8- дәріс тақырыбы: Жалпы білім беретін орта мектепте механика бөлімін оқыту әдістемесі. Мақсаты
жүктеу/скачать 161,94 Kb.
|
№ 8-Дәріс
| 8. Механикалық толқындар
Негізгі мектепте механикалық толқынды оқып-үйрену толқындық қозғалысты көрсету арқылы басталады. Мысалы 14-суретте ұзын серіппені көлденең жіпке іліп бір шетінен қолмен қағамыз (14,а-сурет) 14-сурет а) С оққыдан серіппенің бірнеше орамдары сығылады да, серпімділік күші пайда болады, оның әсерінен бұл орамдар қайта таралады. Нәтижесінде серіппенің бір жері шоғырланып, (14,ә-сурет) екінші жері сирейді. Егер серіппенің шетін қолмен бірқалыпты қақсақ, онда бұл құбылыс қайталанады (14, б-сурет). Осылайша серіппенің орамдары өзінің тепе-теңдік қалпының маңында тербеледі. Бұл тербеліс орамнан-орамға бүкіл серіппені жағалай беріледі. Басқаша айтқанда, серіппені жағалай оның сол шетінен оң шетіне ұйытқу тарайды, яғни ортаның жағдайын сипаттайтын кейбір физикалық шамалар өзгереді. Бұл жағдайда ұйытқу уақыт өтуімен серіппедегі серпімділік күшінің, тербелістегі орамдардың қозғалыс жылдамдығы мен үдеуі, олардың тепе-теңдік қалпынан ығысуының өзгерісін көрсетеді. Пайда болған орнынан алыстап кеңістікте таралған ұйытқу толқын деп аталады. Бұл қарастырған жағдайда пайда болған толқын тербеліс бағытымен бағыттас. Ондай толқындарды қума толқын деп атайды. Қума толқындардан басқа көлденең толқындар да пайда болады. Мысалы 15-суреттегі тәжірибені жасап, талдай отырып қума толқынға анықтама береміз. Тербелістері толқынның таралу бағытына перпендикуляр болатын толқындар көлденең толқындар деп аталады. Өтілген материалдарды бекітуге және толқын ұзындығы ұғымын енгізгенде қума, көлденең толқындарды толқындық машинаның көмегімен демонстрациялап көрсетуге болады. Қума және көлденең толқындарға тән негізгі қасиеті – олар кеңістікте тарай отырып зат тасымалданбай, энергия тасымалданады. Балаларға мұны жоғарыда келтірілген тәжірибелерді мысалға ала отырып, түсіндіру керек. Сондай-ақ су бетіндегі толқынды көрсетуге болады. 15-сурет а) ә) С ондай-ақ серпімді көлденең толқындар тек қатты денелерде тарайды, ал серпімді қума толқындар кез келген – қатты, сұйық және газ тәрізді ортада тарай алатынын түсіндіру қажет. Оқушылар серпімді толқынды оқып үйренуде толқынның таралу жылдамдығы туралы алғаш рет мәлімет алады. Сонымен оқушылар толқындық қозғалысты оқып үйренгенде көлденең толқындарды толқын жоталары немесе ойыс жерінің тарау жылдамдығы, ал қума толқындарда шоғырлану мен сиреудің таралу жылдамдығын қарастырады. Мұнда мынаған көңіл аударған дұрыс, оқушылар толқынның тарау жылдамдығы мен толқындағы нүктенің тербеліс жылдамдығымен шатастырмауы қажет. Ол үшін нақты мысалдар мен есептерді қарастырған дұрыс. Серпімді ортада толқынның тарау жылдамдығы ортаның тығыздығы мен деформация түрлеріне байланысты болады. Сондай- ақ қума және көлденең толқындар қатты денелерде әртүрлі жылдамдықпен тарайтынын түсіндіру керек. Қума толқындар сығылу деформация кезінде, ал көлденең толқындар ығысу және қатты денелердің серпімділік қасиетіне байланысты деформация кезінде пайда болады. Сондықтан да толқындардың тарау жылдамдықтары әртүрлі. Сонымен толқынның жылдамдығы ортаның қасиетіне байланысты, ал жиілігіне тәуелді емес. Көбінесе амплитудасы үлкен емес толқындарды қарастырамыз, олай болса толқын жылдамдығы амплитудаға да байланысты болмайды. Оқушылар көлденең және қума толқындардың пайда болуымен және толқын жылдамдығымен танысқаннан кейін тағы бір маңызды ұғым толқын ұзындығын енгіземіз. Толқын ұзындығы ұғымы оқушыларға толқынның кеңістіктегі периодтық қасиетін түсінуге көмектеседі. Бір период ішіндегі толқынның тарау қашықтығы толқын ұзындығы болып табылады. Бұл анықтамадан оқушыларға бұрыннан таныс бір қалыпты қозғалыс ұғымы мен оның теңдеуі арқылы формуласын оңай меңгереді. Мұндағы - толқын жылдамдығы, Т-период. Толқын ұзындығы деп толқын ішіндегі бірдей қозғалатын және тепе- теңдік қалпынан бірдей ауытқитын бір- біріне ең жақын жатқан нүктелердің ара қашықтығын айтамыз. Мұнда бір- бірінен қашықтықта орналасқан нүктелер бірдей тербелетіні түсіндіріледі. Кеңістікте толқынның уақыт бойынша тарауы периодты құбылыс. Тербелістерді оқып- үйренген кезде оқушылар тербелістерді сипаттайтын физикалық шамалардың уақыт бойынша периодтылығын және тербелген нүкте координатасының уақытша тәуелді графигімен танысқан болатын. Серпімді толқындарды қарастырғанда осы графиктерге ұқсас тербелген нүктенің толқын көзіне дейінгі қашықтықтың ығысуға (координатаға) байланысты графигімен (16-сурет) белгілі уақыт мезетіндегі және толқындық процестегі ортаның белгілі нүктесі үшін ығысудың (координатасы) уақытқа байланысты графигімен танысады (17- сурет). 16 – сурет 17 - сурет Оқушылар материалды жақсы меңгеру үшін оларға эксперименттік тапсырмалар мен графиктік есептер мен сұрақтарды ұсынуға болады. формуласын талдай отырып, ондағы физикалық шамалардың басқа шамалармен байланыс сипатын ашу керек. Мысалы тербеліс периоды оның жиілігімен тәуелділікте, олай болса толқын ұзындығын толқын жылдамдығы мен жиілігі арқылы өрнектеуге болады. Бұл байланысты тәжірибе арқылы тексеруге болады. Мысалы толқындық ваннадағы тербеткіштің жиілігін өзгерту арқылы толқын ұзындығының өзгеруін бақылайды, мұнда толқын жылдамдығы ортаның қасиетіне байланысты болғандықтан өзгермейді. Серпімді толқындарды оқып үйренгенде «Тербелістер мен толқындыр» атты филімді көрсеткен тиімді. жүктеу/скачать 161,94 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|