів, які збуджували вимушені коливання на частоті, що збігалася з частотою власних коливань споруд. Надзвичайно важливим є запобігання виникнення резонансу під час конструювання всіх видів сучасного транспорту.

      Зрозуміло, що явище резонансу буває й корисним. Особливо широко це явище використовується у радіотехніці для підсилення коливань. Резонанс дає змогу відокремити сигнали різних радіостанцій. Явище резонансу використовується в будові частотомірів – приладів для вимірювання частоти змінного струм.

Відео "Вивчення електричного резонансу" >>>

Подумайте
1. Лампа накалювання, конденсатор і котушка індуктивності з’єднані послідовно й підключені до джерела змінної напруги. Коли в коло послідовно вмикають ще одну котушку, яскравість світіння лампи різко збільшується. У разі послідовного підключення третьої котушки яскравість світіння лампи стає такою, як спочатку. Поясніть явище. Як пов’язані між собою частота ν змінного струму, ємність C конденсатора й індуктивність L кожної із трьох однакових котушок?

Указівка. 2ω L =1/ω C, тобто під час увімкнення в коло двох котушок спостерігається резонанс.

2. Можна встановити режим резонансу в колі змінного струму, не змінюючи індуктивності й електроємності в колі. Як це зробити?

Урок 47. Електромагнітні коливання. Розв'язування задач

НА УРОЦІ  розв'язали задачі
   1. Ідеальний коливальний контур складається з конденсатора ємністю 0,4 мкФ і котушки індуктивністю 1 мГн. Конденсатор зарядили до напруги 100 В и замкнули на котушку. Визначте електричну енергію, передану конденсатору, і максимальну силу струму в котушці.
   2. Ідеальний коливальний контур складається з конденсатора 1 мкФ і котушки індуктивністю 10 мГн. Який максимальний заряд на обкладках конденсатора, якщо максимальна сила струму в котушці становить 100 мА?
   3. Максимальне значення сили струму в коливальному контурі 1,2 мА, а амплітудне значення заряду на обкладках конденса- тора 30 нКл. Визначте індуктивність котушки, якщо ємність конденсатора 200 пФ.
  4. Ємність конденсатора коливального контуру 0,01 мкФ. Конденсатор зарядили до напруги 40 В і з’єднали з котушкою індуктивності. У контурі виникли затухаючі коливання. Яка кількість теплоти виділилася за час повного затухання коливань?

  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
Підручник (К.): вивчити  за конспектом

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

Электромагнитные колебания