Сабақтың тақырыбы: Сабақтың түрі: Аралас сабағы. Сабақтың педагогикалық мақсаты
жүктеу/скачать 284,38 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 10. Периодтың өлшем бірлігі
- 1-нұсқа 1 2
- Тақырыптың мотивациялық сипаттамасы: Электромагниттік толқындардың қасиеттері Электромагниттік толқындардың қасиеттерін толқын ұзындығы 3 см
- 4 Баға қою және түсінік беру (5 мин) Бағалау критерийлері
- Аты-жөні Теориялық білімді бақылау /
- Тест тапсырмалары /ойларының жүйелілігі/ Қосымша ізденіс материалдары /
- 5 Жаңа тақырыпқа мотивациялық сипаттама беріп, тақырыпты түсіндіру және есеп шығартып үйрету (35-40 мин); Тақырыптың мотивациялық сипаттамасы
- Электромагниттік толқындардың интерференциясы
- Электромагниттік толқындардың дифракциясы
- Сабақтың тезистері: . Толқындардың түрлері
| А) 
B) 
C) 
D) 
E) 
9. Еркін тербелістер деп? A) Толқынның таралу бағытына тербелістің бағыты перпендикуляр болса. В) Сипаттамаларының бірі қайсы бір мәнінен бірде бір жаққа, келесі ретте екінші жаққа ауытқып отыратын процесті айтамыз. С) Бірлік уақыт мезетінде жасалатын толық тербелістің санын айтамыз. D) Дене тепе-теңдік қалыптан шыққаннан кейін ішкі күштер әсерінен болады. E) Егер толқынның таралу жылдамдығының бағыты тербелістің бағытымен бағыттас болса. 10. Периодтың өлшем бірлігі A) Кг B) Дж C) С D) Гц E) Па Тест эталоны
Бағалау критерий 10-9=5 8-7=4 6-5=3 5=2 Тақырыптың мотивациялық сипаттамасы: Электромагниттік толқындардың қасиеттері Электромагниттік толқындардың қасиеттерін толқын ұзындығы 3 см электромагниттік толқын шығаратын арнайы генераторды қолданып зерттейді. Аса жоғары жиілікті генератор қоздыратын электромагниттік толқын рупор түрінде таратқыш антеннада ось бағытымен шығарылады. Қабылдағыш антеннаның пішіні дәл таратқыш антеныа сияқты. Қабылдағыш антеннада кристалдық диод орнатылған, ол антеннада қозатын жиілігі жоғары айнымалы токты бір полярлы толықсыма тоққа айналдырады. Ток күшейтілгеннен кейін дыбыс қабылдағышқа немесе гальванометргеберіліп тіркеледі. 4 Баға қою және түсінік беру (5 мин) Бағалау критерийлері
5 Жаңа тақырыпқа мотивациялық сипаттама беріп, тақырыпты түсіндіру және есеп шығартып үйрету (35-40 мин); Тақырыптың мотивациялық сипаттамасы Электромагниттік толқындардың интерференциясы Кеңістікте екі немесе бірнеше таратқыш антеннадан таралған электромагниттік толқындар бір-бірімен қабаттасады. Жиіліктері бірдей екі толқын қосылғанда қорытқы толқын амплитудасының арту немесе кему құбылысын толқындардың интерференциясы дейді. Бірдей фазамен тербелетін екі электромагниттік толқын кеңістіктің бір нүктесіне келіп жеткенде {\displaystyle ~\Delta l={2k\lambda \over 2}={k\lambda }}шарты орындалса, интерференция нәтижесінде қорытқы тербеліс амплитудасы максимал болады. Мұндағы {\displaystyle ~\Delta l=l_{2}-l_{1}} толқындардың жол айырымы, k = 0, 1, 2, 3,... . {\displaystyle ~\Delta l={(2k+1)\lambda \over 2}}тақ санды жартытолқынға тең болса, онда интерференцияның минимум шарты орындалады. Қорытқы тербеліс сол нүктеде минимал болады. Электромагниттік толқындардың интерференциясын бақылау үшін таратқыш пен қабылдағыштың рупорларын қарама-қарсы орналастырып, горизонталь бағыттағы металл қаңылтырды жоғарыдан төмен қозғалтайық. Сонда дыбыстық біресе күшейіп, біресе бәсеңдегенін байқаймыз. Рупордан шығатын толқынның біраз бөлігі қабылдағыш антеннаға түседі. Қалған бөлігі металл бетінен шағылып барып түседі. Металл қаңылтырды жоғары немесе төмен қозғалта отырып, тура толқын мен шағылған толқынның жол айырымын өзгертеміз. Интерференцияның максимум немесе минимум шарттарының қайсысы орындалатынына байланысты, дыбыс не күшейеді, не әлсірейді. Электромагниттік толқындардың дифракциясы Толқындардың түзусызықты таралуынан ауытқуын, бөгеттерді орағытып өтуін толқынныц дифракциясы деп атайды. Толқын жолындағы бөгеттердің өлшемдері толқын ұзындығынан кіші немесе онымен шамалас болған жағдайларда толқын дифракциясы айқын байқалады. Электромагниттік толқындардың дифракциясын қондырғының көмегімен бақылайды. Аса жоғары жиілікті генератор мен қабылдағыштың арасында жіңішке саңылауы бар металл экран тұр. Қабылдағыштың орнын ауыстыра отырып, тербеліс амплитудасының максимумдары мен минимумдары кезек ауысатынын көреміз. Бұл саңылаудың шетін орағытып өтетін толқындардың дифракциясы нәтижесінде ғана мүмкін болады. Ендеше электромагниттік толқындарда дифракция құбылысы байқалады. Сабақтың тезистері: . Толқындардың түрлері - - Толқындардың интерференция және дифракция құбылыстары - ТОЛҚЫН Ұзындығы ,таралу жылдамдығы және тербеліс периоды арасындағы тәуелділік Айнымалы ток күшінің әсерлік мәні деп бірдей уақыт ішінде активті кедергіде айнымалы ток жүргенде бөлініп шығатын жыu луға тең жылу мөлшерін бөліп шығаратын тұрақты ток күшіне тең шаманы айтамыз. I= 
Um ω – гармониялық тербелістің шеңберлік жиілігі. Бұндай қасиет, Гук заңын қолдануымен шектелетін серпімді күште бар. Fс = –kx. Басқа да осы шартты қанағаттандыратын физикалық табиғаты бар күштер квазисерпімді деп аталады. 
Серіппедегі жүк тербілісі. Үйкеліс жоқ. Сонымен, қатаңдығы k, массасы m болатын бір ұшы серіппеге, ал екінші ұшы қозғалмай бекітіліп ілінген жүк үйкеліс жоқ кезінде еркін гармониялық тербеліс жасай алатын жүйе құрайды. Серіппедегі жүкті сызықтық гармониялық осциллятор деп атайды. Серіппедегі жүктің еркін тербеліс кезіндегі айналмалы жиілігі ω0 Ньютонның екінші заңынан табылады. 
одан
Тербелмелі жүйедегі ω0 жиілігі өздік жиілік деп аталады. Серіппедегі жүктің гармониялық тербелістерінің T периоды төмендегі теңдікке тең:
Серіпе-жүк жүйесінің горизонтальдық орналасуында , жүкке әсер ететін ауырлық күші тіреу реакция күшімен толықтырылады. Ал егер жүк серіппеге ілінген болса, онда ауырлық күші жүктің қозғалыс түзуімен бағытталады. Тепе-теңдік жағдайында серіппе x0 шамасына тартылған, ол  ге тең және тербелістер осы жаңа тепе-теңдік жағдайында жүзеге асады. ω0 өздік жиілігі және T тербеліс периоды осы жағдайда да орынды болады.
Егер дененің a үдеуі мен x координатасының арасындағы математикалық байланысты ескерсек, онда тербелмелі жүйенің өзгерісінің сипаттамасы берілуі мүмкін (дененің үдеуі x координатасының t уақыт бойынша екінші туындысы болып табылады). Математикалық маятник деп массасы дененің массасынан аспайтын созылмайтын жіпке ілінген кішкентай денелерді айтады. Маятниктің тепе-теңдік жағдайында ауырлық күші жіптің тартылу күшімен теңеседі. Маятник тепе-теңдік жағдайында қандай да бір φ бұрышына ауытқыса, онда тартылу күшінің құраушы жанамасы Fτ = –mg sin φ пайда боллады. Мұнда «-» таңбасы маятниктің жанама құраушысы оның ауытқуына қарама-қарсы бағытталатынын көрсетеді. 
Математикалық маятник. φ – маятниктің тепе-теңдік қалпынан ауытқу бұрышы, x = lφ – маятниктің доға бойымен ауытқуы. Егер l радиусты шеңбердің доғасынан тепе-теңдіктен маятниктің сызықты ауытқуын x деп белгілесек, онда оның бұрыштық ауытқуы φ = x / l-ге тең болады. Үдеу векторының проекциясы мен жанаманы бағыттайтын күштер үшін жазылған Ньютонның екінші заңы : 
Бұл қатынас математикалық маятниктің күрделі сызықты емес жүйесін көрсетеді, өйткені маятникті тепе-теңдік күйге әкелктін күш x ауытқуына пропорционал болады. Тек кіші тербеліс жағдайында  жуықтап  -ге ауыстырғанда математикалық маятник гармониялық осциллятор болып табылады. Яғни, гармониялық тербеліс жасайтын жүйе. Тәжірибе жүзінде бұндай жуықтау 15–20° бұрыштарға орынды, мұндағы шамасы шамасынан 2 % ерекшеленеді. Маятниктің үлкен амплитудалық тербелісі гармониялық емес.
Математикалық маятниктің аз тербелісі үшін Ньютонның екінші заңы төмендегідей түрде жазылыды:
Сонымен, маятниктің aτ тангенциалды үдеуі кері таңбамен алынған x ауытқуына пропорционал. Бұл жүйеде гармониялық осциллятордың болу жағдайы. Жалпы ереже бойынша барлық еркін гармониялық тербелістер жасай алатын жүйелер үшін үдеу мен тепе-теңдік жағдайынан ауытқу арасындағы пропорционалдық коэффиценттің модулі айналмалы жиілік квадратына тең:
Бұл функция аз тербеліс кезіндегі математикалық маятниктің өздік жиілігін көрсетеді. Осыдан,
Горизонталь айналмалы оське орнатылған дене тартылыс аймағында еркін тербелістер жасай алады және маятник болып табылады. Бұндай маятникті физикалық маятник деп атау ұйғарылған. Ол математикалық маятниктен тек массалар жіктеуімен айрықшаланады(2.3.2. сурет). Физикалық маятниктің C массаларының тұрақты тепе-теңдік центрі осі арқылы өтетін вертикаль бойынша О айналу осінен төмен орналасқан. Маятниктің φ бұрышына ауытқуы кезінде, оны тепе-теңдік күйіне әкелуге тырысатын ауырлық күш моменті пайда болады. M = –(mg sin φ)d. мұндағы, d – айналу осі мен массалар центрінің арасындағы арақашықтық. 
2.3.2. сурет. Физикалық маятник. Формуладағы «-» таңбасы күш моменті маятникті тепе-теңдік күйіне қарсы бағытта бұруға тырысады. Матаматикалық маятник жағдайындағы сияқты қайтымды M моменті sin φ-ға пропорционал. φ-дің аз мәнінде sin φ ≈ φ болғанда, физикалық маятник еркін гармониялық тербелістер жасай алады. Аз тербелістер жағдайында: M = –mgdφ. және физикалық маятник үшін Ньютонның екінші заңы төмендегі түрге келеді:
мұндағы ε – маятниктың бұрыштық үдеуі, I – маятниктің O айналмалы осіне қатысты инерция моменті. Үдеу ме ауытқудың арасындағы пропорционалдық коэффицент модулі айналмалы жиіліктің квадратына тең болады:
мұндағы ω0 – физикалық маятниктің аз тербеліс кезіндегі өздік жиілігі. Осыдан,
ω0 және Т үшін, бұрыштық үдеу мен бұрыштық ауытқу арасындағы математикалық қатынасын ескерсек, формуланың қатаң қорытындысын жасауға болады (ε – уақыт бойынша φ бұрыштық ауытқуының екінші ретті туындысы). 
Сондықтан физикалық маятник үшін Ньютонның екінші заңын көрсететін теңдеуді төмендегі түрде жазуға болады:
Бұл еркін гармониялық тербелістер теңдеуі. Айналу осінің параллель көшіру теоремасы бойынша өрнектеуге болады. Ақырында еркін тербелістердің айналмалы жиілігі үшін физикалық маятник төмендегі түрге келеді:
жүктеу/скачать 284,38 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|
