УМК по физике для группы СТ-12 по специальности 0601000 «Стандартизация, метрология и сертификация (по видам)»
Оценка 4.7

УМК по физике для группы СТ-12 по специальности 0601000 «Стандартизация, метрология и сертификация (по видам)»

Оценка 4.7
Разработки уроков
doc
физика
Взрослым
23.12.2017
УМК по физике для группы СТ-12 по специальности 0601000 «Стандартизация, метрология и сертификация  (по видам)»
УМК по физике разработано в соответствии с Государственным общеобязательным стандартом технического и профессионального образования. Данный материал адресован обучающимся очной формы обучения. УМК включает теоретический блок, лабораторных работ, задания по самостоятельному изучению тем дисциплины, вопросы для самоконтроля, тесты и задачи (промежуточные и итоговый)
УМК 2018 физика стандартники cor.doc

№ 1 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 1 

 

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Кинематика, Характеристики механического движения. Динамика. Законы классической механики

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения учебных заданий, когда действия регламентированы четкими правилами, описывающие кинематику, динамику и законы классической механики.

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий кинематики, динамики и механики.

-обеспечить формирование умений по решению задач по кинематике, динамики и механики.

-обеспечить обобщение изучаемого материала по теме: «Кинематика, Характеристики механического движения. Динамика. Законы классической механики»

-обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (учить анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии, обобщать и систематизировать, доказывать и опровергать, объяснять и определять понятия, ставить и решать проблемы);

- развития мировоззрения

- развития памяти;

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания гуманизма и любви к прекрасному;

-подведение студентов к выводу о самоценности человеческих качеств.

-развитие у студентов рефлексивной деятельности.

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

-теоретический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-объяснительно-иллюстративный

-информационно-рецептивный

 

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi  -ИКТ

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

3. Повторение, актуализация знаний.               -20 мин.

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -40 мин.

1.Характеристики механического движения.

2. Законы классической механики.

 

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -15 мин              

1.     Решение задач.

2.     Тесты

Оқылған материалды бекiту.

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                              §20-21, упр.17 №1,2 Жданов Л.С., Жданов Г.Л.

 

Преподаватель:                                                                     Бацунова Л.В.

 

Вспомни:

1.    Что изучает кинематика?

2.    Что изучает механика?

3.    Что изучает динамика?

 

Механическое движение – это изменение положения тела в пространстве относительно других тел.

Например, автомобиль движется по дороге. В автомобиле находятся люди. Люди движутся вместе с автомобилем по дороге. То есть люди перемещаются в пространстве относительно дороги. Но относительно самого автомобиля люди не движутся. В этом проявляется относительность механического движения. Далее кратко рассмотрим основные виды механического движения.

Поступательное движение – это движение тела, при котором все его точки движутся одинаково.

Например, всё тот же автомобиль совершает по дороге поступательное движение. Точнее, поступательное движение совершает только кузов автомобиля, в то время как его колёса совершают вращательное движение.

Вращательное движение – это движение тела вокруг некоторой оси. При таком движении все точки тела совершают движение по окружностям, центром которых является эта ось.

Упоминавшиеся нами колёса совершают вращательное движение вокруг своих осей, и в то же время колёса совершают поступательное движение вместе с кузовом автомобиля. То есть относительно оси колесо совершает вращательное движение, а относительно дороги – поступательное.

Колебательное движение – это периодическое движение, которое совершается поочерёдно в двух противоположных направлениях.

Например, колебательное движение совершает маятник в часах.

Поступательное и вращательное движения – самые простые виды механического движения.

Относительность механического движения

Все тела во Вселенной движутся, поэтому не существует тел, которые находятся в абсолютном покое. По той же причине определить движется тело или нет, можно только относительно какого-либо другого тела.

Например, автомобиль движется по дороге. Дорога находится на планете Земля. Дорога неподвижна. Поэтому можно измерить скорость автомобиля относительно неподвижной дороги. Но дорога неподвижна относительно Земли. Однако сама Земля вращается вокруг Солнца. Следовательно, дорога вместе с автомобилем также вращается вокруг Солнца. Следовательно, автомобиль совершает не только поступательное движение, но и вращательное (относительно Солнца). А вот относительно Земли автомобиль совершает только поступательное движение. В этом проявляется относительность механического движения.

Относительность механического движения – это зависимость траектории движения тела, пройденного пути, перемещения и скорости от выбора системы отсчёта.

Материальная точка

Во многих случаях размером тела можно пренебречь, так как размеры этого тела малы по сравнению с расстоянием, которое походит это тело, или по сравнению с расстоянием между этим телом и другими телами. Такое тело для упрощения расчетов условно можно считать материальной точкой, имеющей массу этого тела.

Материальная точка – это тело, размерами которого в данных условиях можно пренебречь.

 

Многократно упоминавшийся нами автомобиль можно принять за материальную точку относительно Земли. Но если человек перемещается внутри этого автомобиля, то пренебрегать размерами автомобиля уже нельзя.

Как правило, решая задачи по физике, рассматривают движение тела как движение материальной точки, и оперируют такими понятиями, как скорость материальной точки, ускорение материальной точки, импульс материальной точки, инерция материальной точки и т.п.

Система отсчёта

Материальная точка движется относительно других тел. Тело, по отношению к которому рассматривается данное механическое движение, называется телом отсчёта. Тело отсчёта выбирают произвольно в зависимости от решаемых задач.

С телом отсчёта связывается система координат, которая представляет из себя точку отсчёта (начало координат). Система координат имеет 1, 2 или 3 оси в зависимости от условий движения. Положение точки на линии (1 ось), плоскости (2 оси) или в пространстве (3 оси) определяют соответственно одной, двумя или тремя координатами. Для определения положения тела в пространстве в любой момент времени также необходимо задать начало отсчёта времени.

Система отсчёта – это система координат, тело отсчета, с которым связана система координат, и прибор для измерения времени. Относительно системы отсчёта и рассматривается движение тела. У одного и того же тела относительно разных тел отсчёта в разных системах координат могут быть совершенно различные координаты.

Траектория движения также зависит от выбора системы отсчёта.

Виды систем отсчёта могут быть различными, например, неподвижная система отсчёта, подвижная система отсчёта, инерциальная система отсчёта, неинерциальная система отсчёта.

Задания на закрепление.

Обеспечить деятельность студентов по открытию новых знаний на основе синтеза.

Активизировать познавательную деятельность студентов.

Задачи:

1.Мяч упал с высоты 3м, отскочил от пола и был пойман на высоте 1м. Найти путь и перемещение мяча.

2.Вертолет, пролетев в горизонтальном полете по прямой 40 км, повернул под угол 90˚ и пролетел еще 30 км. Найти путь и перемещение вертолета.

3.Катер прошел по озеру в направлении на северо-восток 2 км, а затем в северном направлении еще 1 км. Найти геометрическим построением модуль и направление перемещения.

4.Туристы прошли сначала 400 м на северо-запад, затем 500 м на восток и еще 300м на север. Найти геометрическим построением модуль и направление их перемещения.

Тесты:

1. Пешехода, идущего со скоростью 3,6 км/час, обгоняет велосипедист, двигающийся со скоростью 6 м/с. Найдите скорость пешехода относительно велосипедиста (Скорости пешехода и велосипедиста относительно земли считать положительными).

а) 2,4 м/с,

б) – 4 м/с,

в) 5 м/с.,

г) – 5 м/с,

д) среди ответов нет правильного.

2. Мимо пешехода, идущего со скоростью 3,6 км/ч, перпендикулярно его движению проезжает велосипедист, двигающийся со скоростью 3 м/с. Найдите абсолютное значение скорости пешехода относительно велосипедиста.

а)  м/с,

б) 4 м/с,

в) м/с.,

г) м/с,

д) среди ответов нет правильного.

3. Дан график зависимости координат от времени х (t) (рис. 1). Какой график скорости V (t) ему соответствует?

а) а

б) б

в) в

г) г

д) среди ответов нет правильного.

4. Дан график зависимости координат от времени V (t) (рис. 1). Какой график скорости х (t) ему соответствует?

а) а

б) б

в) в

г) г

д) среди ответов нет правильного.

5. Шарик подбрасывают вертикально вверх. Каково его ускорение а в верхней точке, где его скорость равна нулю?

а) а = 0,

б) а = g, направлено вниз,

в) а = g, направлено вверх

г) а = g/2, направлено вниз

д) среди ответов нет правильного.

6. Поезд трогается с места, двигаясь равноускоренно. В первую секунду поезд проходит расстояние 10 см. Какое расстояние он пройдет за 4-ую секунду?

а) 40 см,

б) 50 см,

в) 60 см

г) 70 см

д) 80 см

е) среди ответов нет правильного

7. Камень бросают под углом 45º к горизонту на 80 м. На какую максимальную высоту поднимался камень во время полета?

а) 10 м,

б) 20 м,

в) 30 м

г) 40 см

д) 15 см

е) среди ответов нет правильного

8. Какое время находился в полете камень в задаче 1.7.? Считать g = 10 м/с

а) 2 с,

б) 3 с,

в) 4 с,

г) 5 с

д) 6 см

е) среди ответов нет правильного

9. Лестница прислонена к стене под углом α. Низ лестницы начинают двигать горизонтально со скоростью V так, что ее верх скользит по стене. С какой скоростью двигается верх лестницы?

а) V tan α

б) V sin α

в) V cos α

г) V

д) среди ответов нет правильного.

 

2 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 2 

 

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары:

Силы в природе. Законы сохранения в механике. Статика. Моменты силы. Условия равновесия твердого тела

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения учебных заданий, когда действия регламентированы четкими правилами, описывающие законы сохранения в механике, статику.

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий законов сохранения механики и статики.

-обеспечить формирование умений по решению задач по законам сохранения механики и статики.

-обеспечить обобщение изучаемого материала по теме: «Силы в природе. Законы сохранения в механике. Статика. Моменты силы. Условия равновесия твердого тела»

-обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (учить анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии, обобщать и систематизировать, доказывать и опровергать, объяснять и определять понятия, ставить и решать проблемы);

- развития элементов творческой деятельности (интуиция, пространственного воображения, смекалки)

- развития критического мышления, групповой самоорганизации, умения вести диалог.

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания активной жизненной позиции, честности, человеческой порядочности;

-воспитания в студентах средствами урока уверенности в своих силах..

-развития у студентов исследовательской культуры (развитие умений использовать научные методы познаний: наблюдение, гипотеза, эксперимент).

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

-теоретический

 

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-объяснительно-иллюстративный

-репродуктивный

-исследовательский

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi        -ИКТ

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

3. Повторение, актуализация знаний.               -20 мин.

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -40 мин.

1.Законы сохранения механики.

2.Условия равновесия твердого тела.     

 

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -15 мин

1. Решение задач.

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                              §22-24, упр.18 №1,3 Кронгарт Б.А., Кем В.И.

 

 

Преподаватель:                                                                              Бацунова Л.В.

 

 

 

 

Вспомни:

  1. Второй закон Ньютона.
  2. Основные законы механики.

Импульсом тела называют векторную величину, равную произведению массы тела на его скорость:

http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/9fd254f2-1136-04f0-665b-82d6c50b1333/00119626770263973.gif

Импульсом силы называют произведение силы на время ее действия http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/9fd254f2-1136-04f0-665b-82d6c50b1333/00119626770279974.gif Изменение импульса тела http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/9fd254f2-1136-04f0-665b-82d6c50b1333/00119626770310975.gif равно произведению силы на время ее действия http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/9fd254f2-1136-04f0-665b-82d6c50b1333/00119626770326976.gif или

http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/9fd254f2-1136-04f0-665b-82d6c50b1333/00119626770341977.gif

Эта формула выражает второй закон Ньютона в импульсном представлении.

Закон сохранения импульса. В замкнутой системе, в которой на тела действуют только внутренние силы, векторная сумма импульсов всех тел, входящих в систему, остается постоянной при любых взаимодействиях тел этой системы между собой:

http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/9fd254f2-1136-04f0-665b-82d6c50b1333/00119626770372978.gif

 

http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/9fd254f2-1136-04f0-665b-82d6c50b1333/0100601.gif

Рис. 1. Закон сохранения импульса на примере столкновения шаров

Импульс может сохраняться и в незамкнутой системе. Это происходит в том случае, если равнодействующая всех внешних сил равна нулю, либо время действия этих сил пренебрежимо мало.

 Закон сохранения импульса можно применить к реактивному движению – движению тела, возникающему в результате выброса им вещества. В применении к движению ракеты ее скорость υ после истечения газов равна:

http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/9fd254f2-1136-04f0-665b-82d6c50b1333/00119626770419979.gif

где u – скорость газов относительно ракеты, M0 – начальная масса ракеты, а M – полезная масса ракеты. Это соотношение называется формулой Циолковского.

Ракета является примером тела переменной массы. К таким телам можно применять второй закон Ньютона, но ко всем внешним силам, действующим на тело переменной массы, следует добавлять силу http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/9fd254f2-1136-04f0-665b-82d6c50b1333/00119626770435980.gif реакции вытекающей струи:

http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/9fd254f2-1136-04f0-665b-82d6c50b1333/00119626770466981.gif

Здесь http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/9fd254f2-1136-04f0-665b-82d6c50b1333/00119626770482982.gif – скорость истекающих газов относительно ракеты, μ – масса вещества, истекающего за 1 с. В случае ракеты μ – расход топлива за 1 с:

http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/9fd254f2-1136-04f0-665b-82d6c50b1333/00119626770529983.gif

Абсолютно упругим ударом называется столкновение двух тел, в результате которого сохраняется механическая энергия системы тел:

http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/9fd254f2-1136-04f0-665b-82d6c50b1333/00119626770560984.gif

Если же удар неупругий, то механическая энергия полностью или частично переходит во внутреннюю энергию сталкивающихся тел. В обоих случаях выполняется закон сохранения импульса.

 Если в системе действуют только потенциальные силы, то справедлив закон сохранения механической энергии: в замкнутой системе сумма кинетической и потенциальной энергии тел остается неизменной:

http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/9fd254f2-1136-04f0-665b-82d6c50b1333/00119626770576985.gif

Если же в системе имеются диссипативные силы (силы трения), то часть механической энергии переходит в тепло:

http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/9fd254f2-1136-04f0-665b-82d6c50b1333/00119626770607986.gif

Взаимопроверка.

Обеспечить деятельность студентов по открытию новых знаний на основе синтеза.

Активизировать познавательную деятельность студентов.

Задачи:

1.При свободном падении тела из состояния покоя сила тяжести совершает работу 100 Дж при увеличении скорости тела от 0 м/с до 10 м/с. Какую работу совершит сила тяжести при дальнейшемувеличении скорости тела от 10 м/с до 20 м/с.

2.На расстоянии 5 м от поверхности Земли камень летел со скоростью 10 м/с под углом к горизонту. С какой скоростью он достигнет поверхности земли.

3.Докажите, что при упругом нецентральном столкновении движущегося шара с таким же неподвижным шаром угол между векторами скоростей шаров после столкновения равен 90˚.

Тесты:

1. Чему равна линейная скорость точки на лопасти вентилятора, который делает 720 оборотов в минуту? Точка находится на расстоянии 20 см от оси. Считать π ≈ 3

а) 14,4 м/с.

б) 12,8 м/с

в) 135 м/с

г) 114 м/с

д) среди ответов нет правильного.

2. Какова угловая скорость точки А в задаче 1.61? Считать π ≈ 3

а) 720 об/с

б) ≈ 72 рад/с

в) ≈ 35 рад/с

г) 64 рад/с

д) среди ответов нет правильного.

3. Чему равно ускорение точки А в задаче 1.61? Считать π≈3

а) ≈ 110 m/sec2

б) ≈ 260 m/sec2

в) ≈ 1040 m/sec2

г) ≈ 60 m/sec2

д) среди ответов нет правильного.

4. Пони бегает по кругу радиуса 10 м со скоростью 5 м/с. Каковы его ускорения а и угловая скорость ω?

а) а = 0, ω = 0,5 рад/с

б) а = 2,5 м/сек2 ω = 0,5 рад/с

в) а = 5 м/сек2 ω ≈ 2 рад/с

г) а = 10 м/сек2 ω = 2 рад/с

д) среди ответов нет правильного.

5. Каким бы было число дней в году, если бы Земля вращалась вокруг собственной оси в другую сторону? Считать число дней в году 365.

а) 363

б) 364

в) 366

г) 367

д) среди ответов нет правильного.

6. Колесо радиуса 15 см равномерно катится со скоростью 18 км/ч. Какова величина скорости верхней точки колеса?

а) ≈ 1 m/sec

б) ≈ 3 m/sec

в) ≈ 5m/sec

г) ≈ 10m/sec

д) среди ответов нет правильного.

7. Какова величина скорости нижней точки колеса в задаче 1.66?

а) 0

б) ≈ 5 m/sec

в) ≈ 1 m/sec

г) ≈ 2 m/sec

д) среди ответов нет правильного.

8. Какова величина ускорения нижней точки колеса в задаче 1.66?

а) 0

б) ≈ 10,5 m/sec

в) ≈ 100 m/sec

г) ≈ 18 m/sec

д) среди ответов нет правильного.

9. Какова величина ускорения верхней точки колеса в задаче 1.66?

а) 0

б) ≈ 10,5 m/sec

в) ≈ 100 m/sec

г) ≈ 18 m/sec

д) среди ответов нет правильного.

10. По стоящему вертикально цилиндру радиуса  R =  20 см вверх полет муха со скоростью V = 30 см/сек. Цилиндр начинает вращаться с частотой n = 20 об/мин. Определите полную скорость u и ускорение а мухи.

а) u ≈ 0,5 м/сек, а ≈ 0,8 м/сек2

б) u ≈ 0,3 м/сек, а = 0

в) u ≈ 0,8 м/сек, а ≈ 0,5 м/сек2

г) u ≈ 0,3 м/сек, а ≈ 0,8 м/сек2

д) среди ответов нет правильного.

№ 3 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 3 

 

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Предмет:

Сабақтың тақырыбы:

Физика и Астрономия

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Основные положения молекулярно-кинетической теории

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения учебных заданий, когда действия регламентированы четкими правилами, описывающие основные положения МКТ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий МКТ.

-обеспечить формирование умений по решению задач по МКТ.

-обеспечить обобщение изучаемого материала по теме: «Основные положения МКТ»

-обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития логического мышления (на основе усвоения студентами причинно-следственных связей, сравнительного анализа);

- способности четко формулировать свои мысли;

- развития  навыков устной и письменной речи.

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания активной жизненной позиции, честности, человеческой порядочности;

-развития у студентов умений формулировать проблемы, предлагать пути их решения;

-развития у студентов коммуникативной культуры (умения общаться, монологическую и диалогическую речь)

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

-теоретический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-информационно-рецептивный

-проблемное изложение

-эвристический

 

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi             -ИКТ

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

3. Повторение, актуализация знаний.               -20 мин.

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -40 мин.

1.Характеристика МКТ.

2.Основные положения МКТ.           

 

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -15 мин

1. Решение задач.

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                              §25-26, упр.18 №4,7 Кронгарт Б.А, Кем Б.И.

 

 

 

Преподаватель:                                                                     Бацунова Л.В.

 

 

Вспомни:

1.    Основные положения МКТ.

2.    Броуновское движение.

3.    Число Авогадро.

 

ОСНОВЫ МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ.

 

Молекулярная физика и термодинамика - разделы физики, в которых изучаются макроскопические процессы в телах, связанные с огромным числом содержащихся в телах атомов и молекул. Для исследования этих процессов применяют два качественно различных и взаимно дополняющих друг друга метода: статистический (молекулярно–кинетический) и термодинамический. Первый лежит в основе молекулярной физики, второй - термодинамики.

Молекулярная физика – раздел физики, изучающий строение и свойства вещества исходя из молекулярно – кинетических представлений, основывающихся на том, что все тела состоят из молекул, находящихся в непрерывном хаотическом движении.

Идея об атомном строении вещества высказана древнегреческим философом Демокритом (460-370 гг. до н.э.). Атомистика возрождается вновь лишь в XVII в. и развивается в работах М.В.Ломоносова, взгляды которого на строение вещества и тепловые явления были близки к современным. Строгое развитие молекулярной теории относится к середине XIX в. и связано с работами немецкого физика Р.Клаузиуса, английского физика Дж. Максвелла и австрийского физика Л.Больцмана.

Процессы, изучаемые молекулярной физикой, являются результатом совокупного действия огромного числа молекул. Законы поведения огромного числа молекул, являясь статистическими закономерностями, изучаются с помощью статистического метода. Этот метод основан на том, что свойства макроскопической системы, в конечном счете, являются свойствами частиц системы, особенностями их движения и усредненными значениями динамических характеристик этих частиц (скорости, энергии и т.д.). Например, температура тела определяется скоростью беспорядочного движения его молекул, но т.к. в любой момент времени разные молекулы имеют различные скорости, то она может быть выражена только через среднее значение скорости движения молекул. Нельзя говорить о температуре одной молекулы. Таким образом, макроскопические характеристики тел имеют физический смысл лишь в случае большого числа молекул.

Термодинамика – раздел физики, изучающий общие свойства макроскопических систем, находящихся в состоянии термодинамического равновесия, и процессы перехода между этими состояниями. Термодинамика не рассматривает микропроцессы, которые лежат в основе этих превращений. Этим термодинамический метод  отличается от статистического. Термодинамика базируется на двух началах – фундаментальных законах, установленных в результате обобщения опытных данных.

Область применения термодинамики значительно шире, чем молекулярно-кинетической теории, ибо нет таких областей физики и химии, в которых нельзя было бы пользоваться термодинамическим методом. С другой стороны, термодинамический метод несколько ограничен: термодинамика ничего не говорит о микроскопическом строении вещества, о механизме явлений, а лишь устанавливает связи между макроскопическими свойствами вещества. Молекулярно-кинетическая теория и термодинамика взаимно дополняют друг друга, образуя единое целое, но отличаясь различными методами исследования.

Термодинамика имеет дело с термодинамической системой – совокупностью макроскопических тел, которые взаимодействуют и обмениваются энергией, как между собой, так и с другими телами (внешней средой). Основа термодинамического метода - определение состояния термодинамической системы. Состояние системы задается термодинамическими параметрами (параметрами состояния) – совокупностью физических величин, характеризующих свойства термодинамической системы. Обычно в качестве параметров состояния выбирают температуру, давление и объем.

Параметры состояния системы могут изменяться. Любое изменение в термодинамической системе, связанное с изменением хотя бы одного из ее термодинамических параметров называется термодинамическим процессом. Макроскопическая система находится в термодинамическом равновесии, если ее состояние с течением времени не меняется (предполагается, что внешние условия рассматриваемой системы при этом не изменяются).

Взаимопроверка.

Обеспечить деятельность студентов по открытию новых знаний на основе синтеза.

Активизировать познавательную деятельность студентов.

Задачи:

 1. Подсчитать число молекул, содержащихся в углекислом газе массой 100 г. Найти массу молекулы и концентрацию молекул при нормальных условиях. Плотность газа при нормальных условиях равна 1,94 кг/м3 .    

2. Какое давление на стенки сосуда оказывает кислород, если скорость его молекул равна 400 м/с, а  в 1 см3 – 2,7·1019 молекул?

3. Плотность газа в баллоне газонаполненной электрической лампы равна 0,9 кг/м3. При горении лампы давление в ней возросло с 80 кПа до 110 кПа. Насколько увеличилась при этом  среднеквадратичная скорость молекул  газа?  

4. До какой температуры при постоянном давлении 105 Па надо нагреть кислород, чтобы его плотность стала равна плотности водорода при том же давлении и температуре 200 К?                                        

5. Для нагревания газа массой 1 кг на 1К при постоянном давлении требуется  912 Дж теплоты, а при постоянном объеме – 649 Дж теплоты. Какой это газ?                                                                                         

6. Определить, во сколько раз среднеквадратичная скорость  пылинки массой 1,75·10-12 кг, взвешенной в воздухе, меньше среднеквадратичной скорости движения молекул воздуха.

7. Найти формулу некоторого соединения углерода с водородом, если известно, что это вещество массой 0,66 г в газообразном состоянии при температуре 270С в объеме 1 дм3 создает давление 105 Па.      

8. В сосуде при давлении 105 Па и температуре 270 С находится смесь азота, кислорода и гелия, массы которых равны. Найти плотность смеси газов.  

9. В вертикальном цилиндре под тяжелым поршнем находится кислород массой 2 кг. Для повышения температуры кислорода на 5 К ему было сообщено 9160 Дж теплоты. Найти удельную теплоемкость кислорода ср, работу, совершаемую им при расширении и увеличении его внутренней энергии. Молярная масса кислорода 0,032 кг/моль.

10. Одноатомный идеальный газ находятся в баллоне объемом 10 л при давлении 10 Па. Какова внутренняя энергия газа?

11. В закрытом сосуде находится 3 моля  гелия при температуре 27 С. На сколько процентов увеличится давление в сосуде, если газу сообщить 3 кДж теплоты?   

Тесты.

1. Какое количество вещества содержится в теле, состоящем из 1,204×1024 молекул? Число Авогадро 6,02×1023 моль−1.

1.5 моль

2 моль

2.5 моль

3 моль

нет правильного ответа

затрудняюсь ответить

2. Хорошо откачанная лампа накаливания объемом 10 см3 имеет трещину, в которую ежесекундно приникает 106 молекул. Сколько времени понадобится для ее наполнения до нормального давления, если скорость проникновения молекул считать постоянной? Температура 0 °С.

 8.4×106 c

6.6×105 c

6.6×107 c

8.4×107 c

84×106 c

затрудняюсь ответить

3. Какое давление (в мкПа) производят пары ртути в баллоне ртутной лампы объемом 3×10−5 м3 при 300 К, если в ней содержится 1012 молекул? Постоянная Больцмана 1,38×10−23 Дж/К.

24

67

112

138

256

затрудняюсь ответить

4. Сколько тысяч молекул воздуха находится в 1 мм3 сосуда при 27 °С, если воздух в сосуде откачан до давления 0,83 мкПа? Универсальная газовая постоянная 8300 Дж/(кмоль•К), число Авогадро 6×1026 1/кмоль.

250

200

350

300

100

затрудняюсь ответить

  1. Сколько столкновений в секунду испытывает молекула кислорода, если средняя длина свободного пробега при нормальных условиях равна 65 нм?

 0.71×109
71×109
7.1×108
7.1×109
нет правильного ответа

затрудняюсь ответить

6. Какова полная кинетическая энергия поступательного движения 2 моль идеального газа при температуре 27 °C?

13226 Дж

5800 Дж

2748 Дж

6400 Дж

7479 Дж

затрудняюсь ответить

7. При какой температуре средняя квадратичная скорость молекул кислорода больше их наиболее вероятной скорости на 100 м/с.

405 К

60 °С

360 К

381 К

100 °С

затрудняюсь ответить

8. Какое понадобится время, чтобы на поверхность стекла нанести слой серебра толщиной d = 5 мкм, используя для этого атомарный пучок с концентрацией атомов серебра n = 1018 м−3, движущихся со скоростью 0,39 км/с? Плотность серебра 10500 кг/м3.

6 мин

900 с

4.5 мин

180 с

5 мин

затрудняюсь ответить

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ 4 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 4 

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Предмет:

Сабақтың тақырыбы:

Физика и Астрономия

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения учебных заданий, когда действия регламентированы четкими правилами, описывающие основное уравнение МКТ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий основного уравнения МКТ.

-обеспечить формирование умений по решению задач по основному уравнению МКТ.

-обеспечить обобщение изучаемого материала по теме: «Основное уравнение МКТ»

-обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (умения анализировать, выделять главное , строить аналогии, обобщать и систематизировать);

- развития памяти;

- развития критического мышления, групповой самоорганизации, умения вести диалог;

-способности четко формулировать свои мысли

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-подведения студентов к выводу о самоценности человеческих качеств;

-развития у студентов умений формулировать проблемы, предлагать пути их решения;

-развития у студентов коммуникативной культуры (умения общаться, монологическую и диалогическую речь)

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

-теоретический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

--информационно-рецептивный

-проблемное изложение

-исследовательский

 

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi          -ИКТ

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

3. Повторение, актуализация знаний.               -20 мин.

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.           -40 мин.

1.Основное уравнение МКТ.

2.Уравнение Клапейрона-Менделеева           

 

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -15 мин

1. Решение задач.

 

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                              §27-32, упр.21 с. 137 Кронгарт Б.А., Кем В.И.

 

 

Преподаватель:                                                                              Бацунова Л.В.

 

 

 

Вспомни:

  1. Молекулярно-кинетическая теория.
  2. Основные понятия МКТ.

 

Уравнение Клапейрона-Менделеева

 

Как уже указывалось, состояние некоторой массы определяется тремя термодинамическими параметрами: давлением р , объемом V и температурой Т. Между этими параметрами существует определенная связь, называемая уравнением состояния.

Французский физик Б.Клапейрон вывел уравнение состояния идеального газа, объединив законы Бойля-Мариотта и Гей-Люссака.

 

Рис. 4

Пусть некоторая масса газа занимает объем V1, имеет давление p1 и находится при температуре T1. Эта же масса газа в другом произвольном состоянии характеризуется параметрами р2, V2, T2 (рис. 4).

Переход из состояния 1 в состояние 2 осуществляется в виде двух процессов:

 

1) изотермического (изотерма 1-1¢),

2) изохорного (изохора 1¢-2).

В соответствии с законами Бойля-Мариотта (1.1) и Гей-Люссака (1.4) запишем:

                                                                                   (1.5)

.                                                                                        (1.6)

Исключив из уравнений (1.5) и (1.6) p1' , получим

Так как состояния 1 и 2 были выбраны произвольно, то для данной массы газа величина  остается постоянной, т.е.

.                                                                              (1.7)

Выражение (1.7) является уравнением Клапейрона, в котором В - газовая постоянная, различная для разных газов.

Русский ученый Д.И.Менделеев объединил уравнение Клапейрона с законом Авогадро, отнеся уравнение (1.7) к одному молю, использовав молярный объем Vm. Согласно закону Авогадро, при одинаковых р и Т моли всех газов занимают одинаковый молярный объем Vm, поэтому постоянная В будет одинакова для всех газов. Эта общая для всех газов постоянная обозначается R и называется молярной газовой постоянной. Уравнению

PVm=RT                                                                                             (1.8)

удовлетворяет лишь идеальный газ, и оно является уравнением состояния идеального газа, называемым также уравнением Менделеева-Клапейрона.

Числовое значение молярной газовой постоянной определим из формулы (1.8), полагая, что моль газа находится при нормальных условиях (р0=1,013×105 Па, Т0=273,15 К, Vm=22,41×10-3 м3 /моль): R=8,31 Дж/(моль К).

От уравнения (1.8) для моля газа можно перейти к уравнению Клапейрона-Менделеева для произвольной массы газа. Если при некотором заданном давлении и температуре один моль газа занимает объем Vm, то при тех же условиях масса m газа займет объем , где М - молярная масса (масса одного моля вещества). Единица молярной массы - килограмм на моль (кг/моль). Уравнение Клапейрона-Менделеева для массы m газа

,                                                                                  (1.9)

где  - количество вещества.

Часто пользуются несколько иной формой уравнения состояния идеального газа, вводя постоянную Больцмана:

.

Исходя из этого, уравнение состояния (1.8) запишем в виде

,

где  - концентрация молекул (число молекул в единице объема). Таким образом, из уравнения

р=nkT                                                                                (1.10)
следует, что давление идеального газа при данной температуре прямо пропорционально концентрации его молекул (или плотности газа). При одинаковых температуре и давлении все газы содержат в единице объема одинаковое число молекул. Число молекул, содержащихся в 1 м3 газа при нормальных условиях, называется числом Лошмидта:

.

Предоставление информации.

Примеры решения задач.

Пример 1. Какова плотность воздуха в сосуде, если он откачан до наивысшего  разрежения, создаваемого современными лабораторными способами (Р = 10-11 мм рт.ст.). Температура воздуха равна 150 С. Мвозд=29×10-3 кг/моль.

Решение. Из уравнения Менделеева – Клапейрона

PV=RT

получим плотность:

.

Откуда, подставив численные значения, имеем:

0,16·10-13 кг/м3.

Пример 2. Найти молярную массу воздуха, считая, что он состоит из одной части кислорода и трех частей азота.

=32×10-3 кг/моль,  =28×10-3 кг/моль.

Решение. Воздух, являясь смесью идеальных газов, тоже представляет собой идеальный газ, и к нему можно применить уравнение Менделеева–Клапейрона:

PV=RT.                                                                                        (1)

 Для каждого  компонента смеси  (кислорода  и азота) имеем:

,                                                                                    (2)

,                                                                           (3)

 где   и  – парциальные  давления каждого компонента.

По закону Дальтона 

Рвозд  =  +.

Сложив (2) и (3), получим

(+)V =.                                      (4)

 или  на основании  закона  Дальтона

PV=.                                                         (5)

Сравнив (1) и (5) с учетом того, что mвозд =m+m, имеем:

 

Откуда

.                      (6)

Подставив в (6) равенство m=3m(по условию), найдем молярную массу воздуха:

=29×10-3 кг/моль.

 Пример 3. Плотность некоторого газа равна 6·10-2 кг/м3, а среднеквадратичная скорость молекул – 500 м/с. Найти давление, которое газ оказывает на стенку сосуда.

Решение. В основном уравнении молекулярно- кинетической теории

 .

Произведение nm выражает массу молекул, содержащихся в единице объема вещества, и следовательно, равно плотности ρ газа. Таким образом,

 Па.

  

Пример 4. 6,5 г водорода, температура которого 270 С, расширяется вдвое при постоянном давлении за счет притока тепла извне. Найти: а) изменение внутренней энергии; б) количество теплоты, сообщенной газу; в) работу расширения. (Мв=2×10-3 кг/моль).

Решение. Вычислим значения  молярных теплоемкостей водорода, учитывая, что молекулы водорода – двухатомные, а число i степеней свободы равно пяти:

=20,8·103   Дж/моль×К;

Cр =Cv + R=20,8·103 + 8,31·103 =29,1·103   Дж/моль×К.

Используя условие задачи и уравнение для изобарического процесса

,

найдем  температуру  газа после  расширения:

Т=   =2Т1 = 600 К.

Вычислим  изменение  внутренней энергии и количество тепла:

=20,3·103 Дж;

=28,4·103 Дж.

На основании первого начала термодинамики найдем работу расширения газа:

 

А=Q–∆U=28,4·103–20,3·10Дж=8,1·10Дж.

 

Пример 5. Воздух, занимавший объем V1=10 л  при давлении Р1=100 кПа, был  адиабатически сжат до объема V2 =1 л. Под каким давлением Р2 находится воздух после сжатия?

Решение. Поскольку совершается адиабатический процесс, для  решения используем уравнение адиабаты в виде

.

 Отсюда следует, что

.

Показатель Пуассона – 

,

где i=5, так как считаем воздух состоящим в основном из двухатомных молекул. Подставив  в формулу для  Pчисленные значения величин, получим:

P==105 ·101,4 =106,4  Па.

В итоге логарифмирования имеем gР2 = 6,4.  На основании этого Р2=2,51·106 Па.

 Пример 6. Тепловая машина работает по обратному циклу Карно. Температура  теплоотдатчика  Т1=500 К. Определить термический кпд цикла и температуру Т2 теплоприемника тепловой машины, если за счет каждого килоджоуля теплоты, полученной от теплоотдатчика, машина совершает работу А=350Дж.Решение. Термический кпд тепловой машины показывает, какая доля теплоты,  полученной от теплоотдатчика, превращается в механическую работу:

,

где А – работа, совершаемая рабочим  телом; Q1 – теплота, полученная от теплоотдатчика.

По формуле

η=,

 зная η цикла, можно определить температуру охладителя Т2 :

.

Произведем вычисления:

, .

Взаимопроверка.

Обеспечить деятельность студентов по открытию новых знаний на основе синтеза.

Активизировать познавательную деятельность студентов.

Задачи.

1. Какая масса углекислого газа СОрастворена в бутылке с лимонадом объемом 0,5 л, если на одну молекулу газа приходится 5,56×105 молекул воды ?

2. Из баллона со сжатым газом вследствие  неисправности вентиля вытекал газ. Какая часть газа осталась в баллоне, если первоначально при температуре 27°С манометр показывал 60 атм, а через некоторое время при температуре 12°С – 19 атм ?

3. Средняя энергия молекулы одноатомного идеального газа равна 0,038 эВ (1эВ =1,6×10-19  Дж). Давление газа равно 0,2 МПа. Найти число молекул в 1м3 газа.

4. При некоторой температуре молекулы кислорода имеют среднеквадратичную скорость 460 м/с. Какова при этой температуре среднеквадратичная скорость молекул азота? 

5. При давлении 2×10Па идеальный газ занимает объем 5 литров. В результате изотермического расширения его объем увеличился на 1 л, а концентрация молекул стала равной n=3,62×1026 м-3. При какой температуре протекал этот процесс?

6. Два сосуда, наполненных воздухом при давлениях соответственно Р1 =0,8 МПа и Р2 =0,6 МПа, имеют объемы V1 =3л и V2 =5л. Сосуды соединяют трубкой, объемом которой можно пренебречь по сравнению с объемами сосудов. Найти установившееся давление  в сосудах. Температуру считать постоянной.

7. Аэростат объемом 300 м наполняется молекулярным водородом при температуре 300 К и давлении 105 Па. Какое время будет наполняться оболочка аэростата, если из баллонов каждую секунду переходит в аэростат 25 г водорода? До заполнения газом оболочка аэростата водорода не содержала. Газ считать идеальным.

8. Три баллона емкостями V1 =3 л,  V2 =7 л, V3 =5 л  наполнены соответственно  кислородом (до давления  р1=2 атм), азотом (р2=3 атм) и углекислым газом (р3=0,6 атм) при одной и той же температуре . Баллоны соединяют между собой, причем образуется смесь той же температуры. Найти давление смеси.

9. В цилиндре объемом V1 =190 см3  под поршнем находится газ при температуре Т1=323 К. Найти работу расширения газа при нагревании его на ∆Т=100 К. Масса поршня m = 120 кг, его площадь S = 50 см 2. Атмосферное давление р0 =0,1 МПа.

10. Некоторая масса газа, занимающего объем V1  = 0,01 м 3, находится при давлении р1 =0,1 МПа и температуре  Т1 = 300 К.  Газ нагревается вначале при постоянном объеме до температуры Т2 = 320 К, а затем при постоянном давлении до температуры Т3 = 350 К. Найти работу, совершаемую газом, при переходе из состояния 1 в состояние 3.

11. Коэффициент полезного действия цикла Карно равен 0,3. При изотермическом расширении газ получил от нагревателя 200 Дж энергии. Определить работу, совершаемую при изотермическом сжатии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ 5 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 5 

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Предмет:

Сабақтың тақырыбы:

Физика и Астрономия

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Лабораторно-практическая работа№1 Проверка закона Гей-Люссака

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения лабораторно-практической работы №1, когда действия регламентированы четкими правилами

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий физики необходимых для выполнения лабораторно-практической работы;

--обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (учить анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии, обобщать и систематизировать, доказывать и опровергать, объяснять и определять понятия, ставить и решать проблемы);

- способности четко формулировать свои мысли;

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания активной жизненной позиции, честности, человеческой порядочности;

-развития у студентов умений формулировать проблемы, предлагать пути их решения;

-развития у студентов исследовательской культуры (развитие умений использовать научные методы познаний наблюдение, гипотеза, эксперимент)

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

практический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-эвристический

- исследовательский

 

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi                      -ИКТ

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -15 мин.

 

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -60 мин

1.     Лабораторная работа                                       

2.     Решение задач

 

 

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                        §27-32, упр.21 с. 137 Кронгарт Б.А., Кем В.И.

 

 

Преподаватель:                                                                              Бацунова Л.В.

 

 

 

 

 

Вспомни:

  1. Основные понятии закона Гей-Люссака.
  2. Основные единицы измерения системы СИ

Лабораторная работа №1

Проверка закона Гей-Люссака.

Цель работы: Экспериментальным путем проверить верность закона Гей-Люссака Для газа данной массы отношение объема к температуре постоянно, если давление газа не меняется. http://5terka.com/sites/default/files/dzFiz10-317.png = сот1 при р = сот1. Следовательно, объем газа линейно зависит от температуры при постоянном давлении: V = сот1.Т. Чтобы проверить закон Гей-Люссака, необходимо измерить объем и температуру газа в двух состояниях при постоянном давлении и проверить верность равенства: http://5terka.com/sites/default/files/dzFiz10-318.png. Это можно осуществить, используя воздух при атмосферном давлении. Первое состояние: стеклянная трубка открытым концом вверх помещается на 3-5 мин в цилиндрический сосуд с горячей водой (рис. а). В этом случае объем воздуха У1 равен объему стеклянной трубки, а температура - температуре горячей воды Т1. Чтобы при переходе воздуха в следующее состояние его количество не изменилось, открытый конец стеклянной трубки, находящейся в горячей воде, замазывают пластилином. После следует вынуть трубку из сосуда с горячей водой и замазанный конец быстро опускают в стакан с водой комнатной температуры (рис. б). Затем прямо под водой снимают пластилин. По мере охлаждения воздуха в трубке вода в ней будет подниматься. После прекращения подъема воды в трубке (рис. в) объем воздуха будет У2<У1 давление р = ратм - рдП. Чтобы давление воздуха стало равным атмосферному надо погружать трубку в стакан до тех пор, пока уровень воды в трубке и стакане не выровняются (рис. г). Это второе состояние при Т2 окружающего воздуха. Отношение объемов http://5terka.com/sites/default/files/dzFiz10-319.png необходимо заменить отношением высот воздушных столбов в трубке, если

сечение постоянно по всей длине http://5terka.com/sites/default/files/dzFiz10-320.png В работе
следует сравнить http://5terka.com/sites/default/files/dzFiz10-321.png

Необходимые инструменты для измерения: линейка, термометр.

http://5terka.com/sites/default/files/dzFiz10-322.jpg

Используя ученическую линейку мы делаем замер длины 11 и 12 . С помощью термометра мы замеряем температуру окружающего воздуха Т2. Для дальнейшего заполнения таблицы проведем следующие вычисления: 1) А01 - абсолютная погрешность отсчета А01 = 0,5. 2) Максимальная абсолютная погрешность находится по формуле: А1= А и I+ А 01 = 1 + 0,5 = 1,5. 3) Т, = 273 + I, = 273 + 60= 333.

http://5terka.com/sites/default/files/dzFiz10-323.png

Относительная погрешность http://5terka.com/sites/default/files/dzFiz10-324.png
http://5terka.com/sites/default/files/dzFiz10-325.png

http://5terka.com/sites/default/files/dzFiz10-326.png

http://5terka.com/sites/default/files/dzFiz10-327.png

http://5terka.com/sites/default/files/dzFiz10-328.png

Вывод: Исходя из проведенных выше опытов становится ясно, что закон Гей-Люссака, выраженный равенством в данном случае http://5terka.com/sites/default/files/dzFiz10-329.png

является верным. Что мы и доказали этой лабораторной

работой.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ 6 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 6 

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Предмет:

Сабақтың тақырыбы:

Физика и Астрономия

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Испарения и конденсация. Насыщенный пар и его свойства

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения учебных заданий, когда действия регламентированы четкими правилами, описывающие такие явления как испарение и конденсация.

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий испарения и конденсации, насыщенного пара и его свойств.

-обеспечить формирование умений по решению задач

-обеспечить обобщение изучаемого материала по теме: «Испарения и конденсация. Насыщенный пар и его свойства»

-обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития логического мышления (на основе усвоения студентами причинно-следственных связей, сравнительного анализа);

- способности четко формулировать свои мысли;

- развития  навыков устной и письменной речи.

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания активной жизненной позиции, честности, человеческой порядочности;

-развития у студентов умений формулировать проблемы, предлагать пути их решения;

-развития у студентов коммуникативной культуры (умения общаться, монологическую и диалогическую речь)

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--теоретический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

--информационно-рецептивный

-эвристический

 

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi                       ИКТ

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

3. Повторение, актуализация знаний.               -20 мин.

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -40 мин.

1.Испарение и конденсация.

2.Насыщенный пар и его свойства.           

 

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -15 мин

1. Решение задач.

 

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                     §6.1, упр.13 Кронгарт Б.А., Кем В.И.

 

 

Преподаватель:                                                                     Бацунова Л.В.

 

 

 

 

Вспомни:

  1. Что такое испарение?
  2. Что такое конденсация?
  3. Что такое кипение?

Испарение, конденсация, кипение. Насыщенные и ненасыщенные пары

Любое вещество при определенных условиях может находиться в различных агрегатных состояниях – твердом, жидком и газообразном. Переход из одного состояния в другое называется фазовым переходом. Испарение и конденсация являются примерами фазовых переходов.

Все реальные газы (кислород, азот, водород и т. д.) при определенных условиях способны превращаться в жидкость. Однако превращение газа в жидкость может происходить только при температурах ниже определенной, так называемой критической температуры Tкр. Например, для воды критическая температура равна 647,3 К, для азота 126 К, для кислорода 154,3 К. При комнатной температуре (≈ 300 К) вода может находиться и в жидком, и в газообразном состояниях, а азот и кислород существуют только в виде газов.

evaporationИспарением называется фазовый переход из жидкого состояния в газообразное. С точки зрения молекулярно-кинетической теории, испарение – это процесс, при котором с поверхности жидкости вылетают наиболее быстрые молекулы, кинетическая энергия которых превышает энергию их связи с остальными молекулами жидкости. Это приводит к уменьшению средней кинетической энергии оставшихся молекул, т. е. к охлаждению жидкости (если нет подвода энергии от окружающих тел).

Конденсация – это процесс, обратный процессу испарения. При конденсации молекулы пара возвращаются в жидкость.

Модель испарения и конденсации.

В закрытом сосуде жидкость и ее пар могут находиться в состоянии динамического равновесия, когда число молекул, вылетающих из жидкости, равно числу молекул, возвращающихся в жидкость из пара, т. е. когда скорости процессов испарения и конденсации одинаковы. Такую систему называют двухфазной. Пар, находящийся в равновесии со своей жидкостью, называют насыщенным.

Число молекул, вылетающих с единицы площади поверхности жидкости за одну секунду, зависит от температуры жидкости. Число молекул, возвращающихся из пара в жидкость, зависит от концентрации молекул пара и от средней скорости их теплового движения, которая определяется температурой пара. Отсюда следует, что для данного вещества концентрация молекул пара при равновесии жидкости и ее пара определяется их равновесной температурой. Установление динамического равновесия между процессами испарения и конденсации при повышении температуры происходит при более высоких концентрациях молекул пара. Так как давление газа (пара) определяется его концентрацией и температурой, то можно сделать вывод: давление насыщенного пара p0 данного вещества зависит только от его температуры и не зависит от объема. Поэтому изотермы реальных газов на плоскости (p, V) содержат горизонтальные участки, 3-4-1соответствующие двухфазной системе.

 

Изотермы реального газа. Область I – жидкость, область II – двухфазная система «жидкость + насыщенный пар», область III – газообразное вещество. K – критическая точка.

В атмосферном воздухе всегда присутствуют пары воды при некотором парциальном давлении p, которое, как правило, меньше давления насыщенного пара p0. Отношение p / p0, выраженное в процентах, называется относительной влажностью воздуха.

63135218109543-1

Ненасыщенный пар можно теоретически описывать с помощью уравнения состояния идеального газа при обычных для реальных газов ограничениях: давление пара должно быть не слишком велико (практически p ≤ (106–107) Па), а его температура выше некоторого определенного для каждого вещества значения. К насыщенному пару также можно приближенно применять законы идеального газа при условии, что для каждой температуры T давление p0 насыщенного пара определяется по кривой равновесия p0(T) для данного вещества.

Давление p0 насыщенного пара очень быстро возрастает с ростом температуры T. Зависимость p0(T) нельзя получить из законов идеального газа. Давление газа при постоянной концентрации молекул растет прямо пропорционально температуре. В насыщенном паре при повышении температуры возрастает не только средняя кинетическая энергия движения молекул, но и их концентрация. Поэтому давление насыщенного пара при повышении температуры возрастает быстрее, чем давление идеального газа при постоянной концентрации молекул.

Испарение может происходить не только с поверхности, но и в объеме жидкости. В жидкости всегда имеются мельчайшие пузырьки газа. Если давление насыщенного пара жидкости равно внешнему давлению (т. е. давлению газа в пузырьках) или превышает его, жидкость будет испаряться внутрь пузырьков. Пузырьки, наполненные паром, расширяются и всплывают на поверхность. Этот процесс называется кипением. Таким образом, кипение жидкости начинается при такой температуре, при которой давление ее насыщенных паров становится равным внешнему давлению. В частности, при нормальном атмосферном давлении вода кипит при температуре 100 °С. Это значит, что при такой температуре давление насыщенных паров воды равно 1 атм. При подъеме в горы атмосферное давление уменьшается, и поэтому температура кипения воды понижается (приблизительно на 1 °С на каждые 300 метров высоты). На высоте 7 км давление составляет примерно 0,4 атм, и температура кипения понижается до 70 °С.

В герметически закрытом сосуде жидкость кипеть не может, т. к. при каждом значении температуры устанавливается равновесие между жидкостью и ее насыщенным паром. По кривой равновесия p0(T) можно определять температуры кипения жидкости при различных давлениях. Картина изотерм реального газа описывает процессы испарения и конденсации, т. е. фазовый переход между газообразной и жидкой фазами вещества. На самом деле эта картина является неполной, т. к. из газообразного и жидкого состояний любое вещество может перейти в твердое состояние. При заданной температуре T термодинамическое равновесие между двумя фазами одного и того же вещества возможно лишь при определенном значении давления в системе. Зависимость равновесного давления от температуры называется кривой фазового равновесия. Примером может служить кривая равновесия p0(T) насыщенного пара и жидкости. Если кривые равновесия между различными фазами данного вещества построить на плоскости (p, T), то они разбивают эту плоскость на отдельные области, в которых вещество существует в однородном агрегатном состоянии – твердом, жидком или газообразном. Изображенные в 3-4-2координатной системе (p, T) кривые равновесия называются фазовой диаграммой.

 

Кривая OT, соответствующая равновесию между твердой и газообразной фазами, называется кривой сублимации. Кривая TK равновесия между жидкостью и паром называется кривой испарения, она обрывается в критической точке K. Кривая TM равновесия между твердым телом и жидкостью называется кривой плавления.

Кривые равновесия сходятся в точке T, в которой могут сосуществовать в равновесии все три фазы. Эта точка называется тройной точкой.

Для многих веществ давление pтр в тройной точке меньше 1 атм ≈ 105 Па. Такие вещества при нагревании при атмосферном давлении плавятся. Например, тройная точка воды имеет координаты Tтр = 273,16 К, pтр = 6,02·102 Па. Эта точка используется в качестве опорной для калибровки абсолютной температурной шкалы Кельвина. Существуют, однако, и такие вещества, у которых pтр превышает 1 атм. Так для углекислоты (CO2) давление pтр = 5,11 атм и температура Tтр = 216,5 К. Поэтому при атмосферном давлении твердая углекислота может существовать только при низкой температуре, а в жидком состоянии при p = 1 атм она вообще не существует. В равновесии со своим паром при атмосферном давлении углекислота находится при температуре 173 К или –80 °С в твердом состоянии. Это широко применяемый «сухой лед», который никогда не плавится, а только испаряется (сублимирует).

Взаимопроверка.

Обеспечить деятельность студентов по открытию новых знаний на основе синтеза.

Активизировать познавательную деятельность студентов.

Задачи.

1.Почему капельки воды на разогретой сковородке «крутятся» на ней более минуты, прежде чем исчезнуть.

2.В колбе кипятят воду. Затем колбу снимают с огня и закупоривают резиновой пробкой. Если теперь охладить колбу, облив ее холодной водой, то вода в колбе закипает. Почему?

3.Можно ли газ, имеющий температуру ниже критической, перевести непрерывным путем (минуя состояния равновесия между жидкостью и газом) в жидкость той же температуры.

4.Сравните качественную температуру кипения и удельную теплоту парообразования воды в глубокой шахте и на поверхности Земли.

5.Почему в момент выключения газовой горелки из кипящего чайника сразу же вырывается струя пара, хотя до этого пара не было видно?

6.Определите абсолютную влажность воздуха, если парциальное давление пара в нем p=14 кПа, а температура t= 60˚С.

Тесты.

1.Парообразование –

А) процесс перехода   вещества из газообразного состояния в жидкое;

Б) процесс перехода вещества из жидкого состояния в газообразное;

В) процесс перехода вещества из жидкого состояния в твердое.

2. Интенсивность процесса испарения зависит

А) от площади свободной поверхности;    Б) от температуры жидкости;

В) от наличия вентиляции;                          Г) от рода жидкости;

Д) от температуры окружающей среды;   Е) от величины архимедовой силы.

3.Температура кипения

А) с ростом атмосферного давления увеличится;   Б) с ростом атмосферного давления уменьшится;

В) не зависит от атмосферного давления.

4. Насыщенный пар – это

А) пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью;

Б) пар, образующийся над кипящей жидкостью;    

В) пар, не находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью.

5. Давление насыщенного пара

А) зависит от занимаемого им объема;    Б) не зависит от занимаемого им объема.

6. Как изменится плотность насыщенного пара при увеличении его объема?

А) увеличится;     Б) уменьшится;      В) не изменится.

7. Относительная влажность воздуха 100%. Сравните показания влажного T1 и сухого термометров Т2психрометров.

А) Т1 = Т2;      Б) T1 >T2;       В) Т1 < Т2.

8.Парциальное давление водяного пара в воздухе при 19о С было 1,1кПа. Чему равна относительная влажность воздуха.

А) 64%;   Б) 50%;   В) 70%;   Г) 98%.

10.  Чему равна относительная влажность воздуха в комнате при температуре 16 оС, если при 10оС образуется роса?

А) 42%;   Б) 59%;  В) 62%;  Г) 84%. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ 7 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 7 

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Влажность воздуха

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения учебных заданий, когда действия регламентированы четкими правилами, описывающие такое явления как влажность воздуха.

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий влажности воздуха.

-обеспечить формирование умений по решению задач и тестов по теме: Влажность воздуха

-обеспечить обобщение изучаемого материала по теме: «Влажность воздуха»

-обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития элементов творческой деятельности (интуиции, пространственного воображения, смекалки);

- развития мировоззрения;

- развития памяти;

-развития логического мышления

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания активной жизненной позиции, честности, человеческой порядочности;

-развития у студентов исследовательской культуры (развития умения использовать научные методы познания: наблюдение, гипотеза, эксперимент)

-развития у студентов рефлексивной деятельности.

Сабақтың түрi:

Тип урока:

- -теоретический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-информационно-рецептивный

-проблемное изложение

-эврестический

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi                   ИКТ

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

3. Повторение, актуализация знаний.               -20 мин.

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -40 мин.

1.Характеристика влажности воздуха

2. Лаб. Работа: «Определение относительной влажности воздуха.»

 

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -15 мин

1. Решение задач.

 

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                     §6.2-6.3, упр.14 Кронгарт Б.А., Кем В.И.

 

 

 

 

Преподаватель:                                                                     Бацунова Л.В.

 

 

Вспомни:

1.    Какой воздух называется влажным.

2.    Чем измеряется влажность воздуха?

ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА

В результате испарения воды с многочисленных водоемов (морей, озер, рек и др.), а также с растительных покровов в атмосферном воздухе всегда содержится водяной пар. От количества водяного пара, содержащегося в воздухе, зависит погода, самочувствие человека, функционирование многих его органов, жизнь растений, а также сохранность технических объектов, архитектурных сооружений, произведений искусств. Поэтому очень важно следить за влажностью воздуха, уметь измерять ее.

Водяной пар в воздухе обычно является ненасыщенным. Перемещение воздушных масс, обусловленное в конечном счете излучением Солнца, приводит к тому, что в одних местах нашей планеты в данный момент испарение воды преобладает над конденсацией, а в других, наоборот, преобладает конденсация.

Воздух, содержащий водяные пары, называют влажным. Для характеристики содержания водяного пара в воздухе вводят ряд величин: абсолютную влажность, упругость водяного пара и относительную влажность.

Абсолютной влажностью ρ воздуха называют величину, численно равную массе водяного пара, содержащегося в 1 м3 воздуха (т.е. плотность водяного пара в воздухе при данных условиях).

Упругость водяного пара p — это парциальное давление водяного пара, содержащегося в воздухе.

В СИ единицами абсолютной влажности и упругости являются соответственно килограмм на кубический метр (кг/м3) и паскаль (Па).

Иногда используются внесистемные единицы грамм на кубический метр (г/м3) и миллиметр ртутного столба (мм рт. ст.).

Абсолютная влажность и упругость водяного пара связаны между собой уравнением состояния

 

 

Если известна только абсолютная влажность или упругость водяного пара, еще нельзя судить, насколько сух или влажен воздух. Для определения степени влажности воздуха необходимо знать, близок или далек водяной пар от насыщения.

Относительной влажностью воздуха φ называют выраженное в процентах отношение абсолютной влажности к плотности ρ0 насыщенного пара при данной температуре (или отношение упругости водяного пара к давлению p0 насыщенного пара при данной температуре):

 

 

Чем меньше относительная влажность, тем дальше пар от насыщения, тем интенсивнее происходит испарение. Давление насыщенного пара p0 при заданной температуре — величина табличная. Упругость водяного пара (а значит, и абсолютную влажность) определяют по точке росы.

Пусть при температуре t1 упругость водяного пара p1 Состояние пара на диаграмме р, t изобразится точкой А (рис. 1).

 

 

 

 

При изобарном охлаждении до температуры tp пар становится насыщенным и его состояние изобразится точкой В. Температуру tp, при которой водяной пар становится насыщенным, называют точкой росы. При охлаждении ниже точки росы начинается конденсация паров: появляется туман, выпадает роса, запотевают окна. Точка росы позволяет определить упругость водяного пара p1, находящегося в воздухе при температуре t1.

Действительно, из рисунка 1 видим, что давление p1 равно давлению насыщенного пара при точке росы p1 = p0tp . Следовательно, 

 

Точку росы определяют с помощью гигрометров.

 Конденсационный гигрометр представляет собой металлическую коробку А, передняя стенка К которой хорошо отполирована (рис. 2) Внутрь коробки наливают легко испаряющуюся жидкость — эфир — и вставляют термометр. Пропуская через коробку воздух с помощью резиновой груши Г, вызывают сильное испарение эфира и быстрое охлаждение коробки. По термометру замечают температуру, при которой появляются капельки росы на полированной поверхности стенки К. Давление в области, прилегающей к стенке, можно считать постоянным, так как эта область сообщается с атмосферой и понижение давления за счет охлаждения компенсируется увеличением концентрации пара. Появление росы указывает, что водяной пар стал насыщенным. Зная температуру воздуха и точку росы, можно найти парциальное давление водяного пара и относительную влажность.

Относительную влажность определяют также с помощью психрометра.

Психрометр состоит из двух термометров, шарик одного из них обмотан тканью, нижние концы которой опущены в сосуд с дистиллированной водой (рис. 3). Сухой термометр регистрирует температуру воздуха, а влажный — температуру испаряющейся воды. Но при испарении жидкости ее температура понижается. Чем суше воздух (меньше его относительная влажность), тем интенсивнее испаряется вода из влажной ткани и тем ниже ее температура. Следовательно, разность показаний сухого и влажного термометров (так называемая психрометрическая разность) зависит от относительной влажности воздуха. Зная эту разность температур, определяют относительную влажность воздуха по специальным психрометрическим таблицам.

ТОЧКА РОСЫ

Сухость или влажность воздуха зависит от того, насколько близок его водяной пар к насыщению. Если влажный воздух охлаждать, то находящийся в нем пар можно довести до насыщения, и далее он будет конденсироваться. Признаком того, что пар насытился, является появление первых капель сконденсировавшейся жидкости - росы. Температура, при которой пар, находящийся в воздухе, становится насыщенным, называется точкой росы. Точка росы также характеризует влажность воздуха. Примеры: выпадение росы под утро, запотевание холодного стекла, если на него подышать, образование капли воды на холодной водопроводной трубе, сырость в подвалах домов.

ИЗМЕРЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ

Для измерения влажности воздуха используют измерительные приборы - гигрометры. Существуют несколько видов гигрометров, но основные: волосной и психрометрический.

Так как непосредственно измерить давление водяных паров в воздухе сложно, относительную влажность воздуха измеряют косвенным путем.

Принцип действия волосного гигрометра основан на свойстве обезжиренного волоса ( человека или животного) изменять свою длину в зависимости от влажности воздуха, в котором он находится.

Волос натянут на металлическую рамку. Изменение длины волоса передаётся стрелке, перемещающейся вдоль шкалы. Волосной гигрометр в зимнее время являются основным прибором для измерения влажности воздуха вне помещения.

Более точным гигрометром является гигрометр психрометрический – психрометр

( по др. гречески "психрос" означает холодный).

Известно, что от относительной влажности воздуха зависит скорость испарения.

Чем меньше влажность воздуха, тем легче влаге испаряться.

В психрометре есть два термометра. Один - обычный, его называют сухим. Он измеряет температуру окружающего воздуха. Колба другого термометра обмотана тканевым фитилем и опущена в емкость с водой. Второй термометр показывает не температуру воздуха, а температуру влажного фитиля, отсюда и название увлажненный термометр. Чем меньше влажность воздуха, тем интенсивнее испаряется влага из фитиля, тем большее количество теплоты в единицу времени отводится от увлажненного термометра, тем меньше его показания, следовательно, тем больше разность показаний сухого и увлажненного термометров.

ЧТО ЖЕ ПРОИСХОДИТ

ВНУТРИ ЖИДКОСТИ ПРИ КИПЕНИИ ?

 

Кипение представляет собой переход жидкости в пар с непрерывным образованием и ростом в жидкости пузырьков пара, внутрь которых происходит испарение жидкости. В начале нагревания вода насыщена воздухом и имеет комнатную температуру. При нагревании воды, растворенный в ней газ выделяется на дне и стенках сосуда, образуя воздушные пузырьки.

Они начинают появляться задолго до кипения. В эти пузырьки испаряется вода. Пузырек, наполненный паром, при достаточно высокой температуре начинает раздуваться.

 Достигнув определенных размеров он отрывается от дна, поднимается к поверхности воды и лопается. При этом пар покидает жидкость. Если вода прогрета недостаточно, то пузырек пара, поднимаясь в холодные слои, схлопывается. Возникающие при этом колебания воды приводят к появлению во всем объеме воды огромного количества мелких пузырьков воздуха: так называемый "белый ключ".

 На воздушный пузырек объемом на дне сосуда действует подъемная сила:

 Fпод = Fархимеда - Fтяжести

 Пузырек прижат ко дну, поскольку на нижнюю поверхность силы давления не действуют. При нагреве пузырек увеличивается за счет выделения в него газа и отрывается от дна, когда подъемная сила будет немного больше прижимающей. Размер пузырька, способного оторваться от дна, зависит от его формы. Форма пузырьков на дне определяется смачиваемостью дна сосуда.

 Неоднородность смачивания и слияние пузырьков на дне приводили к увеличению их размеров. При больших размерах пузырька при подъеме сзади него образуются пустоты, разрывы и завихрения.

Когда пузырек лопается, вся окружающая его жидкость устремляется внутрь, и возникает кольцевая волна. Смыкаясь, она выбрасывает вверх столбик воды.

 

При схлопывании лопающихся пузырьков в жидкости распространяются ударные волны ультразвуковых частот, сопровождаемые слышимым шумом. Для начальных стадий кипения характерны самые громкие и высокие звуки (на стадии "белого ключа" чайник "поет").

 

ТЕМПЕРАТУРНЫЙ ГРАФИК ИЗМЕНЕНИЯ АГРЕГАТНЫХ СОСТОЯНИЙ ВОДЫ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ИНТЕРЕСНО?

 

Зачем в крышке чайника делают дырочку?

 Для выхода пара. Без дырочки в крышке пар может выплеснуть воду через носик чайника.

 

х х х

 

Продолжительность варки картофеля, начиная с момента кипения, не зависит от мощности нагревателя. Продолжительность определяется временем пребывания продукта при температуре кипения.

Мощность нагревателя не влияет на температуру кипения, а влияет только на скорость испарения воды.

Кипением можно заставить воду замерзнуть. Для этого надо производить откачку воздуха и водяного пара из сосуда, где находится вода, так, чтобы вода все время кипела.

Закрепление

ОПЫТ

 Польем холодненькой… и закипит!!!

Обычно вода кипит при 100 градусах Цельсия. Нагреем воду в колбе на горелке до кипения. Погасим горелку. Вода перестает кипеть. Закроем колбу пробкой и начнем осторожно лить на пробку струйкой холодную воду. Каково? Вода опять закипела!

 

 

 

 


..............................

Под струей холодной воды водичка в колбе, а вместе с ней и водяные пары начинают остывать. Объем паров уменьшается,  и давление над поверхностью воды меняется ...

 А как ты думаешь, в какую сторону? .

 ... Температура кипения воды при пониженном давлении меньше  100 градусов, и вода в колбе вскипает вновь!

При приготовлении пищи давление внутри кастрюли - "скороварки" - около 200 кПа, и суп в такой кастрюле сварится значительно быстрее.

Можно набрать в шприц воду примерно до половины, закрыть той же пробочкой и резко потянуть за поршень . В воде возникнет масса пузырьков, говорящих, что начался процесс кипения воды (и это при комнатной температуре!).

При переходе вещества в газообразное состояние его плотность уменьшается примерно в 1000 раз.

 первых электрочайников нагреватели находились под донышком. Вода не вступала в контакт с нагревателем и закипала очень долго. В 1923 году Артур Лардж сделал открытие: он поместил нагреватель в особую медную трубку и поместил её внутрь чайника. Вода быстро закипала.

В США разработаны самоохлаждающиеся банки для прохладительных напитков. В банку вмонтирован отсек с легкокипящей жидкостью. Если в жаркий день раздавить капсулу, жидкость начнет бурно кипеть, отнимая тепло у содержимого банки, и за 90 секунд температура напитка понижается на 20–25 градусов Цельсия.

Критическая температура

Температура, при которой происходит полное выравнивание свойств газообразной и жидкой фаз. Выше этой температуры вещество не может быть сжижено повышением давления. Каждое химически индивидуальное вещество имеет свою особую Критическая температура, являющуюся одной из наиболее характерных его констант. Состояние вещества при температуре выше Критическая температура называется надкритическим состоянием материи. Для химически чистой воды Критическая температура 374°,6.

Задания на закрепление.

Обеспечить деятельность студентов по открытию новых знаний на основе синтеза.

Активизировать познавательную деятельность студентов.

Тесты:

1. На какую высоту поднимается бензол в капилляре, внутренний диаметр которого 0,4 мм? Смачивание считать полным.
3.8 см
3.2 см
3.4 см
2.8 см
2.6 см
затрудняюсь ответить

2. Рассчитать, какое избыточное давление создается поверхностным натяжением в капельке тумана радиусом 2 мкм.
67 кПа
80 кПа
73 кПа
84 кПа
нет правильного ответа
затрудняюсь ответить

3. Для определения коэффициента поверхностного натяжения воды была использована пипетка с диаметром выходного отверстия 2 мм. Оказалось, что 40 капель имеют массу 1,9 г. Каким по этим данным получится коэффициент поверхностного натяжения?
74 мН/м
73 мН/м
72 мН/м
71 мН/м
70 мН/м
затрудняюсь ответить

4. Из капельницы накапали равные массы сначала холодной воды при температуре 8 °С, затем горячей воды при температуре 80 °С. Во сколько раз изменился коэффициент поверхностного натяжения воды, если в первом случае образовалось 40, а во втором 48 капель?
4
1.44
2.4
1.2
1.4
затрудняюсь ответить

5. В капиллярной трубке радиусом 0,5 мм жидкость поднялась на высоту 11 мм. Определите плотность данной жидкости, если ее коэффициент поверхностного натяжения 22 мН/м.
800 кг/м3
820 кг/м3
840 кг/м3
860 кг/м3
нет правильного ответа
затрудняюсь ответить

6. Найти давление в пузырьке воздуха (в атмосферах) диаметром 4 мкм, который находится в воде на глубине 5 м. Атмосферное давление нормальное.
1.6
1.2
2.2
1.8
2.4
затрудняюсь ответить

7. Ртутный барометр имеет диаметр трубки 3 мм. Какую поправку x в показания барометра нужно внести, если учитывать капиллярное опускание ртути? Коэффициент поверхностного натяжения ртути 510 Н/м.
1.2 мм
2.4 мм
3.6 мм
4.8 мм
5 мм
затрудняюсь ответить

8. Какая энергия выделяется при слиянии мелких водяных капель радиусом 2×10−3 мм в одну каплю радиусом 2 мм?
2.88 мДж
3.67 мДж
4.12 мДж
5.46 мДж
нет правильного ответа
затрудняюсь ответить

9. На какую высоту поднимется вода между параллельными пластинами, находящимися на расстоянии 0,2 мм друг от друга?
2.4 см
3.5 см
4.1 см
6.9 см
нет правильного ответа
затрудняюсь ответить

 Задание 1. Измерить влажность воздуха с помощью психрометра.

  1. Подготовить таблицу для записи результатов измерений и вычислений:

№ опыта

tсухого, 0С

tвлажного, 0С

Δt, 0С

φ, %

1

 

 

 

 

  1. Рассмотреть устройство психрометра.
  2. По показаниям сухого термометра измерить температуру воздуха tсухого в помещении.
  3. Записать показания термометра, резервуар которого обмотан марлей tвлажного
  4. Вычислить разность показаний термометров Δt = tсухого - tвлажного
  5. По психрометрической таблице определить влажность воздуха φ
  6. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу.
  7. Сделайте вывод о том, нормальная ли влажность воздуха в помещении.
  8. Ответьте на контрольные вопросы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

  1. Почему при продувании воздуха через эфир, на полированной поверхности стенки камеры гигрометра появляется роса? В какой момент появляется роса?
  2. Почему показания «влажного» термометра меньше показаний «сухого» термометра?
  3. Могут ли в ходе опытов температуры «сухого» и «влажного» термометров оказаться одинаковыми?
  4. При каком условии разности показаний термометров наибольшая?
  5. Может ли температура «влажного» термометра оказаться выше температуры «сухого» термометра?
  6. Сухой и влажный термометр психрометра показывают одну и ту же температуру. Какова относительная влажность воздуха?
  7. Каким может быть предельное значение относительной влажности воздуха?

                                                  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ 8 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 8 

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Предмет:

Сабақтың тақырыбы:

Физика и Астрономия

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Кипение. Критическая температура.

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения учебных заданий, когда действия регламентированы четкими правилами, описывающие такие явления как кипение, критическая температура.

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий кипение, критическая температура.

-обеспечить формирование умений по решению задач

-обеспечить обобщение изучаемого материала по теме: «Кипение. Критическая температура»

-обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития логического мышления (на основе усвоения студентами причинно-следственных связей, сравнительного анализа);

- способности четко формулировать свои мысли;

- развития  навыков устной и письменной речи.

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания активной жизненной позиции, честности, человеческой порядочности;

-развития у студентов умений формулировать проблемы, предлагать пути их решения;

-развития у студентов коммуникативной культуры (умения общаться, монологическую и диалогическую речь)

 

Сабақтың түрi:

Тип урока:

--теоретический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-объяснительно-иллюстративный

-частично-поисковый

-исследовательский

 

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi                       -ИКТ

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

3. Повторение, актуализация знаний.               -20 мин.

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -40 мин.

1.Характеристика кипения

2.Критическая температура

 

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -15 мин

1. Решение задач.

 

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                     §5.3, 5.4, 5.5, 5.6, упр.12 Кронгарт Б.А., Кем В.И.



Преподаватель:                                                                              Бацунова Л.В.

 

 

Вспомни:

  1. Что такое кипение?
  2. Что такое испарение?

 

Испарение, конденсация, кипение. Насыщенные и ненасыщенные пары

Любое вещество при определенных условиях может находиться в различных агрегатных состояниях – твердом, жидком и газообразном. Переход из одного состояния в другое называется фазовым переходом. Испарение и конденсация являются примерами фазовых переходов. Все реальные газы (кислород, азот, водород и т. д.) при определенных условиях способны превращаться в жидкость. Однако превращение газа в жидкость может происходить только при температурах ниже определенной, так называемой критической температуры Tкр.

Например, для воды критическая температура равна 647,3°K, для азота 126°K, для кислорода 154,3°K. При комнатной температуре (≈ 300°K) вода может находиться и в жидком, и в газообразном состояниях, а азот и кислород существуют только в виде газов. Испарением называется фазовый переход из жидкого состояния в газообразное.

С точки зрения молекулярно-кинетической теории,

испарение - это процесс, при котором с поверхности жидкости вылетают наиболее быстрые молекулы, кинетическая энергия которых превышает энергию их связи с остальными молекулами жидкости. Это приводит к уменьшению средней кинетической энергии оставшихся молекул, то есть к охлаждению жидкости (если нет подвода энергии от окружающих тел).

Конденсация - это процесс, обратный процессу испарения. При конденсации молекулы пара возвращаются в жидкость.

В закрытом сосуде жидкость и ее пар могут находиться в состоянии динамического равновесия, когда число молекул, вылетающих из жидкости, равно числу молекул, возвращающихся в жидкость из пара, то есть когда скорости процессов испарения и конденсации одинаковы. Такую систему называют двухфазной. Пар, находящийся в равновесии со своей жидкостью, называют насыщенным. Число молекул, вылетающих с единицы площади поверхности жидкости за одну секунду, зависит от температуры жидкости. Число молекул, возвращающихся из пара в жидкость, зависит от концентрации молекул пара и от средней скорости их теплового движения, которая определяется температурой пара.

Изотермы реального газаОтсюда следует, что для данного вещества концентрация молекул пара при равновесии жидкости и ее пара определяется их равновесной температурой. Установление динамического равновесия между процессами испарения и конденсации при повышении температуры происходит при более высоких концентрациях молекул пара. Так как давление газа (пара) определяется его концентрацией и температурой, то можно сделать вывод: давление насыщенного пара p0 данного вещества зависит только от его температуры и не зависит от объема. Поэтому изотермы реальных газов на плоскости (p, V) содержат горизонтальные участки, соответствующие двухфазной системе (рис. 1). Рисунок 1. Изотермы реального газа. Область I – жидкость, область II – двухфазная система. Рисунок 1. Изотермы реального газа. Область I – жидкость, область II – двухфазная система «жидкость + насыщенный пар», область III – газообразное вещество. K – критическая точка

При повышении температуры давление насыщенного пара и его плотность возрастают, а плотность жидкости уменьшается из-за теплового расширения. При температуре, равной критической температуре Tкр для данного вещества, плотности пара и жидкости становятся одинаковыми. При T > Tкр исчезают физические различия между жидкостью и ее насыщенным паром. Если изотермически сжимать ненасыщенный пар при T < Tкр, то его давление будет возрастать, пока не станет равным давлению насыщенного пара.

При дальнейшем уменьшении объема на дне сосуда образуется жидкость и устанавливается динамическое равновесие между жидкостью и ее насыщенным паром. С уменьшением объема все большая часть пара конденсируется, а его давление остается неизменным (горизонтальный участок на изотерме).

Когда весь пар превращается в жидкость, давление резко возрастает при дальнейшем уменьшении объема вследствие малой сжимаемости жидкости. Из газообразного состояния в жидкое можно перейти, минуя двухфазную область. Для этого нужно совершить процесс в обход критической точки K. Один из возможных процессов такого рода показан на рис. 1 ломаной линией ABC. В атмосферном воздухе всегда присутствуют пары воды при некотором парциальном давлении p, которое, как правило, меньше давления насыщенного пара p0. Отношение p / p0, выраженное в процентах, называется относительной влажностью воздуха.

 Испарение, конденсация, кипение. Насыщенные и ненасыщенные пары

Ненасыщенный пар можно теоретически описывать с помощью уравнения состояния идеального газа при обычных для реальных газов ограничениях: давление пара должно быть не слишком велико (практически p ≤ (106–107) Па), а его температура выше некоторого определенного для каждого вещества значения. К насыщенному пару также можно приближенно применять законы идеального газа при условии, что для каждой температуры T давление p0 насыщенного пара определяется по кривой равновесия p0(T) для данного вещества.

Давление p0 насыщенного пара очень быстро возрастает с ростом температуры T. Зависимость p0(T) нельзя получить из законов идеального газа. Давление газа при постоянной концентрации молекул растет прямо пропорционально температуре. В насыщенном паре при повышении температуры возрастает не только средняя кинетическая энергия движения молекул, но и их концентрация.

Поэтому давление насыщенного пара при повышении температуры возрастает быстрее, чем давление идеального газа при постоянной концентрации молекул. Испарение может происходить не только с поверхности, но и в объеме жидкости. В жидкости всегда имеются мельчайшие пузырьки газа. Если давление насыщенного пара жидкости равно внешнему давлению (то есть давлению газа в пузырьках) или превышает его, жидкость будет испаряться внутрь пузырьков. Пузырьки, наполненные паром, расширяются и всплывают на поверхность. Этот процесс называется кипением.

Таким образом, кипение жидкости начинается при такой температуре, при которой давление ее насыщенных паров становится равным внешнему давлению. В частности, при нормальном атмосферном давлении вода кипит при температуре 100°С. Это значит, что при такой температуре давление насыщенных паров воды равно 1 атм. При подъеме в горы атмосферное давление уменьшается, и поэтому температура кипения воды понижается (приблизительно на 1 °С на каждые 300 метров высоты). На высоте 7°Kм давление составляет примерно 0,4 атм, и температура кипения понижается до 70 °С. В герметически закрытом сосуде жидкость кипеть не может, т.°K. при каждом значении температуры устанавливается равновесие между жидкостью и ее насыщенным паром. По кривой равновесия p0(T) можно определять температуры кипения жидкости при различных давлениях. Изображенная на рис. 1 картина изотерм реального газа описывает процессы испарения и конденсации, то есть фазовый переход между газообразной и жидкой фазами вещества.

Типичная фазовая диаграмма веществаНа самом деле эта картина является неполной, т.°K. из газообразного и жидкого состояний любое вещество может перейти в твердое состояние. При заданной температуре T термодинамическое равновесие между двумя фазами одного и того же вещества возможно лишь при определенном значении давления в системе. Зависимость равновесного давления от температуры называется кривой фазового равновесия. Примером может служить кривая равновесия p0(T) насыщенного пара и жидкости. Если кривые равновесия между различными фазами данного вещества построить на плоскости (p, T), то они разбивают эту плоскость на отдельные области, в которых вещество существует в однородном агрегатном состоянии – твердом, жидком или газообразном (рис. 2). Изображенные в координатной системе (p, T) кривые равновесия называются фазовой диаграммой.

Рисунок 2. Типичная фазовая диаграмма вещества. K – критическая точка, T – тройная точка. Область I – твердое тело, область II – жидкость, область III – газообразное вещество

Кривая OT, соответствующая равновесию между твердой и газообразной фазами, называется кривой сублимации. Кривая TK равновесия между жидкостью и паром называется кривой испарения, она обрывается в критической точке K. Кривая TM равновесия между твердым телом и жидкостью называется кривой плавления.Кривые равновесия сходятся в точке T, в которой могут сосуществовать в равновесии все три фазы. Эта точка называется тройной точкой.

Для многих веществ давление pтр в тройной точке меньше 1 атм ≈ 105 Па. Такие вещества при нагревании при атмосферном давлении плавятся. Например, тройная точка воды имеет координаты Tтр = 273,16°K, pтр = 6,02·102 Па. Эта точка используется в качестве опорной для калибровки абсолютной температурной шкалы Кельвина. Существуют, однако, и такие вещества, у которых pтр превышает 1 атм. Так для углекислоты (CO2) давление pтр = 5,11 атм и температура Tтр = 216,5°K. Поэтому при атмосферном давлении твердая углекислота может существовать только при низкой температуре, а в жидком состоянии при p = 1 атм она вообще не существует. В равновесии со своим паром при атмосферном давлении углекислота находится при температуре 173°K или –80 °С в твердом состоянии. Это широко применяемый «сухой лед», который никогда не плавится, а только испаряется (сублимирует).

Задания на закрепление.

Обеспечить деятельность студентов по открытию новых знаний на основе синтеза.

Активизировать познавательную деятельность студентов.

Задачи:

1.В здание необходимо подать 100 000 м3воздуха при температуре 20С и относительной влажности воздуха 70%. Воздух забирают с улицы, где он имеет температуру -5˚С и относительную влажность 90%. Давление насыщенных водяных паров при -5˚С равна 400Па, а при 20˚С – 2.33 кПа. Сколько воды дополнительно испарить в подаваемый воздух.

2.После понижения температуры от 27˚С до 10˚С оказалось, что из каждого кубического метра воздуха выделилось 8 г воды. Какова была относительная влажность воздуха при 27˚С? Давление насыщенного водяного пара при 27˚С равно 3.56 кПа, а при 10˚С – 1.23 кПа.

3.До какой температуры нагреется вода объемом 0.8л, находящаяся в медном калориметре массой 0.7 кг и имеющая температуру 285 К, если ввести в калориметр пар массой 0,05 кг при температуре 373К? Удельная теплоемкость меди 0,28 кДж/(кг·К); удельная теплоемкость меди 0,38 кДж/(кг·К); удельная теплота парообразования воды 2,26 МДж/кг.

4. На улице целый день моросит дождь. В комнате развешено выстиранное белье. Высохнет ли белье, если открыть форточку?

5. В цилиндре под поршнем в объеме V1 = 1м3при температуре t= 30˚С находится смесь азота и насыщенного пара воды. Масса смеси m0 = 286г. Какая масса пара сконденсируется, если объем уменьшится в n раз (n=3) при постоянной температуре? Какое давление pбыло у смеси до сжатия? Давление насыщенного водяного пара при температуре 30˚С равна p1 = 4,2кПа. Молярные массы воды и азота равна соответственно М1=0,018 кг/моль и М2 = 0,028 кг/моль.

Тест

1.Почему перед началом кипения воды слышен характерный шум?

а) всплывающие пузырьки с насыщенным паром лопаются

б) шум объясняется очень быстрым ростом пузырьков

в) шум объясняется отрывом пузырьков от дна сосуда

2. При кипении температура жидкости

а) увеличивается

б) уменьшается

в) не меняется

3. Может ли вода кипеть при температуре более 100С?

а) не может, т. к. 100С – это температура кипения воды

б) может, если нагреватель выделяет очень много тепла

в) может, если атмосферное давление больше нормального

4. Удельная теплота парообразования воды при 1000 С равна 2,3·106 Дж/кг. Какое количество теплоты Q выделится при конденсации 1 кг пара, температура которого равна 100С?

а) Q = 2,3 МДж

б) Q > 2,3 МДж

в) Q < 2,3 МДж

5. Какое количество воды, доведённой до температуры кипения, испарится при сообщении ей 23 кДж энергии?

а) 1 г

б) 10 г

в) 100 г

6. Будет ли кипеть вода в пробирке, опущенной в сосуд с кипящей водой?

а) будет, т.к. вода в пробирке нагревается до температуры кипения

б) будет, т.к. давление над водой в пробирке равно атмосферному

в) не будет, т.к. при равенстве температур энергия к воде в пробирке не поступает

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ 9 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 9 

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Поверхностный слой

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения учебных заданий, когда действия регламентированы четкими правилами, описывающие Поверхностный слой.

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий Поверхностного слоя.

-обеспечить формирование умений по решению задач по Поверхностному слою

-обеспечить обобщение изучаемого материала по теме: «Поверхностный слой»

-обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (учить анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии, обобщать и систематизировать, доказывать и опровергать, объяснять и определять понятия, ставить и решать проблемы);

- развития мировоззрения

- развития памяти;

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания гуманизма и любви к прекрасному;

-подведение студентов к выводу о самоценности человеческих качеств.

-развитие у студентов рефлексивной деятельности.

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--теоретический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

--информационно-рецептивный

-проблемное изложение

-исследовательский

 

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi  -ИКТ

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

3. Повторение, актуализация знаний.               -20 мин.

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -40 мин.

1.Поверхностный слой.

2.Особенности поверхностного слоя.

 

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -15 мин

1. Решение задач.

 

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                         Подготовиться к Лаб. Работе. Дондукова Р.А.

 

 

Преподаватель:                                                                              Бацунова Л.

Вспомни:

  1. Основные свойства жидкостей.

Свойство жидкостей.

Особенности жидкого состояния вещества. Молекулы вещества в жидком состоянии расположены вплотную друг к другу, как и в твердом состоянии. Поэтому объем жидкости мало зависит от давления. Постоянство занимаемого объема является свойством, общим для жидких и твердых тел и отличающим их от газов, способных занимать любой предоставленный им объем.

Возможность свободного перемещения молекул относительно друг друга обусловливает свойство текучести жидкости. Тело в жидком состоянии, как и в газообразном, не имеет постоянной формы. Форма жидкого тела определяется формой сосуда, в котором находится жидкость, действием внешних сил и сил поверхностного натяжения. Большая свобода движения молекул в жидкости приводит к большей скорости диффузии в жидкостях по сравнению с твердыми телами, обеспечивает возможность растворения твердых веществ в жидкостях.

Поверхностное натяжение. С силами притяжения между молекулами и подвижностью молекул в жидкостях связано проявление сил поверхностного натяжения.

Внутри жидкости силы притяжения, действующие на одну молекулу со стороны соседних с ней молекул, взаимно компенсируются. Любая молекула, находящаяся у поверхности жидкости, притягивается молекулами, находящимися внутри жидкости. Под действием этих сил молекулы с поверхности жидкости уходят внутрь жидкости и число молекул, находящихся на поверхности, уменьшается до тех пор, пока свободная поверхность жидкости не достигнет минимального из возможных в данных условиях значения. Минимальную поверхность среди тел данного объема имеет шар, поэтому при отсутствии или пренебрежимо малом действии других сил жидкость под действием сил поверхностного натяжения принимает форму шара.

Свойство сокращения свободной поверхности жидкости во многих явлениях выглядит таким образом, будто жидкость покрыта тонкой растянутой упругой пленкой, стремящейся к сокращению.

Силой поверхностного натяжения называют силу, которая действует вдоль поверхности жидкости перпендикулярно к линии, ограничивающей эту поверхность, и стремится сократить ее до минимума.

Подвесим на крючок пружинного динамометра П-образную проволоку. Длина стороны АВ равна l. Начальное растяжение пружины динамометра под действием силы тяжести проволоки можно исключить из рассмотрения установкой нулевого деления шкалы против указателя действующей силы.

Опустим проволоку в воду, затем будем медленно опускать вниз сосуд с водой (рис. 92). Опыт показывает, что при этом вдоль проволоки образуется пленка жидкости и пружина динамометра растягивается. По показаниям динамометра можно определить силу поверхностного натяжения. При этом следует учесть, что пленка жидкости имеет две поверхности (рис. 93) и сила упругости равна по модулю удвоенному значению силы поверхностного натяжения :

 

 

 

Если взять проволоку со стороной АВ, вдвое большей длины, то значение силы поверхностного натяжения оказывается вдвое большим. Опыты с проволоками разной длины показывают, что отношение модуля силы поверхностного натяжения, действующей на границу поверхностного слоя длиной l, к этой длине есть величина постоянная, не зависящая от длины l. Эту величину называют коэффициентом поверхностного натяжения и обозначают греческой буквой «сигма»:

Коэффициент поверхностного натяжения выражается в ньютонах на метр (Н/м). Поверхностное натяжение различно у разных жидкостей.

Если силы притяжения молекул жидкостей между собой меньше сил притяжения молекул жидкости к поверхности твердого тела, то жидкость смачивает поверхность твердого тела. Если же силы взаимодействия молекул жидкости и молекул твердого тела меньше сил взаимодействия между молекулами жидкости, то жидкость не смачивает поверхность твердого тела.

Капиллярные явления. Особенности взаимодействия жидкостей со смачиваемыми и несмачиваемыми поверхностями твердых тел являются причиной капиллярных явлений.

Капилляром называется трубка с малым внутренним диаметром. Возьмем капиллярную стеклянную трубку и погрузим один ее конец в воду. Опыт показывает, что внутри капиллярной трубки уровень воды оказывается выше уровня открытой поверхности воды.

При полном смачивании жидкостью поверхности твердого тела силу поверхностного натяжения можно считать направленной вдоль поверхности твердого тела перпендикулярно к границе соприкосновения твердого тела и жидкости. В этом случае подъем жидкости вдоль смачиваемой поверхности продолжается до тех пор, пока сила тяжести , действующая на столб жидкости в капилляре и направленная вниз, не станет равной по модулю силе поверхностного натяжения, действующей вдоль границы соприкосновения жидкости с поверхностью капилляра (рис. 94):

, Отсюда получаем, что высота подъема столба жидкости в капилляре обратно пропорциональна радиусу капилляра:

Задания на закрепление.

Обеспечить деятельность студентов по открытию новых знаний на основе синтеза.

Активизировать познавательную деятельность студентов.

Задачи:

1.Определите энергию, освободившуюся при слиянии мелких капель воды радиусом r=2·10-3мм на одну большую каплю радиусом R=2 мм. Считать, что при слиянии мелких капель температура не изменяется. Поверхностное натяжение воды равно σ=7,4·10-2 Н/м.

2.Смачиваемый водой кубик массой m=0,02 кг плавает на поверхности воды. Ребро кубика имеет длину a = 0,03м. На каком расстоянии х от поверхности воды находится нижняя грань кубика?

3.Длинную капиллярную трубку радиусом 0,8мм заполнили водой и перевели в вертикальное положение. Найдите массу жидкости, оставшейся в трубке после того, как часть воды вылилась.

4.Каким образом можно без потерь налить жидкость в сосуд, находясь в условиях невесомости (на космическом корабле)? Как в этих условиях извлечь жидкость из сосуда?

5.Великому датскому физику Н.Бору довелось однажды мыть посуду в горной альпийской хижине. Он был крайне удивлен, увидев, что можно получить чистую посуду с помощью небольшого количества грязной воды и грязной тряпки. В чем здесь дело?

 

№ 10 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 10 

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Лабораторная работа№3 Определение коэф-та поверхностного натяжения жидкости

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения лабораторно-практической работы № 3 когда действия регламентированы четкими правилами

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий физики необходимых для выполнения лабораторно-практической работы;

--обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (учить анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии, обобщать и систематизировать, доказывать и опровергать, объяснять и определять понятия, ставить и решать проблемы);

- способности четко формулировать свои мысли;

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания активной жизненной позиции, честности, человеческой порядочности;

-развития у студентов умений формулировать проблемы, предлагать пути их решения;

-развития у студентов исследовательской культуры (развитие умений использовать научные методы познаний наблюдение, гипотеза, эксперимент)

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--практический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-эвристический

- исследовательский

 

 

 

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi               -ИКТ

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -15 мин.

1.Поверхностоное натяжение

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -60 мин

1.     Лабораторная работа

2.     Решение задач.

 

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                     §5.1-5.2, упр.12 Жданов Л.С. Жданов Г.Л.

 

 

Преподаватель:                                                                     Бацунова Л.В.

 

 

Вспомни:

  1. Что такое коэффициент поверхностного натяжения.
  2. Каков коэффициент поверхностного натяжения?

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА

ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ

 Цель работы: определить коэффициент поверхностного натяжения воды при комнатной температуре.

Приборы и принадлежности: 

сосуд с водой,

мерный стакан.

 

1. КАПЛИ ЖИДКОСТИ И ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ.

Принцип эксперимента. Вывод расчетной формулы

Наблюдая за отрывом капли жидкости от вертикальной узкой трубки, можно определить коэффициент  поверхностного натяжения жидкости.

Коэффициент поверхностного натяжения численно равен силе поверхностного натяжения, действующей на единицу длины границы свободной поверхности жидкости:

                                                     http://phys-bsu.narod.ru/lib/mkt/mkt/208.files/image003.gif                                                 (1)

http://phys-bsu.narod.ru/lib/mkt/mkt/208.files/image008.jpgгде l – длина участка контура, на который действует сила F (см. рис. 3 лаб. раб. № 207, а также небольшое теоретическое введение об энергии поверхностного слоя и поверхностном натяжении жидкостей).

Рассмотрим, как растет капля жидкости при выходе из узкой трубки. Размер капли постепенно нарастает, но отрывается она только тогда, когда достигает определенного размера (см. рис. 1 а).

http://phys-bsu.narod.ru/lib/mkt/mkt/208.files/image011.jpgПока капля недостаточно велика, силы поверхностного натяжения достаточны, чтобы противостоять силе тяжести и предотвратить отрыв. Перед отрывом образуется сужение – шейка капли (рис. 1 b). Пока капля удерживается на конце капиллярной трубки, на нее будут действовать силы:

сила тяжести http://phys-bsu.narod.ru/lib/mkt/mkt/208.files/image007.gif, направленная вертикально вниз и стремящаяся оторвать каплю (рис. 2);

силы поверхностного натяженияhttp://phys-bsu.narod.ru/lib/mkt/mkt/208.files/image009.gif, направленные по касательной к поверхности жидкости и перпендикулярно контуру l шейки капли.

Эти силы стремятся удержать каплю. Результирующая сила поверхностного натяжения http://phys-bsu.narod.ru/lib/mkt/mkt/208.files/image013.gif направлена вверх и равна

                                                     http://phys-bsu.narod.ru/lib/mkt/mkt/208.files/image015.gif                                                 (2)

где l – длина контура шейки капли. Когда сила тяжести станет равна силе поверхностного натяжения произойдет отрыв капли:

                                                   http://phys-bsu.narod.ru/lib/mkt/mkt/208.files/image017.gif

Для модулей сил:

                                                                                                     (3)

С учетом (2) запишем:

http://phys-bsu.narod.ru/lib/mkt/mkt/208.files/image021.gif

Так как длина контура шейки капли

http://phys-bsu.narod.ru/lib/mkt/mkt/208.files/image023.gif

где d – диаметр шейки капли, следовательно

http://phys-bsu.narod.ru/lib/mkt/mkt/208.files/image025.gif

откуда

                                                    http://phys-bsu.narod.ru/lib/mkt/mkt/208.files/image027.gif                                                (4) 

Масса одной капли

http://phys-bsu.narod.ru/lib/mkt/mkt/208.files/image029.gif

где   плотность жидкости (для воды  = 1000 кг/м3), Vк – объем одной капли.

Если посчитать, сколько капель вытечет из капиллярной трубки в мерный стакан, и измерить их объем V, то можно найти объем одной капли:

http://phys-bsu.narod.ru/lib/mkt/mkt/208.files/image031.gif

Тогда коэффициент поверхностного натяжения можно рассчитать по формуле:

                                                   http://phys-bsu.narod.ru/lib/mkt/mkt/208.files/image033.gif                                               (5)   

Формула (5) является рабочей расчетной формулой.

Описанный способ экспериментального определения коэффициента поверхностного натяжения жидкости дает хорошие результаты, несмотря на то, что в действительности отрыв капли происходит не совсем так, как описано выше.

В действительности капля не отрывается по линии окружности шейки. В момент, когда размер капли достигает значения, определяемого равенством (3), шейка начинает быстро сужаться (рис. 1 b), причем ей сопутствует еще одна маленькая капля (рис. 1 с).

Кроме того, в расчетах, диаметр шейки капли в момент отрыва можно принять равным внутреннему диаметру трубки, так как трубка достаточно узкая и ее диаметр сравним с диаметром шейки капли.

Для расчета  по формуле (5) необходимо во время измерения следить за чистотой капилляра и воды. Кроме того, коэффициент поверхностного натяжения   зависит от температуры исследуемой жидкости: с ростом температуры он уменьшается. При комнатной температуре 20 С табличное значение  коэффициента  для дистиллированной воды табл = 72,5103 Н/м.

2. ОПИСАНИЕ РАБОЧЕЙ УСТАНОВКИ И ОБРАБОТКА

http://phys-bsu.narod.ru/lib/mkt/mkt/208.files/image012.jpgРЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

Рабочая установка состоит из сосуда с водой 1, укрепленного на штативе5.

К сосуду прикреплена капиллярная трубка 3 с клапаном 2. Клапан позволяет регулировать поток воды, вытекающей из сосуда 1 в мерный стакан 4.

При открытом клапане 2 вода капает из трубки 3 в мерный стакан 4. Если посчитать число капель N и измерить их объем в мерном стакане V, а также, зная диаметр капилляра d, можно найти коэффициент поверхностного натяжения воды .

  1. Налить воду в сосуд 1.

2.      Открыть клапан 2, так чтобы вода из капиллярной трубки 3 вытекала по одной капле.

3.      Посчитать, сколько капель вытечет из трубки, чтобы мерный стакан был заполнен до объема V  520 мл (по указанию преподавателя) (1 мл = 106 м3).

4.      Занести в таблицу число капель N  и объем V жидкости в мерном стакане.

5.      Опыт повторить 3 – 4 раза.

6.      Рассчитать коэффициент поверхностного натяжения по формуле (5).Значение диаметра капилляра d спросите у преподавателя или у лаборанта.

7.      Измерить температуру окружающей среды.

8.      Сравнить рассчитанное значение коэффициента поверхностного натяжения с табличным (см. выше).

9.      Рассчитать абсолютную   и относительную Е погрешности искомой величины:

                           http://phys-bsu.narod.ru/lib/mkt/mkt/208.files/image037.gif   и   http://phys-bsu.narod.ru/lib/mkt/mkt/208.files/image039.gif

Таблица результатов  

№опыта

t

V

N

d

http://phys-bsu.narod.ru/lib/mkt/mkt/208.files/image041.gif

Е

 

C

м3

 

м

Н/м

Н/м

Н/м

%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. ВОПРОСЫ ДЛЯ ДОПУСКА К РАБОТЕ

  1. Какова цель работы?
  2. Что называется коэффициентом поверхностного натяжения?
  3. Напишите рабочую формулу и поясните входящие в нее величины.
  4. Опишите рабочую установку и порядок выполнения работы.

 

                                            


№ 11 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 11 

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Лабораторно-практическая работа №4 Определение относительной влажности воздуха

 

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения лабораторно-практической работы №4, когда действия регламентированы четкими правилами

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий физики необходимых для выполнения лабораторной работы;

--обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (учить анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии, обобщать и систематизировать, доказывать и опровергать, объяснять и определять понятия, ставить и решать проблемы);

- способности четко формулировать свои мысли;

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания активной жизненной позиции, честности, человеческой порядочности;

-развития у студентов умений формулировать проблемы, предлагать пути их решения;

-развития у студентов исследовательской культуры (развитие умений использовать научные методы познаний наблюдение, гипотеза, эксперимент)

Сабақтың түрi

Тип урока:                                                                                                              - практический

Оқыту əдiстерi

Методы обучения                                                                                - повторительно – объяснительный.

 

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi -ИКТ

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

 

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -15 мин.

 

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -60 мин

1.     Лабораторная работа

2.     Решение задач.

 

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                              Д.з.  § 9.1-9.2, упр. 13 Рымкеевич.

 

Преподаватель:                                                                              Бацунова Л.В.

 

 

 

 

 

Вспомни:

1. Что называется парообразованием?

2. Что называется испарением?

3. От чего зависит испарение и при какой температуре происходит процесс испарения?

 4. Что такое конденсация, и что происходит с внутренней энергией вещества при конденсации?

5. Что такое динамическое равновесие?

6. Какой пар называется насыщенным, а какой не насыщенным?

7. Что такое кипение?

8. Что происходит с температурой кипения жидкости в процессе кипения и от чего она зависит?

 9. Как изменяется температура кипения жидкости при изменении внешнего давления?

10. Что показывает удельная теплота парообразования?

Лабораторно – практическая работа №3.

«Определение относительной влажности воздуха».

 

Цель работы: с помощью психрометра и простейшего гигрометра определить относительную влажность воздуха.

 

Оборудование:

            1. Психрометр.

            2. Простейший гигрометр.

 

I. Проведение эксперимента.

Термометр

            1. Для определения влажности воздуха психрометр подвешивают на штативе.

            2. Обращают внимание, чтобы вода смачивала всю марлю, охватывающую шарик термометра.

            3. Вычисляют разность температур между сухим и влажным термометрами и по психометрической таблице, определяют относительную влажность воздуха.

            4. Сравнивают снятые показания.

 

56

 
II. Результаты опыта.

 

Температура окружающего воздуха

Температура появления росы

Температура исчезновения росы.

 

 

 

среднее

 

 

 

III. Вывод о проделанной работе:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ 12 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 12

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Характеристика твердых тел. Кристаллы

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения учебных заданий, когда действия регламентированы четкими правилами, описывающие характеристику твердых тел. Кристаллы.

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных характеристик твердых тел.

-обеспечить формирование умений по решению задач по заданной теме.

-обеспечить обобщение изучаемого материала по заданной теме.

-обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (учить анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии, обобщать и систематизировать, доказывать и опровергать, объяснять и определять понятия, ставить и решать проблемы);

- развития мировоззрения

- развития памяти;

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания гуманизма и любви к прекрасному;

-подведение студентов к выводу о самоценности человеческих качеств.

-развитие у студентов рефлексивной деятельности.

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--теоретический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-объяснительно-иллюстративный

-информационно-рецептивный

 

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi     -ИКТ

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

3. Повторение, актуализация знаний.               -20 мин.

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -40 мин.

1.Твёрдые тела и их характеристика.

2.Кристаллы.

 

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -15 мин

1. Решение задач.

 

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                              № 659, 663 Жданов Л.С., Жданов Г.Л.

 

 

Преподаватель:                                                                              Бацунова Л.В.

 

 

Вспомни:

1.Какие состояния вещества вы знаете?

2.Какими свойствами обладают тела в твёрдом состоянии?

3. Назовите несколько твёрдых тел.

4. Сравните свойства, найдите сходство и различие.

5. Как вы думаете, в чём заключаются отличия физических свойств различных тел?

 

Напомним, что обычно вещество называют твердым, если оно сохраняет свою форму и свой объем. Однако это лишь внешние признаки, характеризующие твердое состояние вещества. С физической точки зрения наличие этих признаков не дает возможности четко разграничить твердое и жидкое состояния вещества. По этим признакам, например, аморфные вещества являются твердыми, хотя по внутреннему строению они являются жидкостями.

При изучении твердых веществ было обнаружено, что многие твердые тела в природе имеют гладкие плоские поверхности, расположенные под определенными углами, а иногда и форму правильных многогранников. Такие твердые тела называют монокристаллами (от греческого «моно» — один). Чаще всего монокристаллы имеют очень маленькие размеры, хотя, например, монокристаллы горного хрусталя иногда бывают величиной с человеческий рост.

Изучение внутреннего строения кристаллов с помощью рентгеновских лучей позволило установить, что частицы в кристаллах (молекулы, атомы и ионы) имеют правильное расположение, т. е. образуют кристаллическую (пространственную) решетку. Точки в кристаллической решетке, соответствующие наиболее устойчивому положению равновесия частиц твердого тела, называются узлами решетки.

IMG_20140705_0002_crУзлы решетки имеют правильное расположение, которое периодически повторяется внутри кристалла. Это означает, что если на какой-либо прямой расстояние между ближайшими узлами равно α (рис. 11.1), то на расстоянии па от первого узла на этой прямой в кристаллической решетке будет находиться такой же п-й узел. Расположение узлов в кристаллической решетке повторяется вдоль любой прямой (I—IV на рис. 11.1). Правильное расположение частиц в узлах решетки кристалла называют дальним порядком в расположении частиц.

Итак, в физике под твердыми телами подразумевают только такие вещества, у которых имеется кристаллическое строение. Иначе говоря, у твердого тела обязательно должен быть дальний порядок в расположении его частиц.

Вспомни:

Задания на закрепление.

Обеспечить деятельность студентов по открытию новых знаний на основе синтеза.

Активизировать познавательную деятельность студентов.

Тесты

I вариант

1.В металлических кристаллах все ионы положительны. Почему же кристаллы не распадаются?

а) ионы удерживают силы притяжения.

б) ионы отталкиваются, а атомы притягиваются.

в) между ионами есть электронный газ.

г) нет правильного ответа.

2.Стекло – это кристаллическое вещество или аморфное?

а) кристаллическое б) аморфное в) может быть кристаллическим и аморфным. г) нет верного ответа.

3.Вставьте пропущенные слова.

Только кристаллические тела по своим свойствам могут быть……….,

и их температура плавления………..

(постоянна, не постоянна, анизотропными, изотропными)

4.Анизотропия это:

а) зависимость физических свойств от направления внутри кристалла

б) разрушение кристалла при деформации

в) независимость физических свойств от направления внутри кристалла

г) основная характеристика аморфного тела.

5.Два одинаковых кубика: один из амофного вещества (стекло), а другой из кристаллического (кварц) опущены в горячую воду. Сохранят ли они свою форму?

а) сохранит форму только стеклянный кубик

б) оба сохранят форму

в) сохранит форму только кварцевый кубик

г) оба не сохранят форму

6. Все ли кристаллические тела анизотропны?

а) да, все

б) только монокристаллы

в) только поликристаллы

г) могу быть анизотропными, а могут быть и изотропными.

II вариант

1.Почему в природе не существует кристаллов шарообразной формы?

а) форма кристалла по разным направлениям различна.

б) форма кристалла по разным направлениям одинакова.

в) кристаллические решётки это многогранники.

г) нет верного ответа.

2.Почему алмаз имеет большую прочность, чем графит?

а) алмаз - драгоценный камень

б) форма кристаллической решётки алмаза одинаково сопротивляется разрушающим силам во всех направлениях.

в) алмаз не проводит электричество.

г) у алмаза есть анизотропия.

3.Какое из нижеперечисленных свойств характерно только для аморфного тела?

а) низкая теплопроводность

б) анизотропия

в) определённая температура плавления.

г) отсутствие определённой температуры плавления.

4.Кристаллическое состояние твёрдого тела

а) энергетически менее устойчиво, чем аморфного

б) энергетически более устойчиво, чем аморфного

в) одинаково устойчиво с аморфным

г) все ответы неполные

5.Почему в таблице температур плавления веществ не указано стекло?

а) стекло аморфно и не имеет определённой температуры плавления

б) стекло имеет разные температуры плавления

в) стекло не плавится

г) среди ответов нет правильного.

6.Что такое полиморфизм?

а) образование различных структур различными атомами

б) образование одинаковых структур различными атомами

в) образование различных структур одинаковыми атомами

г) образование одинаковых структур одинаковыми атомами.

Задачи.

1. Определите максимальную высоту здания, которое можно построить из кирпича, если плотность кирпича ρ = 1,8 • 103 кг/м3, а предел прочности кирпича на сжатие с учетом шестикратного запаса прочности составляет σ = 3 • 106 Па.

2. Какой минимальный диаметр должен иметь стальной трос подъемного крана, если максимальная масса поднимаемого груза m = 5т? Предел прочности стальной проволоки с учетом пятикратного запаса прочности равен 1,1 108 Па. [2 см]

3. Чему равно абсолютное удлинение Δl стального троса длиной 10 м и диаметром 2 см при подвешивании к нему груза массой 2 т? Модуль Юнга для стали 2 • 1011 Па.

4. Сечение бедренной кости человека (в средней ее части) напоминает пустотелый цилиндр с внешним радиусом 11 мм и внутренним 5 мм. Предел прочности костной ткани на сжатие 170 МПа. Груз какой минимальной массы под действием силы тяжести, направленной вдол

5. Определите модуль упругости хрящевой ткани, поперечное сечение которой 1 см2, если растяжение ткани силой 100 Н вызывает ее относительное удлинение 4,2%. [24 МПа]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ 13 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 13

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Механические свойства твердых тел

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения учебных заданий, когда действия регламентированы четкими правилами, описывающие механические свойства твердых тел.

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий механических свойств твердых тел.

-обеспечить формирование умений по решению задач по данной теме.

-обеспечить обобщение изучаемого материала по теме: «Механические свойства твердых тел»

-обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (учить анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии, обобщать и систематизировать, доказывать и опровергать, объяснять и определять понятия, ставить и решать проблемы);

- развития элементов творческой деятельности (интуиция, пространственного воображения, смекалки)

- развития критического мышления, групповой самоорганизации, умения вести диалог.

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания активной жизненной позиции, честности, человеческой порядочности;

-воспитания в студентах средствами урока уверенности в своих силах..

-развития у студентов исследовательской культуры (развитие умений использовать научные методы познаний: наблюдение, гипотеза, эксперимент).

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--теоретический

 

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-объяснительно-иллюстративный

-репродуктивный

-исследовательский

 

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi          -ИКТ

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

3. Повторение, актуализация знаний.               -20 мин.

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -40 мин.

1.Механические свойства твёрдых тел.

2.Особенности твёрдых тел.

 

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -15 мин

1. Решение задач.

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                              § 33-34 упр. 23 Кронгарт Б.А., Кем В.И.

 

Преподаватель:                                                                              Бацунова Л.В.

 

 

 

Вспомни:

1) Что такое деформация?

2) Какие виды деформации вы знаете?

3) Какая сила возникает при деформации тела?

4) Как направлена сила упругости?

5) Закон Гука:

Внешнее механическое воздействие на тело вызывает смещение атомов из равновесных положений и приводит к изменению формы и объема тела, т. е. к его деформации. Самые простые виды деформации — растяжение и сжатие. Растяжение испытывают тросы подъемных кранов, канатных дорог, буксирные тросы, струны музыкальных инструментов. Сжатию подвергаются стены и фундаменты зданий. Изгиб испытывают балки перекрытий в зданиях, мостах. Деформация изгиба сводится к деформациям сжатия и растяжения, различным в разных частях тела.

Деформация и напряжение. Деформацию сжатия и растяжения можно характеризовать абсолютным удлинением Δl , равным разности длин образца до растяжения l0 и после него l :

http://physics.kgsu.ru/school/sprav_mat/formuli_2/482.gif.

Абсолютное удлинение http://physics.kgsu.ru/school/sprav_mat/formuli_2/480.gif при растяжении положительно, при сжатии имеет отрицательное значение.

   Отношение абсолютного удлинения http://physics.kgsu.ru/school/sprav_mat/formuli_2/480.gif к длине образца http://physics.kgsu.ru/school/sprav_mat/formuli_2/481.gif называется относительным удлинением http://physics.kgsu.ru/school/sprav_mat/formuli_2/490.gif:

http://physics.kgsu.ru/school/sprav_mat/formuli_2/483.gif. (30.1)

При деформации тела возникают силы упругости. Физическая величина, равная отношению модуля силы упругости к площади сечения тела, называется механическим напряжением http://physics.kgsu.ru/school/sprav_mat/formuli_2/489.gif:

http://physics.kgsu.ru/school/sprav_mat/formuli_2/484.gif. (30.2)

За единицу механического напряжения в СИ принят паскалъ (Па). http://physics.kgsu.ru/school/sprav_mat/formuli_2/485.gif.

Модуль упругости. При малых деформациях напряжение прямо пропорционально относительному удлинению:

http://physics.kgsu.ru/school/sprav_mat/formuli_2/486.gif. (30.3)

Коэффициент пропорциональности Е в уравнении (30.3) называется модулем упругости. Модуль упругости одинаков для образцов любой формы и размеров, изготовленных из одного материала:

http://physics.kgsu.ru/school/sprav_mat/formuli_2/487.gif. (30.4)

Из формулы (30.4) следует, что

http://physics.kgsu.ru/school/sprav_mat/formuli_2/488.gif. (30.5)

Сравнив выражение (30.5) с законом Гука, получим, что жесткость k стержня пропорциональна произведению модуля Юнга на площадь поперечного сечения стержня и обратно пропорциональна его длине.

Диаграмма растяжения. Зависимость напряжения http://physics.kgsu.ru/school/sprav_mat/formuli_2/489.gif от относительного удлинения http://physics.kgsu.ru/school/sprav_mat/formuli_2/490.gif является одной из важнейших характеристик механических свойств твердых тел. Графическое изображение этой зависимости называется диаграммой растяжения. По оси ординат откладывается механическое напряжение http://physics.kgsu.ru/school/sprav_mat/formuli_2/489.gif, по оси абсцисс — относительное удлинение http://physics.kgsu.ru/school/sprav_mat/formuli_2/490.gif(рис. 102).

http://physics.kgsu.ru/school/sprav_mat/pic_2/0078r2.gif

Закон Гука выполняется при небольших деформациях. Максимальное напряжение http://physics.kgsu.ru/school/sprav_mat/formuli_2/491.gif, при котором еще выполняется закон Гука, называется пределом пропорциональности. За пределом пропорциональности (точка А) напряжение перестает быть пропорциональным относительному удлинению; до некоторого напряжения после снятия нагрузки размеры тела восстанавливаются полностью. Такая деформация называется упругой. Максимальное напряжение http://physics.kgsu.ru/school/sprav_mat/formuli_2/493.gif, при котором деформация еще остается упругой, называется пределом упругости (точка В). Большинство металлов испытывает упругую деформацию до значений http://physics.kgsu.ru/school/sprav_mat/formuli_2/492.gif.

   При напряжениях, превышающих предел упругости http://physics.kgsu.ru/school/sprav_mat/formuli_2/493.gif, образец после снятия нагрузки не восстанавливает свою форму или первоначальные размеры. Такие деформации называются остаточными или пластическими.

   В области пластической деформации (участок CD) деформация происходит почти без увеличения напряжения. Это явление называется текучестью материала.

   Материалы, у котерых область текучести CD значительна, могут без разрушения выдерживать большие деформации. Если же область текучести материала почти отсутствует, он без разрушения сможет выдержать лишь небольшие деформации. Такие материалы называются хрупкими. Примерами хрупких материалов могут служить стекло, кирпич, бетон, чугун.

   За пределом текучести кривая напряжений поднимается и достигает максимума в точке Е. Напряжение, соответствующее точке Е, называется пределом прочности http://physics.kgsu.ru/school/sprav_mat/formuli_2/494.gif. После точки Е кривая идет вниз и дальнейшая деформация вплоть до разрыва (точка К) происходит при все меньшем напряжении.

Дефекты в кристаллах. Способы повышения прочности твердых тел. Кристаллическими телами являются все металлические изделия — стальные каркасы зданий и мостов, рельсы железных дорог, линии электропередач, станки, машины, поезда, самолеты.

   Одной из важнейших задач науки и техники является создание прочных и надежных машин, станков и зданий с минимальной затратой металлов и других материалов.

   Сравнение реальной прочности кристаллов со значениями, полученными на основании теоретических расчетов, обнаруживает весьма существенные расхождения. Теоретический предел прочности в десятки и даже в сотни раз превосходит значения, получаемые при испытаниях реальных образцов.

   Оказалось, что причина расхождения теории и эксперимента заключается в наличии внутренних и поверхностных дефектов в строении кристаллических решеток.

http://physics.kgsu.ru/school/sprav_mat/pic_2/0079r1.gif   Самые простые дефекты в идеальной кристаллической решетке — точечные дефекты — возникают при замещении собственного атома чужеродным, внедрении атома в пространство между узлами решетки или при отсутствии атома в одном из узлов кристаллической решетки (рис. 103).

 

Другой вид дефектов — линейные дефекты — возникает при нарушениях http://physics.kgsu.ru/school/sprav_mat/pic_2/0079r2.gifв порядке расположения атомных плоскостей в кристаллах. Пример такого нарушения в структуре кристалла представлен на рисунке 104.

 

Деформация и разрушение кристалла с линейным дефектом облегчаются потому, что вместо одновременного разрыва всех связей между атомами двух плоскостей становится возможным поочередный разрыв небольшого числа связей между атомами с постепенным перемещением дефекта в кристалле.

   Для получения кристаллических материалов с высокой прочностью нужно выращивать монокристаллы без дефектов. Это очень сложная задача, и поэтому в практике этот путь пока широкого распространения не получил.

   Большинство современных методов упрочнения материалов основано на другом способе. Для упрочнения кристалла с дефектами в решетке можно создать условия, при которых перемещение дефектов в кристалле затрудняется. Препятствием для перемещения дефектов в кристалле могут служить другие дефекты, специально созданные в кристаллической решетке. Так, для увеличения прочности стали применяется легирование стали — введение в расплав небольших добавок хрома, вольфрама и других элементов. Внедрение атомов чужеродных элементов в решетку кристаллов железа затрудняет перемещение линейных дефектов при деформации кристаллов, прочность стали повышается при этом примерно в три раза. Дополнительные дефекты в кристаллической решетке создаются при протяжке, дробеструйной обработке металлов. Эти виды обработки могут повышать прочность материалов примерно в два раза.

Задания на закрепление.

Обеспечить деятельность студентов по открытию новых знаний на основе синтеза.

Активизировать познавательную деятельность студентов.

Тесты

Вариант 1

1.Как изменится механическое напряжение, возникающее в стальном стержне, если, не меняя действующей на него силы и площади поперечного сечения стержня, его длину увеличить в два раза?

2.Единица механического напряжения в СИ 

1) Па 2) Н 3) Н/м 4) Дж/м2.

3.Модуль Юнга характеризует 

1) механические свойства тела 2) механические свойства вещества, из которого сделано тело 3) форму тела 4) форму и объем тела

4.Чему равно механическое напряжение, возникающее в медной проволоке при ее относительном удлинении 0,002? Модуль Юнга меди 1,01011 Па. 

1) 0,51014 Па 2) 1,01011 Па 3) 4,0108 Па 4) 2,0108 Па.

5.Запас прочности чугуна равен 7. Это означает, что 

1) допустимое механическое напряжение в 7 раз больше предела прочности 2) допустимое механическое напряжение в 7 раз меньше предела прочности 3) предел прочности чугуна в 7 раз больше модуля Юнга 4) предел прочности чугуна в 7 раз меньше модуля Юнга.

Вариант 2

1.Как изменится механическое напряжение, возникающее в стальном стержне, если, не меняя действующей на него силы и площади поперечного сечения стержня, его длину уменьшить в 2 раза? 

1) увеличится в 2 раза 2) уменьшится в 2 раза 3) не изменится 4) уменьшится в 4 раза.

2.Единица модуля Юнга в СИ 

1) Па 2) Н 3) Н/м 4) модуль Юнга – величина безразмерная.

3.Жесткость тела зависит 

1) от длины и площади поперечного сечения тела 2) только от свойств вещества, из которого сделано тело 3) только от формы тела 4) от длины, площади поперечного сечения тела и от свойств вещества, из которого оно сделано.

4.Чему равно механическое напряжение, возникающие в стальной проволоке при ее относительном удлинении 0,004? Модуль Юнга стали 2,01011 Па

1) 0,51014 Па 2) 2,01011 Па 3) 1,6109 Па 4) 8,0108 Па.

5.Запас прочности дерева равен 8. Это означает, что

 1) предел прочности дерева в 8 раз больше модуля Юнга 2) предел прочности дерева в 8 раз меньше модуля Юнга 3) допустимое механическое напряжение в 8 раз больше предела прочности 4) допустимое механическое напряжение в 8 раз меньше предела прочности.

Задачи.

1. Плуг сцеплен с трактором стальным тросом. Допустимое напряжение материала троса σ = 20 ГПа. Какой должна быть площадь поперечного сечения троса, если сопротивление почвы движению плуга равно 1,6 · 105 Н?

2. К закрепленной одним концом проволоке диаметром 2 мм подвешен груз массой 10 кг.  Найти механическое напряжение в проволоке.

3.Какую наименьшую длину должна иметь свободно подвешенная за один конец стальная проволока, чтобы она разорвалась под действием силы тяжести? Предел прочности стали равен 3,2 · 108 Па, плотность – 7800 кг/м3.

4. Под действием силы 100 Н проволока длиной 5 м и площадью поперечного сечения 2,5 мм2 удлинилась на 1 мм. Определить напряжение, испытываемое проволокой, и модуль Юнга.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ 14 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 14

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Лабораторная работа №4 Определение коэф-та линейного расширения твёрдого тела

 

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения лабораторно-практической работы №4, когда действия регламентированы четкими правилами

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий физики необходимых для выполнения лабораторно-практической работы;

--обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (учить анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии, обобщать и систематизировать, доказывать и опровергать, объяснять и определять понятия, ставить и решать проблемы);

- способности четко формулировать свои мысли;

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания активной жизненной позиции, честности, человеческой порядочности;

-развития у студентов умений формулировать проблемы, предлагать пути их решения;

-развития у студентов исследовательской культуры (развитие умений использовать научные методы познаний наблюдение, гипотеза, эксперимент)

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--практический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-эвристический

- исследовательский

 

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi        -ИКТ

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

 

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -15 мин.

 

 

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -60 мин

1.     Лабораторная работа

2.     Решение задач.

 

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                              § 35-36 упр. 24 Жданов Л.С., Жданов Г.Л.

 

 

Преподаватель:                                                                     Бацунова Л.В.

 

 

Лабораторно – практическая работа №4.

Тема: Определение коэффициента линейного расширения твердых тел.

 

Цель работы:           умение производить расчет коэффициента линейного расширения твердых тел.

 

Оборудование:

1. Прибор для определения коэффициента линейного расширения.

2. Плитка электрическая или другой нагреватель.

3. Колба с пробкой.

4. Стеклянные или резиновые трубки – паропроводом.

5. Кристаллизатор.

6. Линейка масштабная.

7. Термометр комнатный.

8. Микрометр (или индикатор) позволяющий производить измерения.

 

Вспомни:

1. Что происходит с телами при охлаждении и расширении?

2. Почему тела расширяются? Что изменяется у тела в процессе расширения?

 

I. Проведение эксперимента, обработка результатов измерений.

60

 
 


Чайник

            Масштабной линейкой измеряют длину стержня и устанавливают его между стойками прибора.

После установки стержня подводят к нему подвижный упор и производят первое измерение расстояния между подвижным упором и стойкой. Затем наливают в колбу воду, устанавливают на нагреватель, и соединяют при помощи резиновой трубки со стеклянной муфтой прибора. На второй тубус муфты надевают небольшой резиновый патрубок и направляют свободный его конец в кристаллизатор для стока конденсированной воды. Включают нагреватель и с момента кипения воды производят вторичное измерение расстояния между подвижным упором и стойкой. Разность между результатом двух измерений микрометра покажет удлинений стержня от нагревания.

            Рисунок

            Полученный результат заносят в таблицу.

 

№ п/п

Наименование материала

L

(м)

d1

(м)

d2

(м)

l

(м)

t1

ºC

t2

ºC

t

α

град-1

1.

Алюминий

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

Сталь

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

Латунь

 

 

 

 

 

 

 

 

           

 

 

Значение α определяется по формуле:

α – коэффициент линейного расширения в град -1

t1 температура стержня до нагревания.

42

 
t2температура стержня после нагревания.

lудлинение стержня от нагревания.

Lпервоначальная длина стержня.

Вывод о проделанной работе.

 

Практические замечания.

            При установке испытываемого стержня в прибор должны быть установлены зазоры между пробкой, вставленную в обогревающую муфту, и стойкой, неподвижного упора, а также пробкой и опорным кронштейном. Это необходимо для того, чтобы стержни надежно касались упоров.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ 15 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 15 

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Внутренняя энергия идеального газа. Изменение внутренней энергии

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения учебных заданий, когда действия регламентированы четкими правилами, описывающие внутреннюю энергию идеального газа.

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных изменений внутренней энергии.

-обеспечить формирование умений по решению задач по данной теме.

-обеспечить обобщение изучаемого материала по теме по данной теме

-обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (учить анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии, обобщать и систематизировать, доказывать и опровергать, объяснять и определять понятия, ставить и решать проблемы);

- развития элементов творческой деятельности (интуиция, пространственного воображения, смекалки)

- развития критического мышления, групповой самоорганизации, умения вести диалог.

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания активной жизненной позиции, честности, человеческой порядочности;

-воспитания в студентах средствами урока уверенности в своих силах..

-развития у студентов исследовательской культуры (развитие умений использовать научные методы познаний: наблюдение, гипотеза, эксперимент).

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--теоретический

 

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-объяснительно-иллюстративный

-репродуктивный

-исследовательский

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi             -ИКТ

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

3. Повторение, актуализация знаний.               -20 мин.

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -40 мин.

1.Внутренняя энергия идеального газа.

2.Изменение внутренней энергии.

 

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -15 мин

1. Решение задач.

 

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                              § 37-39 упр. 25 Жданов Л.С., Жданов Г.Л.

 

Преподаватель:                                                                     Бацунова Л.В.

 

Вспомни:

1. Что такое внутренняя энергия?

2.Идеальный газ?

3. Свойства идеального газа

Одним из важнейших понятий термодинамики является внутренняя энергия тела. Все макроскопические тела обладают энергией, заключенной внутри самих тел. С точки зрения молекулярно-кинетической теории внутренняя энергия вещества складывается из кинетической энергии всех атомов и молекул и потенциальной энергии их взаимодействия друг с другом. В частности, внутренняя энергия идеального газа равна сумме кинетических энергий всех частиц газа, находящихся в непрерывном и беспорядочном тепловом движении. Отсюда вытекает закон Джоуля, подтверждаемый многочисленными экспериментами.

 Внутренняя энергия идеального газа зависит только от его температуры и не зависит от объема

Молекулярно-кинетическая теория приводит к следующему выражению для внутренней энергии одного моля идеального одноатомного газа (гелий, неон и др.), молекулы которого совершают только поступательное движение:

Поскольку потенциальная энергия взаимодействия молекул зависит от расстояния между ними, в общем случае внутренняя энергия U тела зависит наряду с температурой T также и от объема V:

U = U (T, V).

Таким образом, внутренняя энергия U тела однозначно определяется макроскопическими параметрами, характеризующими состояние тела. Она не зависит от того, каким путем было реализовано данное состояние. Принято говорить, что внутренняя энергия является функцией состояния.

Внутренняя энергия тела может изменяться, если действующие на него внешние силы совершают работу (положительную или отрицательную). Например, если газ подвергается сжатию в цилиндре под поршнем, то внешние силы совершают над газом некоторую положительную работу A'. В то же время силы давления, действующие со стороны газа на поршень, совершают работу A = –A'. Если объем газа изменился на малую величину ΔV, то газ совершает работу pSΔx = pΔV, где p – давление газа, S – площадь поршня, Δx – его перемещение (рис. 3.8.1). При расширении работа, совершаемая газом, положительна, при сжатии – отрицательна. В общем случае при переходе из некоторого начального состояния (1) в конечное состояние (2) работа газа выражается формулой:

 или в пределе при ΔVi → 0:

Работа газа при расширении

Работа численно равна площади под графиком процесса на диаграмме (p, V). Величина работы зависит от того, каким путем совершался переход из начального состояния в конечное. На рис. изображены три различных процесса, переводящих газ из состояния (1) в состояние (2). Во всех трех случаях газ совершает различную работу.

 

 

Три различных пути перехода из состояния (1) в состояние (2). Во всех трех случаях газ совершает разную работу, равную площади под графиком процесса

Процессы, изображенные на рис., можно провести и в обратном направлении; тогда работа A просто изменит знак на противоположный. Процессы такого рода, которые можно проводить в обоих направлениях, называются обратимыми.

В отличие от газа, жидкости и твердые тела мало изменяют свой объем, так что во многих случаях работой, совершаемой при расширении или сжатии, можно пренебречь. Однако, внутренняя энергия жидких и твердых тел также может изменяться в результате совершения работы. При механической обработке деталей (например, при сверлении) они нагреваются. Это означает, что изменяется их внутренняя энергия. Другим примером может служить опыт Джоуля (1843 г.) по определению механического эквивалента теплоты (рис. 3.8.3). При вращении вертушки, погруженной в жидкость, внешние силы совершают положительную работу (A' > 0); при этом жидкость из-за наличия сил внутреннего трения нагревается, т. е. увеличивается ее внутренняя энергия. В этих двух примерах процессы не могут быть проведены в противоположном направлении. Такие процессы называются необратимыми.

Упрощенная схема опыта Джоуля по определению механического эквивалента теплоты

Внутренняя энергия тела может изменяться не только в результате совершаемой работы, но и вследствие теплообмена. При тепловом контакте тел внутренняя энергия одного из них может увеличиваться, а другого – уменьшаться. В этом случае говорят о тепловом потоке от одного тела к другому. Количеством теплоты Q, полученным телом, называют изменение внутренней энергии тела в результате теплообмена.

Передача энергии от одного тела другому в форме тепла может происходить только при наличии разности температур между ними.

Тепловой поток всегда направлен от горячего тела к холодному.

Количество теплоты Q является энергетической величиной. В СИ количество теплоты измеряется в единицах механической работы – джоулях (Дж).

Задания на закрепление.

Обеспечить деятельность студентов по открытию новых знаний на основе синтеза.

Активизировать познавательную деятельность студентов.

ТЕСТЫ

1. В p, V координатах, где p — давление в килопаскалях, а V — объем в литрах, график циклического процесса в идеальном газе имеет вид прямых, соединяющих точки (100; 3), (200; 3) и (200; 5). Определить работу газа за цикл.

a) 400 Дж

b) 80 Дж

c) 100 Дж

d) 200 Дж

e) 220 Дж

f) затрудняюсь ответить

2. В цилиндре под поршнем находится некоторое количество газа, занимающего при температуре t1 = 27 °C и давлении p = 2×105 Н/м2 объем V = 9×10−3 м3. Какую работу A пришлось совершить, сжимая газ при постоянном давлении, если его температура при этом повысилась до t2 = 77 °С? Трение между стенками цилиндра и поршнем отсутствует.

a) 300 Дж

b) 200 Дж

c) 400 Дж

d) 150 Дж

e) нет правильного ответа

f) затрудняюсь ответить

3. Одноатомный газ, находящийся при нормальных условиях в закрытом сосуде объемом 20 л, охладили на 91 К. Найти изменение внутренней энергии газа.

a) 2200 Дж

b) 4100 Дж

c) 3000 Дж

d) 4600 Дж

e) 2800 Дж

f) затрудняюсь ответить

4. До какой температуры необходимо изобарно нагреть 700 г азота, находящегося при температуре 291 К, чтобы работа расширения газа оказалась равной 41,5 кДж?

a) 425К

b) 373К

c) 491К

d) 360К

e) 526К

f) затрудняюсь ответить

5. В вертикально расположенном цилиндре под поршнем находится газ объемом 2 л при температуре 299 K. Найти работу расширения газа при нагревании его на 100 K. Масса поршня 10 кг, его площадь 50 см2, атмосферное давление нормальное.

a) 40Дж

b) 140Дж

c) 60Дж

d) 120Дж

e) 80Дж

f) затрудняюсь ответить

6. В вертикальном цилиндре под поршнем находится газ объемом 200 см3 при температуре 350 K. Масса поршня 30 кг, площадь основания 100 см2. Газ нагрели на 100 K, сообщив ему 50 кДж теплоты. Найти изменение внутренней энергии газа. Трением поршня о стенки сосуда пренебречь. Атмосферное давление нормальное.

a) 50кДж

b) 5000Дж

c) 0.5МДж

d) 500Дж

e) нет правильного ответа

f) затрудняюсь ответить

7. 5 моль идеального газа нагревают на 10 К так, что температура газа меняется пропорционально квадрату объема газа. Какую работу совершает газ при нагревании?

a) 75 Дж

b) 104 Дж

c) 135Дж

d) 207.5 Дж

e) 415 Дж

f) затрудняюсь ответить

8. В осях V (объем), p (давление) график процесса в идеальном одноатомном газе имеет вид прямой, соединяющей точки (0,8 л; 100 кПа) и (1 л; 80 кПа). Определите максимальное значение внутренней энергии газа в ходе процесса. Масса газа постоянна.

a) 202.5 Дж

b) 121.5 Дж

c) 75.5 Дж

d) 145 Дж

e) нет правильного ответа.

f) затрудняюсь ответить

9. При изобарическом нагревании аргон совершил работу A = 8 Дж. Какое количество теплоты было сообщено газу?

a) 24 Дж

b) 12 Дж

c) 40 Дж

d) 16 Дж

e) 20 Дж

f) затрудняюсь ответить

Задачи.

1. Воздух массой 87 кг нагревается от 10 °С до 30 °С. Определите изменение внутренней энергии воздуха. Молярную массу воздуха следует принять равной 2,9 • 10-2 кг/моль, а воздух считать двухатомным (идеальным) газом. [0,125 МДж]

2. Найдите изменение внутренней энергии гелия при изобарном расширении газа от начального объема 10 л до конечного 15 л Давление газа 104 Па. [75 Дж]

3. Молекулярный кислород находится под давлением 105 Па в сосуде объемом 0,8 м3. При изохорном охлаждении внутренняя энергия газа уменьшается на 100 кДж. Чему равно конечное давление кислорода? [5 104 Па]

4. Определите, какое давление воздуха установится в двух комнатах, имеющих объем V1 и V2, если между ними открывается дверь Первоначальное давление воздуха в комнатах р1 и р2, а температура одинакова.

5. При стыковке двух космических кораблей их отсеки соединяются между собой Объем первого отсека V1 = 12 м3, второго — V2 = 20 м3. Давление и температура воздуха в отсеках равны р1 = 0,98 105 Па, р2 = 1,02 105 Па, t1 = 17 °С, t2 = 27 °С. Какое давление воздуха установится в объединенном модуле? Какой будет температура воздуха в нем? [1,005 105 Па; 23 °С]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ 16 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 16

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Лабораторная работа № 5 Определение коэф-та полезного действия нагревателя

 

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения лабораторно-практической работы №5, когда действия регламентированы четкими правилами

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий физики необходимых для выполнения лабораторно-практической работы;

--обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (учить анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии, обобщать и систематизировать, доказывать и опровергать, объяснять и определять понятия, ставить и решать проблемы);

- способности четко формулировать свои мысли;

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания активной жизненной позиции, честности, человеческой порядочности;

-развития у студентов умений формулировать проблемы, предлагать пути их решения;

-развития у студентов исследовательской культуры (развитие умений использовать научные методы познаний наблюдение, гипотеза, эксперимент)

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--практический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-эвристический

- исследовательский

                                                                                                    -

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi                        ИКТ

 

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -15 мин.

 

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -60 мин

1.     Лабораторная работа

2.     Решение задач.

 

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                            Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                              Подготовиться к лаб. работе. Дондукова Р.А.

 

 

 

Преподаватель:                                                                     Бацунова Л.В.

                                        

 

Вспомни:

1. Формула коэффициента полезного действия

2. В качестве полезной работы можно использовать количество теплоты,  а  в качестве затраченной работы следует использовать работу электрического тока.

Расчетная формула представлена в следующем виде:

                                                        Q

                                                ŋ = ―― ,     ( 2 )

                                                        A

где   ŋ - коэффициент полезного действия,

        Q – количество теплоты, полученное водой,

        А – работа электрического тока.

3.Формула количества теплоты

4. Формула работы электрического тока

Работа электрического тока вычисляется по формуле:

Определение коэффициента полезного действия электрического чайника

Приборы и материалы:

1) электрический чайник типа TEFAL,

2) источник электрического тока (розетка квартирной электропроводки),

3) водопроводная вода,

4) термометр,

5) часы с секундной стрелкой (секундомер),

6) таблица (справочник по физике),

7) калькулятор.

Порядок выполнения работы.

                  Электрический чайник отключен от электрической сети. Берем в руки пустой чайник, переворачиваем его, изучаем паспорт чайника, записываем значение мощности нагревательного элемента  

Опыт  № 1.

1)      Открываем крышку чайника, наливаем в него воду из крана объемом 1 литр             ( 1 килограмм ).

2)      Термометр помещаем в чайник с водой.

3)      Измеряем температуру воды в чайнике 

4)      Вынимаем термометр из воды и помещаем  его в футляр.

5)      Плотно  закрываем крышку чайника.

6)       Ставим чайник на платформу.

7)      Включаем чайник и засекаем время по часам. Вода в чайнике нагревается. Следим за показаниями  часов.                                                                                                                

8)       Отмечаем момент автоматического отключения чайника (момент закипания воды).

9)      . Вычисляем промежуток времени, в течение которого нагревалась вода от начальной температуры  до кипения

10)   Осторожно снимаем  с платформы чайник с горячей водой. Выливаем воду из чайника в  раковину.

11)  .Рассчитываем работу электрического тока по формуле 

12)  .Вычисляем количество теплоты по формуле 

13)  Рассчитываем    коэффициент полезного действия   нагревательного элемента электрического чайника по формуле.

14)   Результаты опытов и вычислений  записываем в таблицу.

15)  Полученный результат выражаем в процентах и делаем вывод:   

Отчетная таблица

с

m

t1

t2

Q

P

t

A

ŋ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ 17 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 17 

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Необратимость процессов в природе Понятие о втором начале термодинамики.

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения учебных заданий, когда действия регламентированы четкими правилами, описывающие необратимость процессов природе

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий второго закона термодинамики.

-обеспечить формирование умений по решению задач по данной теме.

-обеспечить обобщение изучаемого материала по данной теме

-обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития логического мышления (на основе усвоения студентами причинно-следственных связей, сравнительного анализа);

- способности четко формулировать свои мысли;

- развития  навыков устной и письменной речи.

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания активной жизненной позиции, честности, человеческой порядочности;

-развития у студентов умений формулировать проблемы, предлагать пути их решения;

-развития у студентов коммуникативной культуры (умения общаться, монологическую и диалогическую речь)

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--теоретический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-информационно-рецептивный

-проблемное изложение

-эвристический

 

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi        -ИКТ

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

3. Повторение, актуализация знаний.               -20 мин.

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -40 мин.

1.Первое начало термодинамики.

2.Применение первого начала к различным тепловым процессам.

 

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -15 мин

1. Решение задач.

 

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                        Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                              Подготовиться к лаб. работе. Дондукова Р.А.

 

Преподаватель:                                                                     Бацунова Л.В.

 

 

Вспомни:

1. Внутренняя энергия идеального газа зависит:

А) от массы газа и давления. В) от давления газа С) от массы газа. D) от объема газа. E) от температуры газа.

2. Формула для расчета внутренней энергии идеального одноатомного газа

А)hello_html_m29f5ae4f.gif. В) hello_html_m13271b17.gif С) hello_html_2d25173b.gif. D) hello_html_47bdd0ab.gif. E) hello_html_m2d222d3c.gif.

3. При протекании изотермического процесса величиной, равной нулю, является

А) А´. В) А. С) ΔU. D) Q. E) PV.

4. При постоянном давлении 105 Па газ совершил работу 104 Дж. Объем газа при этом

А) увеличился на 1 м3. В) увеличился на 10 м3. С) увеличился на 0,1 м3. D) уменьшился на 0,1 м3.

E) уменьшился на 10 м3.

5. При протекании изохорного процесса величиной, равной нулю, является

А) ΔU. В) PV. С) А. D) Q. E) U.

6. При постоянном давлении р объем газа увеличился на ΔV. Величина, равная произведению р·ΔV в этом случае называется:

А) работа, совершенная над газом внешними силами. В) внутренняя энергия газа.

С) количество теплоты, полученное газом. D) работа, совершенная газом. E) количество теплоты, отданное газом.

7. Работа при адиабатном расширении идеального газа совершается за счет

А) уменьшения внутренней энергии газа. В) полученного количества теплоты.

С) изменения давления. D) отданного количества теплоты. E) увеличения внутренней энергии газа.

8. При протекании адиабатного процесса величиной, равной нулю, является

А) А'. В) Q. С) А. D) U. E) ΔU.

9. При изотермическом расширении идеальному газу сообщили 10 Дж тепла. Работа газа равна

А) 2,5 Дж. В) 10 Дж. С) 7,5 Дж. D) -10 Дж. E) 5 Дж.

10. При передаче газу количества теплоты 2 · 104 Дж он совершил работу, равную 5 · 104Дж. Тогда изменение внутренней энергии

А) 5 · 104 Дж. В) -3 · 104 Дж. С) 7 · 104 Дж. D) -2 · 104 Дж. E) 3 · 104 Дж.

11. Если изменение внутренней энергии составило 20 кДж, а работа, совершенная газом против внешних сил, равна 12 кДж, то газу было передано количество теплоты

А) 20 кДж. В) 10 кДж. С) 6 кДж. D) 12 кДж. E) 32 кДж.

12. При изотермическом процессе газу передано количество теплоты 2 · 108 Дж. Изменение внутренней энергии газа равно

А) 6 · 108 Дж. В) 108 Дж. С) 0. D) 4 · 108 Дж. E) 2 · 108 Дж.

13. Формула первого закона термодинамики для изотермического процесса (А – работа газа, А´ - работа внешних сил)

А) Q = А. В) ΔU = Q. С) ΔU = А' + Q. D) ΔU = А + А'. E) ΔU = А´.

14. Процесс, в котором газ не совершает работу

А) изобарный. В) изотермический. С) адиабатный. D) изохорный. E) кипение.

15. Первый закон термодинамики был открыт на основе

А) второго закона Ньютона. В) первого закона Ньютона. С) закона сохранения энергии.

D) закона сохранения импульса. E) закона взаимосвязи массы и энергии.

Ответы: 1.Е 2А 3С 4С 5 С 6Д 7А 8В 9В 10В 11Е 12С 13А 14д 15с

Термодинамика

         Термодинамика – это наука о тепловых явлениях. В противоположность молекулярно-кинетической теории, которая делает выводы на основе представлений о молекулярном строении вещества, термодинамика исходит из наиболее общих закономерностей тепловых процессов и свойств макроскопических систем. Выводы термодинамики опираются на совокупность опытных фактов и не зависят от наших знаний о внутреннем устройстве вещества, хотя в целом ряде случаев термодинамика использует молекулярно-кинетические модели для иллюстрации своих выводов.

         Термодинамика рассматривает изолированные системы тел, находящиеся в состоянии термодинамического равновесия. Это означает, что в таких системах прекратились все наблюдаемые макроскопические процессы. Важным свойством термодинамически равновесной системы является выравнивание температуры всех ее частей.

         Три различных пути перехода из состояния Если термодинамическая система была подвержена внешнему воздействию, то в конечном итоге она перейдет в другое равновесное состояние. Такой переход называется термодинамическим процессом. Если процесс протекает достаточно медленно (в пределе бесконечно медленно), то система в каждый момент времени оказывается близкой к

         Работа газа при расширении. равновесному состоянию. Процессы, состоящие из последовательности равновесных состояний, называются квазистатическими.

         Работа численно равна площади под графиком процесса на диаграмме (p, V). Величина работы зависит от того, каким путем совершался переход из начального состояния в конечное. На рис. изображены три различных процесса, переводящих газ из состояния (1) в состояние (2). Во всех трех случаях газ совершает различную работу.

         Упрощенная схема опыта ДжоуляТри различных пути перехода из состояния (1) в состояние (2). Во всех трех случаях газ совершает разную работу, равную площади под графиком процесса. Процессы, изображенные на рис. 3.8.2, можно провести и в обратном направлении; тогда работа A просто изменит знак на противоположный. Процессы такого рода, которые можно проводить в обоих направлениях, называются обратимыми

         В отличие от газа, жидкости и твердые тела мало изменяют свой объем, так что во многих случаях работой, совершаемой при расширении или сжатии, можно пренебречь. Однако, внутренняя энергия жидких и твердых тел также может изменяться в результате совершения работы. При механической обработке деталей (например, при сверлении) они нагреваются. Это означает, что изменяется их внутренняя энергия. Другим примером может служить опыт Джоуля (1843 г.) по определению механического эквивалента теплоты (рис. 3.8.3). При вращении вертушки, погруженной в жидкость, внешние силы совершают положительную работу (A' > 0); при этом жидкость из-за наличия сил внутреннего трения нагревается, то есть увеличивается ее внутренняя энергия. В этих двух примерах процессы не могут быть проведены в противоположном направлении. Такие процессы называются необратимыми

Обратимые и необратимые процессы

 Круговым процессом (или циклом) называется процесс, при котором система, пройдя через ряд состояний, возвращается в исходное.

Цикл, совершаемый идеальным газом, можно разбить на процессы расширения (1-2) и сжатия (2-1) газа. Работа расширения (определяется площадью фигуры 1а2V2V1) положительна (V > 0), работа сжатия (определяется площадью фигуры 2blV1V22) отрицательна (V < 0). Следовательно, работа, совершаемая газом за цикл, определяется площадью, охватываемой замкнутой кривой.

Прямой цикл используется в тепловых двигателях – периодически действующих двигателях, совершающих работу за счет полученной извне теплоты. Обратный цикл используется в холодильных машинах - периодически действующих установках, в которых за счет работы внешних сил теплота переносится к телу с более высокой температурой.

В результате кругового процесса система возвращается в исходное состояние и, следовательно, полное изменение внутренней энергии газа равно нулю.

Работа, совершаемая за цикл, равна количеству полученной извне теплоты. Однако в результате кругового процесса система может теплоту, как получать, так и отдавать, поэтому

Q=Q1-Q2,

где Q1 - количество теплоты, полученное системой, Q2 - количество теплоты, отданное системой. Поэтому термический коэффициент полезного действия для кругового процесcа

         .                                                                       (2.11)

Термодинамический процесс называется обратимым, если он может происходить как в прямом, так и в обратном направлении, причем если такой процесс происходит сначала в прямом, а затем в обратном направлении и система возвращается в исходное состояние, то в окружающей среде и в этой системе не происходит никаких изменений. Всякий процесс, не удовлетворяющий этим условиям, является необратимым.

            Любой равновесный процесс является обратимым. Обратимые процессы - это идеализация реальных процессов. Их рассмотрение важно по двум причинам: многие процессы в природе и технике практически обратимы; обратимые процессы являются наиболее экономичными; имеют максимальный термический коэффициент полезного действия, что позволяет указать пути повышения кпд реальных тепловых двигателей.

Задания на закрепление.

Обеспечить деятельность студентов по открытию новых знаний на основе синтеза.

Активизировать познавательную деятельность студентов.

Задачи.

1. Какова внутренняя энергия 10 моль одноатомного газа при 27 °С?

2. На сколько изменяется внутренняя энергия гелия массой 200 г при увеличении температуры на 20 °С?

3. Сравнить внутренние энергии аргона и гелия при одинаковой температуре. Массы газов одинаковы.

4 Как изменяется внутренняя энергия одноатомного газа при изобарном нагревании? при изохорном охлаждении? при изотермическом сжатии?

5. Какова внутренняя энергия гелия, заполняющего аэростат объемом 60 м3 при давлении 100 кПа?

6. При уменьшении объема одноатомного газа в 3,6 раза его давление увеличилось на 20%. Во сколько раз изменилась внутренняя энергия?

7. Сравнить внутреннюю энергию газа, находящегося в открытой колбе, до нагревания с внутренней энергией газа, оставшегося в колбе после изобарного нагревания.

8. В вертикально расположенном цилиндре с площадью основания 1 дм2 под поршнем массой 10 кг, скользящим без трения, находится воздух. При изобарном нагревании воздуха поршень поднялся на 20 см. Какую работу совершил воздух, если наружное давление равно 100 кПа?

9. Температура воздуха в комнате объемом 70 м3 была 280 К. После того как протопили печь, температура поднялась до 296 К. Найти работу воздуха при расширении, если давление постоянно и равно 100 кПа.

10. Какую работу А совершает газ, количество вещества которого v, при изобарном повышении температуры на image110(Полученный результат можно использовать при решении последующих задач.)

image11211. В двух цилиндрах под подвижным поршнем находятся водород и кислород. Сравнить работы, которые совер­шают эти газы при изобарном нагревании, если их массы, а также начальные и конечные температуры равны.

12(ПРГ). Газ массой m изобарно нагрели на image110. Найти: 1) работу А, совершенную газом; 2) количество теплоты Q, сообщенное газу; 3) изменение внутренней энергии image111U.

13. Для изобарного нагревания газа, количество вещества которого 800 моль, на 500 К ему сообщили количество теплоты 9,4 МДж. Определить работу газа и приращение его внутренней энергии.

14. Удельная теплоемкость азота, когда его нагревают при постоянном давлении, равна 1,05 кДж/(кг•К), а при постоянном объеме — 0,75 кДж/(кг•К). Почему эти величины имеют разные значения? Какая совершается работа при изобарном нагревании азота массой 1 кг на 1 К?

15. Объем кислорода массой 160 г, температура которого 27 °С, при изобарном нагревании увеличился вдвое. Найти работу газа при расширении, количество теплоты, которое пошло на нагревание кислорода, изменение внутренней энергии.

16. Во сколько раз количество теплоты, которое идет на нагревание газа при постоянном давлении, больше работы, совершаемой газом при расширении? Удельная теплоемкость газа при постоянном давлении ср, молярная масса М.

17*. Найдя по таблицам значение удельной теплоемкости воздуха ср и зная молярную массу М, вычислить, во сколько раз большее количество теплоты потребуется для изобарного нагревания, чем для изохорного. Масса воздуха и разность температур в обоих случаях одинаковы.

18. Какое количество теплоты Q надо сообщить одноатомному газу, количество вещества которого v, для изобарного нагревания на image110. Полученный результат можно использовать при решении последующих задач.

19. Какая часть количества теплоты, сообщенного одноатомному газу в изобарном процессе, идет на увеличение внутренней энергии и какая часть — на совершение работы?

image11420. Доказать, что при постоянном давлении удельная теплоемкость одноатомного газа, молярная масса которого М, находится по формуле image113. Найти удельную теплоемкость гелия при постоянном давлении.

21. Для получения газированной воды через воду пропускают сжатый углекислый газ. Почему температура воды при этом понижается?

22. В сосуд, на дне которого была вода, накачали воздух. Когда открыли кран и сжатый воздух вырвался наружу, сосуд заполнился водяным туманом. Почему это произошло?

 

№ 18 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 18

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда

 

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения учебных заданий, когда действия регламентированы четкими правилами, описывающие электрический заряд

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий закона сохранения электрического заряда.

-обеспечить формирование умений по решению задач по данной теме.

-обеспечить обобщение изучаемого материала по данной теме

-обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (учить анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии, обобщать и систематизировать, доказывать и опровергать, объяснять и определять понятия, ставить и решать проблемы);

- развития мировоззрения

- развития памяти;

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания гуманизма и любви к прекрасному;

-подведение студентов к выводу о самоценности человеческих качеств.

-развитие у студентов рефлексивной деятельности.

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--теоретический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-объяснительно-иллюстративный

-информационно-рецептивный

 

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi                                        -ИКТ

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

3. Повторение, актуализация знаний.               -20 мин.

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -40 мин.

1.     Электрический заряд.

2.     Закон сохранения электрического заряда.

 

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -15 мин                          

1. Решение задач.

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                              § 4. Упр. 3 (1-3) Кронгард Б.А., Кем Б.И.

 

Преподаватель:                                                                     Бацунова Л.В.

 

Вспомни:

1. Что изучает электродинамика?

2. Что изучает электростатика?

Электрические явления

Еще в глубокой древности было известно, что янтарь, потертый о шерсть, притягивает легкие предметы. Английский ученый В.Гильберт (конец XVI в.) назвал тела, способные после натирания притягивать легкие предметы, наэлектризованными. Сейчас мы говорим, что тела при этом приобретают электрические заряды. Несмотря на огромное разнообразие веществ в природе, существуют только два типа электрических зарядов: заряды, подобные возникающим на стекле, потертым о кожу (их назвали положительными), и заряды, подобные возникающим на эбоните, потертом о мех (их назвали отрицательными); одноименные заряды друг от друга отталкиваются, разноименные - притягиваются.

Опытным путем (1910-1914гг.) американский физик Р.Милликен показал, что электрический заряд дискретен, т.е. заряд любого тела составляет целое кратное от элементарного электрического заряда е (е=1,6*10-19 Кл). Электрон (е=9,11*10-31кг) и протон (m= 1,67*10-27кг) являются соответственно носителями элементарных отрицательного и положительного зарядов.

Все тела в природе способны электризоваться, т.е приобретать электрический заряд. Электризация тел может осуществляться различными способами: соприкосновением (трением), электростатической индукцией и др. Всякий процесс заряжения сводится к разделению зарядов, при котором на одном из тел (или части тела) появляется избыток положительного заряда, а на другом (или другой части тела) – избыток отрицательного заряда. Общее количество зарядов обоих знаков, содержащихся в телах, не изменится: они только перераспределяются между телами.

Из опытных данных был установлен фундаментальный закон природы, экспериментально подтвержденный в 1843 г американским физиком М.Фарадеем,- закон сохранения заряда: алгебраическая сумма электрических зарядов любой замкнутой системы остается неизменной, какие бы процессы не происходили внутри этой системы.

В зависимости от концепции свободных зарядов тела делятся на проводники, диэлектрики и полупроводники. Проводники – тела, в которых электрический заряд может перемещаться по всему его объему. Проводники – тела, в которых электрический заряд может перемещаться по всему объему. Проводники делятся на две группы: первого рода (металлы) – перенесение в них зарядов (свободных электронов) не сопровождается химическими превращениями; второго рода (например, расплавленные соли, растворы кислот) - перенесение в них зарядов (положительных и отрицательных ионов) ведет к химическим изменениям. Диэлектрики (например, стекло, пластмассы) – тела, в которых практически отсутствуют свободные заряды.

Полупроводники объему. (например, германий, кремний) занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками. Указанное деление тел является весьма условным, однако большое различие в них концентраций свободных зарядов обуславливает огромные качественные различия в их поведении и оправдывает поэтому деление тел на проводники, диэлектрики и полупроводники.

Единица электрического заряда (производная единица, т.к определяется через единицу силы тока) – кулон (Кл) - электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника при силе тока 1А за время 1с

Закон сохранения электрического заряда

Еще в глубокой древности было известно, что янтарь, потертый о шерсть, притягивает легкие предметы. Английский ученый В.Гильберт (конец XVI в.) назвал тела, способные после натирания притягивать легкие предметы, наэлектризованными. Сейчас мы говорим, что тела при этом приобретают электрические заряды. Несмотря на огромное разнообразие веществ в природе, существуют только два типа электрических зарядов: заряды, подобные возникающим на стекле, потертым о кожу (их назвали положительными), и заряды, подобные возникающим на эбоните, потертом о мех (их назвали отрицательными); одноименные заряды друг от друга отталкиваются, разноименные - притягиваются.

Опытным путем (1910-1914гг.) американский физик Р.Милликен показал, что электрический заряд дискретен, т.е. заряд любого тела составляет целое кратное от элементарного электрического заряда е (е=1,6*10-19 Кл). Электрон (е=9,11*10-31кг) и протон

(m= 1,67*10-27кг) являются соответственно носителями элементарных отрицательного и положительного зарядов.

Все тела в природе способны электризоваться, т.е приобретать электрический заряд. Электризация тел может осуществляться различными способами: соприкосновением (трением), электростатической индукцией и др. Всякий процесс заряжения сводится к разделению зарядов, при котором на одном из тел (или части тела) появляется избыток положительного заряда, а на другом (или другой части тела) – избыток отрицательного заряда. Общее количество зарядов обоих знаков, содержащихся в телах, не изменится: они только перераспределяются между телами.

Из опытных данных был установлен фундаментальный закон природы, экспериментально подтвержденный в 1843 г американским физиком М.Фарадеем,- закон сохранения заряда: алгебраическая сумма электрических зарядов любой замкнутой системы остается неизменной, какие бы процессы не происходили внутри этой системы.

В зависимости от концепции свободных зарядов тела делятся на проводники, диэлектрики и полупроводники. Проводники – тела, в которых электрический заряд может перемещаться по всему его объему. Проводники – тела, в которых электрический заряд может перемещаться по всему объему. Проводники делятся на две группы: первого рода (металлы) – перенесение в них зарядов(свободных электронов) не сопровождается химическими превращениями; второго рода (например, расплавленные соли, растворы кислот) - перенесение в них зарядов(положительных и отрицательных ионов) ведет к химическим изменениям. Диэлектрики (например, стекло, пластмассы) – тела, в которых практически отсутствуют свободные заряды.

Полупроводники объему. (например, германий, кремний) занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками. Указанное деление тел является весьма условным, однако большое различие в них концентраций свободных зарядов обуславливает огромные качественные различия в их поведении и оправдывает, поэтому деление тел на проводники, диэлектрики и полупроводники.

Единица электрического заряда (производная единица, т.к определяется через единицу силы тока) – кулон (Кл) - электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника при силе тока 1А за время 1с.

Закон Кулона

Закон взаимодействия неподвижных точечных электрических зарядов установлен в 1785 г. Ш.Кулоном с помощью крутильных весов. Точечным называется заряд, сосредоточенный на теле, линейные размеры которого пренебрежительно малы по сравнению с расстоянием до других заряженных тел, с которыми он взаимодействует. Понятие точечного заряда, как и материальной точки, является физической абстракцией.

Закон Кулона: сила взаимодействия F между двумя неподвижными точечными зарядами, находящимися в вакууме, пропорциональна зарядам Q1 и Q2 и обратно пропорциональна квадрату расстояния г между ними:

где k - коэффициент пропорциональности, зависящий от выбора системы единиц. Сила F направлена по прямой, соединяющей взаимодействующие заряды, т.е является центральной, и соответствует притяжению в случае разноименных зарядов и отталкивается в случае одноименных. Эта сила называется кулоновской.

В векторной форме закона Кулона имеет вид:

, (1.1)

где - сила, действующая на заряд Q1 со стороны заряда Q2,  - радиус-вектор, соединяющий заряд Q1 с зарядом Q2, =(рис. I). На заряд Q2 со стороны заряда Q1 действует сила  т.е. взаимодействие электрических точечных зарядов удовлетворяет третьему закону Ньютона.

 

                        F12                       r12                       F21

 

 


                                Q1>0            Q2>0

                                                       

 

Рис. 1

В СИ коэффициент пропорциональности равен

 

Тогда закон Кулона в окончательном виде

,                                              (1.2)

Величина  называется электрической постоянной; она относится к числу фундаментальных физических постоянных и равна

= 8,85*10-12 Кл2/(Н*м),

или = 8,85*10-12Ф/м , где фарад (Ф) - единица электрической емкости. Тогда .

Напряженность электромагнитного поля

Если в пространство, окружающее электрический заряд, внести другой заряд, то на него будет действовать кулоновская сила; значит, там существует силовое поле. Согласно представлениям современной физики, поле реально существует и наряду с веществом является одной из форм существовании материи, посредством которой осуществляется определенное взаимодействие между макроскопическими телами и частицами, входящими в состав вещества. В данном случае говорят об электрическом попе - поле, посредством которого взаимодействуют электрические заряды. Мы будем рассматривать электрические поля, которые создаются неподвижными электрическими зарядами и называются электростатическими.

Для обнаружения и опытного исследования электрического поля используется пробный точечный положительный заряд, т.е такой, который не искажает исследуемое поле (не вызывает перераспределения зарядов, создающих поле). Если в поле, создаваемое зарядом Q, поместить пробный заряд Q0. то на него действует сила F, различная в различных точках поля, которая, согласно закону Кулона, пропорциональна пробному заряду Q0. Поэтому отношение не зависит от Q0 и характеризует электрическое поле в той точке, где пробный заряд находится. Эта величина называется напряженностью и является силовой характеристикой электрического поля.

Напряженность электрического поля в данной точке есть физическая величина, определяемая силой, - действующей на единичный положительный заряд, помещенный в эту точку поля:

,                                                                                            (1.3)

Как следует из формул (1.1) и (1.3), напряженность поля точечного заряда в вакууме

и в скалярной форме

  ,                                                                                (1.4)

Направление вектора  совпадает с направлением силы, действующей на положительный заряд. Если поле создается положительным зарядом, то вектор  направлен вдоль радиус-вектора от заряда во внешнее пространство (отталкивание пробного положительного заряда); если поле создается отрицательным зарядом, то вектор  направлен к заряду (рис.2)

            Q                A             E

                               

 

                         Q E          A

 

                                    Рис. 2

Из формулы (1.3) следует, что единица напряженности электростатического поля - ньютон на кулон (Н/Кл): 1 Н/Кл - напряженность такого поля, которое точечный заряд 1 Кл действует с силой в 1 Н, 1 Н/Кл = 1 В/м, где В (вольт) - единица потенциала электростатического поля.

Графически электростатическое поле изображают с помощью линий напряженности - линий, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора (рис.3)


Рис. 3.

 

 

 


а)                                                               б

 

 

Рис. 4

 

Линиям напряженности приписывают направление, совпадающее с направлением вектора напряженности. Так как в каждой данной точке пространства вектор напряженности имеет лишь одно направление, те линии напряженности ни когда не пересекаются. Для однородного поля (когда вектор напряженности в любой точке постоянен по величине и направлению) линии напряженности параллельны вектору напряженности. Если поле создается точечным зарядом, то линии напряженности – радикально прямые, выходящие из заряда, если он положителен (рис.4а), и входящие в него, если заряд отрицателен (рис.4б). В следствии большой наглядности графический способ представления электрического поля широко применяют в электротехнике.

Чтоб с помощью линий напряженности можно было характеризовать не только направление, но и значение напряженности электростатического поля, условились проводить их с определенной густотой (см. рис.3): число линий напряженности, пронизывающих единицу площади поверхности, перпендикулярную линиям напряженности, должно быть равно модулю вектора . Тогда число линий напряженности, пронизывающих элементарную площадку dS, нормаль n которой образует угол  с вектором , равно ЕdScos=EndS, где En  пропорция вектора на нормаль   к площадке dS (рис.5)

 

 

 

 

 

 

 

                                       

Рис.5.

 

Величина dФ=EndS=  называется потоком вектора напряженности через площадку dS. Здесь - вектор, модуль которого равен dS, а направление совпадает с направлением нормали  к площадке.

Единица потока вектора напряженности электростатического поля – 1В*м.

Задания на закрепление.

Обеспечить деятельность студентов по открытию новых знаний на основе синтеза.

Активизировать познавательную деятельность студентов.

Задачи

Начальный уровень А

1. На шелковой нити висит алюминиевая гильза. Необходимо определить, заряжена ли эта гильза, а если заряжена, то каков знак заряда. Предложите несколько способов.

2. К заряженному электрометру подносят с достаточно большого расстояния отрицательно заряженный предмет. По мере приближения предмета показания электрометра сначала уменьшаются, а с некоторого момента вновь увеличиваются. Заряд какого знака был на электрометре?

3. В каком случае листочек незаряженной металлической фольги с большего расстояния притянется к заряженной палочке: если он лежит на заземленном стальном листе или когда он находится на сухом стекле?

4. Сравнить силу взаимодействия двух одинаковых шаров в случае одноименных и разноименных одинаковых по модулю зарядов. Расстояние между зарядами сравнимо с их радиусом.

5. Как, имея заряженную палочку, зарядить два металлических шара, укрепленных на изолирующих подставках, одинаковыми по модулю и противоположными по знаку зарядами?

6. В однородное поле внесли металлический шар. Останется ли поле однородным вблизи поверхности шара?

7. К заряженному электрометру подносили: а) изолированный незаряженный проводник; б) заземленный проводник. Как изменялись показания электрометра в каждом из этих случаев?

8. К незаряженной алюминиевой гильзе подносят наэлектризованное тело. Можно подобрать такое расстояние, на котором гильза еще не притягивается к телу, но стоит image129коснуться ее пальцем, и гильза притянется. Объяснить явление.

9. Металлические шары, помещенные на изолирующих

подставках, привели в соприкосновение и зарядили отрицательным зарядом (рис.6). Поместив на некотором расстоянии отрицательно заряженную палочку, шар А отодвинули и палочку убрали. Доказать рассуждением, что шар А всегда заряжен отрицательно, а шар В в зависимости от расстояния ВС может быть заряжен отрицательно, остаться нейтральным или зарядиться положительно.

Средний уровень В

10. Металлическому шару радиусом 3 см сообщили заряд 16 нКл. Найти поверхностную плотность заряда и напряженность поля в точках, удаленных от центра шара на 2 и 4 см.

11. Заряженный шар имеет поверхностную плотность заряда а. Найти напряженность Е поля в точке, отстоящей от поверхности шара на расстоянии, равном его диаметру.

12. Заряженный металлический лист свернули в цилиндр. Как изменится поверхностная плотность заряда?

13. Найти напряженность поля заряженной бесконечной пластины, если поверхностная плотность заряда на ней равна 354 нКл/м2.

14. Отклонится ли стрелка электрометра, если между его стержнем и заряженной палочкой поместить стеклянную пластину так, чтобы она не касалась ни стержня, ни палочки? если, оставив пластину, убрать палочку? если, оставив палочку, убрать пластину?

15. В однородном поле находятся вплотную прижатые друг к другу пластины винипласта, текстолита и слюды, расположенные так, что силовые линии перпендикулярны большим граням пластин. Напряженность поля в текстолите 60 В/м. Найти напряженность поля в винипласте, слюде, а также напряженность поля вне пластин.

16. Большая заряженная пластина с поверхностной плотностью заряда 40 нКл/м2 погружена в масло. Найти напряженность поля вблизи середины пластины.

17. Найти значение каждого из двух одинаковых зарядов, если в масле на расстоянии 6 см друг от друга они взаимодействуют с силой 0,4 мН.

18. Во сколько раз надо изменить значение каждого из двух одинаковых зарядов, чтобы при погружении их в воду сила взаимодействия при том же расстоянии между ними была такая же, как в воздухе?

19. Во сколько раз надо изменить расстояние между двумя зарядами, чтобы при погружении их в керосин сила взаимодействия между ними была такая же, как в воздухе?

 

Повышенный уровень сложности С

20. На расстоянии 3 см от заряда 4 нКл, находящегося в жидком диэлектрике, напряженность поля равна 20 кВ/м. Какова диэлектрическая проницаемость диэлектрика?

21. Очень маленький заряженный шарик погрузили в керосин. На каком расстоянии от шарика напряженность поля будет такая же, какая была до погружения на расстоянии 29 см?

22. Одинаковые шарики, подвешенные на закрепленных в одной точке нитях равной длины, зарядили одинаковыми одноименными зарядами. Шарики оттолкнулись, и угол между нитями стал равен image130= 60°. После погружения шариков в жидкий диэлектрик угол между нитями уменьшился до image131= 50°. Найти диэлектрическую проницаемость среды image132. Выталкивающей силой пренебречь.

23. Положительно заряженный шарик массой 0,18 г и плотностью вещества 1800 кг/м3 находится в равновесии в жидком диэлектрике плотностью 900 кг/м3. В диэлектрике создано однородное электрическое поле, напряженность которого, равная по модулю 45 кВ/м, направлена вертикально вверх. Найти заряд шарика.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ 19 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 19 

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Лабораторная работа №6 Изучение замкнутой электрической цепи

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения лабораторно-практической работы №6, когда действия регламентированы четкими правилами

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий физики необходимых для выполнения лабораторно-практической работы;

--обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (учить анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии, обобщать и систематизировать, доказывать и опровергать, объяснять и определять понятия, ставить и решать проблемы);

- способности четко формулировать свои мысли;

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания активной жизненной позиции, честности, человеческой порядочности;

-развития у студентов умений формулировать проблемы, предлагать пути их решения;

-развития у студентов исследовательской культуры (развитие умений использовать научные методы познаний наблюдение, гипотеза, эксперимент)

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--практический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-эвристический

- исследовательский

 

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi-ИКТ

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -15 мин.

 

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -60 мин                   

1.     Лабораторная работа

2.     Решение задач.

 

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                              § 5 Упр. 3 (4-8) Жданов Л.С., Жданов Г.Л.

 

 

 

Преподаватель:                                                                              Бацунова Л.В.

 

 

 

Вспомни:

1. ЭДС.

2. Внутренне сопротивление.

Цель работы: измерить ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока.

Оборудование и средства измерения: 10 источник питания, 2) проволочный резистор,   3) амперметр, 4) ключ, 5) вольтметр, 6) соединительные провода.

Теоретическое обоснование:

 Электрическая схема цепи приведена на рисунке. К источнику тока подключается резистор, амперметр, ключ. К  источнику тока параллельно подключается вольтметр.

                                                                   А

 

 

                                                   E         r

 

 

 


                           R

                                                                  V  

 

Согласно закону Ома  сила тока I в замкнутой цепи с одним источником  определяется выражением . Отсюда  E  = IR + Ir. Сила тока определяем из закона Ома для участка цепи I = U/R, где напряжение находится в тот момент, когда цепь замкнута и измеряется вольтметром. Сила тока в цепи измеряется амперметром. ЭДС источника тока равна напряжению,  когда внешняя цепь разомкнута.

Порядок выполнения работы.

1.            Соберите электрическую цепь.

2.            Измерьте вольтметром ЭДС источника тока при разомкнутом ключе.   E = U = …

3.             Запишите класс точности вольтметра и предел измерения его шкалы.                             kv =…; Umax =…

4.            Найдите абсолютную погрешность измерения  ЭДС источника тока. (cм. справочный материал)      Δ E = ΔU =  ….

5.            Запишите окончательный результат измерения ЭДС источника тока.  E = …

6.            Замкните ключ. Измерьте амперметром силу тока I в цепи. Снимите новое показание вольтметра U1.                   I = …;   U1 = …

7.            Запишите класс точности  амперметра и предел измерения его шкалы. Определите абсолютную погрешность силы тока                           kA = …; Imax = …;   ΔI = …

8.            Рассчитайте внутреннее сопротивление r источника тока по формуле

9.            Определите относительную и абсолютную погрешность измерения внутреннего сопротивления источника тока. (См. справочный материал).   ε = …;    Δr = …

10.        Запишите окончательный результат измерения  внутреннего сопротивления источника тока.

 

 

 

 

 

 

 

№ 20 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 20 

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Работа, совершаемая силами электрического поля. Потенциал

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения учебных заданий, когда действия регламентированы четкими правилами, описывающие работу, совершаемую силами электрического тока

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий по данной теме.

-обеспечить формирование умений по решению задач по данной теме.

-обеспечить обобщение изучаемого материала по теме: «Работа, совершаемая силами электрического поля. Потенциал»

-обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (учить анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии, обобщать и систематизировать, доказывать и опровергать, объяснять и определять понятия, ставить и решать проблемы);

- развития элементов творческой деятельности (интуиция, пространственного воображения, смекалки)

- развития критического мышления, групповой самоорганизации, умения вести диалог.

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания активной жизненной позиции, честности, человеческой порядочности;

-воспитания в студентах средствами урока уверенности в своих силах..

-развития у студентов исследовательской культуры (развитие умений использовать научные методы познаний: наблюдение, гипотеза, эксперимент).

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--теоретический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-объяснительно-иллюстративный

-репродуктивный

-исследовательский

.

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi ИКТ

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

3. Повторение, актуализация знаний.               -20 мин.

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -40 мин.

1.     Работа совершаемая силами электрического поля

2.     Потенциал.

 

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -15 мин                   

1. Решение задач.

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных учащихся.                                                                                                          Аргументация выставленных отметок, замечаний по уроку.

Домашнее задание:                                              Применение конденсаторов – реферат.

Преподаватель:                                                                     Бацунова Л.В.

 

 

Вспомни:

1. Электрическое поле.

2. Работа электрических сил.

3. От чего зависит работа электрических сил?

4. Чему равна работа на замкнутом пути в электрическом поле?

5. Потенциальное поле.

6. Напряжение, единица напряжения.

7. Потенциал, единица потенциала.

 

Потенциал

электростатического поля

 

Тело, находящееся в потенциальном поле сил, обладает потенциальной энергией, за счет которой силами поля совершается работа. Как известно, работа консервативных сил совершается за счет убыли потенциальной энергии. Поэтому работу сил электростатического поля можно представить как разность потенциальных энергий, которыми обладает точечный заряд Q0 в начальной и конечной точках поля заряда Q:

 

,                                                      (1. 5)

откуда следует, что потенциальная энергия заряда Q0 в поле заряда Q равна

 

.

Она определяется не однозначно, а с точностью до произвольной постоянной С. Если считать, что при удалении заряда в бесконечность () потенциальная энергия обращается в нуль (U=0), то С=0 и потенциальная энергия заряда Q0, находящегося в поле заряда Q на расстоянии r от него, равна

.                                                                                 (1.6)

Для одноименных зарядов Q0Q>0 и потенциальная энергия их взаимодействия (отталкивания) положительна, для разноименных зарядов Q0Q<0 и потенциальная энергия их взаимодействия (притяжения) отрицательна.

Отношение U/Q не зависит от Q0 и является поэтому энергетической характеристикой электростатического поля, называется потенциалом:

.                                                                                         (1.7)

Потенциалв какой-либо точке электростатического поля есть физическая величина, определяемая потенциальной энергией единичного положительного заряда, помещенного в эту точку.

 

.                                                                                     (1.8)

Работа, совершаемая силами электростатического поля при перемещение заряда Q0 из точки 1 в точку 2 , может быть представлена как

 

.                                                                 (1.9)

 т.е. равна произведению перемещаемого заряда на разность потенциалов в начальной и конечной точках. Разность потенциалов двух точек 1 и 2 в электростатическом поле определяется работой, совершаемой силами поля при перемещении единичного положительного заряда из точки 1 в точку 2.

Если перемещать заряд Q0 из произвольной точки за пределы поля, т.е. в бесконечность, где по условию потенциал равен нулю, то работа сил электростатического поля согласно (1.10),

,

откуда

.                                                                                                  (1.10)

Таким образом, потенциал физическая величина, определяемая работой по перемещению единичного положительного заряда при удалении его из данной точки в бесконечность. Эта работа числено равна работе, совершаемой внешними силами (против сил электростатического поля) по перемещению единичного положительного заряда из бесконечности в данную точку поля. Из выражения (1.9) следует, что единица потенциала – вольт (В): 1В есть потенциал такой точки поля, в которой заряд в 1 Кл обладает потенциальной энергией 1Дж (1В=1Дж/Кл).

Связь напряженности

с потенциалом.

Найдем взаимосвязь между напряженностью электростатического поля, являющейся его силовой характеристикой, и потенциалом – энергетической характеристикой поля.

Работа по перемещению единичного точечного положительного заряда из одной точки в другую вдоль оси х при условии, что точки расположены бесконечно близко друг к другу и х21=дх, равна EQдх. Та же работа равна .

Линии напряженности, а следовательно, и вектор  всегда перпендикулярны эквипотенциальным поверхностям. Поэтому работа по перемещению заряда вдоль эквипотенциальной поверхности равна нулю.

 

 

             

 

 

 

 

 

 

а)                                                                     б)

Рис.6

 

Эквипотенциальных поверхностей вокруг каждого заряда и каждой системы зарядов можно провести бесчисленное множество. Однако их обычно проводят так, чтобы разности потенциалов между любыми двумя соседними эквипотенциальными поверхностями были одинаковы. Тогда густота эквипотенциальных поверхностей наглядно характеризует напряженность поля в разных точках. Там, где эти поверхности расположены гуще, напряженность поля больше.

            На рис.6 для примера показан вид линий напряженности (штриховые линии) и эквипотенциальных поверхностей (сплошные линии) полей точечного положительного заряда (а) и заряженного металлического цилиндра, имеющего на одном конце выступ, а на другом - впадину (б).

Вычисление разности потенциалов по напряженности поля.

 Установленная связь между напряженностью поля и потенциалом позво­ляет по известной напряженности поля найти разность потенциалов между двумя произвольными точками этого поля.

1. Поле равномерно заряженной бесконечной плоскости определяется формулой , где  - поверхностная плотность заряда.

 

2. Поле двух бесконечных параллельных разноименно заряженных плоскостей  определяется формулой .

 

3. Поле равномерно заряженной сферической плоскости радиуса R с общим зарядом Q вне сферы (r > R) вычисляется по формуле  .

Если принять r1 = r и r2 =, то потенциал пола вне сферической поверхности задается выражением  График зависимости от r приведен на рис.7.

Поле равномерно заряженного цилиндра радиуса R, заряженного с линейной плотностью , вне цилиндра (r > R) определяется формулой

.                                                                                                    (1.11)

Задания на закрепление.

Обеспечить деятельность студентов по открытию новых знаний на основе синтеза.

Активизировать познавательную деятельность студентов.

Тесты.

1. По поверхности сферы радиусом 30 см распределен заряд 4 нКл. Чему равен потенциал в центре сферы?

a) 40В

b) 80В

c) 120В

d) 20В

e) 10 В

f) затрудняюсь ответить

2. Работа по переносу заряда 130 нКл из бесконечности в некоторую точку электрического поля равна 65 мкДж. Найдите потенциал этой точки. Потенциал в бесконечности принять равным нулю.

a) 500В

b) -500В

c) 100В

d) -100В

e) нет правильного ответа

f) затрудняюсь ответить

3. Два точечных заряда по 10 нКл закреплены на расстоянии 4 см друг от друга. Посередине между зарядами помещают заряженную частицу массой 2 мг с зарядом 36 нКл и отпускают. Какую скорость приобретет частица на большом расстоянии от зарядов?

a) 5 м/с

b) 18 м/с

c) 23 м/с

d) 12 м/с

e) 16 м/с

f) затрудняюсь ответить

4. В двух вершинах равностороннего треугольника со стороной 30 см находятся заряды 50 нКл каждый. Найдите потенциал (в кВ) в третьей вершине.

a) 1

b) 2

c) 3

d) 4

e) 5

f) затрудняюсь ответить

5. По тонкому кольцу радиусом 6 см распределен заряд 4 нКл. Найдите потенциал поля кольца в точке, лежащей на оси кольца на расстоянии 8 см от его центра.

a) 220В

b) 440В

c) 320В

d) 480В

e) 360В

f) затрудняюсь ответить

6. Скорость заряженной частицы массой 2 г в начальной точке движения равна 0,02 м/с, а в конечной 0,1 м/с. Найдите разность потенциалов между этими точками, если заряд частицы равен 30 нКл.

a) -210В

b) 210В

c) -320В

d) 320В

e) нет правильного ответа

f) затрудняюсь ответить

7. Два одинаковых шарика, имеющих заряды по 400 нКл соединены пружиной и находятся на гладком горизонтальном столе. Шарики колеблются так, что расстояние между ними меняется от L до 4L. Найдите жесткость пружины, если известно, что ее длина в свободном состоянии 2L, где L = 2 см.

a) 30Н/м

b) 50Н/м

c) 70Н/м

d) 90Н/м

e) 110Н/м

f) затрудняюсь ответить

8. Два маленьких шарика соединены недеформированной пружиной длиной 20 см и жесткостью 200 Н/м. После сообщения шарикам зарядов одного знака длина пружины стала вдвое больше. Какую работу надо совершить для возвращения пружины в прежнее положение?

a) 10Дж

b) 12Дж

c) 14Дж

d) 18Дж

e) нет правильного ответа

f) затрудняюсь ответить

9. Два небольших тела массой 5 г каждое, заряженные одинаковым зарядом 1 мкКл, находятся на горизонтальной плоскости на расстоянии 10 м друг от друга. Коэффициент трения тел о плоскость равен 0,5. Какую минимальную начальную скорость надо сообщить одному из тел, чтобы сдвинуть с места второе тело?

a) 5 м/с

b) 7 м/с

c) 6 м/с

d) 9 м/с

e) 8 м/с

f) затрудняюсь ответить

10. В поле силы тяжести закреплен точечный заряд −10 мкКл, а под ним на расстоянии 5 м находится частица массой 9 г и зарядом 4 мкКл. Какую минимальную вертикальную скорость (в единицах СИ) надо сообщить частице, чтобы она долетела до закрепленного заряда?

a) 6

b) 10

c) 8

d) 5

e) нет правильного ответа

f) затрудняюсь ответить

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ 21 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 21

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Проводники и диэлектрики в электрическом поле. Электроемкость. Конденсатор. Энергия электрического поля

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения учебных заданий, когда действия регламентированы четкими правилами, описывающие проводники и диэлектрики в электрическом поле

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий электроемкости и конденсатора..

-обеспечить формирование умений по решению задач по данной теме.

-обеспечить обобщение изучаемого материала по данной теме

-обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (умения анализировать, выделять главное , строить аналогии, обобщать и систематизировать);

- развития памяти;

- развития критического мышления, групповой самоорганизации, умения вести диалог;

-способности четко формулировать свои мысли

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-подведения студентов к выводу о самоценности человеческих качеств;

-развития у студентов умений формулировать проблемы, предлагать пути их решения;

-развития у студентов коммуникативной культуры (умения общаться, монологическую и диалогическую речь)

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--теоретический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

--информационно-рецептивный

-проблемное изложение

-исследовательский

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi-ИКТ

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

3. Повторение, актуализация знаний.               -20 мин.

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -40 мин.

1.     Проводники и диэлектрики.

2.     Конденсатор. Энергия электрического поля.

 

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -15 мин                          

1. Решение задач.

 

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                              §8.3, 8.12, упр.17 Кронгарт Б.А., Кем В.И..

 

Преподаватель:                                                                              Бацунова Л.В.

 

 

Вспомни:

1. Вещества проводящие электрический ток, -…?

2. Существует ли электрическое поле внутри проводника?

3. В чем измеряется разность потенциалов?

4. Металлы проводят электрический ток, потому что внутри них есть….

5. Как называются поверхности равного потенциала

 

Диэлектрики состоят из атомов и молекул. Так как положительный заряд всех ядер молекулы равен суммарному заряду электронов, то молекула в целом электрически нейтральна. Если заменить положительные заряды ядер молекул суммарным зарядом +Q, находящемся в центре "тяжести" положительных зарядов, а заряд всех электронов - суммарным отрицательным зарядом -Q, находящемся в центре "тяжести" отрицательных зарядов, то молекулу можно рассматривать как электрический диполь с электрическим моментом, определенным по формуле (), где  - плечо диполя.

Первую группу диэлектриков (N2, Н2, О2, СО2,...) составляют вещества, молекулы которых имеют симметричное строение, т.е. центры "тяжести" положительных и отрицательных зарядов в отсутствие внешнего электрического поля совпадают и, следовательно, дипольный момент молекулы р равен нулю. Молекулы таких диэлектриков называются неполярными. Под действием внешнего электрического поля заряды неполярных молекул смещаются в противоположные стороны (положительные по полю, отрицательные против поля), и молекула приобретает дипольный момент.

Второю группу диэлектриков (Н2О, NH3, SO2, СО2,...) составляют вещества, молекулы которых имеют асимметричное строение, т.е. центры "тяжести" положительных и отрицательных зарядов не совпадают. Таким образом, эти молекулы в отсутствие внешнего электрического поля обладают дипольным моментом. Молекулы таких диэлектриков называются полярными. При отсутствии внешнего поля, однако, дипольные моменты полярных молекул вследствие теплового движения ориентированы в пространстве хаотично, и их результирующий момент равен нулю. Если такой диэлектрик поместить во внешнее поле, то силы этого поля будут стремиться повернуть диполи вдоль поля и возникает отличный от нуля результирующий момент.

Третью группу диэлектриков (NaCl, КС1, КВг,...) составляют вещества, молекулы которых имеют ионное строение. Ионные кристаллы представляют собой пространственные решетки с правильным чередованием ионов разных знаков. В этих кристаллах нельзя выделить отдельные молекулы, а рассматривать их можно как систему двух вдвинутых одна в другую ионных подрешеток. При наложении на ионный кристалл электрического поля происходит некоторая деформация кристаллической решетки или относительное смещение подрешеток, приводящее к возникновению дипольных моментов.

Таким образом, внесение всех трех групп диэлектриков во внешнее электрическое поле приводит к возникновению отличного от нуля результирующего электрического момента диэлектрика или, иными словами, к поляризации диэлектрика. Поляризацией диэлектрика называется процесс ориентации диполей или появления под воздействием электрического поля ориентированных по полю диполей.

Соответственно трем группам диэлектриков различают три вида поляризации: электронная, или деформационная, поляризация диэлектрика с неполярными молекулами, заключающаяся в возникновении у атомов индуцированного дипольного момента за счет деформации электронных орбит.

Ориентационная, или дипольная, поляризация диэлектрика с полярными молекулами, заключающаяся в ориентации имеющихся дипольных моментов молекул по полю. Естественно, что тепловое движение препятствует полной ориентации молекул, но в результате совместного действия обоих факторов (электрическое поле и тепловое движение) возникает преимущественная ориентация дипольных моментов молекул по полю. Эта ориентация тем сильнее, чем больше напряженность электрического поля и ниже температура.

Ионная поляризация диэлектриков с ионными кристаллическими решетками, заключающаяся в смещении подрешетки положительных ионов вдоль поля, а отрицательных - против поля, приводящем к возникновению дипольных моментов

Задания на закрепление.

Обеспечить деятельность студентов по открытию новых знаний на основе синтеза.

Активизировать познавательную деятельность студентов.

Задачи

Уровень А

1. Площадь каждой пластины плоского конденсатора 401 см2. Заряд пластин 1,42 мкКл. Найти напряженность поля между пластинами.

2. Найти поверхностную плотность заряда на пластинах плоского конденсатора, разделенных слоем стекла толщиной 4 мм, если на конденсатор подано напряжение 3,8 кВ.

3. Емкость первого конденсатора 0,5 мкФ, а второго — 5000 пФ. Сравнить напряжения, которые надо подавать на эти конденсаторы, чтобы накопить одинаковые заряды.

4. Емкость одного конденсатора 200 пФ, а другого — 1 мкФ. Сравнить заряды, накопленные на этих конденсаторах при их подключении к полюсам одного и того же источника постоянного напряжения.

5. Какова емкость конденсатора, если при его зарядке до напряжения 1,4 кВ он получает заряд 28 нКл?

6. Наибольшая емкость школьного конденсатора 58 мкФ. Какой заряд он накопит при его подключении к полюсам источника постоянного напряжения 50 В?

7. На конденсаторе написано: 100 пФ; 300 В. Можно ли использовать этот конденсатор для накопления заряда 50 нКл?

8. Во сколько раз изменится емкость конденсатора при уменьшении рабочей площади пластин в 2 раза и уменьшении расстояния между ними в 3 раза?

Уровень В

9. Во сколько раз изменится емкость конденсатора, если в качестве прокладки между пластинами вместо бумаги, пропитанной парафином, использовать листовую слюду такой же толщины?

10. При введении в пространство между пластинами воздушного конденсатора твердого диэлектрика напряжение на конденсаторе уменьшилось с 400 до 50 В. Какова диэлектрическая проницаемость диэлектрика?

11. Одна из пластин школьного плоского конденсатора соединена со стержнем электрометра, а другая с заземленным корпусом. Какими способами можно показания электрометра уменьшить? увеличить?

12. Площадь каждой пластины плоского конденсатора равна 520 см2. На каком расстоянии друг от друга надо расположить пластины в воздухе, чтобы емкость конденсатора была равна 46 пФ?

13. Плоский конденсатор состоит из двух пластин площадью 50 см2 каждая. Между пластинами находится слой стекла. Какой наибольший заряд можно накопить на этом конденсаторе, если при напряженности поля 10 МВ/м в стекле происходит пробой конденсатора?

image13814. Расстояние между пластинами плоского конденсатора увеличили в 3 раза. Во сколько раз изменился заряд, напряжение между пластинами и напряженность поля, если конденсатор: а) отключили от источника напряжения; б) остался подключенным к источнику постоянного напряжения?

15(ПРГ). Плоский конденсатор, состоящий из круглых пластин радиусом r, разделен прослойкой с диэлектрической проницаемостью image132и толщиной d. Заряжен конденсатор до напряжения U. Найти: 1) емкость С конденсатора; 2) заряд на пластинах q; 3) энергию W электрического поля.

16. В импульсной фотовспышке лампа питается от конденсатора емкостью 800 мкФ, заряженного до напряжения 300 В. Найти энергию вспышки и среднюю мощность, если продолжительность разрядки 2,4 мс.

Уровень С

17. Во сколько раз изменится энергия конденсатора при увеличении напряжения на нем в 4 раза?

18. Емкость одного конденсатора в 9 раз больше емкости другого. На какой из этих конденсаторов надо подать большее напряжение, чтобы их энергия была одинаковой? во сколько раз большее?

19. Конденсатору емкостью 10 мкФ сообщили заряд 4 мкКл. Какова энергия заряженного конденсатора?

20. Площадь каждой из пластин плоского конденсатора 200 см2, а расстояние между ними 1 см. Какова энергия поля, если напряженность поля 500 кВ/м?

21. Расстояние между пластинами плоского конденсатора с диэлектриком из бумаги, пропитанной парафином, равно 2 мм, а напряжение между пластинами 200 В. Найти плотность энергии поля.

22. Во сколько раз изменится энергия поля заряженного конденсатора, если пространство между пластинами конденсатора заполнить маслом? Рассмотреть случаи: а) конденсатор отключен от источника напряжения; б) конденсатор остается присоединенным к источнику постоянного напряжения. Ответ объяснить, пользуясь законом сохранения энергии.

23. Расстояние между пластинами заряженного плоского конденсатора уменьшили в два раза. Во сколько раз изменилась энергия и плотность энергии поля? Рассмотреть два случая: а) конденсатор отключили от источника напряжения; б) конденсатор остался присоединенным к источнику постоянного напряжения.

24. При увеличении напряжения, поданного на конденсатор емкостью 20 мкФ, в 2 раза энергия поля возросла на 0,3 Дж. Найти начальные значения напряжения и энергии поля.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ 22 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 22 

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Постоянный электрический ток, сила тока. Электродвижущая сила.

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения учебных заданий, когда действия регламентированы четкими правилами, описывающие постоянный электрический ток, силу тока.

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий электродвижущей силы.

-обеспечить формирование умений по решению задач по данной теме.

-обеспечить обобщение изучаемого материала по теме: «Постоянный электрический ток, сила тока. Электродвижущая сила»

-обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (учить анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии, обобщать и систематизировать, доказывать и опровергать, объяснять и определять понятия, ставить и решать проблемы);

- развития мировоззрения

- развития памяти;

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания гуманизма и любви к прекрасному;

-подведение студентов к выводу о самоценности человеческих качеств.

-развитие у студентов рефлексивной деятельности.

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--теоретический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-объяснительно-иллюстративный

-информационно-рецептивный

 

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi-ИКТ

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

3. Повторение, актуализация знаний.               -20 мин.

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -40 мин.

1.Постоянный электрический ток

2. ЭДС

 

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -15 мин                          

1. Решение задач.

 

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                              §9.1, 9.3, упр.19 Кронгарт Б.А., Кем В.И..

 

Преподаватель:                                                                              Бацунова Л.В.

 

Вспомни:

1.                  Что такое электрическое поле?

2.                  Что нужно, что бы наэлектризовать тело?

3.                  Какие заряды вы знаете и как они взаимодействуют?

4.                  Как изобразить электрическое поле?

5.                  О чем говорит закон Кулона?

Постоянный Электрический Ток

Электрический ток. Сила и плотность тока

В электродинамике - разделе учения об электричестве, в котором рассматриваются явления и процессы, обусловленные движением электрических зарядов или макроскопических заряженных тел, - важнейшим понятием является понятие электрического тока. Электрическим током называется любое упорядоченное (направленное) движение электрических зарядов. В проводнике под действием приложенного электрического поля  свободные электрические заряды перемещаются положительные - по полю, отрицательные - против поля (рис 1,а). те. в нем возникает электрический ток, называемый током проводимости. Если же упорядоченное движение электрических зарядов осуществляется перемещением в пространстве заряженного макроскопического тела (рис.1, б), то возникает так называемый  конвекционный ток.

               а                                                                                                 б

Рис.1

Для возникновения и существования электрического тока необходимо, с одной стороны, наличие свободных носителей тока - заряженных частиц, способных перемещаться упорядоченное с другой - наличие электрического поля, энергия которого, каким-то образом восполняясь, расходовалась бы на их упорядоченное движение. За направление тока условно принимают направление движения положительных зарядов.

Количественной мерой электрического тока служит си л а тока 1 скалярная физическая величина, определяемая электрическим зарядом, проходящим через поперечное сечение проводника в единицу времени:       

Ток, сила и направление которого не изменяются со временем, называется постоянным.   Для постоянного тока , где Q - электрический заряд, проходящий за время t через поперечное сечение проводника.

Единица силы тока - ампер, Л. Физическая величина, определяемая силой тока, проходящего через единицу площади поперечного сечения проводника, перпендикулярного направлению тока, называется плотностью тока:

Выразим силу и плотность тока через скорость <v> упорядоченного движения зарядов в проводнике. Если концентрация носителей тока равна л и каждый носитель имеет элементарный заряд е, то за время dt через поперечное сечение S проводника переносится заряд dQ= n e <v> S dt. Сила тока

=ne <>                                                         (1.1)

Плотность тока - вектор, ориентированный по направлению тока, т.е. направление вектора j совпадает с направлением упорядоченного движения положительных зарядов. Единица плотности тока - ампер на метр в квадрате, А/м2

Закон Ома. Сопротивление проводников

Немецкий физик Г'. Ом экспериментально установил, что сила тока 1,текущего по однородному металлическому проводнику, т.е. проводнику, в котором не действуют сторонние силы, пропорциональна напряжению U на конца проводника:          

                                                             (2.7)

где R - электрическое сопротивление проводника. Уравнение (2.7 ) выражает  закон Ома для участка цепи (не содержащего источника э.д.с.). сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника. Формула (2.7 ) позволяет установить единицу сопротивления -ОМ (Ом): 1 Ом - сопротивление такого проводника, в котором при напряжении в 1 В течет постоянный ток 1 А

Величина G =I/R  называется электрической проводимостью проводника. Единица проводимости - сименс (См): 1 См - проводимость участка электрической цепи сопротивлением 1 Ом.

Сопротивление проводника зависит от его размеров и формы, а также материала, из которого проводник изготовлен. Для однородного линейного проводника сопротивление R прямо пропорционально его длине l и обратно пропорционально площади его поперечного сечения S:

                                                                (2.8)

где  р - коэффициент  пропорциональности, характеризующий материал проводника. Он называется у д е л ь н ы м э л е к т р и ч е с к и м  с о п р о т и в л е н и е м.   Единица удельною электрического сопротивления ом-мегр (Ом-м) Наименьшим удельным сопротивлением обладают  серебро (1.0   108 Ом*м) и медь (1,7 *108Ом-м).

Закон Ома можно представить в дифференциальной форме. Подставив выражение для сопротивления (2.8.) в закон Ома (2.7.), получим

                                                                   (2.9)

где величина

обратная удельному сопротивлению, называется удельной электрической проводимостью  вещества проводника. Не единица - сименс на метр (См/м). Учитывая, что- напряженность электрического поля в проводнике,  - плотность тока, формулу (2.9) можно записать в виде    

                                                                  (2.10)

Так как в изотропном проводнике носители тока в каждой точке движутся в направлении вектора , то направления  и совпадают. Поэтому формулу (2.10.) можно записать в виде

                                                                (2.11)

Выражение (2.11)- закон Ома в дифференциальной форме, связывающий плотность тока в любой точке внутри проводника с напряженностью электрического поля в этой же точке, что соотношение справедливо и для переменных полей.

Опыт показываем, что в первом приближении изменение удельного сопротивления, а следовательно, и сопротивления, в зависимости от температуры описывается линейным законом:

где  и , R и R0 - соответственно удельные сопротивления и сопротивления проводника при  t=0°С, а   - температурным коэффициент сопротивления, для чистых металлов (при не очень низких температурах) близкий к 1/273 К-1. Значит, температурная зависимость сопротивления может быть представлена в виде

,

 где Т - термодинамическая температура.

Качественная температурная зависимость сопротивления металла представлена на рис 2 I (кривая 1). Впоследствии было обнаружено, что сопротивление многих металлов (например. A), Pb, Zn и др.) и их сплавов при очень низких температурах Т (0,14-20 К), называемых критическими, характерных для каждого вещества, скачкообразно уменьшается до нуля (кривая 2), т.е. металл становится абсолютным проводником.

 

Впервые это явление, называемое  сверхпроводимостью,  обнаружено в 1(Л I году Г.Камерлинг-Оннесом для ртути. Явление   сверхпроводимости   объясняется   на основе квантовой теории. Практическое ис­пользование сверхпроводящих материалов (в обмотках сверхпроводяших магнитов, в системах памяти ЭВМ и др.) затруднено из-за низких их критических температур. Правда, в настоящее время обнаружены и активно исследуются керамические материалы, обладающие сверх­проводимостью при температуре выше 100 КПа в зависимости электрического сопротивления металлов от температуры основано действие термометров сопротивления, которые позволяют по градуированной взаимосвязи со­противления от температуры измерять температуру с точностью до 0,003 К.

Применение же в качестве рабочею вещества термометра сопротивления полупроводников, приготовленных по специальной технологии,- термисто позволяет отмечать изменение температуры в миллионные доли Кельвин и использовать термисторы для измерения температур в случае малых габаритов полупроводников

Задания на закрепление.

Обеспечить деятельность студентов по открытию новых знаний на основе синтеза.

Активизировать познавательную деятельность студентов.

Задачи

1. При питании лампочки от элемента с ЭДС 1,5 В сила тока в цепи равна 0,2 А. Найти работу сторонних сил в элементе за 1 мин.

2. К источнику с ЭДС 12 В и внутренним сопротивлением 1 Ом подключен реостат, сопротивление которого 5 Ом. Найти силу тока в цепи и напряжение на зажимах источника.

3. Каково напряжение на полюсах источника с ЭДС, равной image132, когда сопротивление внешней части цепи равно внутреннему сопротивлению источника?

4. При подключении лампочки к батарее элементов с ЭДС 4,5 В вольтметр показал напряжение на лампочке 4 В, а амперметр — силу тока 0,25 А. Каково внутреннее сопротивление батареи?

5. При подключении электромагнита к источнику с ЭДС 30 В и внутренним image154сопротивлением 2 Ом напряжение на зажимах источника стало 28 В. Найти силу тока в цепи. Какую работу совершают сторонние силы источника за 5 мин? Какова работа тока во внешней и внутренней частях цепи за то же время?

6. Как изменятся показания амперметра и вольтметра (рис.1), если замкнуть ключ?

7. В проводнике сопротивлением 2 Ом, подключенном к элементу с ЭДС 1,1 В, сила тока равна 0,5 А. Какова сила тока при коротком замыкании элемента?

8(ПРГ). Для определения ЭДС image132и внутреннего сопротивления r источника тока собрали цепь по схеме, приведенной на рисунке. При некотором положении скользящего контакта реостата амперметр показал силу тока I1, а вольтметр — напряжение U1. Когда контакт переместили влево, амперметр показал — I2, а вольтметр — U2. Найти внутреннее сопротивление источника и его ЭДС.

image155image156

9. При подключении к батарее гальванических элементов резистора сопротивлением 16 Ом сила тока в цепи была 1 А, а при подключении резистора сопротивлением 8 Ом сила тока стала 1,8 А. Найти ЭДС и внутреннее сопротивление батареи. При возможности выполните работу экспериментально, используя два резистора, сопротивления которых известны, и амперметр.

10. Найти внутреннее сопротивление и ЭДС источника тока, если при силе тока 30 А мощность во внешней цепи равна 180 Вт, а при силе тока 10 А эта мощность равна 100 Вт.

11. Вольтметр, подключенный к зажимам источника тока, показал 6 В. Когда к тем же зажимам подключили резистор, вольтметр стал показывать 3 В. Что покажет вольтметр, если вместо одного подключить два таких же резистора, соединенных последовательно? параллельно?

12. От генератора с ЭДС 40 В и внутренним сопротивлением 0,04 Ом ток поступает по медному кабелю площадью поперечного сечения 170 мм2 к месту электросварки, удаленного от генератора на 50 м. Найти напряжение на зажимах генератора и на сварочном аппарате, если сила тока в цепи равна 200 А. Какова мощность сварочной дуги?

13*(ПРГ). Источник тока с внутренним сопротивлением r питает n параллельно соединенных потребителей, рассчитанных на напряжение U и мощность Р. Потребители соединены с источником двухпроводной линией длиной L, выполненной из проводника с удельным сопротивлением image088и площадью поперечного сечения S. Найти: 1) силу тока Iв линии; 2) сопротивление Rл линии; 3) падение напряжения UЛ на линии; 4) потерю мощности Рл на линии; 5) напряжение Uзаж на зажимах источника; 6) падение напряжения Uвнут на внутреннем сопротивлении; 7) ЭДС image132источника.

image157

14. Лампочки, сопротивления которых 3 и 12 Ом, поочередно подключенные к некоторому источнику тока, потребляют одинаковую мощность. Найти внутреннее сопротивление источника и КПД цепи в каждом случае.

15. Источник тока с ЭДС 9 В и внутренним сопротивлением 1 Ом питает через реостат три параллельно соединенные лампочки, рассчитанные на напряжение 6,3 В и силу тока 0,3 А. Реостат поставлен в такое положение, что лампочки работают в номинальном режиме. Одна из лампочек перегорела. Во сколько раз изменилась мощность каждой из двух оставшихся лампочек по сравнению с номинальной, если считать, что сопротивление каждой лампочки осталось прежним?

16. Источник тока с внутренним сопротивлением r и ЭДС image132замкнут на три резистора с сопротивлением 3r каждый, соединенные последовательно. Во сколько раз изменяется сила тока в цепи, напряжение на зажимах источника и полезная мощность, если резисторы соединить параллельно?

Закон Ома для участка цепи с последовательным и параллельным соединением проводников

Уровень А

1. Обмотка реостата сопротивлением 84 Ом выполнена из никелиновой проволоки с площадью поперечного сечения 1 мм2. Какова длина проволоки?

2. Во сколько раз изменится сопротивление проводника (без изоляции), если его свернуть пополам и скрутить?

3(ПРГ). Моток проволоки, изготовленный из материалов, указанных в таблице, имеет сопротивление R и массу m. Найти длину l проволоки и площадь поперечного сечения S.

image139

4. Можно ли включить в сеть напряжением 220 В реостат, на котором написано: а) 30 Ом, 5 А; б) 2000 Ом, 0,2 А?

5. Какова напряженность поля в алюминиевом проводнике сечением 1,4 мм2 при силе тока 1 А?

Уровень В

image1406. Участок цепи состоит из стальной проволоки длиной 2 м и площадью поперечного сечения 0,48 мм2, соединенной последовательно с никелиновой проволокой длиной 1 м и площадью поперечного сечения 0,21 мм2. Какое напряжение надо подвести к участку, чтобы получить силу тока 0,6 А?

7. На рисунке приведен график падения напряженности на трех последовательно соединенных проводниках одинаковой длины. Каково соотношение сопротивлений этих проводников?

8. Цепь состоит из трех последовательно соединенных проводников, подключенных к источнику напряжением 24 В. Сопротивление первого проводника 4 Ом, второго 6 Ом, и напряжение на концах третьего проводника 4 В. Найти силу тока в цепи, сопротивление третьего проводника и напряжения на концах первого и второго проводников.

9. Электрическую лампу сопротивлением 240 Ом, рассчитанную на напряжение 120 В, надо питать от сети напряжением 220 В. Какой длины нихромовый проводник с площадью поперечного сечения 0,55 мм2 надо включить последовательно с лампой?

10. От источника напряжением 45 В необходимо питать нагревательную спираль сопротивлением 20 Ом, рассчи­танную на напряжение 30 В. Имеются три реостата, на которых написано: а) 6 Ом, 2 А; б) 30 Ом, 4 А; в) 800 Ом, 0,6 А. Какой из реостатов надо взять?

Уровень С

11. Кабель состоит из двух стальных жил площадью поперечного сечения 0,6 мм2 каждая image141и четырех медных жил площадью поперечного сечения 0,85 мм2 каждая. Каково падение напряжения на каждом километре кабеля при силе тока 0,1 А?

12. Определяя сопротивление лампочки карманного фонаря, учащийся ошибочно составил цепь, схема которой приведена на рисунке. Описать режим работы этой цепи и указать, какими приблизительно будут показания приборов, если напряжение на полюсах источника тока 2 В.

13. На школьном демонстрационном гальванометре (от амперметра) указаны сопротивление прибора 385 Ом и сила тока, вызывающая отклонение стрелки на одно деление, 3,8•10-4 А/дел. Вся шкала имеет 10 делений. Каковы сопротивления приложенных двух шунтов, делающих прибор амперметром с пределами измерения 3 и 10 А?

14. На школьном гальванометре (от вольтметра) указаны сопротивление прибора 2,3 Ом и напряжение, которое надо подать, чтобы стрелка отклонилась на одно деление, 1,4 • 10-3 В/дел. Вся шкала имеет 10 делений. Найти, каким должно быть сопротивление добавочного резистора, чтобы прибор можно было использовать в качестве вольтметра с пределом измерений 5 В; 15 В.

15. Гальванометр имеет сопротивление 200 Ом, и при силе тока 100 мкА стрелка отклоняется на всю шкалу. Резистор какого сопротивления надо подключить, чтобы прибор можно было использовать как вольтметр для измерения напряжения до 2 В? Шунт какого сопротивления надо подключить к этому гальванометру, чтобы его можно было использовать как миллиамперметр для измерения силы тока до 10 мА?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ 23 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 23 

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Лабораторная работа №7 Определение удельного сопротивления проводника

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения лабораторно-практической работы №7, когда действия регламентированы четкими правилами

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий физики необходимых для выполнения лабораторно-практической работы;

--обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (учить анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии, обобщать и систематизировать, доказывать и опровергать, объяснять и определять понятия, ставить и решать проблемы);

- способности четко формулировать свои мысли;

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания активной жизненной позиции, честности, человеческой порядочности;

-развития у студентов умений формулировать проблемы, предлагать пути их решения;

-развития у студентов исследовательской культуры (развитие умений использовать научные методы познаний наблюдение, гипотеза, эксперимент)

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--практический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-эвристический

- исследовательский

                                                                                                   

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi-ИКТ

 

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

 

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -15 мин.

 

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -60 мин                          

1.     Лабораторная работа

2.     Решение задач.

 

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                              §9.4, 9.7 Жданов Г.Л., Жданов Г.Л.

 

 

 

Преподаватель:                                                                     Бацунова Л.В.

 

Цель работы: научиться на практике рассчитывать удельное сопротивление проводника. 

Оборудование 

1. Реохорд. 

2. Микрометр. 

З. Амперметр и вольтметр.

4. Источник электрической энергии.

5. Ключ. 

6. Соединительные провода.

Теория 

Электрическое сопротивление проводников обусловлено тем, что свободные электроны при своем движении сталкиваются с положительно заряженными ионами кристаллической решетки металла.

 Одной из важнейших характеристик проводника является также его удельное электрическое сопротивление ρ, которое показывает каким сопротивлением облада­ет проводник длиной 1м и площадью поперечного сечения 1м2 
Для однородного цилиндрического проводника с сопротивлением R, длиною 1, площадью поперечного сечения S 

ρ =RS/ l (1)

где ρ - удельное сопротивление проводника, выражается в Ом ∙ м. 

В электротехнике чаще применяется единица измерения удельного сопротивления проводника 1 Ом∙мм2/м. Это Сопротивление проводника длиной 1м и площадью поперечного сечения 1 мм2.
Удельное сопротивление различных материалов, главным образом металлов и их сплавов, определяют лабораторным путем. 

Порядок выполнения работы 

1. Микрометром измерить диаметр проволоки d реохорда и рассчитать площадь поперечного сечения по формуле:
S=π d/ 4 (2)

2. Со6рать электрическую цепь по схеме рис. l 

3. После проверки цепи преподавателем, замкнуть ключ, измерить силу тока в цепи и напряжение на концах реохорда (сопротивления). 
4. Используя закон Ома для участка цепи рассчитать сопротивление R проволоки реохорда: 
R=U / I (3)
5. Измерить длину проволоки 
6. Вычислить удельное сопротивление проводника ρ по формуле (1). 
7.Сравнить полученный результат с табличным значением ρтабл и вычислить относительную погрешность.ρтабл (константана) =4 ,7 10-7 Ом∙м .
8.Написать вывод и ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы
Вариант 1 
1. Зависит ли удельное сопротивление от температуры? 
2. Удельное сопротивление фехраля 1.1 *10-6 Ом*м. Что это значит? Где можно использовать такой материал? 
3. Чем обусловлено сопротивление проводников? 
4. Как изменится напряжение на участке цепи, если медную проволоку на этом уча­стке заменить никелевой такой же длины и площади поперечного сечения? 
5. Как изменится напряжение на участке цепи, если проволоку на этом участке за­менить проволокой из такого же материала, такой же длины, но с площадью попе­речного сечения в три раза меньшей? 
Вариант 2
1. Почему удельное сопротивление проводника зависит от рода его материала? 
2. Определите сопротивление и длину медной проволоки массой 89 г сечением 0,1 мм2
3. В чем состоит явление сверх проводимости? 
4. Назвать известные вам методы определения сопротивления резистора. 
5. Как изменится напряжение на участке цепи, если проволоку на этом участке за­менить проволокой из такого же материала, такой же длины, но с площадью попе­речного сечения в три раза большей?

 

 

 

 

 

 

 

№ 24 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 24 

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Лабораторная работа №8 определение внутреннего сопротивления электрической энергии

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения лабораторно-практической работы №8, когда действия регламентированы четкими правилами

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий физики необходимых для выполнения лабораторно-практической работы;

--обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (учить анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии, обобщать и систематизировать, доказывать и опровергать, объяснять и определять понятия, ставить и решать проблемы);

- способности четко формулировать свои мысли;

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания активной жизненной позиции, честности, человеческой порядочности;

-развития у студентов умений формулировать проблемы, предлагать пути их решения;

-развития у студентов исследовательской культуры (развитие умений использовать научные методы познаний наблюдение, гипотеза, эксперимент)

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--практический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-эвристический

- исследовательский

.

 

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi-ИКТ

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -10 мин.

 

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -65 мин                 

1.     Лабораторная работа

2.     Решение задач.

 

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                              §9.4, 9.7 Кронгарт Б.А., Кем В.И.

 

 

Преподаватель:                                                                     Бацунова Л.В.

 

 

 

Вспомни:

1. ЭДС

2. Внутренне сопротивление проводника.

Цель работы: Научиться экспериментальным путем определять ЭДС, и внутреннее сопротивление источника тока.

Приборы и оборудование: Источники электрической энергии, амперметр (до 2А с делением до 0,1А), вольтметр (постоянного до 3А с делением до 0,3В), магазин (сопротивления до 10 Ом) ключ, соединительные провода.

Теоретические сведения.

ЭДС источника тока можно измерить с помощью вольтметра, сопротивления источника. Внутреннее сопротивление источника тока можно определить на известным сопротивлением R, подключенном к источнику.

Так как I =  , то R =  =  .

ХОД РАБОТЫ

1.  Собрать электрическую цепь как показано на схеме.

2.  Измерить ЭДС источника электрической энергии замкнув его на вольтметр (схема).

3.  Измерить силу тока и падение напряжения на заданном сопротивлении.

Е

U

I

R

r

rcр

1.

2.

3.

4.  Вычислить внутреннее сопротивление по закону Ома для всей цепи.

5.  Произвести опыты с другими сопротивлениями и вычислить внутреннее сопротивление элемента.

6.  Вычислить среднее значение внутреннего сопротивления элемента.

7.  Результаты всех измерений и вычислений записать в таблицу.

8.  Найти абсолютную и относительную погрешность.

9.  Сделать выводы и записать.

После выполнения лабораторной работы студент должен:

Знать: понятия внешнего и внутреннего участка цепи, электродвижущая сила источника тока, закон тока для участка цепи и для всей цепи.

Уметь: находить ЭДС источника тока, пользоваться измерительными приборами, по заданной схеме собирать простейшие электронные цепи.

Содержание отсчета.

1.  Дать понятие ЭДС. Сформировать закон Ома для всей цепи.

2.  Объяснить ход работы.

3.  Выполнить расчеты.

4.  Заполнить таблицу

5.  Сделать выводы.

 

 

 

 

 

 

 

 

№ 25 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 25 

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Работа и мощность электрического тока. Тепловое действие электрического тока

 

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения учебных заданий, когда действия регламентированы четкими правилами, описывающие работу и мощность электрического тока

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий теплового действия электрического тока.

-обеспечить формирование умений по решению задач по заданной теме.

-обеспечить обобщение изучаемого материала по теме: «Работа и мощность электрического тока. Тепловое действие электрического тока»

-обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (умения анализировать, выделять главное , строить аналогии, обобщать и систематизировать);

- развития памяти;

- развития критического мышления, групповой самоорганизации, умения вести диалог;

-способности четко формулировать свои мысли

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-подведения студентов к выводу о самоценности человеческих качеств;

-развития у студентов умений формулировать проблемы, предлагать пути их решения;

-развития у студентов коммуникативной культуры (умения общаться, монологическую и диалогическую речь)

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--теоретический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

--информационно-рецептивный

-проблемное изложение

-исследовательский

                                                                                                   

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi-ИКТ

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

3. Повторение, актуализация знаний.               -20 мин.

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -40 мин.

1.Работа и мощность электрического тока.

2.Тепловое действие электрического тока.

 

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -15 мин              

1. Решение задач.

 

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                              Подготовиться к лаб. работе. Дондукова Р.А.

 

Преподаватель:                                                                     Бацунова Л.В.

hello_html_5679049c.pngВспомни:

1. Французский учёный, в честь которого названа единица силы тока;

2. Его соотечественник, в честь которого названа единица электрического

заряда;

3,5. Английский и русский авторы закона теплового действия тока;

4. Итальянский учёный, в честь которого назван прибор, служащий для измерения напряжения.

Названные фамилии учёных прозвучали не случайно.

Теперь, разгадав кроссворд, мы можем назвать ещё одного французского физика, установившего в 1837г. зависимость силы тока в участке цепи от напряжения на концах этого участка и его сопротивления. ПУЛЬЕ (по вертикали).

Французские школьники изучают эту зависимость, как закон Пулье.

О каком известном вам законе электричества идёт речь? Как мы называем этот закон?

– Закон ОМА.

Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца

Рассмотрим однородный проводник, к концам которого приложено напряжение U. За время dt через сечение проводника переносится заряд dq=I dt. Так как ток представляет собой перемещение заряда dq под действием электриче­ского поля, то работа тока

dA = Udq = IUdt.                (1)                                                     

Если сопротивление проводника R, то, используя закон Ома (2.7 ), получим

dA = I2 R dt = (U2/R) dt                                                         (2)

Из (1 ) и(2) следует, что мощность тока

                              (3)

Если сила тока выражается в амперах, напряжение - в вольтах, сопротивление - в Омах, то работа тока выражается в джоулях, а мощность - в ваттах. На практике также применяются внесистемные единицы работы тока: ватт-час (Вт-ч) и киловатт-час (кВт-ч). 1 Вт* ч - работа тока мощностью 1 Вт в течение 1 ч: 1 Вт-ч=3600 Вт-с=3,6 Ю3 Дж; 1кВт-ч=103, Вт'Ч-3,6 Ю6 Дж.

Если ток проходит по неподвижному металлическому проводнику, то вся работа тока идет на его нагревание, и по закону сохранения энергии

dQ = dA                                                                      (4)

Таким образом, используя выражения (1 ), (2) и (3), получим

                                            (5)

Выражение (5.) представляет собой закон Джоуля - Ленца, экспериментально установленный независимо друг от друга Дж. Джоулем и Х.Ленцем.

Выделим в проводнике элементарный цилиндрический объем  (ось цилиндра совпадает с направлением тока), сопротивление которого R=

По закону Джоуля - Ленца за время dt в этом объеме выделится теплота

Количество теплоты, выделяющееся за единицу времени в единице объема, называется удельной тепловой мощностью тока. Она равна

w=jE = vE2.                            (6)

Формула (6.) является обобщенным выражением закона Джоуля- Ленца в дифференциальной форме, пригодным для любого проводника.

Тепловое действие тока находит широкое применение в технике, которое начиналось с открытия в 1873 г. Русским инженером А.Н.Лодыгиным лампы накаливания. На нагревании проводников электрическим током основано действие электрических муфельных печей.

Задания на закрепление.

Обеспечить деятельность студентов по открытию новых знаний на основе синтеза.

Активизировать познавательную деятельность студентов.

Решение задач.

1. На цоколе лампочки карманного фонаря написано: 3,5 В, 0,28 А. Найти сопротивление в рабочем режиме и потребляемую мощность. На баллоне сетевой лампы накаливания написано: 220 В, 60 Вт. Найти силу тока и сопротивление в рабочем режиме.

2. В бытовой электроплитке, рассчитанной на напряжение 220 В, имеются две спирали, сопротивление каждой из которых в рабочем режиме равно 80,7 Ом. С помощью переключателя в сеть можно включить одну спираль, две спирали последовательно или две спирали параллельно. Найти мощность в каждом случае.

3(ПРГ). Электрическая цепь состоит из приемника сопротивлением R1, потребляющего мощность P1 и реостата, включенного последовательно приемнику. В цепь подано напряжение U. Найти: 1) силу тока I в цепи; 2) напряжение U1 на приемнике; 3) напряжение U2 на реостате; 4) сопротивление R2 реостата; 5) мощность Р2, потребляемую реостатом.

image148

4. Десять параллельно соединенных ламп сопротивлением по 0,5 кОм, рассчитанных каждая на напряжение 120 В, питаются через реостат от сети напряжением 220 В. Какова мощность электрического тока в реостате?

5. Объясните, почему при последовательном включении двух ламп мощностью 40 и 100 Вт первая горит значительно ярче второй. При возможности проверьте это на опыте.

6. При ремонте электрической плитки спираль была укорочена на 0,1 первоначальной длины. Во сколько раз изменилась мощность плитки?

7. Электродвигатель подъемного крана работает под напряжением 380 В, при этом сила тока в его обмотке равна 20 А. Каков КПД установки, если груз массой 1 т кран поднимает на высоту 19 м за 50 с?

8(ПРГ). По приведенным техническим данным магистральных электровозов постоянного тока найти: 1) потребляемую из сети мощность Р; 2) полезную механическую мощность N; 3) коэффициент полезного действия image149.

image150

9. Почему спирали электронагревательных приборов делают из материала с большим удельным сопротивлением?

10(ПРГ). Выполняя лабораторную работу по определению КПД электрического нагревателя, ученик опустил спираль, значения мощностей Р которой в рабочем состоянии указаны в таблице, в сосуд с водой, масса которой m и начальная температура t1. Через время image151температура воды стала t2. Найти: 1) работу А тока; 2) количество теплоты Q, полученное водой; 3) КПД нагревателя image149.

image152

11. Какой длины надо взять никелиновую проволоку площадью поперечного сечения 0,84 мм2, чтобы изготовить нагреватель на 220 В, при помощи которого можно было бы нагреть 2 л воды от 20 °С до кипения за 10 мин при КПД 80% ?

12*(ПРГ). Электрокипятильник со спиралью сопротивлением R поместили в сосуд, содержащий воду массой m при температуре t1, и включили в сеть напряжением U. Через время image151кипятильник выключили. Найти температуру t2 воды, если вода за это время не нагреется до кипения; вычислить, сколько воды (по массе m1) выкипит, если вода закипит. Теплоемкостью сосуда пренебречь, считать КПД 100%.

image153

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ 26 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 26

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Электронная проводимость металлов

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения учебных заданий, когда действия регламентированы четкими правилами, описывающие Электронную проводимость металлов

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий проводимости металлов.

-обеспечить формирование умений по решению задач по электронной проводимости металлов.

-обеспечить обобщение изучаемого материала по теме: «Электронная проводимость металлов»

-обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития логического мышления (на основе усвоения студентами причинно-следственных связей, сравнительного анализа);

- способности четко формулировать свои мысли;

- развития  навыков устной и письменной речи.

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания активной жизненной позиции, честности, человеческой порядочности;

-развития у студентов умений формулировать проблемы, предлагать пути их решения;

-развития у студентов коммуникативной культуры (умения общаться, монологическую и диалогическую речь)

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--теоретический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-информационно-рецептивный

-проблемное изложение

-эвристический

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi -ИКТ

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

3. Повторение, актуализация знаний.               -20 мин.

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -40 мин.

1.Электронная проводимость.

2.Проводимость в металлах.

 

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -15 мин                

1. Решение задач.

 

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                              Подготовиться к лаб. работе. Дондукова Р.А

Преподаватель:                                                                              Бацунова Л.В.

 

 

 

 

Вспомни:

А) Какие вещества называются проводниками электричества?

Б) Какие материалы являются диэлектриками?

В) Чем проводники отличаются друг от друга?

Г) Где применяются проводники?

Электронная проводимость металлов

В начале XX века была создана классическая электронная теория проводимости металлов (П. Друде, 1900 г., Х.Лоренц, 1904 г.), которая дала простое и наглядное объяснение большинства электрических и тепловых свойств металлов. Рассмотрим некоторые положения этой теории.

Свободные электроны

Металлический проводник состоит из:

1) положительно заряженных ионов, колеблющихся около положения равновесия, и

2) свободных электронов, способных перемещаться по всему объему проводника.

Рис.1.gifТаким образом, электрические свойства металлов обусловлены наличием в них свободных электронов с концентрацией порядка 1028 м–3, что примерно соответствует концентрации атомов. Эти электроны называются электронами проводимости. Они образуются путем отрыва от атомов металлов их валентных электронов. Такие электроны не принадлежат какому-то определенному атому и способны перемещаться по всему объему тела. В металле в отсутствие электрического поля электроны проводимости хаотически движутся и сталкиваются, чаще всего с ионами кристаллической решетки (рис. 1). Совокупность этих электронов можно приближенно рассматривать как некий электронный газ, подчиняющийся законам идеального газа. Средняя скорость теплового движения электронов при комнатной температуре составляет примерно 105 м/с.

Электрический ток в металлах

Ионы кристаллической решетки металла не принимают участие в создании тока. Их перемещение при прохождении тока означало бы перенос вещества вдоль проводника, что не наблюдается. Например, в опытах Э. Рикке (1901 г.) масса и химический состав проводника не изменялся при прохождении тока в течении года.

Экспериментальное доказательство того, что ток в металлах создается свободными электронами, было дано в опытах Л.И. Мандельштама и Н. Д. Папалекси (1912 г., результаты не были опубликованы), а также Т. Стюарта и Р. Толмена (1916 г.). Они обнаружили, что при резкой остановке быстро вращающейся катушки в проводнике катушки возникает электрический ток, создаваемый отрицательно заряженными частицами — электронами.

Следовательно, электрический ток в металлах — это направленное движением свободных электронов.

Так как электрический ток в металлах образуют свободные электроны, то проводимость металлических проводников называется электронной проводимостью.

Электрический ток в металлах возникает под действием внешнего электрического поля. На электроны проводимости, находящиеся в этом поле, действует электрическая сила, сообщающая им ускорение, направленное в сторону, противоположную вектору напряженности поля. В результате электроны приобретают некоторую добавочную скорость (ее называют дрейфовой). Эта скорость возрастает до тех пор, пока электрон не столкнется с атомом кристаллической решетки металла. При таких столкновениях электроны теряют свою избыточную кинетическую энергию, передавая ее ионам. Затем электроны снова разгоняются электрическим полем, снова тормозятся ионами и т.д.Средняя скорость дрейфа электронов очень мала, около 10–4 м/с.

Скорость распространения тока и скорость дрейфа не одно и то же. Скорость распространения тока равна скорости распространения электрического поля в пространстве, т.е. 3108 м/с.

При столкновении с ионами электроны проводимости передают часть кинетической энергии ионам, что приводит к увеличению энергии движения ионов кристаллической решетки, а, следовательно, и к нагреванию проводника.

Сопротивление металлов

Сопротивление металлов объясняется столкновениями электронов проводимости с ионами кристаллической решетки. При этом, очевидно, чем чаще происходят такие столкновения, т. е. чем меньше среднее время свободного пробега электрона между столкновениями τ, тем больше удельное сопротивление металла.

В свою очередь, время τ зависит от расстояния между ионами решетки, амплитуды их колебаний, характера взаимодействия электронов с ионами и скорости теплового движения электронов. С ростом температуры металла амплитуда колебаний ионов и скорость теплового движения электронов увеличиваются. Возрастает и число дефектов кристаллической решетки. Все это приводит к тому, что при увеличении температуры металла столкновения электронов с ионами будут происходить чаще, т.е. время τ уменьшается, а удельное сопротивление металла увеличивается.

Опыт Мандельштама и Папалекси по выяснению движения электрона

Если электрон обладает массой, то его масса, или способность двигаться по инерции, должна проявляться повсюду, а не только в электрическом поле. Русские ученые Л. И. Мандельштам (1879—1949; основатель школы радиофизиков) и Н. Д. Папалекси (1880 — 1947; крупнейший советский физик, академик, председатель Всесоюзного научного совета по радиофизике и радиотехнике при АН СССР) в 1913 году поставили оригинальный опыт. Взяли катушку с проводом и стали крутить ее в разные стороны.

Раскрутят, к примеру, по часовой стрелке, потом резко остановят и — назад.

Рассуждали они примерно так: если электроны и вправду обладают массой, то, когда катушка внезапно останавливается, электроны еще некоторое время должны двигаться по инерции. Движение электронов по проводу — электрический ток. Как задумали, так и получилось. Подсоединили к концам провода телефон и услышали звук. Раз в телефоне слышен звук, следовательно, через него ток протекает.

Опыт Мандельштама и Папалекси в 1916 году повторили американские ученые Толмен и Стюарт. Они тоже крутили катушку, но вместо телефона к ее концам подсоединили прибор для измерения заряда. Им удалось не только доказать существование у электрона массы, но и измерить ее. Данные Толмена и Стюарта потом много раз проверялись и уточнялись другими учеными, и теперь вы знаете, что масса электрона равна 9,109 Ю-31 килограмма.

При постановке этих опытов исходили из следующей мысли. Если в металле есть свободные заряды, обладающие массой, то они должны подчиняться закону инерции , Быстро движущийся, например, слева направо проводник представляет собой совокупность движущихся в этом направлении атомов металла, которые увлекают вместе с собой и свободные заряды. Когда такой проводник внезапно останавливается, то останавливаются входящие в его состав атомы; свободные же заряды по инерции должны продолжать движение слева направо, пока различные помехи (соударения с остановившимися атомами) не остановят их. Происходящее явление подобно тому, что наблюдается при внезапной остановке трамвая, когда «свободные», не прикрепленные к вагону предметы и люди по инерции некоторое время продолжают двигаться вперед.

Таким образом, краткое время после остановки проводника свободные заряды в нем должны двигаться в одну сторону. Но движение зарядов в определенную сторону есть электрический ток. Следовательно, если наши рассуждения справедливы, то после внезапной остановки проводника надо ожидать появления в нем кратковременного тока. Направление этого тока позволит судить о знаке. Заряда. Если же в этом направлении будут двигаться отрицательные заряды, то должен наблюдаться ток, имеющий направление справа налево и наоборот. Возникающий ток зависит от зарядов и способности их носителей более или менее долго сохранять по инерции свое движение, несмотря на помехи, т. е. от их массы. Таким образом, этот опыт не только позволяет проверить предположение о существовании в металле свободных зарядов, но и Физика(рис.1).jpgопределить сами заряды, их знак и массу их носителей (точнее, отношение заряда к массе elm).

В практическом осуществлении опыта оказалось более удобным использовать не поступательное, а вращательное движение проводника. Схема такого опыта приведена на рис.2.

Физика(опыт).jpgНа катушке, в которую вделаны две изолированные друг от друга полуоси 00, укреплена проволочная спираль 1. Концы спирали припаяны к обеим половинам оси и при помощи скользящих контактов 2 («щеток») присоединены к чувствительному гальванометру 3. Катушка приводилась в быстрое вращение и затем внезапно тормозилась. Опыт действительно обнаружил, что при этом в гальванометре возникал электрический ток. Направление этого тока показало, что по инерции движутся отрицательные заряды. Измерив заряд, переносимый этим кратковременным током, можно было найти отношение свободного заряда к массе его носителя. Отношение это оказалось равным e/m=l,8•1011 Кл/кг, что хорошо совпадает со значением такого отношения для электронов, определенным другими способами.

Задания на закрепление.

Обеспечить деятельность студентов по открытию новых знаний на основе синтеза.

Активизировать познавательную деятельность студентов.

Задачи

1. Сила тока в лампочке карманного фонаря 0,32 А. Сколько электронов проходит через поперечное сечение нити накала за 0,1 с?

2. Найти скорость упорядоченного движения электронов в проводе площадью поперечного сечения 5 мм2 при силе тока 10 А, если концентрация электронов проводимости 5 • 1028 м-3.

3. Через два медных проводника, соединенных последовательно, проходит ток. Сравнить скорость упорядоченного движения электронов, если диаметр второго проводника в 2 раза меньше, чем первого.

4. Найти скорость упорядоченного движения электронов v в стальном проводнике, концентрация электронов проводимости в котором n = 1028 м-3, при напряженности поля Е = 96 мВ/м.

5. Найти скорость упорядоченного движения электронов в медном проводе площадью поперечного сечения 25 мм2 при силе тока 50 А, считая, что на каждый атом приходится один электрон проводимости.

6. При какой температуре сопротивление серебряного проводника станет в 2 раза больше, чем при 0 °С?

7. Для определения температурного коэффициента сопротивления меди на катушку медной проволоки подавали одно и то же напряжение. При погружении этой катушки в тающий лед сила тока была 14 мА, а при опускании в кипяток сила тока стала 10 мА. Найти по этим данным температурный коэффициент сопротивления меди.

8. Почему электрические лампы накаливания чаще всего перегорают в момент включения?

 

№ 27 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 27

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Лабораторная работа №9 Электропроводимость электролитов

 

 

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения лабораторно-практической работы №9, когда действия регламентированы четкими правилами

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий физики необходимых для выполнения лабораторно-практической работы;

--обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (учить анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии, обобщать и систематизировать, доказывать и опровергать, объяснять и определять понятия, ставить и решать проблемы);

- способности четко формулировать свои мысли;

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания активной жизненной позиции, честности, человеческой порядочности;

-развития у студентов умений формулировать проблемы, предлагать пути их решения;

-развития у студентов исследовательской культуры (развитие умений использовать научные методы познаний наблюдение, гипотеза, эксперимент)

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--практический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-эвристический

- исследовательский

                                                                                                   

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi-ИКТ

 

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -15 мин.

 

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -60 мин                

1.     Лабораторная работа

2.     Решение задач.

 

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                              Подготовиться к лаб. работе. Дондукова Р.А

 

Преподаватель:                                                                              Бацунова Л.В.

 

Проводники электрического тока делятся на проводники первого и второго рода. К проводникам первого рода относятся металлы и их сплавы, графит и другие материалы. Проводниками второго рода называют растворы кислот, щелочей и солей, расплавленные соли и кристаллы некоторых твердых солей.

Перенос электричества в проводниках первого рода осуществляется движением электронов по проводнику, в проводниках второго рода перенос электричества осуществляется движением ионов, и сила тока представляет собой суммарный результат движения катионов и анионов. Сопротивление, а, следовательно, и электропроводность зависит от длины и поперечного сечения проводника, а именно:

, где /1/

- сопротивление проводника (Ом);

- длина проводника (см);

- площадь поперечного сечения (см2);

- удельное сопротивление (Ом. см).

Электропроводность – величина, обратная сопротивлению электрического тока, т.е.

= æ , /2/

где æ – удельная электропроводность, æ = (Ом-1 .см-1);

- длина проводника (см);

S – поперечное сечение проводника (см2).

Удельной электропроводностью называют электропроводность одного мл раствора, помещенного между электродами с поверхностью 1 см2, находящимися на расстоянии 1 см друг от друга.

Удельная электропроводность различных электролитов, сравниваемая при одинаковых условиях, температуре и концентрации, различна. Удельная электропроводность слабых электролитов с повышением концентрации растет незначительно. Уменьшение ее вызвано падением степени диссоциации. Удельная электропроводность с уменьшением концентрации падает, но не пропорционально, она убывает медленнее, чем разведение раствора. Только в очень разбавленных растворах солей, сильных кислот и оснований обе величины становятся пропорциональными.

Более наглядно выглядят эти закономерности, если пользоваться не удельной, а эквивалентной электропроводностью. Она зависит от свойств растворенного вещества, выражающихся в способности переносить в единицу времени большего или меньшего количества электричества. Способность различных электролитов проводить электрический ток удобно сравнивать в таких условиях, когда в слое жидкости, заключенном между электродами, находятся химически сравнимые количества различных веществ. Такими химически сравнимыми количествами являются грамм-эквивалент или грамм-моль вещества.

Эквивалентной электропроводностью называют электропроводность столба жидкости, заключенного между электродами, находящимися друг от друга на расстоянии 1 см при такой площади поверхности электродов, что между ними находится объем жидкости, содержащий 1 грамм-эквивалент вещества.

æ = 1000 . V . æ, [Ом-1 . см-1 . м-1], где /3/

- эквивалентная электропроводность при данном разведении;

С – концентрация раствора;

- разбавление раствора, т.е. величина, обратная концентрации (= 1 / С).

Эквивалентная электропроводность раствора повышается при его разбавлении благодаря тому, что количество электролита между электродами остается постоянным (грамм-эквивалент), а число ионов, образующихся при разбавлении, увеличивается.

очень сложно выполнить все условия. Поэтому для каждого сосуда предварительно определяют его постоянную С0.

Если в формулу  вместо поставить 1/æ, а величину заменить на С0, то С0/ æ.

Отсюда можно заключить, что С0 = æ .х,

где х – сопротивление, определяемое по формуле Rх = Rм . .

Практически постоянную сосуда (С0) определяют следующим образом.

В сосуд для измерения электропроводности наливают 0,02 н раствор хлорида калия таким образом, чтобы в раствор были погружены только электроды. Из таблиц определяют удельную электропроводность хлорида калия (æ) при данной температуре. Далее, описанным выше способом, определяют сопротивление раствора хлористого калия и находят постоянную сосуда С0 = æ.х .

Данные измерений заносят в таблицы:

Таблица 1

Определение постоянной сосуда 0)

Rм

Плечи реохорда

Rх

С0

 

 

а

б

 

 

 

 

 

 

 

 

Задания на закрепление.

Обеспечить деятельность студентов по открытию новых знаний на основе синтеза.

Активизировать познавательную деятельность студентов.

Электропроводность электролитов. Законы электролиза.

 Уровень А

1. Сила тока в лампочке карманного фонаря 0,32 А. Сколько электронов проходит через поперечное сечение нити накала за 0,1 с?

2. Найти скорость упорядоченного движения электронов в проводе площадью поперечного сечения 5 мм2 при силе тока 10 А, если концентрация электронов проводимости 5*10-28м-3.

3. Через два медных проводника, соединенных последовательно, проходит ток. Сравнить скорость упорядоченного движения электронов, если диаметр второго проводника в 2 раза меньше, чем первого.

4. Найти скорость упорядоченного движения электронов v в стальном проводнике, концентрация электронов проводимости в котором n = 1028 м-3, при напряженности поля Е = 96 мВ/м.

5. Найти скорость упорядоченного движения электронов в медном проводе площадью поперечного сечения 25 мм2 при силе тока 50 А, считая, что на каждый атом приходится один электрон проводимости.

Уровень В

6. При какой температуре сопротивление серебряного проводника станет в 2 раза больше, чем при 0 °С?

7. Для определения температурного коэффициента сопротивления меди на катушку медной проволоки подавали одно и то же напряжение. При погружении этой катушки в тающий лед сила тока была 14 мА, а при опускании в кипяток сила тока стала 10 мА. Найти по этим данным температурный коэффициент сопротивления меди.

8. Почему электрические лампы накаливания чаще всего перегорают в момент включения?

9. Почему в момент включения в сеть мощного приемника (например, электрокамина) лампочки в квартире могут на мгновение едва пригаснуть?

10. На сколько процентов изменится мощность, потребляемая электромагнитом, обмотка которого выполнена из медной проволоки, при изменении температуры от 0 до 30 °С?

Уровень С

11. На баллоне электрической лампы написано 220 В, 100 Вт. Для измерения сопротивления нити накала в холодном состоянии на лампу подали напряжение 2 В, при этом сила тока была 54 мА. Найти приблизительно температуру накала вольфрамовой нити.

12. Найти удельное сопротивление стали при 50 °С.

13. Концентрация электронов проводимости в германии при комнатной температуре n = 3•1019 м-3. Какую часть составляет число электронов проводимости от общего числа атомов?

14. Доказать рассуждением, что соединение InAs (арсенид индия), в котором количества (в молях) индия и мышьяка одинаковы, обладает проводимостью типа собственной проводимости элементов четвертой группы (Ge, Si). Какого типа будет проводимость при увеличении концентрации индия? мышьяка?

15. Для получения примесной проводимости нужного типа в полупроводниковой технике часто применяют фосфор, галлий, мышьяк, индий, сурьму. Какие из этих элементов можно ввести в качестве примеси в германий, чтобы получить электронную проводимость?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ 28 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 28

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Лабораторная работа № 10 Электропроводимость газов

 

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения лабораторно-практической работы №10, когда действия регламентированы четкими правилами

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий физики необходимых для выполнения лабораторно-практической работы;

--обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (учить анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии, обобщать и систематизировать, доказывать и опровергать, объяснять и определять понятия, ставить и решать проблемы);

- способности четко формулировать свои мысли;

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания активной жизненной позиции, честности, человеческой порядочности;

-развития у студентов умений формулировать проблемы, предлагать пути их решения;

-развития у студентов исследовательской культуры (развитие умений использовать научные методы познаний наблюдение, гипотеза, эксперимент)

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--практический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-эвристический

- исследовательский

                                                                                                    -ИКТ

 

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi-ИКТ

 

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -10 мин.

 

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -65 мин                

1.     Лабораторная работа

2.     Решение задач.

 

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                              Подготовиться к лаб. работе. Дондукова Р.А

 

 

Преподаватель:                                                                              Бацунова Л.В.

 

 

Задачи

Уровень А

1. Определить минимальную скорость электрона, необходимую для ионизации атома водорода, если потенциал ионизации атома водорода Ui = 13,6 В.

2. Работа выхода электрона из металла А = 2,5 эВ. Определить скорость вылетающего из металла электрона, если он обладает энергией W = 10^-18 Дж.

3. Термопара Et железо – константан и соединенный с нею последовательно гальвонометр включены, как показано на рисунке, где Е – батарея с ЭДС, равной 1,5 В. Полное сопротивление потенциометра равно 15 кОм. Холодный спай термопары находится в сосуде с тающим льжлм. Постоянная термопары a = 5,3*10^-5 В/К. Определить температуру горячего спая термопары, если при сопротивлении RАВ = 150 Ом сила тока в цепи гальвонометра равна нулю. Внутренним сопротивлением батареи пренебречь.

4. Определить работу выхода электронов из металла, если плотность тока насыщения двухэлектродной лампы при температуре T1 равна j1, а при температуре Т2 равна j2.

5. Ток насыщения при несамостоятельном разряде Iнас = 6,4 пА. Найти число пар ионов, создаваемых за 1 с внешним ионизатором.

6. Потенциал ионизации атома водорода Ui = 13,6 В. Определить температуру, при которой атомы имеют среднюю кинетическую энергию поступательного движения, достаточную для ионизации.

7. Определить температуру, соответствующую средней кинетической энергии поступательного движения электронов, равной работе выхода из вольфрама, если поверхностный скачок потенциала для вольфрама 4,5 В.

Уровень В

8. Сила тока в лампочке карманного фонаря 0,32 А. Сколько электронов проходит через поперечное сечение нити накала за 0,1 с?

9. Найти скорость упорядоченного движения электронов в проводе площадью поперечного сечения 5 мм2 при силе тока 10 А, если концентрация электронов проводимости 5 • 10"28 м-3.

10. Через два медных проводника, соединенных последовательно, проходит ток. Сравнить скорость упорядоченного движения электронов, если диаметр второго проводника в 2 раза меньше, чем первого.

11. Найти скорость упорядоченного движения электронов и в стальном проводнике, концентрация электронов проводимости в котором , при напряженности поля Е = 96 мВ/м. 12. Найти скорость упорядоченного движения электронов в медном проводе площадью поперечного сечения 25 мм2 при силе тока 50 А, считая, что на каждый атом приходится один электрон проводимости.

13 При какой температуре сопротивление серебряного проводника станет в 2 раза больше, чем при 0 °С?

14. Для определения температурного коэффициента сопротивления меди на катушку медной проволоки подавали одно и то же напряжение. При погружении этой катушки в тающий лед сила тока была 14 мА, а при опускании в кипяток сила тока стала 10 мА. Найти по этим данным температурный коэффициент сопротивления меди.          

15.Почему электрические лампы накаливания чаще всего перегорают в момент включения? 16. Почему в момент включения в сеть мощного приемника (например, электрокамина) лампочки в квартире могут на мгновение едва пригаснуть?

17. На сколько процентов изменится мощность, потребляемая электромагнитом, обмотка которого выполнена из медной проволоки, при изменении температуры от 0 до 30 °С?

Уровень С

18. На баллоне электрической лампы написано 220 В, 100 Вт. Для измерения сопротивления нити накала в холодном состоянии на лампу подали напряжение 2 В, при этом сила тока была 54 мА. Найти приблизительно температуру накала вольфрамовой нити. 19. Найти удельное сопротивление стали при 50 °С.

20. Концентрация электронов проводимости в германии при комнатной температуре . Какую часть составляет число электронов проводимости от общего числа атомов?

21. Доказать рассуждением, что соединение InAs (арсенид индия), в котором количества (в молях) индия и мышьяка одинаковы, обладает проводимостью типа собственной проводимости элементов четвертой группы (Ge, Si). Какого типа будет проводимость при увеличении концентрации индия? мышьяка?

22. Для получения примесной проводимости нужного типа в полупроводниковой технике часто применяют фосфор, галлий, мышьяк, индий, сурьму. Какие из этих элементов можно ввести в качестве примеси в германий, чтобы получить электронную проводимость?

23. К концам цепи, состоящей из последовательно включенных термистора и резистора сопротивлением 1 кОм, подано напряжение 20 В. При комнатной температуре сила тока в цепи была 5 мА. Когда термистор опустили в горячую воду, сила тока в цепи стала 10 мА. Во сколько раз изменилось в результате нагрева сопротивление термистора?

24. На рисунке приведены графики зависимости силы тока, идущего через фоторезистор, от приложенного напряжения. Какой график относится к освещенному фоторезистору и какой к находящемуся в темноте? Применим ли закон Ома к данному фоторезистору и при каких условиях? Во сколько раз сопротивление освещенного фоторезистора меньше затемненного?

25. Фоторезистор, который в темноте имеет сопротивление 25 кОм, включили последовательно с резистором сопротивлением 5 кОм. Когда фоторезистор осветили, сила тока в цепи (при том же направлении) увеличилась в 4 раза. Каким стало сопротивление фоторезистора?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ 29 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 29

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Электрический ток в вакууме. Термоэлектронная эмиссия. Электропроводность полупроводников и ее зависимость от температуры

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения учебных заданий, когда действия регламентированы четкими правилами, описывающие электрический ток в вакууме

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятия термоэлектрической эмиссии.

-обеспечить формирование умений по решению задач по данной теме.

-обеспечить обобщение изучаемого материала по теме: «Электрический ток в вакууме. Термоэлектронная эмиссия. Электропроводность полупроводников и ее зависимость от температуры»

-обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (учить анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии, обобщать и систематизировать, доказывать и опровергать, объяснять и определять понятия, ставить и решать проблемы);

- развития мировоззрения

- развития памяти;

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания гуманизма и любви к прекрасному;

-подведение студентов к выводу о самоценности человеческих качеств.

-развитие у студентов рефлексивной деятельности.

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--теоретический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-объяснительно-иллюстративный

-информационно-рецептивный

                                                                                                   

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi-ИКТ

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

3. Повторение, актуализация знаний.               -20 мин.

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -40 мин.

1.Электрический ток в вакууме.

2.Термоэлектронная эмиссия.

3.Электропроводность полупроводников и ее зависимость от температуры.

 

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -15 мин                

1. Решение задач.

 

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                              Подготовиться к лаб. работе. Дондукова Р.А

Преподаватель:                                                                     Бацунова Л.В.

 

 

Вспомни:

1. Что такое вакуум, и как его можно получить?
2. Возможно ли распространение электрического тока в вакууме?

Электрический ток в вакууме. Термоэлектронная эмиссия. Электропроводность полупроводников и ее зависимость от температуры.

Вакуумом называют разряженный газ, концентрация молекул в котором так мала, что они не сталкиваются друг с другом. Поэтому вакуум является идеальным изолятором. Однако, если внести в вакуум свободные заряженные частицы, например, электроны, то он становится проводником тока. При этом движением свободных зарядов в вакууме легко управлять, т.к. они не сталкиваются с молекулами разряженного газа. Приборы, в которых электрический ток проходит через вакуум, называют электровакуумными.

Источником заряженных частиц для вакуума может быть поверхность металла, нагретого до высоких температур (1500-2500 оС). При таких температурах часть свободных электронов металла обладает энергией, достаточной для того, чтобы разорвать все имеющиеся связи и покинуть поверхность металла. Это явление, напоминающее испарение молекул с поверхности жидкости, называют термоэлектронной эмиссий.

Простейшим электровакуумным прибором является вакуумный диод - устройство, пропускающее ток только в одном направлении. Обычно, вакуумный диод – это стеклянная лампа (1), внутри которой создан вакуум (рис. 45а) и находятся вольфрамовая нить (2, катод) и металлический цилиндр (3, анод). Чтобы нагреть вольфрамовую нить диода, через неё пропускают ток, и в результате термоэлектронной эмиссии рядом с раскалённой нитью появляется облако электронов. Поэтому, если диод подключить к источнику тока, соединив нить (2) с его отрицательным полюсом, а цилиндр (3) – с положительным (рис. 45а), то электроны из облака вокруг нити будут двигаться к цилиндру, и через диод пойдёт ток. Противоположное подключение – нить к плюсу источника тока, а цилиндр – к его минусу, не вызовет тока, т.к. поле внутри диода будет отталкивать электроны от цилиндра. Таким образом, в вакуумном диоде электроны могут двигаться только в одном направлении – от горячего катода к холодному аноду. Вакуумные диоды используются для  преобразования переменного тока в постоянный.

Электрическое поле может не только вызывать движение заряженных частиц в вакууме, как это происходит в диоде, но и изменять траекторию этого движения. На рис. 45б показано, как изменяется, загибаясь вправо, траектория движения электрона пролетающего между пластинами заряженного плоского конденсатора. Таким образом, пролетая между пластинами конденсаторов, электроны могут менять свои траектории в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Так как электроны в вакууме не испытывают никаких столкновений, их скорость в электровакуумных приборах может достигать очень больших значений. Легко посчитать, что в вакуумном диоде, между анодом и катодом которого приложено напряжение 100 В, электроны разгоняются до 6.106 м/с, что в миллиарды раз больше, чем скорость их упорядоченного движения в металлах. При торможении электронов их кинетическая энергия может переходить в энергию излучения (например, рентгеновского), тепловую и другие формы энергии.

Электронно-лучевая трубка (ЭЛТ), или кинескоп является самым важным элементом в большинстве телевизоров и компьютерных мониторов. ЭЛТ состоит из стеклянной колбы (1, на рис. 45в), внутри которой находится вакуум. Один из концов колбы узкий и длинный, а другой — широкий и достаточно плоский — экран (2). Внутренняя стеклянная поверхность экрана покрыта люминофором, веществом, которое при бомбардировке электронами испускает свет. В качестве люминофоров для цветных ЭЛТ используются довольно сложные составы на основе редкоземельных металлов — иттрия, эрбия и т. п. Для создания изображения в ЭЛТ используется электронная пушка, из катода (3) которой под действием сильного электростатического поля  исходит поток (луч) электронов (4). Отклонение электронного луча в вертикальной и горизонтальной плоскости, а также его фокусировка происходит посредством специальной отклоняющей системы (5), создающей необходимую комбинацию электрических и магнитных полей.

Вопросы для повторения:

·        Какой газ называют вакуумом?

·        Что такое термоэлектронная эмиссия?

·        Почему вакуумный диод пропускает ток только в одном направлении?

http://kaf-fiz-1586.narod.ru/10bf/uchebnik/45.files/image003.jpg·        Объясните принципы работы ЭЛТ?

 

Рис. 45. (а) – вакуумный диод и схема его подключения: 1 - стеклянная колба, 2 – вольфрамовая нить, 3 - анод; (б) –изменение траектории электрона между пластинами плоского конденсатора; (в) – конструкция электронно-лучевой трубки: 1 – стеклянная колба, 2 – экран, 3 – катод, 4 – электронный луч, 5 – система отклонения и фокусировки луча.

Задания на закрепление.

Обеспечить деятельность студентов по открытию новых знаний на основе синтеза.

Активизировать познавательную деятельность студентов.

Задачи

1.                  Какой наименьшей скоростью должен обладать ион кислорода для того, чтобы осуществить ударную ионизацию атома гелия? Потенциал ионизации гелия равен . Тепловым движением ионов гелия пренебречь.

(Ответ: .)

2.                  Расстояние между электродами в трубке, наполненной парами ртути, . Найти среднюю длину свободного пробега электрона , если самостоятельный разряд наступает при напряжении . Энергия ионизации паров ртути . Поле считать однородным.

(Ответ: .)

3.                  В телевизионном кинескопе ускоряющее анодное напряжение , а расстояние от анода до экрана составляет . За какое время  электроны проходят это расстояние? Масса электрона , заряд электрона .

(Ответ: .)

4.                  Через диод с плоскими электродами течет ток силой . Разность потенциалов между электродами . С какой силой действуют на анод лампы попадающие на него электроны, если скорость вблизи катода равна нулю?

(Ответ: .)

5.                  Электрон прошел разность потенциалов  и влетел в пространство между пластинами плоского конденсатора, заряженного до разности потенциалов . Определить модуль и направление скорости электрона в момент вылета из конденсатора, а также его смещение на экране, отстоящем на расстоянии , если длина пластин , расстояние между ними .

(Ответ: ;   ;   .)

№ 30 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 30

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Магнитное поле. Магнитная индукция. Напряженность магнитного поля

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения учебных заданий, когда действия регламентированы четкими правилами, описывающие магнитное поле.

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий магнитной индукции.

-обеспечить формирование умений по решению задач по данной теме.

-обеспечить обобщение изучаемого материала по теме: «Магнитное поле. Магнитная индукция. Напряженность магнитного поля»

-обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (учить анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии, обобщать и систематизировать, доказывать и опровергать, объяснять и определять понятия, ставить и решать проблемы);

- развития элементов творческой деятельности (интуиция, пространственного воображения, смекалки)

- развития критического мышления, групповой самоорганизации, умения вести диалог.

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания активной жизненной позиции, честности, человеческой порядочности;

-воспитания в студентах средствами урока уверенности в своих силах..

-развития у студентов исследовательской культуры (развитие умений использовать научные методы познаний: наблюдение, гипотеза, эксперимент).

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--теоретический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-объяснительно-иллюстративный

-репродуктивный

-исследовательский

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi -ИКТ

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

3. Повторение, актуализация знаний.               -20 мин.

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -40 мин.

1.Магнитное поле.

2.Магнитная индукция.

3.Напряженность магнитного поля.

 

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -15 мин                

1. Решение задач.

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                              Подготовиться к лаб. работе. Дондукова Р.А

 

Преподаватель:                                                                     Бацунова Л.В.

 

 

 

Вспомни:

1.  Слово electron переводится с греческого языка как….янтарь.

2.  Величина, характеризующая способность тел участвовать в электромагнитных взаимодействиях называется…..электрический заряд

3.  Электрический заряд обозначается буквами q или q.

4.  В международной системе единиц (си) за единицу заряда принят кулон

5.  Для обнаружения и измерения электрических зарядов применяется электрометр.Заряженное тело, размеры которого значительно меньше расстояния от этого тела до точки наблюдения и других заряженных тел — точечный заряд 

6.  положительно заряженными называют тела, которые действуют на другие заряженные тела так же, как ….стекло, наэлектризованное трением о шелк. 

7.  Отрицательно заряженными называют тела, которые действуют так же, как …..эбонит, наэлектризованный трением о шерсть..

 

Магнитное поле и его характеристики. При прохождении электрического тока по проводнику вокруг него образуется магнитное поле. Магнитное поле представляет собой один из видов материи. Оно обладает энергией, которая проявляет себя в виде электромагнитных сил, действующих на отдельные движущиеся электрические заряды (электроны и ионы) и на их потоки, т. е. электрический ток. Под влиянием электромагнитных сил движущиеся заряженные частицы отклоняются от своего первоначального пути в направлении, перпендикулярном полю (рис. 34).Магнитное поле образуется только вокруг движущихся электрических зарядов, и его действие распространяется тоже лишь на движущиеся заряды. Магнитное и электрические поля неразрывны и образуют совместно единое электромагнитное поле. Всякое изменение электрического поля приводит к появлению магнитного поля и, наоборот, всякое изменение магнитного поля сопровождается возникновением электрического поля. Электромагнитное поле распространяется со скоростью света, т. е. 300 000 км/с.

Графическое изображение магнитного поля. Графически магнитное поле изображают магнитными силовыми линиями, которые проводят так, чтобы направление силовой линии в каждой точке поля совпадало с направлением сил поля; магнитные силовые линии всегда являются непрерывными и замкнутыми. Направление магнитного поля в каждой точке может быть определено при помощи магнитной стрелки. Северный полюс стрелки всегда устанавливается в направлении действия сил поля. Конец постоянного магнита, из которого выходят силовые линии (рис. 35, а), принято считать северным полюсом, а противоположный конец, в который входят силовые линии,— южным полюсом (силовые линии, проходящие внутри магнита, не показаны). Распределение силовых линий между полюсами плоского магнита можно обнаружить при помощи стальных опилок, насыпанных на лист бумаги, положенный на полюсы (рис. 35, б). Для магнитного поля в воздушном зазоре между двумя параллельно расположенными разноименными полюсами постоянного магнита характерно равномерное распределение силовых магнитных линий (силовые линии, проходящие внутри магнита, не показаны).

Рис. 34. Схемы действия магнитного поля на движущиеся электрические заряды: положительный ион (а) и электрон (б).Рис. 34. Схемы действия магнитного поля на движущиеся электрические заряды: положительный ион (а) и электрон (б).

Рис. 35. Магнитное поле, созданное постоянным магнитомРис. 35. Магнитное поле, созданное постоянным магнитом.

Рис. 37. Магнитный поток, пронизывающий катушку при перпендиклярном (а) и наклонном (б) ее положениях по отношению к направлению магнитных силовых линий.Рис. 37. Магнитный поток, пронизывающий катушку при перпендикулярном (а) и наклонном (б) ее положениях по отношению к направлению магнитных силовых линий.

Для более наглядного изображения магнитного поля силовые линии располагают реже или гуще. В тех местах, где магнитное роле сильнее, силовые линии располагают ближе друг к другу, там же, где оно слабее,— дальше друг от друга. Силовые линии нигде не пересекаются.

Во многих случаях удобно рассматривать магнитные силовые линии как некоторые упругие растянутые нити, которые стремятся сократиться, а также взаимно отталкиваются друг от друга (имеют взаимный боковой распор). Такое механическое представление о силовых линиях позволяет наглядно объяснить возникновение электромагнитных сил при взаимодействии магнитного поля и Проводника с током, а также двух магнитных полей.

Основными характеристиками магнитного поля являются магнитная индукция, магнитный поток, магнитная проницаемость и напряженность магнитного поля.

Магнитная индукция и магнитный поток. Интенсивность магнитного поля, т. е.способность его производить работу, определяется величиной, называемой магнитной индукцией. Чем сильнее магнитноe поле, созданное постоянным магнитом или электромагнитом, тем большую индукцию оно имеет. Магнитную индукцию В можно характеризовать плотностью силовых магнитных линий, т. е. числом силовых линий, проходящих через площадь 1 м2 или 1 см2, расположенную перпендикулярно магнитному полю. Различают однородные и неоднородные магнитные поля. В однородном магнитном поле магнитная индукция в каждой точке поля имеет одинаковое значение и направление. Однородным может считаться поле в воздушном зазоре между разноименными полюсами магнита или электромагнита (см.рис.36) при некотором удалении от его краев. Магнитный поток Ф, проходящий через какую-либо поверхность, определяется общим числом магнитных силовых линий, пронизывающих эту поверхность, например катушку 1 (рис. 37, а), следовательно, в однородном магнитном поле

Ф = BS (40)

где S — площадь поперечного сечения поверхности, через которую проходят магнитные силовые линии. Отсюда следует, что в таком поле магнитная индукция равна потоку, поделенному на площадь S поперечного сечения:

B = Ф/S (41)

Если какая-либо поверхность расположена наклонно по отношению к направлению магнитных силовых линий (рис. 37, б), то пронизывающий ее поток будет меньше, чем при перпендикулярном ее положении, т. е. Ф2 будет меньше Ф1.

В системе единиц СИ магнитный поток измеряется в веберах (Вб), эта единица имеет размерность В*с (вольт-секунда). Магнитная индукция в системе единиц СИ измеряется в теслах (Тл); 1 Тл = 1 Вб/м2.

Магнитная проницаемость. Магнитная индукция зависит не только от силы тока, проходящего по прямолинейному проводнику или катушке, но и от свойств среды, в которой создается магнитное поле. Величиной, характеризующей магнитные свойства среды, служит абсолютная магнитная проницаемость ?а. Единицей ее измерения является генри на метр (1 Гн/м = 1 Ом*с/м).
В среде с большей магнитной проницаемостью электрический ток определенной силы создает магнитное поле с большей индукцией. Установлено, что магнитная проницаемость воздуха и всех веществ, за исключением ферромагнитных материалов (см. § 18), имеет примерно то же значение, – что и магнитная проницаемость вакуума. Абсолютную магнитную проницаемость вакуума называют магнитной постоянной, ?о = 4?*10-7 Гн/м. Магнитная проницаемость ферромагнитных материалов в тысячи и даже десятки тысяч раз больше магнитной проницаемости неферромагнитных веществ. Отношение магнитной проницаемости ?а какого-либо вещества к магнитной проницаемости вакуума ?о называют относительной магнитной проницаемостью:

? = ?а/?о (42)

Напряженность магнитного поля. Напряженность И не зависит от магнитных свойств среды, но учитывает влияние силы тока и формы проводников на интенсивность магнитного поля в данной точке пространства. Магнитная индукция и напряженность связаны отношением

H = B/?а = B/(??о) (43)

Задания на закрепление.

Обеспечить деятельность студентов по открытию новых знаний на основе синтеза.

Активизировать познавательную деятельность студентов.

Вопросы для повторения:

1. В каком направлении повернется магнитная стрелка в контуре, обтекаемом током, как показано на рисунке?

image158





 

 

 

2. Пометить знаками «+» и «-» полюсы источника тока, питающего соленоид, чтобы наблюдалось указанное на рисунке взаимодействие.

image159 

 

 

 




3. Максимальный вращающий момент, действующий на рамку площадью 1 см2, находящуюся в магнитном поле, равен 2 мкН • м. Сила тока, текущего в рамке, 0,5 А. Найти индукцию магнитного поля.

4. Рамка площадью 400 см2 помещена в однородное магнитное поле индукцией 0,1 Тл так, что нормаль к рамке перпендикулярна линиям индукции. При какой силе тока на рамку будет действовать вращающий момент 20 мН • м?

5. Плоская прямоугольная катушка из 200 витков со сторонами 10 и 5 см находится в однородном магнитном поле индукцией 0,05 Тл. Какой максимальный вращающий момент может действовать

Тесты.

  1. Что такое магнит?

А) это соединение определенных каменных пород Б) тело, обладающее собственным магнитным полем В)это взаимодействие заряженных частиц Г) это тела, состоящие из железа

  1. Как обозначается Северный полюс магнита?

А)Б)U В) S Г)C

  1. Как обозначается Южный полюс магнита?

А)Б)U В) S Г)C

  1. Заполните пропуски: разноименные полюсы магнитов ___________(1), а одноименные _______________(2).

А) 1-отталкиваются, 2отталкиваются Б)1-притягиваются, 2 –притягиваются В) 1-приятгиваются, 2-отталкиваются Г)1-отталкиваются, 2 – притягиваются

  1. Силовые линии магнитного поля представляют собой

А)прямые Б)замкнутые кривые В) окружности Г) параболу

  1. Вокруг проводника, по которому течет ток, возникает

А)магнитное поле Б)множество силовых линий В) магнитная индукция Г)ЭДС

  1. По какому из этих правил нельзя определить направление силовых линий?

А)по правилу буравчика Б) по правилу правой руки В) по правилу левой руки

  1. Два параллельных проводника, по которым текут одинаково направленные токи

А)отталкиваются Б)остаются на местах В)меняют форму Г) притягиваются

  1. Два параллельных проводника, по которым текут противоположно направленные токи
  2. А)отталкиваются Б)остаются на местах В)меняют форму Г) притягиваются
  3.  Единица магнитной индукции

А)Вт Б)Ом В)А Г)Тл

  1. За направление вектора магнитной индукции принимается направление от _______(1) полюса к ___________(2) свободно устанавливающейся магнитной стрелки.

А) 1- южного, 2- северному Б) 1-северного, 2- южному

  1.  Силу, действующую на движущиеся заряды в магнитном поле, называют

А)силой Ампера Б)силой Фарадея В)силой Ленца Г)силой Лоренца

  1. Направление силы Лоренца определяется по правилу

А)левой руки Б)правой руки В) буравчика

  1. Сопоставьте угол α между векторами v и B с видом траектории движения заряженной частицы в магнитном поле

1. α = 0

А. окружность

2. α = 90

Б. винтовая линия

3. 0 <α <90

В. Прямая

  1. Тесламетры – это

А)прибор для измерения магнитной проницаемости вещества Б)прибор для измерения силовых линий В) магнитометры, применяемые для измерения магнитной индукции Г) прибор для измерения тока

  1.  Ферромагнетики – это

А)сильномагнитные вещества Б)слабомагнитные вещества В) сильномагнитные вещества и слабомагнитные вещества

  1. Температура Кюри для железа равна

А) 1250 Б) 956 В) 770 Г)203

  1.  Магнитная проницаемость ферромагнетиков зависит от

А)индукции внешнего магнитного поля Б)магнитного поля В)индукции магнитного поля

  1. При прекращении действия внешнего магнитного поля ферромагнетик

А)размагничивается Б) усиливает свои магнитные свойства В)остается намагниченным

  1. Магнитное поле – это

А) силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом, независимо от состояния их Б) движения магнитная составляющая электромагнитного поля В) поток заряженных частиц

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ 31 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 31

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Лабораторная работа №11 Наблюдение действия магнитного поля

 

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения лабораторно-практической работы №11, когда действия регламентированы четкими правилами

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий физики необходимых для выполнения лабораторно-практической работы;

--обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (учить анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии, обобщать и систематизировать, доказывать и опровергать, объяснять и определять понятия, ставить и решать проблемы);

- способности четко формулировать свои мысли;

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания активной жизненной позиции, честности, человеческой порядочности;

-развития у студентов умений формулировать проблемы, предлагать пути их решения;

-развития у студентов исследовательской культуры (развитие умений использовать научные методы познаний наблюдение, гипотеза, эксперимент)

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--практический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-эвристический

- исследовательский

                                                                                                    

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi-ИКТ

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

 

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -10 мин.

 

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -65 мин                

1.     Лабораторная работа

2.     Решение задач.

 

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                              §10.1   стр415-427 Жданов Л.С, Жданов Г.Л.

 

 

Преподаватель:                                                  Бацунова Л.В

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ 32 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 32

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Лабораторная работа №12 Измерение магнитной индукции

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения лабораторно-практической работы №12, когда действия регламентированы четкими правилами

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий физики необходимых для выполнения лабораторно-практической работы;

--обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (учить анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии, обобщать и систематизировать, доказывать и опровергать, объяснять и определять понятия, ставить и решать проблемы);

- способности четко формулировать свои мысли;

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания активной жизненной позиции, честности, человеческой порядочности;

-развития у студентов умений формулировать проблемы, предлагать пути их решения;

-развития у студентов исследовательской культуры (развитие умений использовать научные методы познаний наблюдение, гипотеза, эксперимент)

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--практический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-эвристический

- исследовательский

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi                                                                -ИКТ

 

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

 

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -10 мин.

 

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -65 мин                

1.     Лабораторная работа

2.     Решение задач.

 

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                              §10.2 -10.5   стр415-427 Жданов Л.С, Жданов Г.Л.

 

 

Преподаватель:                                                  Бацунова Л.В

 

 

 

Цель работы: Ознакомление с принципом работы измерительного генератора и изучение с его помощью магнитного поля.

Основной силовой характеристикой магнитного поля является вектор магнитной индукции В. Величина В равна отношению максимальной силы, действующей на элемент тока Idℓ, к величине этого элемента B=dFmax/Idℓ. Вектор В можно определить экспериментально с помощью явления электромагнитной индукции. Если в исследуемое постоянное магнитное поле поместить маленькую катушку, состоящую из N витков проволоки, то при вращении катушки в ней индуцируется переменная ЭДС, мгновенная величина которой определяется законом Фарадея

.                                                                                                              (1)

Магнитный поток Ф сквозь площадь S каждого витка равен

.

Размер витка выбирают таким, чтобы в его пределах магнитное поле можно было считать однородным; a – угол между нормалью к поверхности витка и вектором . Угол a поворота катушки за время t при равномерном вращении связан с угловой скоростью w (или периодом вращения Т) соотношением

            .

Следовательно,

            .

Отсюда, на основании (1)

                                                                                      (2)

Выражение emax=2pNBS/T является амплитудой, наве­денной в катушке ЭДС. График зависимости ЭДС индукции от t приведен на рис. 1. Если замкнуть концы вращающейся катушки, то в образованной таким образом цепи появится индукционный ток, изменяющийся по закону:

            ,                                                                        (3)

где R сопротивление цепи катушки. Следовательно, при постоянной скорости

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Рис. 1

вращения катушки в ее цепи индуцируется ток I, амплитудное значение которого пропорционально модулю вектора В.

            .                                                                                            (4)

Из формулы (4) получим следующее выражение для магнитной индукции

.                                                                                                             (5)

2. Описание установки и метода измерений

В работе исследуется магнитное поле, созданное двумя короткими катушками L1 и L2, последовательно соединенными между собой (рис. 2). Плоскости витков обеих катушек расположены вертикально параллельно друг другу. По катушкам L1 и L2 протекает ток i, источником которого служит блок питания (БП). Измерение тока i производят с помощью амперметра A. Измерительный генератор, применяемый в работе, состоит из маленькой катушки К (рис. 2), насаженной на удлиненную ось мотора. Мотор (М) приводится во вращение переменным током частотой n = 50 Гц. Такое же число оборотов имеет и вращающаяся катушка К. С целью выпрямления индуцирован-

 

 

 

 

 

 

Рис. 2

ной ЭДС (рис. 1) концы катушки подводят к коллектору, который представляет собой два изолированных друг от друга полуцилиндра, вращающихся вместе с катушкой. Плоскость разреза полуцилиндров перпендикулярна плоскости витков (рис. 2). Оба полуцилиндра непрерывно касаются двух неподвижно закрепленных контактов (щеток). В моменты, когда ЭДС близка к нулю (a=p, 2p, Зp и т. д.), т. е. когда вектор  перпендикулярен плоскости витков катушки К, щетки переходят с одного полуцилиндра на другой и тем самым переключают полярность сигнала. Ток в цепи катушки К становится постоянным по направлению, оставаясь переменным по величине (рис. 3). Возникающие в измерительном генераторе токи малы и могут быть измерены чувствительным микроамперметром (мкА) магнитоэлектрической системы (рис. 2). Этот прибор вследствие инерции его подвижной системы не может регистрировать мгновенное значение тока, а показывает некоторое среднее его значение I0 Величину I0 можно связать с величиной 1max, пользуясь соотношением

                                                                                       (6)

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Рис. 3

Из формул (5) и (6) получим

.

где  Гц – частота переменного тока в катушке К. Так как сопротивление R цепи измерительного генератора складывается из сопротивлений микроамперметра Ra и катушки Rк, то окончательная формула для расчета В будет иметь вид

.                                                                                                      (7)

Для изучения зависимости В от расстояния d внутри катушек L1 и L2 закреплены две горизонтальные линейки с миллиметровой, шкалой. Начала отсчета О обеих линеек совпадают. Линейка ОО1, расположена вдоль оси катушек L1, и L2, линейка ОО2 перпендикулярна оси катушек (рис 2) Перемещая измерительный генератор К вдоль этих линеек измеряют I0 для каждого его положения d, где dрасстояние от начала отсчета O до риски на катушке К, совпадающей с ее центром. На основании измерений строят графики зависимости В от d.

3. Порядок выполнения работы

1.      Собирают цепь катушек L1, L2 и цепь измерительного генератора К согласно рис. 2.

2.              Включают ток i в цени катушек L1, L2 и в дальнейшем поддерживают его постоянным. Регулировку тока производят ручкой на панели блока питания. Значение тока i указано на установке.

3.              Помещают измерительную катушку К так, чтобы риска, отмеченная на ней, оказалась в начале отсчета О линеек. Нажатием кнопки включают мотор и измеряют по микроамперметру I0 при d = 0.

4.      Передвигая катушку К вдоль оси ОО1 измеряют показания микроамперметра I0 для разных d. Измерения производят через каждый сантиметр. При всех измерениях вдоль оси OО1 (OО2) измерительную катушку следует располагать так, чтобы вектор  был перпендикулярен оси вращения катушки К (рис. 2).

5.      Повторяют те же измерения, перемещая катушку К вдоль оси ОО2. Поскольку вдоль этой оси магнитное поле изменяет направление, то необходимо изменить направление тока через микроамперметр. Для этой цели на его панели установлен переключатель.

4. Обработка результатов измерений

 

Данные установки n = . . ., Ra= . . ., Rк= . . .

W = . . . ; S = . . . .

Таблица

d, см

вдоль ОО1

вдоль ОО2

I0, мкА

В, Тл

I0, мкА

В, Тл

 

 

 

 

 

1.                 Рассчитывают В в различных точках осей ОО1 и ОО2 для каждого d по формуле (7).

2.                Строят графики B=f(d) для обеих осей.

3.                Для случая d = 0 находят по обычным правилам погрешности DВ/В и DВ, записывают окончательный результат.

4.       Дополнительное задание: для фиксированного значения d изучить зависимость В от i в катушках L1 L2; построить график B=f(i).

5. Контрольные вопросы

1.  Дать определение вектора магнитной индукции . Индукция какого поля изучается в данной работе?

2.                В чем состоит явление электромагнитной индукции? Как оно используется в данной работе? Получите расчетную формулу для В.

3.                Как устроен измерительный генератор? Почему размеры катушки К должны быть малы?

4.                Какой ток (переменный или постоянный) течет по цепи измерительной катушки, какой ток измеряет микроамперметр?

5.                С какой целью в работе используется коллектор?

№ 33 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 33

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Закон электромагнитной индукции и энергия магнитного поля

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения учебных заданий, когда действия регламентированы четкими правилами, описывающие закон электромагнитной индукции и энергия магнитного поля

 ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий по данной теме.

-обеспечить формирование умений по решению задач по данной теме.

-обеспечить обобщение изучаемого материала по теме: Закон электромагнитной индукции и энергия магнитного поля

-обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (учить анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии, обобщать и систематизировать, доказывать и опровергать, объяснять и определять понятия, ставить и решать проблемы);

- развития мировоззрения

- развития памяти;

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания гуманизма и любви к прекрасному;

-подведение студентов к выводу о самоценности человеческих качеств.

-развитие у студентов рефлексивной деятельности.

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--теоретический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-объяснительно-иллюстративный

-информационно-рецептивный

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi-ИКТ

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

3. Повторение, актуализация знаний.               -20 мин.

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -40 мин.

1. Закон электромагнитной индукции.      

2. Самоиндукция и индуктивность.

3. Энергия магнитного поля.

 

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -15 мин                

1. Решение задач.

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                              §10.8 -10  Кронгарт Б.А. Кем В.И.

 

 

Преподаватель:                                                  Бацунова Л.В

 

 

Вспомни:

1.Магнитное поле существует… (выберите варианты правильных ответов)

а) вокруг проводника с током

б) вокруг движущихся заряженных частиц

в) вокруг неподвижных зарядов (-)

г) вокруг магнита

2. Кто впервые из учёных доказал, что вокруг проводника с током существует магнитное поле?

а) Эрстед (+)

б) Ньютон

в) Архимед

г) Ом

3.Чтобы увеличить магнитный поток (см. рисунок 1), нужно:

а) алюминиевую рамку заменить железной

б) поднимать рамку вверх

в) взять более слабый магнит 

г) усилить магнитное поле (+)

                                                                                                                   Рисунок 1

4. Проводник, показанный на рисунке 2, притягивается к магниту, потому что:

а) проводник медный

б) на проводник действует сила Ампера (+)

б) проводник наэлектризован

в) проводник слабо натянут                                                         Рисунок 2

5. Как направлена сила, действующая со стороны магнитного поля на движущийся электрон:

Закон электромагнитной индукции

  Электродвижущая сила, индуцируемая в проводящем контуре, равна скорости изменения магнитного потока, сцепляющегося с этим контуром. 

http://electroandi.ru/images/zakon/zacon3.jpg

  В катушке, которая имеет несколько витков, общая ЭДС зависит от количества витков n: 

http://electroandi.ru/images/zakon/zacon4.jpg

  Но в общем случае, применяют формулу ЭДС с общим потокосцеплением: 

http://electroandi.ru/images/zakon/zakon1.jpghttp://electroandi.ru/images/zakon/zacon5.jpg

  ЭДС возбуждаемая в контуре, создает ток. Наиболее простым примером появления тока в  проводнике является катушка, через которую проходитпостоянный магнит. Направление индуцируемого тока можно определить с помощью правила Ленца.

   Правило Ленца

http://electroandi.ru/images/zakon/zakon2.jpg  Ток, индуцируемый при изменении магнитного поля проходящего через контур, своим магнитным полем препятствует этому изменению.

   В том случае, когда мы вводим магнит в катушку, магнитный поток в контуре увеличивается, а значит магнитное поле, создаваемое индуцируемым током, по правилу Ленца, направлено против увеличения поля магнита. Чтобы определить направление тока, нужно посмотреть на магнит со стороны северного полюса. С этой позиции мы будем вкручивать буравчик по направлению магнитного поля тока, то есть навстречу северному полюсу. Ток будет двигаться по направлению вращения буравчика, то есть по часовой стрелке.

  В том случае, когда мы выводим магнит из катушки, магнитный поток в контуре уменьшается, а значит магнитное поле, создаваемое индуцируемым током, направлено против уменьшения поля магнита. Чтобы определить направление тока, нужно выкручивать буравчик, направление вращения буравчика укажет направление тока в проводнике – против часовой стрелки.

САМОИНДУКЦИЯ

http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/59.gifКаждый проводник, по которому протекает эл.ток, находится в собственном магнитном поле.


При изменении силы тока в проводнике меняется м.поле, т.е. изменяется магнитный поток, создаваемый этим током. Изменение магнитного потока ведет в возникновению вихревого эл.поля и в цепи появляется ЭДС индукции. 
http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/58.gif 
Это явление называется самоиндукцией.

http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/57.gifСамоиндукция - явление возникновения ЭДС индукции в эл.цепи в результате изменения силы тока.

Возникающая при этом ЭДС называется ЭДС самоиндукции

Проявление явления самоиндукции

Замыкание цепи При замыкании в эл.цепи нарастает ток, что вызывает в катушке увеличение магнитного потока, возникает вихревое эл.поле, направленное против тока, т.е. в катушке возникает ЭДС самоиндукции, препятствующая нарастанию тока в цепи ( вихревое поле тормозит электроны).
В результате Л1 загорается позже, чем Л2.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ

Э.Д.С. индукции в замкнутом контуре

Самоиндукция

Энергия магнитного поля

img36_6Магнитное поле обладает энергией. Подобно тому, как в заряженном конденсаторе имеется запас электрической энергии, в катушке, по виткам которой протекает ток, имеется запас магнитной энергии.

 

Если включить электрическую лампу параллельно катушке с большой индуктивностью в электрическую цепь постоянного тока, то при размыкании ключа наблюдается кратковременная вспышка лампы. Ток в цепи возникает под действием ЭДС самоиндукции. Источником энергии, выделяющейся при этом в электрической цепи, является магнитное поле катушки.

Энергия Wм магнитного поля катушки с индуктивностью L, создаваемого током I, равна

                                      Wм = LI2/ 2

 Формула очень похожа на формулу для кинетической энергии, роль массы m выполняет индуктивность L, а скорости v соответствует сила тока I.

Задания на закрепление.

Обеспечить деятельность студентов по открытию новых знаний на основе синтеза.

Активизировать познавательную деятельность студентов.

Задачи:

1.За 5 мс в соленоиде, содержащем 500 витков провода, магнитный поток равномерно убывает с 7 мВб до 3 мВб. Найдите величину ЭДС индукции в соленоиде.

2.Проволочный виток, имеющий площадь 100 смhello_html_m192adcac.png , разрезан в некоторой точке, и в разрез включен конденсатор емкостью 10 мкФ. Виток помещен в однородное магнитное поле, силовые линии которого перпендикулярны плоскости витка. Магнитное поле равномерно изменяется во времени со скоростью 5 Тл/с. Определите заряд конденсатора.

3.Какова сила тока, идущего через гальванометр, присоединенный к железнодорожным рельсам, когда к нему со скоростью 60 км/ч приближается поезд? Вертикальная составляющая магнитного поля Земли 50 мкТл. Сопротивление гальванометра 100 Ом. Расстояние между рельсами 1,2 м. Рельсы считать изолированными от земли и друг от друга.

4.Поток магнитной индукции через площадь поперечного сечения катушки, имеющий 1000 витков, изменился на 0,002 Вб в результате изменения тока в катушке с 4А до 20А. Определите индуктивность катушки.

5.В контуре проводника магнитный поток изменился за 0,3 с на 0,06 Вб. Какова скорость изменения магнитного потока? Какова ЭДС индукции в контуре?

6.Какой величины ЭДС самоиндукции возбуждается в обмотке электромагнита с индуктивностью 0,4 Гн при равномерном изменении силы тока в ней на 5 А за 0,02 с?

7.Катушка с железным сердечником сечением 20 смhello_html_m192adcac.png имеет индуктивность 0,02 Гн. Какой должна быть сила тока, чтобы индукция поля в сердечнике была 1 мТл, если катушка содержит 1000 витков?

8.Найдите индуктивность проводника, в котором равномерное изменение силы тока на 2 А в течение 0,25 с возбуждает ЭДС самоиндукции 20 мВ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ 34 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 34

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Лабораторная работа №13 Определение периода и частоты колебаний математического маятника

 

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения лабораторно-практической работы №13, когда действия регламентированы четкими правилами

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий физики необходимых для выполнения лабораторно-практической работы;

--обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (учить анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии, обобщать и систематизировать, доказывать и опровергать, объяснять и определять понятия, ставить и решать проблемы);

- способности четко формулировать свои мысли;

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания активной жизненной позиции, честности, человеческой порядочности;

-развития у студентов умений формулировать проблемы, предлагать пути их решения;

-развития у студентов исследовательской культуры (развитие умений использовать научные методы познаний наблюдение, гипотеза, эксперимент)

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--практический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-эвристический

- исследовательский

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi-ИКТ

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -10 мин.

 

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -65 мин                

1.     Лабораторная работа

2.     Решение задач.

 

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                              Лаб. Работа Дондукова Р.А.

 

 

Преподаватель:                                                  Бацунова Л.В

 

 

 

 

 

Цель:

экспериментальная проверка закона Гюйгенса, определение ускорения свободного падения с помощью математического маятника.

Оборудование:

математический маятник, линейка, секундомер.

Математический маятник  материальная точка, подвешенная на невесомой нерастяжимой нити (см. рисунок).¾

 колебаний маятника определяется формулой Гюйгенса:°10£jПериод малых (

.

Порядок выполнения работы

Задание 1. Экспериментальная проверка формулы периода свободных колебаний математического маятника.

1. Установить длину маятника, заданную преподавателем. Измерить время, в течение которого маятник совершит n колебаний (количество колебаний также задается преподавателем). Результаты измерений занести в таблицу.

Примечание. Угол отклонения нити от вертикали не должен превышать 10°.

Номер

опыта

l, м

t, с

Т, с

Т 2, с2

g, м/с2

Dg, м/с2

1

2

3

4

5

2. Найти значение периода колебаний по формуле:

Т = t / n =

3. Построить график зависимости Т 2 = f (l).

Задание 2. Определение ускорения свободного падения.

1. Определить значение ускорения свободного падения для каждого измерения по формуле:

=

=

=

=

=

2. Найти среднее значение ускорения свободного падения:

gср = (g1 + g2 + g3 + g4 + g5) / 5 =

3. Определить абсолютные погрешности каждого измерения:

Dg1 ÷=  g1 - gср=ç

Dg2 ÷=  g2 - gср=ç

Dg3 ÷=  g3 - gср=ç

Dg4 ÷=  g4 - gср=ç

Dg5 ÷=  g5 - gср=ç

4. Определить относительную погрешность измерений:

d g D= gср / gср ∙100 % =

5. Результат записать в виде: g = gср D ±gср,

g  ) м/с±= ( 2.

Контрольные вопросы

1. Дайте определение механических колебаний.

2. Какие колебания называются свободными?

3. Дайте определение амплитуды, периода, частоты, фазы колебаний.

4. Запишите формулу связи циклической частоты и периода колебаний.

5. Дайте определение математического маятника.

6. Вывести дифференциальное уравнение свободных колебаний математического маятника.

7. Запишите формулу циклической частоты свободных колебаний математического маятника.

8. Запишите формулу периода свободных колебаний математического маятника.

 

Колебания математического маятника.

Математический маятник – материальная точка, подвешенная на невесомой нерастяжимой нити (физическая модель).

Математический маятник

Будем рассматривать движение маятника при условии, что угол отклонения мал, тогда, если измерять угол в радианах, справедливо утверждение: Будем рассматривать движение маятника при условии, что угол отклонения мал, тогда, если измерять угол в радианах.

На тело действуют сила тяжести и сила натяжения нити. Равнодействующая этих сил имеет две составляющие: тангенциальную, меняющую ускорение по величине, и нормальную, меняющую ускорение по направлению (центростремительное ускорение, тело движется по дуге).

Т.к. угол мал, то тангенциальная составляющая равна проекции силы тяжести на касательную к траектории: тангенциальная составляющая равна проекции силы тяжести на касательную к траектории. Угол в радианах равен отношению длины дуги к радиусу (длине нити), а длина дуги приблизительно равна смещению (x ≈ s): длина дуги приблизительно равна смещению.

длина дуги приблизительно равна смещению

длина дуги приблизительно равна смещению

Сравним полученное уравнение с уравнением колебательного движения http://www.eduspb.com/public/img/formula/image014_17.gif.

Видно, что циклическая частота при колебаниях математического маятника или циклическая частота при колебаниях математического маятника - циклическая частота при колебаниях математического маятника.

циклическая частота при колебаниях математического маятника

Период колебаний Период колебаний или формула Галилея (формула Галилея).

Формула Галилея формула Галилея

Важнейший вывод: период колебаний математического маятника не зависит от массы тела!

 

Аналогичные вычисления можно проделать с помощью закона сохранения энергии.

Учтем, что потенциальная энергия тела в поле тяготения равна потенциальная энергия тела в поле тяготения равна, а полная механическая энергия равна максимальной потенциальной или кинетической:потенциальная энергия тела в поле тяготения равна

Математический маятник

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ 35 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 35

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Поперечные и продольные волны

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения учебных заданий, когда действия регламентированы четкими правилами, описывающие поперечные и продольные волны

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий поперечных и продольных волн.

-обеспечить формирование умений по решению задач по данной теме.

-обеспечить обобщение изучаемого материала по теме: «Поперечные и продольные волны»

-обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития логического мышления (на основе усвоения студентами причинно-следственных связей, сравнительного анализа);

- способности четко формулировать свои мысли;

- развития  навыков устной и письменной речи.

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания активной жизненной позиции, честности, человеческой порядочности;

-развития у студентов умений формулировать проблемы, предлагать пути их решения;

-развития у студентов коммуникативной культуры (умения общаться, монологическую и диалогическую речь)

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--теоретический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-информационно-рецептивный

-проблемное изложение

-эвристический

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi        - ИКТ

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

3. Повторение, актуализация знаний.               -20 мин.

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -40 мин.

1. Поперечные и продольные волны.          

2. Интерфиренция и дифракация волн.

 

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -15 мин                

1. Решение задач.

 

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                              § 11.1 – 11.6  Кронгарт Б.А. Кем В.И.

 

Преподаватель:                                                  Бацунова Л.В

 

 

 

Вспомни:

1.      Какое движение мы называем колебанием?

2.      Какими параметрами характеризуется колебательное движение?

3.      При каком условии свободные колебания математического маятника являются гармоническими?

4.      Как происходят колебания математического маятника?

5.      От чего зависит период колебания математического маятника?

6.      За 24 с первый маятник совершил 12 колебаний, а второй – 16. Чему равны период и частота колебаний каждого маятника? (решаем устно)

В физике мы имеем дело с волнами различной природы: механическими, электромагнитными и т.д. Несмотря на отличия, эти волны имеют много общих черт. Волны, рассматриваемый параметр которых (смещение молекул, механическое напряжение, и т.д.) изменяется периодически вдоль оси распространения, называются продольными волнами. Если колебания происходят перпендикулярно оси распространения волны (как у электромагнитных волн, например), то такие волны называются поперечными. 

http://physics.nad.ru/Physics/Wavelong.gifЕсли взаимосвязь между частицами среды осуществляется силами упругости, возникающими вследствие деформации среды при передаче колебаний от одних частиц к другим, то волны называются упругими. К ним относятся звуковые, ультразвуковые, сейсмические и др. волны. На первой анимации изображён процесс распространения  продольной упругой волны в решётке, состоящей из шариков, соединённых упругими пружинками. Каждый шарик колеблется по гармоническому закону в продольном направлении, совпадающем с направлением распространения волны. Амплитуда каждого шарика одинакова и равна A, а фаза колебаний линейно растёт с увеличением номера шарика на т.е.

x0=Asin(t);  x1=Asin(t+); x2=Asin(t+2); x3=Asin(t+3);  и т.д.

где  -частота волны, t - время,  - изменение фазы от шарика к шарику

http://physics.nad.ru/Physics/Wavetr.gifВ поперечной волне колебания происходят в направлении, перпендикулярном направлению распространения волны. Как и в случае продольных волн амплитуды колебаний всех шариков одинаковы, а фаза линейно изменяется от шарика к шарику

y0=Bsin(t);  y1=Bsin(t+); y2=Bsin(t+2); y3=Bsin(t+3);  и т.д.

В общем виде уравнение распространения волны может быть записано в виде: z = Acos(tkxгде z - координата, по которой происходит движение частиц, x - координата оси, вдоль которой распространяется волна, k - волновое число, равное / v, v - скорость распространения волны. Зная частоту волны и скорость её распространения, мы можем найти сдвиг фаз между соседними шариками (частицами):  / v)a, где a - расстояние между шариками в решётке.

http://physics.nad.ru/Physics/Wavecirc.gifНа следующей анимации изображено наложение продольной и поперечной волн равной амплитуды, сдвинутых по фазе на 90 градусов. В результате каждая масса совершает круговые движения. Уравнение движения каждого шарика может быть описано уравнением:

x=Acos(t+); y=Asin(t+)

http://physics.nad.ru/Physics/Wavewat.gifУ волн, наблюдаемых на поверхности жидкости, так называемых поверхностных волн, взаимосвязь между соседними элементами поверхности жидкости при передаче колебаний осуществляется не силами упругости, а силами поверхностного натяжения и тяжести. Колебания масс в сетке моделируют движение молекул в волне на поверхности жидкости. В случае малой амплитуды волны каждая масса движется по окружности, радиус которой убывает с расстоянием от поверхности. Массы внизу сетки находятся в покое.

Интерференция и дифракция волн. Условие интерференционного максимума и минимума, когерентность.lwave.gifВолны на поверхности жидкости не являются ни продольными, ни поперечными. Как мы можем видеть на анимации, красный шарик, моделирующий молекулу поверхности жидкости, движется по круговой траектории. Таким образом, волна на поверхности жидкости представляет собой суперпозицию продольнопоперечного движения молекул.

Задания на закрепление.

Обеспечить деятельность студентов по открытию новых знаний на основе синтеза.

Активизировать познавательную деятельность студентов.

Тесты

Поперечные волны -это...
1.волны, частицы в которых колеблются вдоль линии распространения
2. волны, частицы в которых колеблются перпендикулярно линии распространения
3. волны, частицы в которых колеблются под углом к линии распространения
Продольные волны - это...
1.волны, частицы в которых колеблются вдоль линии распространения
2. волны, частицы в которых колеблются перпендикулярно линии распространения
3. волны, частицы в которых колеблются под углом к линии распространения
Поперечные волны могут распространяться...
1.в газах и твердых телах
2. в жидких и твердых телах
3. в твердых телах
Продольные волны могут распространяться...
1.в газах и твердых телах
2. в жидких и твердых телах
3. в газах, жидкостях и твердых телах
Может ли при распространении волны переноситься энергия и вещество?
1.энергия - нет, вещество - да
2. энергия - да, вещество - нет
3. энергия и вещество – да
Звуковая волна - это...
1.волна, распространяющаяся в пространстве с частотой от 16 Гц до 20 кГц
2. волна, распространяющаяся в пространстве с частотой меньше 16 Гц
3. волна, распространяющаяся с частотой больше 20 кГц
От чего зависит громкость звука?
1.от частоты колебаний
2. от амплитуды колебаний
3. от частоты и амплитуды
Чем определяется высота тона?
1.частотой колебаний
2. амплитудой колебаний
3. частотой и амплитудой
Могут ли звуковые волны распространяться в безвоздушном пространстве?
1.могут, например звук выстрела
2. могут, если звуковые волны - поперечные
3. не могут

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ 36 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 36

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Лабораторная работа № 14 Ультразвук в различных средах

 

 

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения лабораторно-практической работы №14, когда действия регламентированы четкими правилами

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий физики необходимых для выполнения лабораторно-практической работы;

--обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (учить анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии, обобщать и систематизировать, доказывать и опровергать, объяснять и определять понятия, ставить и решать проблемы);

- способности четко формулировать свои мысли;

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания активной жизненной позиции, честности, человеческой порядочности;

-развития у студентов умений формулировать проблемы, предлагать пути их решения;

-развития у студентов исследовательской культуры (развитие умений использовать научные методы познаний наблюдение, гипотеза, эксперимент)

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--практический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-эвристический

- исследовательский

 

  - Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi ИКТ

 

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -10 мин.

 

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -65 мин                

1.     Лабораторная работа

2.     Решение задач.

 

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                         № 415-427 Кронгарт Б.А. Кем В.И.

 

 

Преподаватель:                                                                              Бацунова Л.В.

 

 

 

Задачи.

1.                   Почему, изменяя натяжение струны, можно изменять высоту тона музыкального инструмента?

2.                   Почему струны, предназначенные для создания низких звуков (басовые), оплетают спиралью из проволоки?

3.                  Крупный дождь можно отличить от мелкого по более громкому звуку, возникающему при ударах капель о крышу. На чем основана такая возможность?

4.                  Стук получается более громким, если стучать не в стену, а в дверь с одинаковой силой. Почему это происходит?

5.                  Ухо человека способно воспринимать как музыкальный тон звуковые колебания с частотой от 16 до 20 000 Гц. Какой диапазон длин звуковых волн способен воспринимать человек при скорости звука 340 м/с?

6.                  Какой частоте колебаний камертона соответствует в воздухе звуковая волна длиной 34 см при скорости звука, равной 340 м/с?

7.                   Наблюдатель, находящийся на расстоянии 2 км 150 м от источника звука, слышит звук, пришедший по воздуху, на 4,8 с позднее, чем звук от того же источника, пришедший по воде. Определите скорость звука в воде, если скорость звука в воздухе равна 345 м/с.

8.                  Первый раскат грома дошел до наблюдателя через 15 с, после того как была замечена вспышка молнии. На каком расстоянии от наблюдателя возникла молния? Скорость звука примите равной 340 м/с, а скорость света — равной 3 • 108 м/с.

9.                   По звуку легко обнаружить в небе летящий самолет обычного типа и трудно — реактивный. Почему?

10.              Почему на открытом воздухе музыка, пение, речь оратора звучат менее громко, чем в закрытом помещении?

11.               Почему ораторы, выступая на городской площади, говорят медленно, отделяя слово от слова длительной паузой?

12.               Каково назначение деревянного корпуса в струнных музыкальных инструментах?

13.              Почему иногда при исполнении оперных арий хрустальные люстры начинают звенеть?

14.              В какой последовательности на шкале длин волн следует расположить диапазоны слышимого звука, ультразвука и инфразвука?

15.               Наличие полостей в стальной детали можно обнаружить с помощью ультразвукового дефектоскопа. Первый звуковой сигнал был получен через 180 мкс после посылки, а второй — через 60 мкс. Какова высота детали? На какой глубине обнаружен дефект в детали? Скорость ультразвука в стали равна 5000 м/с.

16.              Стекло поглощает звук меньше, чем воздух. Почему же уличный шум лучше слышен при открытых окнах?

17.              Охотник выстрелил, находясь на расстоянии 170 м от лесного массива. Через сколько времени после выстрела охотник услышит эхо?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ 37 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 37

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Получение переменного тока при равномерном вращении катушки в однородном магнитном поле

 

 

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения учебных заданий, когда действия регламентированы четкими правилами, описывающие получение переменного тока при равномерном вращении катушки в однородном магнитном поле

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий по данной теме.

-обеспечить формирование умений по решению задач по данной теме.

-обеспечить обобщение изучаемого материала по теме: Получение переменного тока при равномерном вращении катушки в однородном магнитном поле

-обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (учить анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии, обобщать и систематизировать, доказывать и опровергать, объяснять и определять понятия, ставить и решать проблемы);

- развития мировоззрения

- развития памяти;

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания гуманизма и любви к прекрасному;

-подведение студентов к выводу о самоценности человеческих качеств.

-развитие у студентов рефлексивной деятельности.

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--теоретический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-объяснительно-иллюстративный

-информационно-рецептивный

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi -ИКТ

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

3. Повторение, актуализация знаний.               -20 мин.

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -40 мин.

1. Получение переменного тока при равномерном вращении катушки в однородном магнитном поле.

2. Период и частота тока

 

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -15 мин                

1. Решение задач.

 

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                         Подготовка к защите Лаб. Работ Донндукова Р.А.

 

Преподаватель:                                                                              Бацунова Л.В.

 

Вспомни:

1.    Электромагнитная индукция.

2.    Энергия магнитного поля

Переменный электрический ток

В механической системе вынужденные колебания возникают при действии на нее внешней периодической силы. Аналогично этому вынужденные электромагнитные колебания в электрической цепи происходят под действием внешней периодически изменяющейся ЭДС или внешнего изменяющегося напряжения.

Вынужденные электромагнитные колебания в электрической цепи представляют собой переменный электрический ток.

·                    Переменный электрический ток — это ток, сила и направление которого периодически меняются.

Мы в дальнейшем будем изучать вынужденные электрические колебания, происходящие в цепях под действием напряжения, гармонически меняющегося с частотой ωпо синусоидальному или косинусоидальному закону:

 u=Umsinωt u=Umsinωt или  u=Umcosωt u=Umcosωt ,

где u – мгновенное значение напряжения, Um – амплитуда напряжения, ω – циклическая частота колебаний. Если напряжение меняется с частотой ω, то и сила тока в цепи будет меняться с той же частотой, но колебания силы тока не обязательно должны совпадать по фазе с колебаниями напряжения. Поэтому в общем случае

 i=Imsin(ωt+φc) i=Imsin(ωt+φc) ,

где φc – разность (сдвиг) фаз между колебаниями силы тока и напряжения.

Исходя из этого можно дать еще такое определение:

Переменный ток – это электрический ток, который изменяется с течением времени по гармоническому закону.

Переменный ток обеспечивает работу электрических двигателей в станках на заводах и фабриках, приводит в действие осветительные приборы в наших квартирах и на улице, холодильники и пылесосы, отопительные приборы и т.п. Частота колебаний напряжения в сети равна 50 Гц. Такую же частоту колебаний имеет и сила переменного тока. Это означает, что на протяжении 1 с ток 50 раз поменяет свое направление. Частота 50 Гц принята для промышленного тока во многих странах мира. В США частота промышленного тока 60 Гц.

Генератор переменного тока

Основная часть электроэнергии в мире в настоящее время вырабатывается генераторами переменного тока, создающими гармонические колебания.

Генератором переменного тока называется электротехническое устройство, предназначенное для преобразования механической энергии в энергию переменного тока.

ЭДС индукции генератора изменяется по синусоидальному закону

e=Emsinωt,e=Emsinωt,

где Em=BSωEm=BSω — амплитудное (максимальное) значение ЭДС. При подключении к выводам рамки нагрузки сопротивлением R, через нее будет проходить переменный ток. По закону Ома для участка цепи сила тока в нагрузке

i=eR=BSωRsinωt=Imsinωt,i=eR=BSωRsinωt=Imsinωt,

где Im=BSωRIm=BSωR — амплитудное значение силы тока.

Основными частями генератора являются (рис. 1):

·                    индуктор — электромагнит или постоянный магнит, который создает магнитное поле;

·                    якорь — обмотка, в которой индуцируется переменная ЭДС;

·                    коллектор со щетками — устройство, посредством которого снимается с вращающихся частей или подается по ним ток.

http://www.physbook.ru/images/thumb/2/23/Img_Elmag-koleb-2-01.jpg/300px-Img_Elmag-koleb-2-01.jpgНеподвижная часть генератора называется статором, а подвижная — ротором. В зависимости от конструкции генератора его якорь может быть как ротором, так и статором. При получении переменных токов большой мощности якорь обычно делают неподвижным, чтобы упростить схему передачи тока в промышленную сеть.

На современных гидроэлектростанциях вода вращает вал электрогенератора с частотой 1-2 оборота в секунду. Таким образом, если бы якорь генератора имел только одну рамку (обмотку), то получался бы переменный ток частотой 1-2 Гц. Поэтому, для получения переменного тока промышленной частоты 50 Гц якорь должен содержать несколько обмоток, позволяющих увеличить частоту вырабатываемого тока. Для паровых турбин, ротор которых вращается очень быстро, используют якорь с одной обмоткой. В этом случае частота вращения ротора совпадает с частотой переменного тока, т.е. ротор должен делать 50 об/с.

Задания на закрепление.

Обеспечить деятельность студентов по открытию новых знаний на основе синтеза.

Активизировать познавательную деятельность студентов.

I уровень.

1.       Магнитный поток внутри контура, площадь которого 60 см², равен 0,3 Вб. Найти индукцию магнитного поля внутри контура.

  1. Какой магнитный поток пронизывает плоскую поверхность площадью 50 см² при индукции 0,4 Тл, если эта поверхность расположена под углом 45º к вектору индукции?
  2. За 5 мс в соленоиде, содержащем 500 витков, магнитный поток равномерно  убывает от 7 до 9 МВб. Найти э.д.с. индукции в соленоиде.
  3. Какой магнитный поток возникает в катушке с индуктивностью 20 мГн при силе тока 10 А?
  4. Какая э.д.с. самоиндукции возбуждается в обмотке электромагнита с индуктивностью 0,4 Гн при равномерном изменении силы тока в ней за время 0,02 с на 5 А?
  5. Трансформатор, содержащий в первичной обмотке 840 витков, повышает напряжение с 220 В до 660 В. Найти коэффициент трансформации и количество витков вторичной обмотки.

II уровень.

  1. Каков диапазон частот собственных колебаний в контуре, если его индуктивность можно изменять в пределах от 0,1 – 10 мкГн, а емкость в пределах от 50 до 5000пФ?
  2. Во сколько раз изменится частота собственных колебаний в колебательном контуре, если емкость конденсатора  увеличить в 25 раз, а индуктивность катушки уменьшить в 16 раз?
  3. Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью 1 мкф и катушки  индуктивностью 4 Гн. Амплитуда колебаний заряда 100 мкКл. Написать уравнение зависимости заряда от времени q=q(t).
  4. При вращении проволочной рамки в однородном магнитном поле, пронизывающий рамку магнитный поток изменяется по закону Ф = 0,01cos π t. Написать формулу зависимости э.д.с. от времени е = е(t).
  5. Какова частота вращения ротора генератора на электростанции, если у генератора 24 пары полюсов, он вырабатывает ток стандартной частоты?

III уровень.

  1. В проволочной рамке площадью 100см² возбуждается э.д.с. индукции с амплитудой 1,4 В. Число витков в рамке 200. Рамка вращается с постоянным числом оборотов в магнитном поле с индукцией 0,15 Тл. В начальный момент времени плоскость рамки перпендикулярна вектору В. Определить э.д.с. индукции в рамке спустя 0,1 с после начала вращения.
  2. Какое абсолютное значение принимает переменное напряжение через 10, 15 и 30 мс, если амплитуда напряжения 220 В и период 60 мс.
  3. Ротор электрического генератора длиной 7 м и диаметром 1,25 м, вращается с частотой 3000 об/мин, индукция магнитного поля 2 Тл. Определите амплитуду колебаний э.д.с. индукции в одном витке обмотки генератора.
  4. С какой частотой должен вращаться виток провода в однородном магнитном поле с индукцией 1,2 Тл, чтобы амплитуда колебаний э.д.с. индукции была 1 В. Площадь витка 2·5·10-3м².
  5. Будет ли проходить ток через электролитическую ванну с раствором медного купороса, если её подключить к источнику переменного напряжения? Будет ли выделяться на электродах медь? Объяснить почему.

Интерференция и дифракция волн. Условие интерференционного максимума и минимума, когерентность.№ 38 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 38

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Лабораторная работа № 15 Изучение устройства работы трансформатора

 

 

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения лабораторно-практической работы №15, когда действия регламентированы четкими правилами

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий физики необходимых для выполнения лабораторно-практической работы;

--обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (учить анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии, обобщать и систематизировать, доказывать и опровергать, объяснять и определять понятия, ставить и решать проблемы);

- способности четко формулировать свои мысли;

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания активной жизненной позиции, честности, человеческой порядочности;

-развития у студентов умений формулировать проблемы, предлагать пути их решения;

-развития у студентов исследовательской культуры (развитие умений использовать научные методы познаний наблюдение, гипотеза, эксперимент)

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--практический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-эвристический

- исследовательский

 

. Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi -ИКТ

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -10 мин.

 

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -65 мин                

1.     Лабораторная работа

2.     Решение задач.

 

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                         Подготовка к защите Лаб. Работ Дондукова Р.А.

 

Преподаватель:                                                                              Бацунова Л.В.

 

 

 

Оборудование:

1) трансформатор лабораторный;

2) ампервольтметр АВО-63;

4) ключ замыкания тока;

5) комплект проводов соединительных.

Содержание и метод выполнения работы

Трансформатор преобразует переменный ток одного напряжения при неизменной частоте. Он состоит из замкнутого сердечника, изготовленного из специальной листовой трансформаторной стали, на котором располагаются две катушки (их называют обмотками) с разным числом витков из медной проволоки.

Одна из обмоток, называется первичной, подключается к источнику переменного напряжения. http://gigabaza.ru/images/16/31903/65351435.jpgУстройства, потребляющие электроэнергию, подключаются к вторичной обмотке, их может быть несколько.

При выполнении работы следует изучить устройство трансформатора, включить его в сеть переменного тока (36 В). В режиме холостого хода измерить напряжение на обмотках и вычислить коэффициент трансформации, а при работе трансформатора «под нагрузкой» установить связь между токами и напряжением в обмотках.

Для выполнения работы применяются лабораторный разборный трансформатор, рассчитанный на включение в сеть переменного напряжения 36 В частотой 50 Гц.

Трансформатор состоит из двух катушек и сердечника. Сердечник состоит из двух половин, которые вставляют в катушку и с помощью скобы закрепляют на основании.

1, 2 – катушки;

3 - магнитопровод;

4 – основания;

5 –обойма.

Порядок выполнения работы

Изучение устройства трансформатора

1. Рассмотрите устройство трансформатора. Определите первичную обметку (клеммы с надписью: 36 или 42 В) и две вторичных клеммы 2,2 В и 4,4 В)

2. Начертите электрическую схему трансформатора.

3. Разберите трансформатор. Для этого поверните его основанием вверх и открутите две гайки крапления скобы. Выньте сердечник и рассмотрите его устройство.

4. Соберите трансформатор. Для этого вставьте сердечник со скобой в катушки. Установите трансформатор на основание и закрепите eго гайками.

Измерение коэффициента трансформатора

1.                   Подготовьте в тетради таблицу для записи результатов измерений и вычислений:

опыта

http://gigabaza.ru/images/16/31903/m53d4ecad.gifhttp://gigabaza.ru/images/16/31903/md176f6d.gif

http://gigabaza.ru/images/16/31903/m5be33a32.gif

http://gigabaza.ru/images/16/31903/273e38d4.gif

http://gigabaza.ru/images/16/31903/3a46e1ec.gif

http://gigabaza.ru/images/16/31903/m7aa9c77f.gif

2.                  Подсоедините трансформатор к сети переменного напряжения (36 или 42 В) и

замкните цепь.

3.                  Переключите ампервольтметр на измерение переменного напряжения (50 В) I1 измерьте напряжение на первичной обмотке U1.

4.                  Переключите ампервольтомметр на измерение переменного напряжения (предел
10 В) и измерьте напряжение на вторичных обмотках U2 и U3. Результаты

измерений запишите в таблицу.

5. Вычислите коэффициенты трансформации К1 и К2Результаты вычислений

запишите в таблицу.

6 . Вычислите относительную погрешность измерений по формуле

http://gigabaza.ru/images/16/31903/m2f222c7d.gif

где http://gigabaza.ru/images/16/31903/m1b5a8bac.gifU1 и http://gigabaza.ru/images/16/31903/m1b5a8bac.gifU2 —абсолютные погрешности измерений напряжений

Контрольные вопросы

1. Какой трансформатор называют повышающим, а какой понижающим?

2. Изменяет ли трансформатор частоту преобразуемого переменного тока?
3. Почему сердечник трансформатора собирают из отдельных пластин?

4. Почему мощность, потребляемая oт вторичной обмотки, меньше мощности, подводимой к первичной обмотке?

 

 39 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 39

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Индуктивность и ёмкость в цепи переменного тока

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения учебных заданий, когда действия регламентированы четкими правилами, описывающие индуктивность и ёмкость в цепи переменного тока

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий индуктивности и ёмкости в цепи переменного тока.

-обеспечить формирование умений по решению задач по данной теме.

-обеспечить обобщение изучаемого материала по теме: Индуктивность и ёмкость в цепи переменного тока

-обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (умения анализировать, выделять главное, строить аналогии, обобщать и систематизировать);

- развития памяти;

- развития критического мышления, групповой самоорганизации, умения вести диалог;

-способности четко формулировать свои мысли

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-подведения студентов к выводу о самоценности человеческих качеств;

-развития у студентов умений формулировать проблемы, предлагать пути их решения;

-развития у студентов коммуникативной культуры (умения общаться, монологическую и диалогическую речь)

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--теоретический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

--информационно-рецептивный

-проблемное изложение

-исследовательский

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi        -ИКТ

   

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

3. Повторение, актуализация знаний.               -20 мин.

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -40 мин.

1. Понятие о генераторов тока.

2. Мгновенное, максимальное и действующее значение ЭДС.

3. Напряжение силы тока.

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -15 мин                

1. Решение задач.

 

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                         Подготовка к защите Лаб. Работ Дондукова Р.А.

 

 

Преподаватель:                                                                              Бацунова Л.В.

 

Вспомни:

1.    Индуктивность

2.    Переменный ток

 Индуктивность в цепи переменного тока

Ток, напряжение и э. д. с. самоиндукции. При включении в цепь переменного тока индуктивности (катушки индуктивности, потерями в которой можно пренебречь) (рис. 178, а) изменяющийся ток непрерывно индуцирует в ней э. д. с. самоиндукции

eL = -L ?i / ?t (68)

где ?i/?t— скорость изменения тока.

Рассматривая график изменения силы тока i (рис. 178,б), можно установить, что скорость его изменения ?i/?t будет наибольшей в моменты времени, когда угол ? равен 0; 180 и 360°. Следовательно, в эти минуты времени э. д. с. имеет наибольшее значение. В моменты времени, когда угол ?t равен 90° и 270°, скорость изменения тока ?i/?t = 0 и поэтому э. д. с. eL = 0.

Э. д. с. самоиндукции е согласно правилу Ленца направлена так, чтобы препятствовать изменению тока. Поэтому в первую четверть периода, когда ток i увеличивается, э. д. с. eL имеет отрицательное значение (направлена против тока); во вторую четверть периода, когда ток i уменьшается, э. д. с. eLимеет положительное значение (совпадает по направлению с током). В третью четверть периода ток i изменяет свое направление и увеличивается, поэтому э. д. с. самоиндукции eL направлена против тока и имеет положительное значение. В четвертую четверть периода ток i уменьшается и э. д. с. самоиндукции eL стремится поддержать прежнее направление тока, т. е. имеет отрицательное значение. Таким образом, э. д. с. самоиндукции eL отстает по фазе от тока i на угол 90°.

Так как в цепи, куда включена индуктивность L, отсутствует активное сопротивление (рассматривается идеальная катушка индуктивности), то по второму закону Кирхгофа u+eL=0, т. е. u = -eLСледовательно, напряжение источника всегда равно по величине и противоположно по направлению э. д. с. самоиндукции.

Рис. 178. Схема включения в цепь переменного тока индуктивности (а), кривые тока I, напряжения и, э.д.с. eL (б) и векторная диаграмма (в)Из рассмотрения кривых (см. рис. 178,б) видно, что кривая напряжения и сдвинута относительно кривой силы тока i на четверть периода, т. е. на угол 90°. При этом напряжение достигает наибольших и нулевых значений раньше, чем ток. Следовательно,

Рис. 178. Схема включения в цепь переменного тока индуктивности (а), кривые тока I, напряжения и, э.д.с. eL (б) и векторная диаграмма (в)

при включении в цепь переменного тока индуктивности ток i отстает по фазе от напряжения и на угол 90° или, что то же самое, напряжение и опережает ток по фазе на угол 90° (рис. 178, в).

Индуктивное сопротивление. Сопротивление катушки или проводника переменному току, вызванное действием э. д. с. самоиндукции, называется индуктивным сопротивлением. Оно обозначается XL и измеряется в омах. Физическая природа индуктивного сопротивления совершенно другая, чем активного. Э. д. с. самоиндукции eL направлена против приложенного напряжения u, которое заставляет изменяться ток; согласно закону Ленца она препятствует изменению тока i, т. е. оказывает прохождению переменного тока определенное сопротивление.

Чем большая э. д. с. самоиндукции eL индуцируется в проводнике (катушке), тем большее они имеют индуктивное сопротивление XL. Э. д. с. самоиндукции согласно формуле (68) прямо пропорциональна индуктивности L и скорости изменения тока ?i/?t, т. е. частоте его изменения f (значению ?). Поэтому индуктивное сопротивление

XL = ?L

Следовательно, индуктивное сопротивление не зависит от материала, из которого изготовлен проводник (катушка), и от площади поперечного сечения проводника.

Закон Ома для цепи с индуктивностью

I = U / xL = U / (?L)

Электрическая мощность. Рассмотрим, как изменяется электрическая мощность в цепи переменного тока с индуктивностью. Мгновенное значение мощности р, равное произведению мгновенных значений силы тока i и напряжения и, можно получить графическим путем, перемножая ординаты кривых тока и напряжения при различных углах ?t. Кривая мгновенной мощности р (рис. 179, а) представляет собой синусоиду, которая изменяется с двойной частотой 2? по сравнению с частотой изменения тока i и напряжения и.

При рассмотрении этой кривой видно, что мощность р может иметь положительные и отрицательные значения. В течение первой четверти периода ток и напряжение положительны и мощность p = ui также положительна. Во второй четверти периода ток положителен, а напряжение отрицательно; следовательно, мощность р будет отрицательна. В течение третьей четверти периода мощность снова становится положительной, а в течение четвертой четверти — отрицательной.

Понятие положительной и отрицательной электрической мощности физически определяет направление потока энергии. Положительный знак мощности означает, что электрическая энергия W передается от источника к приемнику; отрицательный знак мощности означает, что электрическая энергия W переходит от приемника к источнику. Следовательно, при включении в цепь переменного тока индуктивности возникает непрерывный колебательный процесс обмена энергией между источником и индуктивностью, при котором не создается никакой работы. В первую и третью четверти периода мощность положительна, т. е. индуктивность получает энергию W от источника (см. стрелки W) и накапливает ее в своем магнитном поле. Во вторую и четвертую четверти периода индуктивность отдает накопленную энергию W источнику. При этом протекание по цепи тока поддерживается благодаря действию э.д. с. самоиндукции eL.

Таким образом, в целом за период в индуктивное сопротивление не поступает электрическая энергия (на это указывает то, что среднее значение мощности за период равно нулю). Для того чтобы подчеркнуть указанную особенность индуктивного сопротивления, его относят к группе реактивных сопротивлений, т. е. сопротивлений, которые в цепи переменного тока в целом за период не потребляют электрической энергии. Следует отметить, что в реальные катушки индуктивности поступает некоторая энергия от источника переменного тока из-за наличия активного сопротивления проводов, из которых выполнены эти катушки. Эта энергия превращается в тепло.

Рис. 180. Последовательное (а) и параллельное (б) соединения катушек индуктивностиРис. 179. Кривые тока i, напряжения u и мощности р при включении в цепь переменного тока катушки индуктивности (а) и конденсатора (б)Рис. 179. Кривые тока i, напряжения u и мощности р при включении в цепь переменного тока катушки индуктивности (а) и конденсатора (б)

Рис. 180. Последовательное (а) и параллельное (б) соединения катушек индуктивности

Так как среднее значение мощности в цепи с индуктивностью равно нулю, для характеристики процесса обмена энергией между источником и индуктивностью введено понятие реактивной мощности индуктивности:

QL = ULI

где UL — напряжение, приложенное к индуктивности L (действующее значение).

Реактивная мощность измеряется в варах (вар) и киловарах (квар). Наименование единицы происходит от первых букв слов вольт-амперреактивный. Реактивную мощность можно выразить также в виде

QL = U2L/XL или QL = I2XL

Способы соединения катушек индуктивности. В цепях переменного тока приходится соединять катушки индуктивности последовательно и параллельно.
При последовательном соединении катушек индуктивности эквивалентная индуктивность Lэк равна сумме индуктивностей; например, при трех катушках с индуктивностями L1, L2 и L3 (рис. 180, а)

Lэк = L1+ L2 + L3

В этом случае эквивалентное индуктивное сопротивление

XLэк = XL1+ XL2 + XL3

При параллельном соединении катушек индуктивности (рис. 180,б) для эквивалентной индуктивности имеем:

1 /Lэк = 1 /L1 + 1 /L2 + 1 /L3

для эквивалентного индуктивного сопротивления

1 /XLэк = 1 /XL1 + 1 /XL2 + 1 /XL3

 

Задания на закрепление.

Обеспечить деятельность студентов по открытию новых знаний на основе синтеза.

Активизировать познавательную деятельность студентов.

1. В колебательном контуре с индуктивностью L и емкостью С конденсатор заряжен до максимального напряжения UM. Каким будет ток I в контуре в тот момент, когда напряжение на конденсаторе уменьшится в два раза? Колебания считать незатухающими.

2. В колебательном контуре конденсатору с емкостью С = 10 мкФ сообщили заряд q = 1 мКл, после чего возникли затухающие электромагнитные колебания. Сколько тепла Q выделится к моменту, когда максимальное напряжение на конденсаторе станет меньше начального максимального напряжения в n = 4 раза?

3.Катушка индуктивностью L = 2 мГн с сопротивлением обмотки R = 10 Ом и конденсатор емкостью С = 10−5 Фподключены параллельно к источнику с ЭДС E = 100 В и внутренним сопротивлением r = 10 Ом. Какое количество тепла Q выделится в контуре после отключения источника?

4. Конденсатор емкостью С = 0,1 мкФ, заряженный до напряжения U = 100 В, подсоединяют к катушке индуктивностью L = 1 мГн. Чему равна величина тока I через катушку спустя время to = 0,785 × 10−5 с после подключения конденсатора? Сопротивлением катушки и соединительных проводов пренебречь.

5. Колебательный контур состоит из катушки индуктивности и четырех конденсаторов, соединенных как показано на рисунке. Во сколько раз а изменится период собственных колебаний в контуре, если замкнуть ключ, соединяющий точки А и ВС1 = 10−8 ФС2 = 4 × 10−8 Ф.

6. В цепи, показанной на рисунке, конденсатор емкостью С1 = 10−5 Ф вначале заряжен до напряжения U1 = 200 В, а конденсатор емкостью С2 = 10−6 Ф разряжен. До какого максимального напряжения U2max может зарядиться конденсатор С2 в процессе колебаний, возникающих в цепи после замыкания ключа? Потерями в соединительных проводах и в катушке индуктивности пренебречь.

7. Катушка индуктивностью L = 3 мГн подключена к двум последовательно соединенным конденсаторам (см. рисунок), один из которых, емкостью С1 = 10−7 Ф, заряжен вначале до напряжения U1 = 150 В, а второй, емкостью C2 = 3 × 10−7 Ф, разряжен. Чему будет равна максимальная сила тока Imax в этой цепи после замыкания ключа?

8. Рамка площадью S = 1 дм2 из проволоки с сопротивлением R = 0,45 Ом вращается с угловой скоростью ω = 100 рад/с в однородном магнитном поле с индукцией B = 0,1 Тл. Ось вращения рамки лежит в ее плоскости и перпендикулярна к вектору магнитной индукции B. Найти количество тепла Q, которое выделится в рамке за N = 103оборотов. Самоиндукцией пренебречь.

 

 

 

 

 

№40САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 40

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Трансформаторы. Производство, передача и потребление электроэнергии

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения учебных заданий, когда действия регламентированы четкими правилами, описывающие трансформаторы.

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий производства, передачи и потребления электроэнергии.

-обеспечить формирование умений по решению задач по данной теме.

-обеспечить обобщение изучаемого материала по теме: «Трансформаторы. Производство, передача и потребление электроэнергии»

-обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (учить анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии, обобщать и систематизировать, доказывать и опровергать, объяснять и определять понятия, ставить и решать проблемы);

- развития элементов творческой деятельности (интуиция, пространственного воображения, смекалки)

- развития критического мышления, групповой самоорганизации, умения вести диалог.

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания активной жизненной позиции, честности, человеческой порядочности;

-воспитания в студентах средствами урока уверенности в своих силах..

-развития у студентов исследовательской культуры (развитие умений использовать научные методы познаний: наблюдение, гипотеза, эксперимент).

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--теоретический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-объяснительно-иллюстративный

-репродуктивный

-исследовательский

  Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi      -ИКТ

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

3. Повторение, актуализация знаний.               -20 мин.

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -40 мин.

1. Понятие о трансформаторах.

2. Понятие о производстве, передаче и потребления электроэнергии

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -15 мин          

1. Решение задач.

 

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                        §2.8-2.11. Кронгарт Б.А., Кем В.И., Койшыбаев Н.Физика. -Алматы: Мектеп, 2014

 

Преподаватель:                                                                                    Бацунова Л.В

 

 

hello_html_42f6024b.gifВспомни:

1.      Переменный ток.

2.      Напряжение

3.      Сила тока.

Важным свойством переменного электрического тока является то, что напряжение и силу тока можно изменять (трансформировать). Такие превращения важны для передачи электроэнергии на большие расстояния с минимальными затратами.

Трансформатор-это устройство для повышения или понижения переменного напряжения.

Состоит из сердечника замкнутой формы, на который намотаны две обмотки: первичная и вторичная. Первичная присоединяется к источнику тока. Ко вторичной – подсоединяется нагрузка.

Обозначение в электрической схеме

Принцип действия

основан на явлении электромагнитной индукции. Переменный ток в первичной катушке создает в стальном сердечнике переменное магнитное поле, которое создает индукционный ток во вторичной катушке.

hello_html_154ae9e9.png

К- коэффициент трансформации

К˃1 – трансформатор повышающий

К ˂1 – трансформатор понижающий

1. Производство:

Тепловая электростанция (ТЭС), электростанция, вырабатывающая электрическую энергию в результате преобразования тепловой энергии, выделяющейся при сжигании органического топлива.

На тепловых электростанциях химическая энергия топлива преобразуется сначала в механическую, а затем в электрическую. Топливом для такой электростанции могут служить уголь, торф, газ, горючие сланцы, мазут.

2. Передача:

Трансформатор —устройство, которое позволяет, как повышать, так и понижать напряжение. Преобразование переменного тока осуществляется с помощью трансформаторов. Трансформатор состоит из замкнутого железного сердечника, на который надеты две (иногда и более) катушки с проволочными обмотками. Одна из обмоток, называемая первичной, подключается к источнику переменного напряжения. Вторая обмотка, к которой присоединяют «нагрузку», т. е. приборы и устройства, потребляющие электроэнергию, называется вторичной. Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции. При прохождении переменного тока по первичной обмотке в железном сердечнике появляется переменный магнитный поток, который возбуждает ЭДС индукции в каждой обмотке.

3. Потребление:

Электронизация и автоматизация производства - важнейшие последствия "второй промышленной" или "микроэлектронной" революции в экономике развитых стран. С микроэлектроникой непосредственно связано и развитие комплексной автоматизации, качественно новый этап которой начался после изобретения в 1971 году микропроцессора - микроэлектронного логического устройства, встраиваемого в различные устройства для управления их работой. Очень бурно развивается наука в области средств связи и коммуникаций. Спутниковая связь используется уже не только как средство международной связи, но и в быту - спутниковые антенны не редкость и в городе.

Проблемы электросбережения. Казахстан имеет огромные перспективы по энергосбережению и одновременно является одной из самых расточительных в мире стран. Энергосбережение напрямую зависит от рационального использования существующих энергоресурсов. Огромные потери энергии характерны жилищно-коммунальному хозяйству. По подсчётам экспертов, около 70% теплопотерь происходит из-за халатного отношения потребителей. Часто в квартирах установлены батареи без регулировки мощности, вследствие чего они работают на всю и жильцам приходится открывать окна для снижения температуры в помещении. Для реализации потенциала энергосбережения в ЖКХ предполагается ввести повсеместное внедрение приборов учета, перейти к обязательным стандартам энергоэффективности для новых и реконструируемых зданий, модернизировать системы теплоснабжения зданий и сооружений, внедрить энергосберегающие системы освещения, внедрение энергосберегающих приборов и технологий на котельных, очистных сооружениях, предприятиях водоканала, предоставление бюджетным организациям прав распоряжения средствами, сэкономленными в результате реализации проектов по энергосбережению на срок до 5 лет и другое.

Задания на закрепление.

Обеспечить деятельность студентов по открытию новых знаний на основе синтеза.

Активизировать познавательную деятельность студентов.

ТЕСТЫ И ЗАДАЧИ

1. Трансформаторы предназначены…

А) для получения переменного тока. Б) для преобразования переменного тока. В) для превращения постоянного тока в переменный. Г) для превращения переменного тока в постоянный.

2. Коэффициент трансформации больше. 1. Это значит, что такой трансформатор является…

А) повышающим. Б) понижающим.

3. Потери электроэнергии при передаче на большие расстояния связаны, в первую очередь с тем, что …

А) преобразующие электроэнергию трансформаторы обладают низким КПД. Б) слишком велика мощность передаваемого по проводам тока. В) значительную часть энергии приходится тратить на работу обслуживающих сеть систем. Г) электрический ток нагревает провода линий электропередач.

4. Для сохранения передаваемой мощности, при повышении напряжения в линии передачи электроэнергии требуется ________ силу тока.

А) увеличить. Б) уменьшить. В) оставить прежней.

5. Для чего около электростанций устанавливают повышающий напряжение трансформатор?

6. Трансформатор понижает напряжение с 240 до 120 В. Определите число витков во вторичной катушке, если первичная катушка содержит 80 витков.

7. Трансформатор повышает напряжение с 5В до 20 В? Какой приблизительно будет сила тока во вторичной обмотке, если по первичной протекает ток 0,5А?

8. Повышающий трансформатор на электростанциях используется для

1) увеличения силы тока в линиях электропередач. 2) увеличения частоты передаваемого напряжения . 3) уменьшения частоты передаваемого напряжения. 4) уменьшения доли потерянной энергии на линии электропередач

9. Где происходит промышленное получение, переменного тока?

1) На заводах. 2) На фабриках. 3) На электростанциях. 4) В жилых домах

10. Напряжения на концах первичной и вторичной обмоток ненагруженного трансформатора равны U1 = 220 В и U2 = 55 В. Каково отношение числа витков в первичной обмотке к числу витков во вторичной N1 / N2?

 

№41 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 41

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Превращение энергии в закрытом колебательном контуре. Токи высокой частоты

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения учебных заданий, когда действия регламентированы четкими правилами, описывающие превращение энергии в закрытом колебательном контуре.

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий токов высокой частоты.

-обеспечить формирование умений по решению задач по данной теме.

-обеспечить обобщение изучаемого материала по теме: «Превращение энергии в закрытом колебательном контуре. Токи высокой частоты»

-обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (учить анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии, обобщать и систематизировать, доказывать и опровергать, объяснять и определять понятия, ставить и решать проблемы);

- развития мировоззрения

- развития памяти;

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания гуманизма и любви к прекрасному;

-подведение студентов к выводу о самоценности человеческих качеств.

-развитие у студентов рефлексивной деятельности.

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--теоретический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-объяснительно-иллюстративный

-информационно-рецептивный

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi  -ИКТ

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

3. Повторение, актуализация знаний.               -20 мин.

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -40 мин.

1. Понятие о колебательном контуре.

2. Понятие сути электромагнитных колебаний

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -15 мин          

1. Решение задач.

 

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                        §2.8-2.11. Кронгарт Б.А., Кем В.И., Койшыбаев Н.Физика. -Алматы: Мектеп, 2014

 

Преподаватель:                                                                                    Бацунова Л.В

 

 

 

Вспомни:

1.Назовите системы, в которых возникают механические колебания

2.Когда возникают механические колебания?

3.Какими бывают механические колебания?

4.Какими свойствами должна обладать система для того, чтобы в ней могли возникнуть свободные колебания?

5.Какие колебания называют вынужденными?

6.Назовите причину затухания механических колебаний

http://uz.denemetr.com/tw_files2/urls_1/170/d-169809/169809_html_m4d5a22d1.gifКолебания могут происходить в системе, которая называется колебательным контуром, состоящим из конденсатора емкостью С и катушки индуктивностью L. Колебательный контур называется идеальным, если в нем нет потерь энергии на нагревание соединительных проводов и проводов катушки, т. е. пренебрегают сопротивлением R. 

Чтобы возникли электрические колебания в этом контуре, ему необходимо сообщить некоторый запас энергии, т.е. зарядить конденсатор. Когда конденсатор зарядится, то электрическое поле будет сосредоточено между его пластинами. 

Итак, конденсатор заряжен, его энергия равна 

http://uz.denemetr.com/tw_files2/urls_1/170/d-169809/169809_html_m1b7fc0e1.gif, но http://uz.denemetr.com/tw_files2/urls_1/170/d-169809/169809_html_71f6346f.gif,

поэтому http://uz.denemetr.com/tw_files2/urls_1/170/d-169809/169809_html_5c903f98.gif, следовательно, 

http://uz.denemetr.com/tw_files2/urls_1/170/d-169809/169809_html_m6b86f330.gif.

Так как после зарядки конденсатор будет иметь максимальный заряд (обратите внимание на пластины конденсатора, на них расположены противоположные по знаку заряды), то при q=qmax энергия электрического поля конденсатора будет максимальна и равна

http://uz.denemetr.com/tw_files2/urls_1/170/d-169809/169809_html_2ed282ef.gif.

В начальный момент времени вся энергия сосредоточена между пластинами конденсатора, сила тока в цепи равна нулю. При замыкании конденсатора на катушку он начинает разряжаться и в цепи возникнет ток, который, в свою очередь, создаст в катушке магнитное поле. Силовые линии этого магнитного поля направлены по правилу буравчика. 

При разрядке конденсатора ток не сразу достигает своего максимального значения, а постепенно. Это происходит потому, что переменное магнитное поле порождает в катушке второе электрическое поле. Вследствие явления самоиндукции там возникает индукционный ток, который, согласно правилу Ленца, направлен в сторону, противоположную увеличению разрядного тока. 

Когда разрядный ток достигает своего максимального значения, энергия магнитного поля максимальна и равна 

http://uz.denemetr.com/tw_files2/urls_1/170/d-169809/169809_html_m7363b1de.gif,

а энергия конденсатора в этот момент равна нулю. Таким образом, через t=T/4 энергия электрического поля полностью перешла в энергию магнитного поля.

С началом перезарядки конденсатора разрядный ток будет уменьшаться до нуля не сразу, а постепенно. Это происходит опять же из-за возникновения противо э. д. с. и индукционного тока противоположной направленности. Этот ток противодействует уменьшению разрядного тока, как ранее противодействовал его увеличению. Сейчас он будет поддерживать основной ток. Энергия магнитного поля будет уменьшаться, энергия электрического – увеличиваться, конденсатор будет перезаряжаться.

Таким образом, полная энергия колебательного контура, в любой момент времени, равна сумме энергий магнитного и электрического полей

http://uz.denemetr.com/tw_files2/urls_1/170/d-169809/169809_html_m3bb9d21b.gif

Колебания, при которых происходит периодическое превращение энергии электрического поля конденсатора в энергию магнитного поля катушки, называются электромагнитными колебаниями. Так как эти колебания происходят за счет первоначального запаса энергии и без внешних воздействий, то они являются свободными.

Задания на закрепление.

Обеспечить деятельность студентов по открытию новых знаний на основе синтеза.

Активизировать познавательную деятельность студентов.

ТЕСТЫ И ЗАДАЧИ

1. В колебательном контуре после разрядки конденсатора ток исчезает не сразу, а постепенно уменьшается, перезаряжая конденсатор. Это связано с явлением

1) инерции. 2) электростатической индукций. 3) самоиндукция. 4) термоэлектронной эмиссии

2. Как изменится период собственных колебаний контура, если его индуктивность увеличить в 10, раз, а емкость уменьшить в 2,5 раза?

1) Увеличится в 2 раза. 2) Уменьшится в 2 раза. 3) Увеличится в 4 раза. 4) Уменьшится в 4 раза

3. Как изменится период собственных колебаний контура, если его индуктивность увеличить в 20 раз, а емкость уменьшить в 5 раз?

1) Увеличится в 2 раза. 2) Уменьшится в 2 раза. 3) Увеличится в 4 раза. 4) Уменьшится в 4 раза

4. Колебательный контур состоит из конденсатора электроемкостьюС и катушки индуктивностью L. Как изменится период электромагнитных колебаний в этом контуре, если и электроемкость конденсатора, и индуктивность катушки увеличить в 4 раза?

1) Не изменится. 2) Увеличится в 4 раза. 3) Уменьшится в 4 раза. 4) Уменьшится в 16 раз

5. Как изменится период собственных электромагнитных колебаний в контуре (см. рисунок), если, ключ К перевести из положения 1 в положение 2?

1) Уменьшится в 2 раза. 2) Увеличится в 2 раза. 3) Уменьшится в 4 раза

4) Увеличится в 4 раза

6. Как изменится период собственных электромагнитных колебаний в контуре (см. рисунок), если ключ К перевести из положения 1 в положение 2?

1) Уменьшится в 4 раза. 2) Увеличится в 4 раза. 3) Уменьшится в 2 раза

4) Увеличится в 2 раза

7. Как изменится период собственных электромагнитных колебаний в контуре (см. рисунок), если ключ К перевести из положения 1 в положение 2?

1) Уменьшится в 9 раз. 2) Увеличится в 9 раз. 3) Уменьшится в 3 раза

4) Увеличится в 3 раза

8.Найти отношение энергии магнитного поля к энергии электрического поля для момента времени t=T/2, считая, что процессы происходят в идеальном колебательном контуре. t=T/4, t=T/2, t=5T/4

9.Где будет сосредоточена энергия колебательного контура в момент времени t=T/4, t=T/2, t=5T/4?

10.Почему в колебательном контуре колебания не прекращаются в тот момент, когда конденсатор полностью разрядится?

 

Интерференция и дифракция волн. Условие интерференционного максимума и минимума, когерентность.42 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 42

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Лабораторная работа № 16 Изучение явления электромагнитной индукции

 

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения лабораторно-практической работы №16, когда действия регламентированы четкими правилами

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий физики необходимых для выполнения лабораторно-практической работы;

--обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (учить анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии, обобщать и систематизировать, доказывать и опровергать, объяснять и определять понятия, ставить и решать проблемы);

- способности четко формулировать свои мысли;

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания активной жизненной позиции, честности, человеческой порядочности;

-развития у студентов умений формулировать проблемы, предлагать пути их решения;

-развития у студентов исследовательской культуры (развитие умений использовать научные методы познаний наблюдение, гипотеза, эксперимент)

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--практический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-эвристический

- исследовательский

.

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi          ИКТ

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -10 мин.

 

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -65 мин          

1.     Лабораторная работа

2.     Решение задач.

 

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                             Подготовка к защите Лаб. Работ Кронгарт Б.А., Кем В.И., Койшыбаев Н.Физика. -Алматы: Мектеп, 2014

 

 

 

Преподаватель:                                                                                    Бацунова Л.В

 

Цельизучение явления электромагнитной индукции.

http://d3mlntcv38ck9k.cloudfront.net/content/konspekt_image/1979/5e68c3480f3dac201bb5d2336149555e.jpgОборудование:

1. Миллиамперметр.

2. Магнит.

3. Катушка-моток.

4. Источник тока.

5. Реостат.

6. Ключ.

7. Катушка от электромагнита.

8. Соединительные провода.

http://d3mlntcv38ck9k.cloudfront.net/content/konspekt_image/1980/e5058b005d5bd8b36a177e507ffd0aa6.jpgРис. 1. Экспериментальное оборудование

 Опыт 1. Выводы

Начнем лабораторную работу со сбора установки. Чтобы собрать схему, которую мы будем использовать в лабораторной работе, присоединим моток-катушку к миллиамперметру и используем магнит, который будем приближать или удалять от катушки. Одновременно с этим мы должны вспомнить, что будет происходить, когда будет появляться индукционный ток.
                                                                                           Рис. 2. Эксперимент 1

 

http://d3mlntcv38ck9k.cloudfront.net/content/konspekt_image/1981/7d41a1a043b12efb60621ab6cf826263.jpgПодумайте над тем, как объяснить наблюдаемое нами явление. Каким образом влияет магнитный поток на то, что мы видим, в частности происхождение электрического тока. Для этого посмотрите на вспомогательный рисунок.

 

          Рис. 3. Линии магнитного поля постоянного полосового магнита 

 

Обратите внимание, что линии магнитной индукции выходят из северного полюса, входят в южный полюс. При этом количество этих линий, их густота различна на разных участках магнита. Обратите внимание, что направление индукции магнитного поля тоже изменяется от точки к точке. Поэтому можно сказать, чтоизменение магнитного потока приводит к тому, что в замкнутом проводнике возникает электрический ток, но только при движении магнита, следовательно, изменяется магнитный поток, пронизывающий площадь, ограниченную витками этой катушки.

Опыт 2. Выводы

Следующий этап нашего исследования электромагнитной индукции связан с определением направления индукционного тока. О направлении индукционного тока мы можем судить по тому, в какую сторону отклоняется стрелка миллиамперметра. Воспользуемся дугообразным магнитом и увидим, что при приближении магнита стрелка отклонится в одну сторону. Если теперь магнит двигать в другую сторону, стрелка отклонится в другую сторону. В результате проведенного эксперимента мы можем сказать, что от направления движения магнита зависит и направление индукционного тока. Отметим и то, что от полюса магнита тоже зависит направление индукционного тока.

Обратите внимание, что величина индукционного тока зависит от скорости перемещения магнита, а вместе с тем и от скорости изменения магнитного потока.

 Вторая часть нашей лабораторной работы связана будет с другим экспериментом. Посмотрим на схему этого эксперимента и обсудим, что мы будем теперь делать.

 http://d3mlntcv38ck9k.cloudfront.net/content/konspekt_image/1982/48964a39e46df9edbb04805eec61392d.jpg

 

Рис. 4. Эксперимент 2

 

 

 

 

 

Во второй схеме в принципе ничего не изменилось относительно измерения индукционного тока. Тот же самый миллиамперметр, присоединенный к мотку катушки. Остается все, как было в первом случае. Но теперь изменение магнитного потока мы будем получать не за счет движения постоянного магнита, а за счет изменения силы тока во второй катушке. размыкании цепи. Итак, первая часть эксперимента: мы замыкаем ключ. Обратите внимание, ток нарастает в цепи, стрелка отклонилась в одну сторону, но обратите внимание, сейчас ключ замкнут, а электрического тока миллиамперметр не показывает. Дело в том, что нет изменения магнитного потока, мы уже об этом говорили. Если теперь ключ размыкать, то миллиамперметр покажет, что направление тока изменилось.

 Во втором эксперименте мы проследим, как возникает индукционный ток, когда меняется электрический ток во второй цепи.

 Следующая часть опыта будет заключаться в том, чтобы проследить, как будет изменяться индукционный ток, если менять величину тока в цепи за счет реостата. Вы знаете, что если мы изменяем электрическое сопротивление в цепи, то, следуя закону Ома, у нас будет меняться и электрический ток. Раз изменяется электрический ток, будет изменяться магнитное поле. В момент перемещения скользящего контакта реостата изменяется http://d3mlntcv38ck9k.cloudfront.net/content/konspekt_image/1983/2439de8343592bd7f7f0c52980a8156a.jpgмагнитное поле, что приводит к появлению индукционного тока.

Генератор

В заключение лабораторной работы мы должны посмотреть на то, как создается индукционный электрический ток в генераторе электрического тока.



Рис. 5. Генератор электрического тока

 

Главная его часть – это магнит, а внутри этих магнитов располагается катушка с определенным количеством намотанных витков. Если теперь вращать колесо этого генератора в обмотке катушки будет наводиться индукционный электрический ток. Из эксперимента видно, что увеличение числа оборотов приводит к тому, что лампочка начинает гореть ярче.

ТЕСТЫ И ЗАДАЧИ

1. В системе отсчета, относительно которой заряд неподвижен, существует

1) только электрическое поле. 2) только магнитное поле. 3) постоянные электрическое и магнитное поля. 4) переменное электромагнитное поле

2. Вокруг покоящегося постоянного магнита существует

1) только электрическое поле. 2) только магнитное поле. 3) постоянные электрическое и магнитное поля. 4) переменное электромагнитное поле

3. Заряженный шарик, подвешенный на тонкой шелковой нити, равномерно движется вместе с тележкой вдоль демонстрационного стола. В системе отсчета, связанной со столом, существует .

1) только электрическое поле. 2) только магнитное поле. 3) постоянные электрическое и магнитное поля . 4) переменное электромагнитное поле

4. Заряженный шарик, подвешенный на тонкой шелковой нити, равноускоренно движется вместе с тележкой вдоль демонстрационного стола. В системе отсчета, связанной со столом, существует

1) только электрическое поле. 2) только магнитное поле.. 3) постоянные электрическое и магнитное поля  4) переменное электромагнитное поле

5. Кто создал теорию электромагнитного поля?

1) М. Фарадей 2) А. Вольта . 3) Д. Максвелл. 4) Н. Тесла

6. В теории электромагнитного поля

А: переменное электрическое поле порождает вихревое магнитное поле. Б: переменное магнитное поле порождает вихревое электрическое поле. Какое(-ие) утверждение(-я) верно(-ы)? .

1) Только А. 2) Только Б. 3) И А, и Б. 4) Ни А, ни Б

7. Что характерно для вихревого электрического поля?

1) Силовые линии замкнуты. 2) Порождается переменным магнитным нолем. 3) Приводит к возникновению переменного магнитного поля. 4) Все перечисленное в 1, 2 и 3 пунктах

8. Что характерно для электростатического поля?

1) Силовые линий начинаются на положительных зарядах и заканчиваются на отрицательных . 2) Возникает вокруг неподвижных зарядов. 3) Обнаруживается По действию на неподвижные заряды. 4) Все перечисленное в 1, 2 и 3 пунктах

9. Что можно сказать о силовых линиях вихревого электрического и магнитного полей?

1) Силовые линии этих полей замкнуты. 2) Силовые линии этих полей разомкнуты. 3) У магнитного поля силовые линии замкнуты, а у вихревого электрического разомкнуты. 4) У вихревого электрического поля силовые линии замкнуты, а у магнитного разомкнуты

10. Что можно сказать о силовых линиях вихревого электрического и электростатического полей?

1) Силовые линии этих полей замкнуты. 2) Силовые линии этих полей начинаются на положительных зарядах, а заканчиваются на отрицательных. 3) У вихревого электрического поля силовые линии замкнуты; а у электростатического начинаются на положительных зарядах, а заканчиваются на отрицательных. 4) Силовые ливни этих полей начинаются на отрицательных зарядах, а заканчиваются на положительных

.


43 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 43

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Принцип радиосвязи. Современные средства связи

 

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения учебных заданий, когда действия регламентированы четкими правилами, описывающие принцип радиосвязи.

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий принципов радиосвязи.

-обеспечить формирование умений по решению задач по данной теме.

-обеспечить обобщение изучаемого материала по теме: «Принцип радиосвязи. Современные средства связи»

-обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (умения анализировать, выделять главное , строить аналогии, обобщать и систематизировать);

- развития памяти;

- развития критического мышления, групповой самоорганизации, умения вести диалог;

-способности четко формулировать свои мысли

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-подведения студентов к выводу о самоценности человеческих качеств;

-развития у студентов умений формулировать проблемы, предлагать пути их решения;

-развития у студентов коммуникативной культуры (умения общаться, монологическую и диалогическую речь)

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--теоретический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

--информационно-рецептивный

-проблемное изложение

-исследовательский

 Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi     -ИКТ

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

3. Повторение, актуализация знаний.               -20 мин.

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -40 мин.

1. Понятие оосновных принципах радиосвязи.

2. Понятие о современных средствах связи.

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -15 мин          

1. Решение задач.

 

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                              §3.1-3.5.Кронгарт Б.А., Кем В.И., Койшыбаев Н.Физика. -Алматы: Мектеп, 2014

 

Преподаватель:                                                                                    Бацунова Л.В

Вспомни:

1 .Что такое электромагнитное поле?

2. Что называется электромагнитной волной?

3. Каковы основные характеристики электромагнитной волны?

4.Каково устройство и принцип действия вибратора Герца?

5.В чём состоит научное и практическое значение опыта Герца?

6. Рассказать о истории развития радио в России.

7. В чём значение опытов А.С. Попова?

8. Какова роль Г.Маркони в развитии радиосвязи?

 

В 1887 году Генрих Герц доказал, что электромагнитная энергия может быть отправлена в космос в виде радиоволн, которые проходят через атмосферу примерно со скоростью света. Это открытие помогло разработать принципы радиосвязи, которыми пользуются и сегодня. Кроме того, ученый доказал, что радиоволны имеют электромагнитную природу, а главная их характеристика - это частота, при которой энергия колеблется между электрическими и магнитными полями. Частота в герцах (Гц) связана с длиной волны λ, представляющей собой расстояние, которое радиоволна проходит в течение одного колебания. Таким образом, получается следующая формула: λ = C/F (где C равна скорости света).

Принципы радиосвязи заключаются в следующем. Переменный электрический ток высокой частоты, созданный в передающей антенне, вызывает в окружающем пространстве быстроменяющееся электромагнитное поле, которое распространяется в виде электромагнитной волны. Достигая приемной антенны, электромагнитная волна вызывает в ней переменный ток той же частоты, на которой работает передатчик.

Важнейшим этапом в развитии радиосвязи было создание в 191.3 г. генератора незатухающих электромагнитных колебаний. Кроме передачи телеграфных сигналов, состоящих из коротких и более продолжительных импульсов («точки» и «тире») электромагнитных волн, стала возможной надежная и высококачественная радиотелефонная связь — передача речи и музыки с помощью электромагнитных волн.

Радиотелефонная связь. При радиотелефонной связи колебания давления воздуха в звуковой волне превращаются с помощью микрофона в электрические колебания той же формы. Казалось бы, если эти колебания усилить и подать в антенну, то можно будет передавать на расстояние речь и музыку с помощью электромагнитных волн.

Однако в действительности такой способ передачи неосуществим. Дело в том, что частота звуковых колебаний мала, а электромагнитные волны низкой (звуковой) частоты имеют малую интенсивность.

Модуляция. Для осуществления радиотелефонной связи необходимо использовать высокочастотные колебания, интенсивно излучаемые антенной. Незатухающие гармонические колебания высокой частоты вырабатывает генератор, например генератор на транзисторе.

Для передачи звука эти высокочастотные колебания изменяют, или, как говорят, модулируют, с помощью электрических колебаний низкой (звуковой) частоты. Можно, например, изменять со звуковой частотой амплитуду высокочастотных колебаний. Этот способ называют амплитудной модуляцией.

На рисунке 7.8 приведены три графика: а) график колебаний высокой частоты, которую называют несущей частотой; б) график колебаний звуковой частоты, т. е. модулирующих колебаний; в) график модулированных по амплитуде колебаний.

Без модуляции мы в лучшем случае можем контролировать лишь, работает станция или молчит. Без модуляции нет ни телеграфной, ни телефонной, ни телевизионной передачи.

Модуляция — медленный процесс. Это такие изменения в высокочастотной колебательной системе, при которых она успевает совершить очень много высокочастотных колебаний, прежде чем их амплитуда изменится заметным образом.

Детектирование. В приемнике из модулированных колебаний высокой частоты выделяются низкочастотные колебания. Такой процесс преобразования сигнала называют детектированием.

Полученный в результате детектирования сигнал соответствует тому звуковому сигналу, который действовал на микрофон передатчика. После усиления колебания низкой частоты могут быть превращены в звук.

Принципы радиосвязи основаны на передаче несущих информацию радиоволн. Они могут передавать голос или цифровые данные. Для этого радиостанция должна иметь: - Устройство для сбора информации в электрический сигнал (например, микрофон). Этот сигнал называется основной полосой частот в обычном звуковом диапазоне. - Модулятор внесения информации в полосу частот сигнала на выбранной частоте радио. - Передатчик, усилитель мощности сигнала, который посылает его на антенну. - Антенну из проводящего электричество стержня определенной длины, которая будет излучать электромагнитную радиоволну. - Усилитель сигнала на стороне приемника. - Демодулятор, который будет способен восстановить первоначальную информацию из принимаемого радиосигнала. - Наконец, устройство для воспроизведения переданной информации (например, громкоговоритель). Принципы радиосвязи Современный принцип радиосвязи был задуман еще в начале прошлого века. В то время радио разработали в основном для передачи голоса и музыки. Но очень скоро появилась возможность использовать принципы радиосвязи для передачи более сложной информации. Например, такой как текст. Это привело к изобретению телеграфа Морзе.

Развитие и жизнь современного общества немыслимы без широкого использования разнообразных средств и систем передачи сообщений. Объём информации непрерывно возрастает, увеличивается дальность связи, более высокими становятся требования к надежности, качеству связи, эффективности использования оборудования. Сегодня телевидение, радио, Интернет, электронная почта, мобильный телефон стали непременными атрибутами современности.

В древние времена связь осуществлялась посредством гонцов, передававших сообщения устно, и условной сигнализации с помощью костров, факелов. Затем информация стала передаваться в письменном виде, что положило начало почтовой связи. В конце XYIII в. появилась оптическая связь, а  в XIX в. – радиосвязь.

Сейчас большинство стран мира густо покрыто сетью радиовещательных станций. Средствами радиосвязи оснащены все виды морских и воздушных кораблей, научных экспедиций, все рода войск Вооруженных Сил. Радио сегодня является самым дешевым и доступным средством массовой информации.

Не уступает по своей значимости и телевидение, хотя и появилось оно во второй половине XX в.  Развитие индустрии телевещания идет сегодня стремительно. Меняются технологии, и меняется способ доставки и получения информации. Сильное воздействие оказывают IT-технологии.  В настоящее время многие страны постепенно переходят на цифровое телевидение.

Телефонная связь является одним из важных видов электросвязи. Услугами этого вида связи сегодня пользуются более половины населения Земли. В 1876 г. А.Белл получил патент на устройство телефонной связи, а сегодня уже тяжело представить человека без мобильного телефона. Мобильная связь кардинально изменила нашу жизнь.  Мобильный телефон это не просто средство связи, а у некоторых моделей он приближен по своим возможностям к компьютеру, а иногда и превосходит.

Предоставив беспрецедентные возможности по передаче информации, Интернет совершил новый виток технологической и социальной революции.  Интернет, прочно войдя в нашу жизнь, смог за короткое время существенно ее изменить. Сеть Интернет – это наиболее быстрое, надежное и удобное  средство общения, обмена информацией между людьми.

 

Задания на закрепление.

Обеспечить деятельность студентов по открытию новых знаний на основе синтеза.

Активизировать познавательную деятельность студентов.

ТЕСТЫ И ЗАДАЧИ

1.Что такое электромагнитная  волна?

а) Процесс распространения механических колебаний в среде. б) Процесс распространения взаимно перпендикулярных колебаний векторов напряженности электрического поля и вектора магнитной индукции в среде. в) Периодически повторяющиеся движения.

2. Какое утверждение верно?

а) Скорость распространение электромагнитных волн меньше скорости распространения света. б) Скорость распространение электромагнитных волн равна скорости распространения света. в) Скорость распространение электромагнитных волн больше скорости распространения света.

3.Чему равно ν?

а) …=t/N.  б) …=  N/T.  в) …= 1/T.

4. Кто предположил, что всякое  изменяющееся магнитное поле порождает электрическое поле, а всякое изменяющееся электрическое поле порождает магнитное поле?

а) Генрих Герц.  б) Джеймс Максвелл. в) Александр Попов.

5. Конденсатор - это….?

а) Прибор, с помощью которого можно накапливать и сохранять электрические заряды. б) Прибор, с помощью которого можно измерить напряжение. в) Прибор, который служит для получения электрических зарядов.

6. Кто в 1888 году впервые получил и зарегистрировал электромагнитные волны?

а) Гульельмо Маркони. б) Никола Тесла. в) Генрих Герц.

7. К характеристикам радиоволн относятся:

а) Частота, скорость, амплитуда. б) Частота, амплитуда , период, длина волны, скорость. в) Частота, мощность, длина волны, масса, скорость, сила.

8. Все устройства, используемые для радио связи, можно разделить на…:

а) Радиосигналы и радиоприемники. б) Радиопередатчики и радиоприёмники. в) Радиопередатчики и радиомаячки.

9. Радиостанция излучает радиоволны частотой 10 МГц. Какова длина этих радиоволн?

10. Сколько колебаний происходит в электромагнитной волне с длиной волны 30 м в течение одного периода звуковых колебаний с частотой 200 Гц?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№44 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 44

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Природа света. Распространение света. Законы отражение света

Сабақтың мақсаттары

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения учебных заданий, когда действия регламентированы четкими правилами, описывающие природу света.

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий природы света, распространения света.

-обеспечить формирование умений по решению задач по данной теме.

-обеспечить обобщение изучаемого материала по теме: «Природа света. Распространение света. Законы отражение света»

-обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (учить анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии, обобщать и систематизировать, доказывать и опровергать, объяснять и определять понятия, ставить и решать проблемы);

- развития мировоззрения

- развития памяти;

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания гуманизма и любви к прекрасному;

-подведение студентов к выводу о самоценности человеческих качеств.

-развитие у студентов рефлексивной деятельности.

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--теоретический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-объяснительно-иллюстративный

-информационно-рецептивный

.

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi     -ИКТ

 

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

3. Повторение, актуализация знаний.               -20 мин.

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -40 мин.

1. Понятие о природе света.

2. Понятие о распространении света.

3. Основные законы отражения света.

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -15 мин          

1. Решение задач.

 

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                        §3.6-3.9. Кронгарт Б.А., Кем В.И., Койшыбаев Н.Физика. -Алматы: Мектеп, 2014

 

Преподаватель:                                                                                    Бацунова Л.В

 

Вспомни:

1.      В чём состоит сущность закона прямолинейного распространения света?

2.      Приведите примеры источников света.

3.      При каких условиях от предмета получается тень?

4.      При каких условиях от предмета получается лишь полутень?

5.      Что произойдёт с размерами тени, если:

а) источник света приближать к предмету;

б) удалять экран от предмета?

6. Почему тень ног на земле резко очерчена, а тень головы более расплывчата? При каких условиях тень всюду будет одинаково отчётлива?

7. В ясный солнечный зимний день деревья дают на снегу четкие тени, а в пасмурный день теней нет. Почему?

8. Почему тени даже при одном источнике света никогда не бывают совершенно темными?

9. Является ли человек источником света? Какого?

10. Почему в комнате светло и тогда, когда прямые солнечные лучи в ее окна не попадают?

 

Дисперсия света - ϶ᴛᴏ зависимость показателя преломления света от его длины волны или частоты.

Дисперсию света можно наблюдать при прохождении света через стеклянную призму: белый свет разлагается на составные части (кр., оранж., жел., зел., гол., син., фиол.).

Наиболее сильно преломляются фиолетовые лучи, меньше других – красные.

Луч красного цвета преломляется меньше всœего из-за того, что имеет в веществе наибольшую скорость (и наименьшую частоту), а луч фиолетового цвета преломляется больше, т.к. скорость фиолетового света наименьшая (а частота наибольшая).

Дисперсию изучал Ньютон. Саму радужную полоску Ньютон назвал спектром.

Прибор для наблюдения спектров принято называть спектроскоп. Его основные части – стеклянная призма и две трубки. В одну трубку свет попадает через отверстие, проходит через призму, через линзы. Через вторую трубку (зрительную) можно наблюдать спектр.

Первые научные гипотезы о природе света были высказаны в XVII в.

Ньютон в 1672 ᴦ. высказывал предположение о корпускулярной природе света (свет – поток частиц).

Против корпускулярной теории света выступали современники Ньютона Гук и Гюйгенс, разработавшие волновую теорию света (свет – волны).

Сегодня говорят, что свет имеет двойственную природу. В одних опытах обнаруживаются его волновые свойства, а в других – корпускулярные.

Закон отражения света.

Когда световые волны достигают границы раздела двух сред, направление их распространения изменяется. Если они остаются в той же среде, то происходит отражение света.

Отражение света — это изменение направления световой волны при падении на границу раздела двух сред, в результате чего волна продолжает распространяться в первой среде.

Закон отражения света хорошо известен:

Падающий луч, перпендикуляр к границе раздела двух сред в точке падения и отраженный луч лежат в одной плоскости, причем угол падения равен углу отражения.

http://online.mephi.ru/courses/physics/optics/external/images/00075.pngНаправления распространения падающей и отраженной волн показаны на рис. 3.2.

Рис. 3.2. Отражение света от плоской поверхности

Падающий луч, отражённый луч и перпендикуляр, проведённый в точку падения, лежат в одной плоскости. Угол падения равен углу отражения (α=β).

Закон преломления света.

Если световые волны достигают границы раздела двух сред и проникают в другую среду, то направление их распространения также изменяется — происходит преломление света.

Преломление света — это изменение направления распространения световой волны при переходе из одной прозрачной среды в другую.

Направление распространения падающей и преломленной волны показано на рис. 3.5.

 

http://online.mephi.ru/courses/physics/optics/external/images/00077.pngРис. 3.5. Преломление света на плоской границе раздела двух прозрачных сред

 

Падающий луч, перпендикуляр к границе раздела сред в точке падения и преломленный луч лежат в одной плоскости, причем отношение синуса угла падения к синусу угла преломления постоянно для данной пары сред и равно показателю преломления второй среды относительно первой

http://online.mephi.ru/courses/physics/optics/external/images/00078.png

Закон преломления гласит:

 

 

 

 

 

Здесь http://online.mephi.ru/courses/physics/optics/external/images/41clip_image007.gif показатель преломления среды, в которой распространяется преломленная волна, http://online.mephi.ru/courses/physics/optics/external/images/41clip_image009.gif показатель преломления среды, в которой распространяется падающая волна.

Падающий луч, преломлённый луч и перпендикуляр, проведённый в точку падения, лежат в одной плоскости. Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для двух данных сред.

http://referatwork.ru/image.php?way=oplibru/baza1/888025793382.files/image320.gif,где http://referatwork.ru/image.php?way=oplibru/baza1/888025793382.files/image322.gif

В случае если обозначить http://referatwork.ru/image.php?way=oplibru/baza1/888025793382.files/image324.gif- скорость света в первой среде, аhttp://referatwork.ru/image.php?way=oplibru/baza1/888025793382.files/image326.gif- скорость света во второй среде, то http://referatwork.ru/image.php?way=oplibru/baza1/888025793382.files/image328.gif.

При переходе из оптически более плотной среды в оптически менее плотную среду угол преломления β оказывается больше угла падения α. И наоборот.

Задания на закрепление.

Обеспечить деятельность студентов по открытию новых знаний на основе синтеза.

Активизировать познавательную деятельность студентов.

 

ТЕСТЫ И ЗАДАЧИ

1. С какой скоростью распространяется свет в вакууме?

1) 3 • 108 м/с. 2) 3 • 102 м/с. 3) Зависит от частоты. 4) Зависит от энергии

2. По какой(-им) формуле(-ам) можно рассчитать длину световой волны?

(с — скорость света)

1) А и Б. 2) Б и В. 3) В и Г. 4) А и Г

3. Видимый свет — это небольшой диапазон электромагнитных волн. Минимальная частота соответствует красному свету и равна 4 • 1014 Гц. Определите по этим данным длину волны красного света. Скорость света с = 3 • 108 м/с.

1) 3,8 • 10-7 м. 2) 7,5 • 10-7 м . 3) 1,33 • 106 м . 4) 12 • 1022 м

4. Видимый свет — это небольшой диапазон электромагнитных волн. Максимальная частота соответствует фиолетовому свету и равна 8 • 1014 Гц. Определите по этим данным длину волны фиолетового света. Скорость света с = 3 • 108 м/с.

 

1) 3,8 • 10-7 м. 2) 7,5 • 10-7 м. 3) 1,33 • 106 м. 4) 12 • 1022 м

5. Видимый свет — это небольшой диапазон электромагнитных волн. Минимальная длина волны соответствует фиолетовому свету и равна 3,75 • 10-7 м. Определите частоту фиолетового света. Скорость света с = 3 • 108 м/с.

1) 4 • 1024 Гц. 2) 8 • 1014 Гц. 3) 112,5 Гц. 4) 225 Гц

6. Видимый свет — это небольшой диапазон электромагнитных волн. Максимальная длина волны соответствует красному свету и равна 7,5 • 10-7 м. Определите частоту красного света. Скорость света с = 3 • 108 м/с.

1) 4 • 1014 Гц. 2) 8 • 1014 Гц.  3) 112,5 Гц. 4) 225 Гц

7. Расположите в порядке возрастания частоты электромагнитные излучения разной природы.

А: инфракрасное излучение Солнца. Б: рентгеновское излучение. В: видимый свет

Г: ультрафиолетовое излучение.

1) А, В, Г, Б. 2) Б, А, Г, В. 3) В, Б, А, В. 4) Б, Г, А, В

8. Расположите в порядке возрастания длины волны электромагнитные излучения разной природы.

А: инфракрасное излучение Солнца. Б: рентгеновское излучение. В: излучение СВЧ-печей

Г: ультрафиолетовое излучение

1) А, Б, В, Г. 2) Б, А, Г, В. 3) В, Б, А, В. 4) Б, Г, А, В

9. Какой вид электромагнитного излучения из предложенного списка обладает наибольшей частотой?

1) Видимый свет. 2) Инфракрасное излучение. 3) Радиоволны. 4) Рентгеновское излучение

10. Как можно назвать частицу электромагнитной волны?

1) Только фотон. 2) Только квант. 3) Только корпускула. 4) Фотон, квант, корпускула

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№45 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 45

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Лабораторная работа № 17 Определение показателей преломления света

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения лабораторно-практической работы №17, когда действия регламентированы четкими правилами

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий физики необходимых для выполнения лабораторно-практической работы;

--обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (учить анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии, обобщать и систематизировать, доказывать и опровергать, объяснять и определять понятия, ставить и решать проблемы);

- способности четко формулировать свои мысли;

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания активной жизненной позиции, честности, человеческой порядочности;

-развития у студентов умений формулировать проблемы, предлагать пути их решения;

-развития у студентов исследовательской культуры (развитие умений использовать научные методы познаний наблюдение, гипотеза, эксперимент)

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--практический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-эвристический

- исследовательский

                                                                                                    

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi - ИКТ

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -10 мин.

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -65 мин          

1.     Лабораторная работа

2.     Решение задач.

 

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                        §3.6-3.9.Кронгарт Б.А., Кем В.И., Койшыбаев Н.Физика.

 

 

Преподаватель:                                                                                    Бацунова Л.В

 

 

 

 

 

Цель: 1. Наблюдать преломление света в реальных условиях.

            2.Научиться использовать законы преломления для расчета показателя преломления.

Оборудование  1. Стеклянная пластинка. 2. Три иглы. 3.Транспортир. 4. Картон. 5. Таблица синусов.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Задание 1. Вставьте пропущенные слова в формулировку законов преломления света:

a)      Отношение ___________ угла падения к синусу угла _______________есть величина _____________ для двух данных сред.

b)     Падающий луч, _______________ луч и нормаль  к границе ____________ двух сред в точке падения лежат в __________ плоскости.

Задание 2. Приведите примеры явления преломления в технике и обычной жизни.

Задание 3. Из предложенных вариантов выберите какой буквой обозначается показатель преломления:

1)     g          2)  n         3) N        4) W

Задание 4. Ответьте на вопрос: в чем физический смысл преломления света?

Задание 5.  Вспомните основные правила техники безопасности и обратите особое внимание, что необходимо:

1. Приступать к выполнению задания можно только после разрешения преподавателя.

2.После окончания работы следует привести в порядок рабочее место, сдать все приборы и принадлежности.

Задание 6. Опытным и расчетным путем определите показатель преломления стекла.

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТА НА ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ

ПРЕЛОМЛЕНИЯ СТЕКЛА

ШАГ 1. Положить развернутую тетрадь на картон. На лист тетради плашмя положить стеклянную пластинку и обвести карандашом ее контуры.

ШАГ 2. С одной стороны стеклянной пластинки вколоть две иглы так, чтобы одна из них расположилась на верхней грани пластинки, а вторая произвольно, но так, чтобы прямая, проходящая через эти иглы не совпа­дала с перпендикуляром к верхней грани.

ШАГ 3. Поднять картон на уровень глаз и, глядя через стекло, вколоть третью иглу в нижнюю грань контура стеклянной пластинки так, чтобы она закрыла собой изображение двух первых игл (смотри рисунок).

 ШАГ 4. Стекло  и иглы снять с листа, места проколов обозначить точками  1, 2 и 3. Через точки 1,2 и 3 провести прямые линии до пересечения с контурами стекла. Через точку 2 провести перпендикуляр к границе раздела двух сред: воздух – стекло.

ШАГ 5. Измерить угол падения  и угол преломления. Значения синусов этих углов определить по таблице, округлив до сотых.

 ШАГ 6. Опыт повторить еще два раз, меняя каждый раз угол падения луча .

ШАГ  7. Для каждого опыта вычислить показатель преломления по формуле:

;    

            

 

        

  

ШАГ 8. Определить погрешность измерений методом средней арифметической.

 

=

ШАГ 9.Определите абсолютную погрешность:

=  

 

=

=                                     

 =

ШАГ 10.Определите относительную погрешность:

100% =

Результаты всех  измерений и вычислений занесите в таблицу.

Угол падения

Угол преломления

Показатель преломления

Среднее значение показателя преломления

Абсолютная погрешность

Средняя абсолютная погрешность

Относительная погрешность

 

 

Град.

Град.

-

-

-

-

1

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

ШАГ 11. Сделайте вывод. Удалось ли вам определить показатель преломления стекла. Объясните почему.

ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ НА «ОТЛИЧНО»:

1.Определить показатель преломления стекла, если при отражении от него света отраженный луч полностью поляризован при угле преломления φ=35°. 

2. Угол падания равен 30° , угол между падающим лучом и преломленным 140° . В какой среде луч распространялся вначале: в оптически более плотной или менее плотной? Докажите.

ТЕСТЫ И ЗАДАЧИ

1. Фокус — это

1) точка, в которой собираются все лучи после преломления линзой. 2) точка, в которой собираются лучи, проходящие через оптический центр линзы. 3) точка, в которой собираются все лучи, падающие параллельным пучком на линзу, после преломления. 4) точка, лежащая на побочной оптической оси

2. Оптическая сила линзы равна 5 дптр. Чему равно фокусное расстояние линзы?

1)5м. 2) 20 см. 3)2 см. 4) 0,5 м

3. Для построения изображения в линзе используют

1) луч, проходящий через оптический центр линзы. 2) луч, идущий параллельно главной оптической оси. 3) луч, проходящий через фокус. 4) все перечисленные лучи

4. Предмет расположен от рассеивающей линзы на расстоянии, большем двойного фокусного расстояния. Изображение предмета

1) мнимое и находится между линзой и фокусом. 2) действительное и находится между линзой и фокусом. 3) действительное и находится между фокусом и двойным фокусом. 4) действительное и находится за двойным фокусом

5. На каком расстоянии от собирающей линзы нужно поместить предмет, чтобы его изображение было действительным?

1) большем, чем фокусное расстояние. 2) меньшем, чем фокусное расстояние. 3) при любом расстоянии изображение будет действительным. 4) при любом расстоянии изображение будет мнимым

6. В дверном глазке вы наблюдаете прямое, уменьшенное, мнимое изображение человека, на каком бы он расстоянии пи стоял. Это означает, что дверной глазок представляет собой

1) двояковогнутую линзу. 2) плосковыпуклую линзу. 3) двояковыпуклую линзу . 4) плоскую пластину

7. На каком расстоянии от собирающей линзы должен располагаться предмет, чтобы получить его увеличенное перевернутое изображение?

 1) между линзой и фокусом. 2) в фокусе линзы. 3) между фокусом и двойным фокусом. 4) в двойном фокусе линзы

8. Установите соответствие между падающим и преломленным лучами в собирающей линзе. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Преломленный луч/Падающий луч

A) параллелен главной оптической оси 1) без преломления. Б) проходит через оптический центр. 2) через фокус. B) проходит через фокус. 3) параллельно главной оптической оси

9. Какое изображение можно получить с помощью собирающей линзы при различных положениях предмета? К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Устройство/ Изображение

A) собирающая линза 1) мнимое, равное предмету. Б) плоское зеркало . 2) мнимое, уменьшенное. B) рассеивающая линза 3) действительное, равное предмету.

10. Постройте изображение предмета, находящегося между оптическим центром и фокусом собирающей линзы. Какое это изображение?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

46 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 46

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Оптические приборы. Глаз как оптическая система. Интерференция света

 

 

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения учебных заданий, когда действия регламентированы четкими правилами, описывающие оптические приборы.

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий оптических приборов и интерференции света.

-обеспечить формирование умений по решению задач по данной теме.

-обеспечить обобщение изучаемого материала по теме: «Оптические приборы. Глаз как оптическая система. Интерференция света»

-обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (учить анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии, обобщать и систематизировать, доказывать и опровергать, объяснять и определять понятия, ставить и решать проблемы);

- развития элементов творческой деятельности (интуиция, пространственного воображения, смекалки)

- развития критического мышления, групповой самоорганизации, умения вести диалог.

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания активной жизненной позиции, честности, человеческой порядочности;

-воспитания в студентах средствами урока уверенности в своих силах..

-развития у студентов исследовательской культуры (развитие умений использовать научные методы познаний: наблюдение, гипотеза, эксперимент).

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--теоретический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-объяснительно-иллюстративный

-репродуктивный

-исследовательский

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi  - -ИКТ

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

3. Повторение, актуализация знаний.               -20 мин.

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -40 мин.

1. Понятие об оптических приборах.

2. Понятие о интерференции света.

.

Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -15 мин          

1. Решение задач.

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                              §4.8-4.12. Кронгарт Б.А., Кем В.И., Койшыбаев Н.Физика. -Алматы: Мектеп, 2014

Преподаватель:                                                                                    Бацунова Л.В

 

 

Вспомни:

Сформировать законы геометрической оптики:

а) закон прямолинейного распространения света; б) закон независимого распространения света;

в) закон отражения света; г) закон преломления света; д) закон полного внутреннего отражения

1. Укажите условие использования законов геометрической оптики. (d-размер препятствия)

А) d>>http://festival.1september.ru/articles/528562/Image6908.gif; В) d>http://festival.1september.ru/articles/528562/Image6908.gif; С) d http://festival.1september.ru/articles/528562/Image6909.gif http://festival.1september.ru/articles/528562/Image6908.gif; D) d<http://festival.1september.ru/articles/528562/Image6908.gif; Е) d < http://festival.1september.ru/articles/528562/Image6908.gif/2.

2. При переходе света из одной среды в другую угол падения равен 30°, а угол преломления равен 60°. Чему равен относительный показатель преломления второй среды к показателю преломления первой среды?

А) 0,5; В) http://festival.1september.ru/articles/528562/Image6910.gif; С) http://festival.1september.ru/articles/528562/Image6911.gif; D) http://festival.1september.ru/articles/528562/Image6912.gif; Е) 1,5.

3. Наблюдатель смотрит в пруд сверху вниз, глубина пруда равна 1м. чему равна видимая глубина пруда?

А) 0,5 м; В) 3 м; С) 0,75 м; D) 0,2 м; Е) 2,5 м.

4. Световой луч переходит из вакуума в прозрачную среду. Какое утверждение не верно для данного луча?

А) Скорость светового луча уменьшится; В) Энергия световых квантов не изменится; С) Частота колебаний света уменьшится; D) Длина световой волны уменьшится; Е) Все вышеперечисленное верно

5. Какое условие удовлетворяет полному внутреннему отражению?

А) Угол падения больше критического угла; В) Угол падения равен критическому углу. С) Преломленный свет движется вдоль границы сред. D) Правильного ответа нет. Е) Все вышеперечисленное верно.

 

Оптические приборы — устройства, в которых оптическое излучение преобразуется (пропускается, отражается, преломляется, поляризуется)[1]. Они могут увеличивать, уменьшать, улучшать (в редких случаях ухудшать) качество изображения, давать возможность увидеть искомый предмет косвенно. Термин «Оптические приборы» является частным случаем более общего понятия оптических систем, которое также включает в себя биологические органы, способные преобразовывать световые волны.

Глаз

ГлазГлаз — это система линз. Диаметр глаза ≈ 23 мм. Через глаз мы получаем до 90% информации.

Состоит из склеры 1 (защитная оболочка из эластичной ткани), роговицы. 1, камеры 3 (полость, заполненная прозрачной жидкостью), сосудистой оболочки 4, радужной оболочки 5, зрачка 6 (d от 2 до 8 мм), хрусталика 7 (n=1,44), мышц, изменяющих оптические свойства глаза 8,прозрачной студенистой массы 9 (глазное дно), сетчатки 10 (7 млн. колбочек, 130 млн. палочек, которые реагируют на свет разной частоты неодинаково), разветвлений зрительного нерва 11.

Основные свойства  и оптические характеристики глаза:

ГлазАккомодация—свойство глаза, обеспечивающее четкое восприятие разноудаленных предметов. Изменяется главный фокус глаза от 16 до13 мм. Оптическая сила глаза от 60 до 75 дптр.

Предельный угол зрения (φ=1') c приближением предмета увеличивается угол зрения, под которым мы видим две близкие точки предмета.

Адаптация—приспосабливаемость к различным условиям освещенности: диаметр зрачка меняется от 2 до 8 мм.

Поле зрения: по оси ОХ 150°, по оси OY 125°. Спектральная чувствительность от 380 до 760 нм. Самая большая чувствительность 555 нм (зеленый цвет).

Острота зрения — свойство глаза раздельно различать две близкие точки.

Расстояние наилучшего зрения d0=250 мм. Дальние предметы глаз видит без напряжения.

Оптические приборы

Оптические приборыЛупой называется оптический прибор, позволяющий простейшим образом увеличить угол зрения. Лупа представляет собой короткофокусную линзу, которую помещают для рассмотрения предмета. AB=h так, чтобы предмет был ближе главного фокуса F линзы.

Увеличить угол зрения можно, используя лупу, микроскоп:

Увеличить угол зрения можно, используя лупу, микро­скоп

Так как OB2=d0,, a OB1≈ F, то Оптические приборы

Фотоаппарат (1837)

К — светонепроницаемая камера; О — объектив (может перемещаться  относительно пленки); /7 — пленка или светочувствительная пластина; ВА  предмет; А1В1  изображение. Как и в глазу, в фотоаппарате получается действительное, перевернутое, уменьшенное изображение. Основное отличие заключается в том, что фокусное расстояние зрачка меняется (аккомодация), а у фотоаппарата меняется расстояние от линзы до изображения.

 

Фотоаппарат (1837)Проекционный аппарат

Проекционный аппарат- источник света; R  рефлектор (вогнутое зеркало). Кконденсатор (плосковыпуклые линзы), собирает лучи в пучок; D прозрачный диапозитив; О  объектив, расположенный в фокусе конденсатора, который проецирует освещенный диапозитив на экран. Для получения четкого изображения на экране диапозитив помещают от объектива на расстоянии dудовлетворяющем условию: F<.d<2F.Чем дальше экран, тем больше d.

 

http://geomoptics.narod.ru/OptPrib1/model5.gifМикроскоп.

Микроскопом называется прибор, позволяющий получать значительные угловые увеличения близко расположенных мелких предметов. Он представляет собой комбинацию двух короткофокусных линз - объектива и окуляра.

http://geomoptics.narod.ru/OptPrib1/model6.gif

Ход лучей в микроскопе приведен на рис. Предмет располагается за фокусом объектива. Действительное, перевернутое, увеличенное изображение получается за объективом, перед фокусом окуляра.

Призменный бинокль.В трубе Кеплера изображение рассматриваемого предмета перевернутое, однако для астрономических наблюдений это и не http://geomoptics.narod.ru/OptPrib2/model3.jpgтак существенно, но для наземных наблюдений это явно неудобно. Поэтому, если труба Кеплера используется для наземных наблюдений, ее снабжают оборачивающей системой (дополнительной линзой или системой призм), которое делает изображение прямым.

Труба Галилея. Театральный бинокль.

Зрительная труба Галилея, изготовленная им в 1609 г., является телескопом-рефрактором с малым полем зрения и с небольшим увеличением в пределах примерно от 2 до 30 раз. Однако Галилей, первый применивший телескоп к астрономическим наблюдениям, при помощи своей трубы достиг многого в течение одного года: увидел горы и кратеры на Луне, обнаружил четыре спутника Юпитера, заметил пятна на Солнце и спроецировал их на экран, наблюдал Венеру в виде серпа и ее фазы.

Две трубы Галилея, соединенные параллельно, составляют бинокль, называемый обычно театральным. Благодаря Галилею линзы и оптические приборы стали мощным орудием научных исследований. Зрительная труба Галилея была несовершенной. С увеличением размеров объектива и окуляра искажения в зрительной трубе Галилея увеличивались. Это обстоятельство побудило Ньютона отказаться от изготовления таких труб и перейти к устройству телескопа, основной частью которого было вогнутое зеркало (параболическое).

http://geomoptics.narod.ru/OptPrib3/model1.jpgОгромное количество сведений о светилах в космическом пространстве получают при помощи астрономических зрительных труб-телескопов, т. е. приборов, предназначенных для рассматри-вания глазом весьма удаленных предметов. Главные и основные части телескопа - это объектив и окуляр. Объектив обращен к наблюдаемому объекту (планете, звезде, туманности), а окуляр - к глазу наблюдателя или к специальному устройству, чтобы запечатлеть объект, например на фотопластинке.

На протяжении последних нескольких столетий созданы два вида телескопов: рефракторы и рефлекторы. Современные рефракторы строят по системе (знаменитого астронома-теоретика и замечательного практика-наблюдателя) Кеплера, предложенной им в 1611 г., а именно: объектив - это длиннофокусная собирающая линза, а окуляр - коротко-фокусная линза, играющая роль лупы.

Телескоп - рефлектор.

Первый телескоп-рефлектор - зеркальный телескоп был изобретен и собственноручно изготовлен Ньютоном в 1668 г. По своим размерам телескоп был малюткой с диаметром вогнутого металлического зеркала всего лишь 2,5 см, с фокусным расстоянием 15 см и увеличением в 38 раз. Этот телескоп хранится до сих пор в Лондоне. Позднее Ньютон изготовлял телескопы несколько больших размеров.

Интерференция света

Явление интерференции свидетельствует о том, что свет — это волна.

Интерференцией световых волн называется сложение двух когерентных волн, вследствие которого наблюдается усиление или ослабление результирующих световых колебаний в различных точках пространства.

 

Условия интерференции

Волны должны быть когерентны. Когерентность - согласованность. В простейшем случае когерентными являются волны одинаковой длины, между которыми существует постоянная разность фаз.

 

Все источники света, кроме лазера, некогерентны, однако Т. Юнг впервые пронаблюдал (1802) явление интерференции, разделив волну на две с помощью двойной щели. Свет от точечного монохроматического источника S падал на два небольших отверстия на экране. Эти отверстия действуют как два когерентных источника света S1 и S2. Волны от них интерферируют в области перекрытия, проходя разные пути: 1 и ℓ2. На экране наблюдается чередование светлых и темных полос.

Интерференция света

Условие максимума.

Пусть разность хода между двумя точками разность хода между двумя точками,

тогда условие максимума: Условие максимума интерференции 
т. е. на разности хода волн укладывается четное число полуволн (k= 1, 2, 3, ...).

http://msk.edu.ua/ivk/Fizika/Konspekt/Interferenciya_sveta_f/maximum2.png

или

http://msk.edu.ua/ivk/Fizika/Konspekt/Interferenciya_sveta_f/maximum1.png

 Условие минимума

Пусть разность хода между двумя точками разность хода между двумя точками,

тогда условие минимума: условие минимума,

т. е. на разности хода волн укладывается нечетное число полуволн (k= 1, 2, 3, ...).

условие минимума

Интерференция света в тонких пленках

Различные цвета тонких пленок — результат интерференции двух волн, отражаю­щихся от нижней и верхней поверхностей пленки. При отражении от верхней поверхности пленки происходит потеря полуволны. Следовательно, оптическая разность хода оптическая раз­ность хода с потерей полуволны.

Тогда условие максимального усиления интерферирующих лучей в отраженном свете следующее: условие максимального усиле­ния интерферирующих лучей в отраженном свете.

Если потерю полуволны не учитывать, то   http://msk.edu.ua/ivk/Fizika/Konspekt/Interferenciya_sveta_f/maximum_bez_potery.png.

Интерференция света в тонких пленках

Кольца Ньютона

Интерференционная картина в тонкой прослойке воздуха между стеклянными пластинами — кольца Ньютона.

Волна 1 — результат отражения ее от точки А (граница стекло — воздух). Волна 2 — отражение от плоской пластины (точка В, граница воздух — стекло). Волны когерентны: возникает интерференционная картина в прослойке  воздуха между точками А и В в виде концентрических колец. Зная радиусы колец, можно вычислить длину волны, используя формулу http://msk.edu.ua/ivk/Fizika/Konspekt/Interferenciya_sveta_f/radius_kltsa_newton.png, где r - радиус кольца, R — радиус кривизны выпуклой поверхности линзы.

Кольца Ньютона

Использование интерференции в технике

 

Проверка качества обработки поверхности до одной десятой длины волны. Несовершенство обработки определяют но искривлению интерференционных полос, образующихся при отражении света от проверяемой поверхности. Интерферометры служат для точного измерения показателя преломления газов и других веществ, длин световых волн.

Использование интерференции в технике

Просветление оптики. Объективы фотоаппаратов и кинопроекторов, перископы подводных лодок и другие оптические устройства состоят из большого числа оптических стекол, линз, призм. Каждая отполированная поверхность стекла отражает около 5% падающего на нее света. Чтобы уменьшить долю отражаемой энергии, используется явление интерференции света.

Просветление оптики

На поверхность оптического стекла наносят тонкую пленку. Для того чтобы волны 1 и 2 ослабляли друг друга, должно выполняться условие минимума. В отраженном свете разность хода волн равна: В отраженном свете разность хода волн . Потеря полуволны происходит при отражении как от пленки, так и от стекла (показатель преломления стекла больше, чем пленки), поэтому, эту потерю можно не учитывать. Следо­вательно, http://msk.edu.ua/ivk/Fizika/Konspekt/Interferenciya_sveta_f/prosvetlenie.png, где n - показатель преломления пленки; h — толщина пленки. Минимальная толщина пленки будет при k=0. Поэтому http://msk.edu.ua/ivk/Fizika/Konspekt/Interferenciya_sveta_f/prosvetlenie1.png. При равенстве амплитуд гашение света будет полным. Толщину пленки подбирают так, чтобы полное гашение при нормальном падении имело место для длин волн средней части спектра (для зеленого цвета): 

толщина пленки.

Чтобы рассчитать толщину пленки в этой формуле необходимо взять длину волны и показатель преломления зеленого света.

Лучи красного и фиолетового цвета ослабляются незначительно, поэтому объективы оптических приборов в отраженном свете имеют сиреневые оттенки

http://msk.edu.ua/ivk/Fizika/Konspekt/Interferenciya_sveta_f/image033_1-147x99.png

Задания на закрепление.

Обеспечить деятельность студентов по открытию новых знаний на основе синтеза.

Активизировать познавательную деятельность студентов.

ТЕСТЫ И ЗАДАЧИ

1. Кому из ученых принадлежит открытие интерференции света?

1) А. Попов. 2) Г. Герц. 3) Т. Юнг. 4) М. Планк

2. Какое(-ие) утверждение(-я) верно(-ы)?

А: явление интерференции доказывает волновую природу света. Б: явление интерференции доказывает, что свет обладает свойствами частиц.

1) Только А. 2) Только Б. 3) И А, и Б. 4) Ни А, ии Б

3. Примером интерференции света может служить

1) радужная окраска мыльных пузырей. 2) появление радуги. 3) образование тени. 4) образование полутени

4. Что будет наблюдаться в точке, если волны от двух когерентных источников желтого света придут в противофазе?

1) Яркая желтая полоса. 2) Темная полоса. 3) Яркая белая полоса. 4) Светлая желтая полоса

5. Что происходит со световыми волнами, идущими от когерентных источников, если они в изучаемой точке имеют одинаковые фазы?

1) Волны гасят друг друга. 2) Волны усиливают друг друга. 3) Могут усилить и могут погасить друг друга. 4) Волны не влияют друг на друга

6. Световая волна, какого цвета имеет максимальную частоту?

1) Красного. 2) Желтого. 3) Синего. 4) Фиолетового

7. Световая волна, какого цвета имеет максимальную длину волны?

1) Красного. 2) Желтого. 3) Синего. 4) Фиолетового

8. Расположите в порядке возрастания частоты пучки света разного цвета.

А: оранжевый. Б: синий.

1) Г, В, А, Б. 2) Б, Г, В, А. В: желтый. Г: зеленый. 3) А, В, Г, Б. 4) А, Б, В, Г

9. Расположите в порядке возрастания длины волны пучки света разного цвета.

А: фиолетовый. Б: зеленый

1) Г, В, А, Б. 2) Б, Г, В, А. В: желтый. Г: красный. 3) А, В, Г, Б. 4) А, Б, В, Г

10. Каковы современные представления о природе света?

1) Свет обладает волновыми свойствами. 2) Свет обладает свойствами частиц (корпускул). 3) Свет обладает волновыми и корпускулярными свойствами. 4) Свет не обладает ни волновыми, ни корпускулярными свойствами

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

47 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 47

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Лабораторная работа № 18 Определение длинны световой волны с помощью дифракционной решётки

 

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения лабораторно-практической работы №18, когда действия регламентированы четкими правилами

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий физики необходимых для выполнения лабораторно-практической работы;

--обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (учить анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии, обобщать и систематизировать, доказывать и опровергать, объяснять и определять понятия, ставить и решать проблемы);

- способности четко формулировать свои мысли;

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания активной жизненной позиции, честности, человеческой порядочности;

-развития у студентов умений формулировать проблемы, предлагать пути их решения;

-развития у студентов исследовательской культуры (развитие умений использовать научные методы познаний наблюдение, гипотеза, эксперимент)

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--практический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-эвристический

- исследовательский

.

  Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi-ИКТ

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -10 мин.

 

.Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -65 мин          

1.     Лабораторная работа

2.     Решение задач.

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                              Подготов. к защите лаб.  лаб. работ. Кронгарт Б.А., Кем В.И., Койшыбаев Н.Физика.

 

 

Преподаватель:                                                                                    Бацунова Л.В

 

 

 

ЦЕЛЬ РАБОТЫопытным путем вычислить длину световой волны.

ОБОРУДОВАНИЕ: дифракционная решетка, прибор для определения длины световой волны, источник света.

Ход работы:

1. Внимательно изучите дифракционную решетку. Запишите численное значение постоянной решетки d (период решетки)

2. В соответствии с рисунком соберите измерительную установку.

3. Установите щель на расстоянии L=200 мм от дифракционной решетки.

4. Определите расстояние (а) от середины щели до цветной полосы (красный и фиолетовый).

5. Рассчитайте длину световой волны. d • sinφ = • λ, k=1, при малых углах sinφ=tgφ,

тогда формула, по которой будем вычислять длину волны имеет вид:

http://konspekta.net/vikidalka/baza1/21733964717.files/image170.gif

6. Заполните таблицу с полученными данными:

L, м

a, м  

d, м

λ,м

 

 

   

 

 

Красный свет

 

 

 

 

Фиолетовый свет

http://konspekta.net/vikidalka/baza1/21733964717.files/image172.jpg

7. Сравните свой результат с табличным и сделайте вывод к работе.

Красный (7,6-6,2)10-7 м Зеленый (5,6-5)10-7 м

Оранжевый (6,2-5,9)10-7 м Голубой (5-4,8)10-7 м

Желтый (5,9-5,6)10-7 м Синий (4,8-4,5)10-7 м

Фиолетовый (4,5-3,8)10-7 м

 

8 . Ответьте на вопросы:

1. Что называется дифракцией света? При каких условиях она наблюдается?

2. Как выглядит дифракционная картина?

3. Почему дифракцию механических волн наблюдать легче, чем дифракцию света?

4. Что вы увидите, посмотрев на электрическую лампочку сквозь птичье перо?

5. При помощи дифракционной решетки с периодом 0,02 мм получено первое дифракционное изображение на расстоянии 3,6 см от центрального и на расстоянии 1,8 м от решетки. Найдите длину световой волны.

 

ТЕСТЫ И ЗАДАЧИ

1. Показатель преломления стекла больше показателя преломления воды. При переходе из воды в стекло угол преломления

1) больше угла падения. 2) меньше угла падения. 3) равен углу падения. 4) может быть больше и меньше угла падения, в зависимости от угла падения

2. Луч света преломляется на границе стекло-воздух. Угол падения при этом

1) больше угла преломления. 2) меньше угла преломления. 3) равен углу преломления. 4) может быть больше или меньше угла преломления

3. Угол падения лучей на стеклянную пластинку 60°, а угол преломления в 2 раза меньше. Определите по этим данным показатель преломления стекла.

1) 1,73. 2) 0,58. 3) 2. 4) 2,42

4. Если луч падает на границу раздела двух прозрачных сред под углом 45°, то угол преломления составляет 60°. Определите по этим данным относительный показатель преломления.

1) 0,82. 2) 1,22. 3) 1,6. 4) 1,73

5. Луч из воздуха переходит в алмаз. При каком условии угол падения равен углу преломления?

1) Луч падает параллельно границе раздела двух Сред. 2) Луч падает перпендикулярно границе раздела двух сред. 3) Луч падая под любым углом. 4) Луч падает под углом 45°

6. Чему равен абсолютный показатель преломления вакуума?

1) 0. 2) 0,5. 3) 1. 4) 3

7. В какой среде свет распространяется с максимальной скоростью?

1) В воде. 2) В алмазе. 3) В вакууме. 4) В спирте

8. Абсолютный показатель преломления воды 1,33. С какой скоростью распространяется свет в этой жидкости? Скорость света в вакууме с = 3 • 108 м/с.

1) 2,26 • 108м/с . 2) 3 •108м/с. 3) 2,83 • 108м/с. 4) 3,99 • 108м/с

9. Показатели преломления относительно воздуха для воды, стекла и алмаза соответственно равны 1,33; 1,5; 2,42. В каком веществе свет распространяется с минимальной скоростью?

1) В воде. 2) В стекле. 3) В алмазе. 4) Во всех трех веществах угол одинаков

10. Показатели преломления относительно воздуха для воды, стекла и алмаза соответственно равны 1,33; 1,5; 2,42. В каком веществе свет имеет максимальную длину волны?

1) В воде. 2) В стекле. 3) В алмазе. 4) Во всех трех веществах угол одинаков

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№48САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 48

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Дисперсия света, спектры испускания и поглощения. Ультрафиолетовая и инфракрасная части спектра.

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения учебных заданий, когда действия регламентированы четкими правилами, описывающие дисперсию света, спектры испускания и поглощения.

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий ультрафиолетовой и инфракрасной части спектра.

-обеспечить формирование умений по решению задач по данной теме.

-обеспечить обобщение изучаемого материала по теме: «Дисперсия света, спектры испускания и поглощения. Ультрафиолетовая и инфракрасная части спектра»

-обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития логического мышления (на основе усвоения студентами причинно-следственных связей, сравнительного анализа);

- способности четко формулировать свои мысли;

- развития  навыков устной и письменной речи.

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания активной жизненной позиции, честности, человеческой порядочности;

-развития у студентов умений формулировать проблемы, предлагать пути их решения;

-развития у студентов коммуникативной культуры (умения общаться, монологическую и диалогическую речь)

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--теоретический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-информационно-рецептивный

-проблемное изложение

-эвристический

.

 Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi -ИКТ

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

3. Повторение, актуализация знаний.               -20 мин.

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -40 мин.

1. Понятие о дисперсии света, спектрах испускания и поглощения.

2. Что из себя представляет ультрафиолетовая часть спектра.

3. Что из себя представляет инфракрасная часть спектра.

.Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -15 мин          

1. Решение задач.

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                              §4.8-4.12. Кронгарт Б.А., Кем В.И., Койшыбаев Н.Физика. -Алматы: Мектеп, 2014

 

Преподаватель:                                                                                    Бацунова Л.В

 

 

Вспомни:

 

1. Что такое свет?

2. При каком условии электромагнитные волны излучаются?

3. Вспомните, что называют дисперсией?

4. Кто открыл явление дисперсии и какой опыт со светом поставил этот учёный?

 

Свет, проходя через трехгранную призму, преломляется и при выходе из призмы отклоняется от своего первоначального направления к основанию призмы. Величина отклонения луча зависит от показателя преломления вещества призмы, и, как показывают опыты, показатель преломления зависит от частоты света. Зависимость показателя преломления вещества от частоты (длины волн) света называется дисперсией. Очень просто наблюдать явление дисперсии при пропускании белого света через призму (рис. 1). При выходе из призмы белый свет разлагается на семь цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. Меньше всех отклоняется красный свет, больше - фиолетовый. Это говорит о том, что стекло имеет для фиолетового света наибольший показатель преломления, а для красного - наименьший. Свет с разными длинами волн распространяется в среде с разными скоростями: фиолетовый с наименьшей, красный - наибольшей, так как n= c/v ,

dispersiya_sveta.jpgВ результате прохождения света через прозрачную призму получается упорядоченное расположение монохроматических электромагнитных волн оптического диапазона - спектр.

Все спектры делятся на спектры испускания и спектры поглощения. Спектр испускания создается светящимися телами. Если на пути лучей, падающих на призму, поместить холодный, неизлучающий газ, то на фоне непрерывного спектра источника появляются темные линии.

При этом получим спектр поглощения газа. Немецкий физик Г. Кирхгоф (1824-1887) открыл закон, согласно которому спектральный состав света, который излучается телами в горячем состоянии, поглощается ими в холодном состоянии (атомы данного элемента поглощают те длины волн, которые излучают при высокой температуре).

Спектры испускания делятся на сплошные, линейчатые и полосатые. Сплошной спектр дают раскаленные твердые и жидкие тела. Линейчатый спектр - это совокупность определенных спектральных линий (на черном фоне). Такой спектр дают возбужденные газы, находящиеся в атомарном состоянии. Изолированные атомы данного химического элемента излучают строго определенные длины волн. Полосатый спектр представляет собой отдельные спектральные полосы, разделенные темными промежутками. В отличие от линейчатых спектров полосатые спектры создаются не атомами, а молекулами, не связанными или слабо связанными друг с другом.

Инфракрасная и ультрафиолетовая части спектра

В начале XIX в. было обнаружено, что выше (по длине волны) красной части спектра видимого света находится невидимый глазом инфракрасный участок спектра, а ниже фиолетовой части спектра видимого света находится невидимый ультрафиолетовый участок спектра.

Длины волны инфракрасного излучения заключены в пределах от 3·10-4 до 7,6·10-7 м. Наиболее характерным свойством этого излучения является его тепловое действие. Источником инфракрасного является любое тело. Интенсивность этого излучения тем выше, чем больше температура тела. Инфракрасное излучение исследуют с помощью термопар и болометров. На использование инфракрасного излучения основан принцип действия приборов ночного видения. Длины волн ультрафиолетового излучения заключены в пределах от 4·10-7 до 6·10-9 м. Наиболее характерным свойством этого излучения является его химическое и биологическое действие. Ультрафиолетовое излучение вызывает явление фотоэффекта, свечение ряда веществ (флуоресценцию и фосфоресценцию). Оно убивает болезнетворных микробов, вызывает появление загара и т.д.

В науке инфракрасное и ультрафиолетовое излучения используются для исследования молекул и атомов вещества.

Задания на закрепление.

Обеспечить деятельность студентов по открытию новых знаний на основе синтеза.

Активизировать познавательную деятельность студентов.

ТЕСТЫ И ЗАДАЧИ

1. Примером дисперсии света может служить образование

1) радужных пятен на поверхности лужи при попадании в нее бензина. 2) темных пятен на Солнце, наблюдаемых в телескоп. 3) разноцветной радуги в солнечный день при разбрызгивании воды на газонах. 4) разноцветных пятен на белом белье при стирке его с цветным

2. Разложение пучка солнечного света в спектр при прохождении его через призму объясняется тем, что свет состоит из набора электромагнитных волн разной длины, которые, попадая в призму

1) движутся с разной скоростью. 2) имеют одинаковую частоту. 3) поглощаются в разной степени

4) имеют одинаковую длину волны

3. В шкафу висят две куртки. Одна куртка синего цвета, другая - желтого. Разные цвета курток говорят, о том; что

1) синяя куртка холоднее на ощупь, чем желтая. 2) синяя куртка лучше греет. 3) краски, которыми покрашены куртки, поглощают свет разных длин волн. 4) желтая куртка прочнее

4. После прохождения белого света через красное стекло светстановится красным. Это происходит из-за того, что световые волны других цветов в основном

1) отражаются. 2) поглощаются. 3) рассеиваются. 4) преломляются

5. Химики обнаружили, если в пламя газовой горелки (цвет пламени синий) бросить щепотку поваренной соли (NaCl), то цвет пламени на время приобретет яркую желтую окраску. Это послужило основой разработки метода

1) измерения температуры пламени. 2) выделения натрия из поваренной соли. 3) спектрального анализа химического состава вещества. 4) нового горючего

6. Известно, что криптон имеет в видимой части спектра излучения линии, соответствующие длинам волн 557 и 587 нм. В спектре излучения неизвестного газа обнаружены две линии, соответствующие 557 и 587 нм. Отсюда следует, что в неизвестном газе

1) криптон отсутствует. 2) присутствует только криптон. 3) помимо криптона присутствует еще один элемент. 4) помимо криптона присутствуют еще два или три элемента

7. Известно, что криптон имеет в видимой части спектра излучения линии, соответствующие длинам волн 557 и 587 нм. В спектре излучения неизвестного газа обнаружена только линия, соответствующая 557 нм. Отсюда следует, что в неизвестном газе

1) криптон отсутствует. 2) присутствует только криптон. 3) помимо криптона присутствует еще один элемент. 4) помимо криптона присутствуют еще два или три элемента

8. На рисунках А, Б, В приведены спектры излучения газов А и В и газовой смеси Б. На основании анализа этих участков спектров можно сказать, что смесь газов содержит

1) только газы А и В. 2) газы А, В й другие. 3) газ А и другой неизвестный газ. 4) газ В и другой неизвестный таз

9. На рисунке приведены спектр поглощения неизвестного газа (в середине), спектры поглощения атомов водорода (вверху) и гелия (внизу). Что можно сказать о химическом составе газа?

1) Газ содержит атомы водорода и гелия; 2) Газ содержит атомы водорода, гелия и еще какого-то вещества. 3) Газ содержит только атомы водорода. 4) Газ содержит только атомы гелия

10. На рисунках А, Б, В приведены спектры излучения паров стронция, неизвестного образца и кальция. Можно утверждать, что в образце

1) не содержится ни стронция, ни кальция. 2) содержится кальций, но нет стронция. 3) содержатся и стронций, и кальций

4) содержится стронций, но нет кальция

 

 

 

 

 

№49 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 49

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Лабораторная работа № 19 Определение спектральных границ чувствительности человеческого глаза

 

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения лабораторно-практической работы №19, когда действия регламентированы четкими правилами

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий физики необходимых для выполнения лабораторно-практической работы;

--обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (учить анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии, обобщать и систематизировать, доказывать и опровергать, объяснять и определять понятия, ставить и решать проблемы);

- способности четко формулировать свои мысли;

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания активной жизненной позиции, честности, человеческой порядочности;

-развития у студентов умений формулировать проблемы, предлагать пути их решения;

-развития у студентов исследовательской культуры (развитие умений использовать научные методы познаний наблюдение, гипотеза, эксперимент)

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--практический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-эвристический

- исследовательский

.

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi-ИКТ

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -10 мин.

 

.Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -65 мин          

1.     Лабораторная работа

2.     Решение задач.

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                              §4.8-4.12. Кронгарт Б.А., Кем В.И., Койшыбаев Н.Физика.

 

Преподаватель:                                                                                    Бацунова Л.В

 

 

 

 

 


Цель работы: изучение дифракции белого света.

Задачи работы: определение длин световых волн, соответствующих красному, желтому (зеленому), фиолетовому участкам видимого спектра, определяющих спектральные границы чувствительности человеческого глаза.

Оборудование: набор дифракционных решёток, прибор для измерения длины световой волны.

Теория и метод выполнения работы:

Формула дифракционной решётки имеет вид .

Т.к. углы дифракции очень малы, то . Окончательно формула дифракционной решётки принимает вид . Расчётные формулы для определения длин световых волн, соответствующих красному, желтому (зеленому), фиолетовому участкам видимого спектра и определяющих спектральные границы чувствительности человеческого глаза имеют вид , , .

 

Безымянный

Таблица результатов и вычислений:

 

№ опыта

Период дифракционной решётки

Дифракционный максимум

Расстояние от дифракционной решётки до экрана

фиолетовый участок

желто-зеленый участок

красный участок

Расстояние от центрального максимума до k-ого

длина волны

абсолютная погрешность

относительная погрешность

Расстояние от центрального максимума до k-ого

длина волны

абсолютная погрешность

относительная погрешность

Расстояние от центрального максимума до k-ого

длина волны

абсолютная погрешность

относительная погрешность

d=1мм/N

k

b

a

 l

Dl

e

a

 l

Dl

e

a

 l

Dl

e

мм

 

мм

мм

нм

нм

%

мм

нм

нм

%

мм

нм

нм

%

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Среднее

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Длина световой волны участка видимого спектра

Среднее значение длины световой волны участка видимого спектра

Абсолютная погрешность

Средняя абсолютная погрешность

Относительная погрешность

e =

 

 

фиолетовый участок

желто-зеленый участок

красный участок

Длина световой волны участка видимого спектра

  = (                     ) нм

  = (                     ) нм

  = (                     ) нм

Нижняя граница длины световой волны участка видимого спектра

НГ(lрасч)=  нм =

НГ(lрасч)=  нм =

НГ(lрасч)=  нм =

Верхняя граница длины световой волны участка видимого спектра

ВГ(lрасч)=  нм =

ВГ(lрасч)=  нм =

ВГ(lрасч)=  нм =

Сравнение расчётного значения длины световой волны участка  видимого спектра с табличными данными на числовой оси

 

 

 

 

Справка «Длины волн оптического диапазона»

Род излучения

Длины волн

Род излучения

Длины волн

Ультрафиолетовое излучение

10 нм – 380 нм

Зеленые волны

500 нм – 560 нм

Фиолетовые волны

380 нм – 450 нм

Желтые волны

560 нм – 590 нм

Синие волны

450 нм – 480 нм

Оранжевые волны

590 нм – 620 нм

Голубые волны

480 нм – 500 нм

Красные волны

620 нм – 760 нм

Инфракрасное излучение

760 нм – 1 мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


ТЕСТЫ И ЗАДАЧИ

1. Согласно гипотезе де Бройля...

1. Частицы вещества наряду с корпускулярными имеют и волновые свойства. 2.Свет представляет собой сложное явление, сочетающее в себе свойства электромагнитной волны и свойства потока частиц. 3. Все нагретые вещества излучают электромагнитные волны. 4. При рассеянии рентгеновского излучения на веществе, происходит изменение его длины волны. 5. Атом излучает фотон при переходе из возбужденного состояния в стационарное

2. Согласно гипотезе де Бройля не только фотон, но и каждый объект обладает … свойствами.

1. корпускулярными и волновыми. 2. Электрическими. 3. Корпускулярными. 4. световыми

5. волновыми

3. Гипотеза Планка состоит в том , что ….

1. электромагнитные волны излучаются в виде отдельных порций (квантов), энергия которых зависит от частоты. 2. Электромагнитные волны поперечны. 3. Нельзя одновременно точно определить значение координаты и импульса. 4. электромагнитные волны излучаются зарядами движущимися с ускорением. 5. скорость света постоянна во всех инерциальных системах отсчета

4. Как согласно принципу Гюйгенса-Френеля определяется интенсивность в каждой точке пространства, охваченного волновым процессом?

1. как результат интерференции вторичных когерентных волн, излучаемых элементами волновой поверхности. 2. сложением интенсивностей фиктивных волн, излучаемых каждым элементом волновой поверхности. 3. усреднением интенсивностей по всем точкам пространства. 4. суммой амплитуд колебаний от всех зон Френеля. 5. суммой амплитуд первой и последней зон Френеля

5. У какого из тел максимум излучения будет приходиться на наименьшую длину волны.

1. Расплавленного металла (тугоплавкого). 2. Спирали нагретой электроплитки. 3. Поверхности нагретого утюга. 4. Поверхности тела человека. 5. Поверхности океана

6. Какое из приведённых ниже утверждений относительно скорости фотона является правильным.

1. Скорость фотона равна с или меньше скорости света в вакууме (в веществе). 2. Скорость фотона может принимать любые значения, кроме нуля. 3. Скорость фотона зависит от его частоты. 4. Скорость фотона всегда равна скорости света в вакууме. 5. Скорость фотона равна нулю

7. Чем определяется граница между классическим и квантовым описанием поведения микрочастиц?

1. Соотношением неопределенностей Гейзенберга. 2. Массой частиц. 3. Скоростью и размерами частиц. 4. Соотношением между длиной волны де Бройля и размерами препятствий или неоднородностей на пути движения частицы. 5. Скоростью частиц

8. Корпускулярно - волновой дуализм материи заключается в том, что … .

1. все материальные объекты в природе обладают волновыми свойствами. 2. свет - это и поток фотонов, и электромагнитные волны. 3. вещество и поле – 2 разновидности материи

4. при определенных условиях частицы вещества порождают поле, а поле порождает частицы. 5. условиях частицы вещества порождают поле, а поле порождает частицы.

9. Поток локализованных в пространстве дискретных световых квантов, движущихся со скоростью света - это поток … .

1. фотонов. 2. элементарных частиц. 3. Нейтронов. 4. Протонов. 5. электронов

10. Свечение тел, обусловленное нагреванием, которое происходит за счет теплового движения молекул и атомов вещества за счет его внутренней энергии - это … .

1. тепловое излучение. 2. Гамма-излучение. 3. Фотоэффект. 4. Люменисценция. 5. рентгеновское излучение

 

№ 50 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 50

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Давление света. Тепловое действие света. Химическое действие света. Внешний фотоэлектрический эффект. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения учебных заданий, когда действия регламентированы четкими правилами, описывающие давление света.

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий внешнего фотоэлектрического эффекта.

-обеспечить формирование умений по решению задач по данной теме.

-обеспечить обобщение изучаемого материала по теме: «Давление света. Тепловое действие света. Химическое действие света. Внешний фотоэлектрический эффект. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта»

-обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (учить анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии, обобщать и систематизировать, доказывать и опровергать, объяснять и определять понятия, ставить и решать проблемы);

- развития элементов творческой деятельности (интуиция, пространственного воображения, смекалки)

- развития критического мышления, групповой самоорганизации, умения вести диалог.

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания активной жизненной позиции, честности, человеческой порядочности;

-воспитания в студентах средствами урока уверенности в своих силах..

-развития у студентов исследовательской культуры (развитие умений использовать научные методы познаний: наблюдение, гипотеза, эксперимент).

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--теоретический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-объяснительно-иллюстративный

-репродуктивный

-исследовательский

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi ИКТ

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

3. Повторение, актуализация знаний.               -20 мин.

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -40 мин.

1. Понятие о давлении света.

2. Понятие о тепловом и химическом свойстве света.

3. Понятие и фотоэлектрическом эффекте.

4. Понятие о уравнении Эйнштейна для фотоэффекта.

.Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -15 мин          

1. Решение задач.

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                        §6.7-6.10. Вопросы на с.219. Кронгарт Б.А., Кем В.И., Койшыбаев Н.Физика. -Алматы: Мектеп, 2014

Преподаватель:                                                                                    Бацунова Л.В

 

 

Вспомни:

1.            Какие виды излучений вы знаете?

2.            Приведите пример теплового излучения.

3.            Что называется электролюминесценцией?

4.            Катодолюминесценция что это?

5.            Фотолюминесценцией, хемилюминесценцией что называется?

 

1. Зарождение квантовой теории

Противоречие между классической электродинамикой Максвелла и закономерностями распределения в спектре теплового излучения (нагретое тело, непрерывно теряя энергию вследствие излучения электромагнитных волн, должно охладиться до абсолютного нуля, но в действительности это не так)

Гипотеза Планка (Атомы испускают электромагнитную энергию отдельными порциями – квантами. Энергия каждой порции прямо пропорциональна частоте излучения. Е = hhttp://festival.1september.ru/articles/661166/Image4135.gif, где h = 6,63 * 10 -34 Дж . с – постоянная Планка, http://festival.1september.ru/articles/661166/Image4135.gif – частота излучения)

2. Фотоэффект. (Открыт Герцем.Исследован Столетовым)

Фотоэффектом называют вырывание электронов из вещества под действием света.

Опыты Герца и Столетова (Внешний фотоэффект: заряженную цинковую пластину присоединяют к электрометру, освещают кварцевой лампой; если заряд пластины “+”, то освещение пластины не влияет на быстроту разрядки электрометра, а если “-”, то он быстро разряжается.Фотоэффект вызывается ультрафиолетовым излучением.)

3. Законы Фотоэффекта.

Первый закон: количество электронов, вырываемых с поверхности металла за 1 секунду, прямо пропорционально поглощаемой за это время энергией световой волны.

Второй закон: максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов линейно возрастает с частотой света и не зависит от интенсивности света.

(Объяснение по таблице)

По графику зависимости фототока от напряжения дать понятие задерживающего напряжения и тока насыщения.

mv2 /2 = eUз - максимальное значение кинетической энергии электронов.

4. Объяснение фотоэффекта Эйнштейном.

Законы Максвелла не могут объяснить, почему энергия фотоэлектронов определяется только частотой света и почему лишь при малой длине волны свет вырывает электроны. Свет имеет прерывистую структуру: излучается порциями, излученная порция световой энергии Е = hhttp://festival.1september.ru/articles/661166/Image4135.gif сохраняет свою индивидуальность. Поглотиться может только вся порция целиком.

hhttp://festival.1september.ru/articles/661166/Image4135.gif= А+ mv2 /2 – уравнение Эйнштейна. Энергия порции света идет на совершение работы выхода и на сообщения электрону кинетической энергии. А – работа выхода – работа, которую нужно совершить для извлечения электрона из металла, она зависит от рода металла и состояния поверхности, от интенсивности света не зависит. Условия возникновения фотоэффекта: энергия кванта должна быть больше работы выхода.

http://festival.1september.ru/articles/661166/Image4135.gif min = A/h – красная граница фотоэффекта – минимальная частота

(http://festival.1september.ru/articles/661166/Image4136.gifmax = http://festival.1september.ru/articles/661166/Image4137.gif кр = hc/A – максимальная длина волны), при которой еще возможен фотоэффект; зависит от рода металла.

5. Фотоны.

При испускании и поглощении свет ведет себя подобно потоку частиц с энергией Е= hhttp://festival.1september.ru/articles/661166/Image4138.gifзависящей от частоты. Порция света похожа на частицу, ее называют фотоном или квантом.

m = hhttp://festival.1september.ru/articles/661166/Image4135.gif/c 2 - масса движущегося фотона.

Фотон не имеет массы покоя, т.е. он не существует в состоянии покоя и при рождении сразу приобретает скорость с = 3 * 108 м/с.

р = mc = hhttp://festival.1september.ru/articles/661166/Image4135.gif/c = h/http://festival.1september.ru/articles/661166/Image4137.gif - импульс фотона (направлен по световому лучу). Чем больше частота излучения, тем больше энергия и импульс фотона.

6. Давление света.

Под действием электрического поля волны электроны совершают колебания. Электрический ток направлен вдоль линий напряженности электрического поля. Сила светового давления направлена в сторону распространения волны. Объяснение давления света с точки зрения квантовой теории: фотоны имеют массу, обладают импульсом, который передают телу. По закону сохранения импульса, импульс тела равен импульсу поглощенных фотонов. Покоящееся тело приходит в движение, импульс тела изменяется, следовательно, на тело действует сила. Световое давление играет большую роль во внутризвездных процессах.

7. Применение фотоэффекта:

  • озвучивание кино;
  • передача движущихся изображений;
  • станки и машины с программным управлением;
  • осуществление контроля качества изделий;
  • включение и выключение механизмов, освещения и т.д.

8. Химическое действие света. Фотография.

Химическое действие света проявляется в поглощении молекулами видимого и ультрафиолетового излучений и расщеплении этих молекул (выцветание тканей на солнце и образование загара).

Важнейшие химические реакции под действием света происходят в зеленых листьях и траве. Листья поглощают из воздуха углекислый газ и расщепляют его молекулы на кислород и углерод. Как установил русский биолог К.А.Тимирязев, это происходит в молекулах хлорофилла под действием красных лучей солнечного спектра. Этот процесс называют фотосинтезом. Химическое действие света лежит в основе фотографии.

Задача 1: фотосинтез в зеленых листьях растений интенсивно происходит при поглощении красного света длиной волны 0,68 мкм. Вычислите энергию соответствующих фотонов, объясните зеленый цвет листьев (2,9 * 10 -19 Дж).

Задача 2: для уничтожения микробов в операционном помещении используют бактерицидные лампы. Вычислить энергию кванта излучения такой лампы, если длина его волны 0,25 мкм. Почему видимый свет не оказывает бактерицидного действия? (8 * 10 -19 Дж).

9. Единство волновых и квантовых свойств света.

Заполнить и проанализировать таблицу

Вид излучения

Длина волны, м

Энергия фотона, эВ

Масса фотона, кг

Импульс, кг м/с

Радиоизлучение

10

1,2 * 10 -6

2,2 * 10 -42

6,6 * 10 -34

Инфракрасное

10 -6

1,2

2,2 * 10 -36

6,6 * 10 -28

Видимое

5 * 10 -7

2,5

4,4 * 10 -36

1,3 * 10 -27

Ультрафиолетовое

10 -7

12,4

2,2 * 10 -35

6,6 * 10 -27

Рентгеновское

10 -9

1,2 * 10 3

2,2 * 10 -33

6,6 * 10 -25

Гамма-излучение

10 -14

1,2 * 10 8

2,2 * 10 -28

6,6 * 10 -20

Как изменяются энергия, масса и импульс фотонов при уменьшении длины волны?

В каких излучениях и почему заметнее проявляются волновые свойства? квантовые свойства?

Вывод: чем меньше длина волны (больше частота), тем больше энергия и импульс фотона и тем сильнее выраженные квантовые свойства света. При увеличении длины волны наиболее ярко проявляются волновые свойства. Свет обладает дуализмом (двойственностью свойств): при распространении проявляются его волновые свойства, а при излучении и поглощении (т.е. при взаимодействии с веществом) – корпускулярные (квантовые) свойства.

Задания на закрепление.

Обеспечить деятельность студентов по открытию новых знаний на основе синтеза.

Активизировать познавательную деятельность студентов.

ТЕСТЫ И ЗАДАЧИ

1. Под фотоэффектом понимают явление взаимодействия света с веществом, при котором происходит: 

А) поглощение электронов. Б) вырывание электронов, В) поглощение атомов,Г) вырывание атомов.

2. На незаряженную, изолированную от других тел, металлическую пластину падают ультрафиолетовые лучи. При этом пластина: 

А) заряжается положительно, Б) заряжается отрицательно, В) не заряжается.

3. При увеличении светового потока увеличивается: 

А) число электронов, Б) скорость электронов, В) энергия электронов, Г) скорость и энергия электронов.

4. Первая из двух одинаковых металлических пластин имеет положительный электрический заряд, вторая пластина -отрицательный. При освещении электрической дугой быстрее разряжается:

А) первая, Б) вторая.В) обе одинаково.

5. При фотоэффекте с увеличением частоты падающего излучения задерживающее напряжение:

А) увеличивается, Б) уменьшается. В) не изменяется.

6. Работа выхода электронов с катода вакуумного фотоэлемента равна 2 эВ. При этом график зависимости максимальной энергии фотоэлектронов от энергии падающих на катод фотонов имеет вид:

7. Красную границу фотоэффекта определяет:       

А) частота света, Б) вещество (материал) катода, В) площадь катода.

8. Большой импульс имеют фотоны:   

А) красного света. Б) фиолетового света.

9. При увеличении длины световой волны в 3 раза энергия фотона:

А) уменьшится в 3 раза. Б) уменьшится в 9 раз,В) увеличится в 3 раза,Г) увеличится в 9 раз.

10. При увеличении интенсивности света в 4 раза количество электронов, вырываемых светом за 1 секунду:

А) уменьшится в 2 раза. Б) увеличится в 2 раза, В) увеличится в 4 раза. Г) уменьшится в 4 раза.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ 51 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 51

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Строение атома водорода. Постулаты Бора. Излучение и поглощение энергии атома

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения учебных заданий, когда действия регламентированы четкими правилами, описывающие постулаты Бора

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий строения атома водорода.

-обеспечить формирование умений по решению задач по данной теме.

-обеспечить обобщение изучаемого материала по теме: «Строение атома водорода. Постулаты Бора. Излучение и поглощение энергии атома»

-обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития логического мышления (на основе усвоения студентами причинно-следственных связей, сравнительного анализа);

- способности четко формулировать свои мысли;

- развития  навыков устной и письменной речи.

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания активной жизненной позиции, честности, человеческой порядочности;

-развития у студентов умений формулировать проблемы, предлагать пути их решения;

-развития у студентов коммуникативной культуры (умения общаться, монологическую и диалогическую речь)

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

-практический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-информационно-рецептивный

-проблемное изложение

-эвристический

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi        -ИКТ

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

3. Повторение, актуализация знаний.               -20 мин.

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -40 мин.

1. Понятие о строении атома водорода.

2. Каковы основные постулаты Бора.

3. Понятие и фотоэлектрическом эффекте.

4. Понятие о излучении и поглощении энергии атома водорода.

.Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -15 мин          

1. Решение задач.

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                        Подготов. к защите лаб.  лаб. работ. Кронгарт Б.А., Кем В.И., Койшыбаев Н.Физика. -Алматы: Мектеп, 2014

 

Преподаватель:                                                                                    Бацунова Л.В

 

 

Вспомни:

  1. Что представляет собой планетарная модель атома?
  2. Назови элементы атома, обозначенные на рисунке стрелками.
  3. Атом какого химического элемента изображен на рисунке?
  4. В чем сущность гипотезы Макса Планка?
  5. Чем определяется энергия атома?

В 1998 году английский физик Томсон предложил первую модель атома, которая позволяла объяснить электризацию тел. Атом представлялся в виде шарика размером 10-10м, по которому распределен положительный заряд с вкраплением отрицательных электронов ("булочка с изюмом"). Заряд электронов нейтрализует положительный заряд шарика (см. рис. 1). После открытия радиоактивности появилась возможность осуществить опытную проверку модели. Это было сделано английским физиком Резерфордом в 1911 году. Он использовал поток быстрых α-частиц (положительно заряженных ядер атомом гелия), испускаемых радиоактивным источником. Пропуская частицы через тонкую золотую фольгу Резерфорд наблюдал через микроскоп вспышки от попадания частиц на люминесцентный экран (рис. 2).

Причем очень небольшая часть частиц отклонялась на значительные углы, а большинство их не рассеивалось. Эти эксперименты показали несостоятельность модели Томсона. Как результат опытов Резерфордом была предложена новая модель атома – планетарная (рис. 3).

Атом представлялся как миниатюрная Солнечная система, в центре которой располагалась массивное, положительное ядро, в которой было сосредоточено более 99% массы атом. Размер ядра порядка 10-15м много меньше размеров атома (10-10м). Вокруг ядра по эллиптическим орбитам двигались электроны. Данная модель хорошо объясняла результаты экспериментов. Ведь для отклонения на большой угол α-частицам нужно пролетать на небольших расстояниях от ядра, тогда кулоновские силы отталкивания изменять их траекторию. Но ввиду малости размера ядра вероятность такого пролета была небольшой, а

легкие электроны не могли существенно влиять на отклонения α-частиц.

Однако модель атома Резерфорда входила в противоречие с основными принципами электродинамики. Действительно, ускоренно движущаяся частица (а движение электрона по орбите должно быть ускоренным), должна, излучать электромагнитные волны, вследствие чего терять энергию и падать на ядро. То есть атом не может являться устойчивой системой. В действительности атомы весьма устойчивы.

В 1913 году датский физик Нильс Бор предложил решение этих противоречий с помощью квантовых постулатов:

1 Постулат. Электроны в атоме могут двигаться только по определенным орбитам, находясь на которых они не излучают энергию. Эти орбиты соответствуют дискретным значениям момента импульса электрона (правило квантования орбит): mevnrn=nħ, где ħ=h/2π, n=1,2,3… , которое называют главным кватовым числом, me –масса электрона, vn – скорость электрона на n-й орбите, rn –радиус этой орбиты.

Записав второй закон Ньютона для электрона в атоме водорода:

можно, решая систему уравнений, выразить радиус орбит электрона

2 постулат. Атом излучает и поглощает квант энергии при переходе из одного стационарного состояния в другое.h𝛎=En-Ek. k n+ n+2,…

Полная энергия электрона (в атоме водорода)

 

 

 

 

 

Состояние с n=1 называют основным энергетическим состоянием, а состояние с n>1-возбужденным состоянием. Энергия основного состояния равна -2,17*10-18Дж или -13,6 эВ (электрон-вольт) 1 эВ – это энергия, которую приобретает электрон проходя разность потенциалов в 1 вольт. 1эВ=1,6*10-19Дж.

Второй постулат можно еще записать:

Если электрон переходит из состояния с большей энергией в состояние с меньшей энергией, то излучается квант электромагнитного излучении, если наоборот, то квант поглощается. Энергетические уровни атома принято изображать в виде горизонтальных линий (рис. 4). Ионизация атома соответствует переходу электрона из основного состояния (n=1) в состояние с k→∞. Тогда

 

Эта энергия называется энергией ионизации атома водорода. На основании теории Бора можно объяснить линейчатые спектры атомов водорода. Действительно, согласно формуле (1) атомы излучают и поглощают свет определенной частоты. Каждая спектральная линия (рис.5) получается в результате того, что атом испускает фотон при переходе из одного энергетического состояния в другое.

Виды спектров: непрерывный –представляет собой сплошную разноцветную полоску- этот спектр дают твердые, жидкие тела и плотные газы, линейчатый дают все вещества в газообразном атомарном состоянии, полосатые спектры представляют собой совокупность большого числа тесно расположенных линий. Полосатые спектры дают вещества в молекулярном состоянии. Спектры поглощения отличаются от спектров излучения тем, что на месте цветных линий располагаются темные полосы. Атомы любого химического элемента дают уникальный линейчатый спектр. На этом основан спектральный анализ, который является очень точным методом определения химического состава вещества. В настоящее время определены и составлены таблицы спектров всех известных химических элементов. Сжигая небольшое количество вещества вгазовой горелки и изучив полученный спектр, можно определить химический состав исследуемого вещества, даже если его масса не превышает 10-10г. С помощью спектрального анализа открыты некоторые химические элементы (рубидии, цезий и др.) . С помощь спектрального анализа можно исследовать химический состав звезд. Теория Бора смогла объяснить наблюдаемые линейчатые спектры атома водорода (см. рис. 6).

Эти спектральные линии лежат в области ультрафиолетового излучения (переход в основное энергетическое состоянии n=1 – серия Лаймана), видимого диапазона (в состояние с n=2 – серия Балмера) и инфракрасного диапазона (n=3, 4 и т.д. – серии Пашена, Брэкета, Пфунда). В 1885 году швейцарец Бальмер эмпирически получил формулу для определения длин волн спектра водорода:

Задания на закрепление.

Обеспечить деятельность студентов по открытию новых знаний на основе синтеза.

Активизировать познавательную деятельность студентов.

ТЕСТЫ И ЗАДАЧИ

1. Согласно современным представлениям ядро атома состоит из

1) электронов и протонов. 2) нейтронов и позитронов. 3) одних протонов. 4) протонов и нейтронов

2. Порядковый номер элемента в таблице химических элементов Д.И. Менделеева равен

А: числу электронов в атоме. Б: числу протонов в ядре. В: числу нейтронов в ядре. Г: числу нуклонов в ядре

1) А, Б. 2) В, Г. 3) А, Г . 4) А, Б, В, Г

3. По данным таблицы химических элементов Д.И. Менделееву определите число протонов в ядре вольфрама.

1) 74. 2) 110. 3) 184. 4) 258

4. Массовое число элемента в таблице химических элементов Д.И. Менделеева равно

А: числу электронов в атоме. Б: числу протонов в ядре. В: числу нейтронов в ядре. Г: числу нуклонов в ядре

1) А, Б. 2) В, Г. 3) Г . 4) А, Б, В, Г

5. По данным таблицы химических элементов Д.И. Менделеева опредёлите число нуклонов в ядре полония.

1) 84. 2) 126. 3) 210. 4) 294

6. Массовое число равно

1) сумме протонов и нейтронов в ядре. 2) сумме числа протонов и электронов. 3) сумме числа протонов, нейтронов и электронов. 4) разности между числом нейтроне» и протонов в ядре

7. Число нейтронов в ядре атома равно

1) числу электронов в атоме. 2) числу протонов. 3) разности между массовым числом и числом протонов. 4) сумме протонов и электронов в атоме

8. Чему равно число нейтронов в ядре урана 

1) 0. 2) 92. 3) 146. 4) 238

9. Сколько протонов и нейтронов содержится в ядре свинца 

1) 82 протона, 214 нейтронов. 2) 82 протона, 132 нейтрона. 3) 132 протона, 82 нейтрона. 4) 214 протонов, 82 нейтрона

10. Какая из строчек таблицы правильно отражает структуру ядра 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ 52 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 52

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Явление люминесценции. Понятие о квантовых генераторах

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения учебных заданий, когда действия регламентированы четкими правилами, описывающие явление люминесценции.

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий о квантовых генераторах.

-обеспечить формирование умений по решению задач по данной теме.

-обеспечить обобщение изучаемого материала по теме: «Явление люминесценции. Понятие о квантовых генераторах»

-обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (учить анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии, обобщать и систематизировать, доказывать и опровергать, объяснять и определять понятия, ставить и решать проблемы);

- развития элементов творческой деятельности (интуиция, пространственного воображения, смекалки)

- развития критического мышления, групповой самоорганизации, умения вести диалог.

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания активной жизненной позиции, честности, человеческой порядочности;

-воспитания в студентах средствами урока уверенности в своих силах..

-развития у студентов исследовательской культуры (развитие умений использовать научные методы познаний: наблюдение, гипотеза, эксперимент).

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--теоретический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-объяснительно-иллюстративный

-репродуктивный

-исследовательский

                                                                                                    -ИКТ

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

3. Повторение, актуализация знаний.               -20 мин.

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -40 мин.

1. Понятие оосновных видах излучения.

2. Что такое люминесценция.

3. Понятие и фотоэлектрическом эффекте.

4. Понятие о квантовом генераторе.

.Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -15 мин          

1. Решение задач.

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                        §6.1-6.6. Задачи №6.61-6.6.4 на с.217.Кронгарт Б.А., Кем В.И., Койшыбаев Н.Физика. -Алматы: Мектеп, 2014

Преподаватель:                                                                                    Бацунова Л.В

 

 

Вспомни:

  1. В чем суть квантовой гипотезы Альберта Эйнштейна о природе света?
  2. Какое явление полностью описывается квантовой теорией света?
  3. Как проявляется всеобщий закон сохранения энергии в явлении фотоэффекта? (Уравнение Эйнштейна)
  4. Сформулируйте в общей форме закон сохранения и превращения энергии. Приведите известные вам примеры его выполнения.

 

Виды излучений. Как вытекает из теории Бора, для излучения света атому необходимо передать некоторую энергию. Наиболее распространенный вид излучения- это тепловое, когда потеря энергии атомов на излучения компенсируется за счет теплового движения атомов и молекул. Переход в возбужденное состояние происходит при столкновении частиц.

Однако возможны и другие способы восполнения энергии. Люминесценцией называется излучение света телами, избыточное над тепловым при той же температуре.

Виды люминесценций:

1. Электролюминесценция – свечение благодаря электрическому разряду, когда кинетическая энергия электронов, ускоренных электрическим полем идет на возбуждение атомов.

2. Катодолюминесценция – свечение твердых тел, вызванное бомбардировками их поверхности, например свечение экранов электронно-лучевых трубок.

3. Хемилюминесценция- свечение в результате химических реакция, например свечение светлячков.

4. Фотолюминесценция- свечение под действием падающего света. Излучаемый свет, при этом, имеет, как правило, большую длину волны. Это используется в фосфорсодержащих красках, лампах дневного света, внутренность которых покрывают веществами, способными светится под действием излучения, получаемого при газовом разряде.

Квантовые генераторы.

В 1917 году Эйнштейном было предсказано вынужденное (индуцированное) излучение атомов. Это излучение возбужденных атомов под действием падающего на них света. Возникающее излучение имеет ту же длину волны, фазу, поляризацию. В 1954 году советские физики Басов и Прохоров, а так же американский физик Таунс создали первый квантовый генератор, работающий в микроволновом диапазоне (λ=1,27 см) – мазер. В1960 году американец Мейман создал первый квантовый генератор в оптическом диапазоне – лазер. Принцип работы твердотелого лазера на рубине приведен на рисунке 7.

Рубин – это кристалл окиси алюминия Al2O3 c примесью атомов хрома. Из него изготавливается стержень с параллельными торцами. Газоразрядная лампа, называемая лампой накачки, дает сине-зеленый свет, который переводит атомы хрома на третий энергетический уровень. Время жизни на этом уровне составляет порядка 10-8с, после чего, они переходят на второй уровень. Здесь они могут существовать порядка 10-3с, то ест в 100 000 раз дольше. Самопроизвольный переход в некоторых атомов со 2 на 1 уровень вызывает появление квантов света, которые многократно отражаясь от торцов рубина вызывают быстро усиливающееся индуцированное излучение.

Свойства такого излучения:

1. Пучки света с малым расхождение. Например, луч пущенный с Земли, на Луне даст пятно всего 3 км диаметром.

2. Монохроматичность.

3. Большая мощность до 1014 Вт/см2.

Рубиновый лазер работает в импульсном режиме. В настоящее время используются разные типы лазеров, от миниатюрных полупроводниковых, до мощных газовых и газодинамических. Лазеры находят огромное применение в устройствах передачи и записи информации, для медицинских операциях, для резки и сварки материалов и во многих других областях. Одно из применений лазеров – это голография (объемная запись изображений). Принцип был разработан Габором в 1948 году, а в 1967 году был записан первый голографический портрет с помощью рубинового лазера. Принцип показан на рисунке 8. Для получения голограммы луч света направляют на зеркало и на фотографируемый объект. Луч, отраженный от зеркала, образует опорный луч, с которым интерферирует луч отраженный от объекта (рис. 8а). Запись интерференционной картины происходит на фотопластинке. В результате каждая ее область содержит информацию обо все объекте. Голограмма не похожа на сам объект, а представляет собой систему интерференционных полос. Если готовую голограмму осветить излучением той же длиной волны и под тем же углом (рис. 8б), то в пространстве образуются мнимое и действительное объемные изображения объекта. В 1962 году советский физик Денисюк предложил метод записи цветных голограмм, которые можно рассматривать при естественном свете. Метод основан на записи на одну пластинку трех голограмм зеленым, синим и красным лазерами.

Задания на закрепление.

Обеспечить деятельность студентов по открытию новых знаний на основе синтеза.

Активизировать познавательную деятельность студентов.

ТЕСТЫ И ЗАДАЧИ

1. Кто автор двух постулатов?

1. Атом может находиться в особых стационарных состояниях; Каждому состоянию соответствует определенное значение энергии — энергетический уровень. Находясь в стационарном состоянии, атом не излучает. 2. Излучение атома происходит при переходе атома из стационарного состояния с большей энергией в стационарное состояние с меньшей

1) Резерфорд. 2) Бор. 3) Гюйгенс. 4) Эйнштейн

2. Состояние атома, в котором все электроны находятся на стационарных орбитах с наименьшей возможной энергией, называется

1) возбужденным. 2) основным. 3) квантовым. 4) среди ответов нет правильного

3. Какова энергия фотона, излучаемого при переходе атома из возбужденного состояния с энергией Е1 в основное с энергией Е0

4. Частота фотона, излучаемого при переходе атома из возбужденного состояния с анергией Е1 в основное с энергией Е0, вычисляется по формуле

5. Длина волны фотона, излучаемого атомом при переходе атома Из возбужденного состояния с энергией Е0 в основное с энергией Е1 равна

6. Какова энергия фотона,: поглощаемого при переходе атома из основного состояния с анергией Е0 в возбужденное с энергией Е1?

7. Частота фотона, поглощаемого атомом при переходе атома из основного состояния с энергией Е0 в возбужденное с энергией Е1 равна

8. Длина волны фотона, поглощенного атомом при переходе атома из основного состояния с энергией Е0 в возбужденное с энергией Е1, равна

9. Сколько фотонов с различной частотой могут испускать атомы водорода, находящиеся в первом возбужденном состоянии?

1) 1. 2) 2. 3) 3. 4) 4

10. Сколько фотонов с различной частотой могут испускать атомы водорода, находящиеся во втором возбужденном состояний?

1) 1. 2) 2. 3) 3. 4) 4

№ 53 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 53

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Радиоактивность. Закон радиоактивного распада

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения учебных заданий, когда действия регламентированы четкими правилами, описывающие радиоактивность.

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основного закона радиоактивного распада.

-обеспечить формирование умений по решению задач по данной теме.

-обеспечить обобщение изучаемого материала по теме: «Радиоактивность. Закон радиоактивного распада»

-обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (учить анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии, обобщать и систематизировать, доказывать и опровергать, объяснять и определять понятия, ставить и решать проблемы);

- развития мировоззрения

- развития памяти;

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания гуманизма и любви к прекрасному;

-подведение студентов к выводу о самоценности человеческих качеств.

-развитие у студентов рефлексивной деятельности.

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--теоретический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-объяснительно-иллюстративный

-информационно-рецептивный

                                                                                                    -ИКТ

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

3. Повторение, актуализация знаний.               -20 мин.

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -40 мин.

1. Понятие о радиоактивности.

2. Понятие о законе радиоактивного распада.

.Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -15 мин          

1. Решение задач.

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                        § 6.8-6.10. Задачи №6.8.1-6.8.4 на с.222. §7.1-7.10. Задачи №7.7.1-7.7.4. на с 243.Кронгарт Б.А., Кем В.И., Койшыбаев Н.Физика. -Алматы: Мектеп, 2014

 

Преподаватель:                                                                                    Бацунова Л.В

 

 

 

Вспомни:

                1.  Что означает слово «атом»?

                2.  Кто ввел это понятие в физику?

                3.   Из чего состоит атом?

                4.   Какое строение атомного ядра? Что такое нуклон?

                5.   Что такое электрон? Какой его заряд?

                6.   Чем ядерные силы отличаются от электрических и гравитационных?

                7.   Модель атома Томсона.

                8.  Планетарная модель атома.

                9.  В чем суть опыта резерфорда?

Явление радиоактивности было открыто в 1896 г. А. Беккерелем, который наблюдал спонтанное испускание солями урана неизвестного излучения. Вскоре Э. Резерфорд и супруги Кюри установили, что при радиоактивном распаде испускаются ядра Не (α-частицы), электроны (β-частицы) и жесткое электромагнитное излучение (γ-лучи).

В 1934 г. был открыт распад с вылетом позитронов (β+-распад), а в 1940 г. был открыт новый тип радиоактивности - спонтанное деление ядер: делящееся ядро разваливается на два осколка сравнимой массы с одновременным испусканием нейтронов и γ-квантов. Протонная радиоактивность ядер наблюдалась в 1982 г. Таким образом, существуют следующие виды радиоактивного распада: α-распад; http://konspekta.net/megaobuchalkaru/imgbaza/baza8/3951377663315.files/image362.png -распад; http://konspekta.net/megaobuchalkaru/imgbaza/baza8/3951377663315.files/image363.png - распад; е - захват

Радиоактивность- способность некоторых атомных ядер самопроизвольно (спонтанно) превращаться в другие ядра с испусканием частиц.

Атомные ядра состоят из протонов и нейтронов, которые имеют обобщающее название - нуклоны. Количество протонов в ядре определяет химические свойства атома и обозначается Z (порядковый номер элемента). Количество нуклонов в ядре называют массовым числом и обозначают А. Ядра с одинаковым порядковым номером и различными массовыми числами называются изотопами. Все изотопы одного химического элемента имеют одинаковыехимические свойства, а физические свойства могут различаться весьма сильно. Для обозначения изотопов используют символ химического элемента с двумя индексами: AZХ. Нижний индекс - порядковый номер, верхний - массовое число. Часто нижний индекс опускают, так как на него указывает сам символ элемента.

Например, пишут 14С вместо146С.

Способность ядра к распаду зависит от его состава. У одного и того же элемента могут быть и стабильный, и радиоактивный изотопы.

Например, изотоп углерода 12С стабилен, а изотоп 14С радиоактивен.

Радиоактивный распад - явление статистическое. Способность изотопа к распаду  арактеризует постоянная распадаλ.

Постоянная распада λ- вероятность того, что ядро данного изотопа распадется за единицу времени.

Обозначим число N ядер радиоактивного распада в момент времени t, dN1 - число ядер распавшихся за время dt. Поскольку количество ядер в веществе огромно, то выполняется закон больших чисел. Вероятность распада ядра за малое время dt находится по формуле dP = λdt .Частота равна вероятности: d N1/ N = dP = λdt. http://konspekta.net/megaobuchalkaru/imgbaza/baza8/3951377663315.files/image364.png d N1/ N = λdt - формула определяющая количество распавшихся ядер.

Решением уравнения является: http://konspekta.net/megaobuchalkaru/imgbaza/baza8/3951377663315.files/image365.png , - формула называется законом радиоактивного распада: Число радиоактивных ядер убывает со временем по экспоненциальному закону.

Здесь N- число нераспавшихся ядер к моменту времени t; Nо - первоначальное число нераспавшихся ядер; λ - постоянная радиоактивного распада.

На  практике используют не постоянную распада λ, а величину, называемую периодом полураспада Т.

Период полураспада (Т) - время, в течение которого распадается половинарадиоактивных ядер.

Закон радиоактивного распада через период полураспада (Т) имеет вид:

http://konspekta.net/megaobuchalkaru/imgbaza/baza8/3951377663315.files/image366.png

Связь между периодом полураспада и постоянной распада определяется формулой: T = ln(2/λ) = 0,69/λ

Периодом полураспада может быть как очень большим, так и очень маленьким.

Для оценки степени активности радиоактивного изотопа используют величину, называемую активностью.

Активность число ядер радиоактивного препарата распадающихся за единицу времени: А = dNрасп /dt

 За единицу активности в СИ принимают 1 беккерель (Бк) = 1 распад/с - активность препарата, в котором за 1 с происходит 1 распад. Более крупная единица активности - 1 резерфорд (Рд) = http://konspekta.net/megaobuchalkaru/imgbaza/baza8/3951377663315.files/image367.png Бк. Часто используется внесистемная единица активности - кюри (Ки), равная активности 1 г радия http://konspekta.net/megaobuchalkaru/imgbaza/baza8/3951377663315.files/image368.png : 1 Ки = 3,7 http://konspekta.net/megaobuchalkaru/imgbaza/baza8/3951377663315.files/image369.png Бк.

Со временем активность убывает по тому же экспоненциальному закону, по которому распадается сам радионуклид:

http://konspekta.net/megaobuchalkaru/imgbaza/baza8/3951377663315.files/image370.png = http://konspekta.net/megaobuchalkaru/imgbaza/baza8/3951377663315.files/image371.png .
На практике для расчетаактивности применяют формулу:

А = = λN = 0,693 N/T.

Если выразим число атомов через массу и малярную массу, тогда формула для расчетаактивности примет вид: А = http://konspekta.net/megaobuchalkaru/imgbaza/baza8/3951377663315.files/image372.png = 0,693 http://konspekta.net/megaobuchalkaru/imgbaza/baza8/3951377663315.files/image373.png (μТ)

где http://konspekta.net/megaobuchalkaru/imgbaza/baza8/3951377663315.files/image374.png - число Авогадро; μ - молярная масса.

Задания на закрепление.

Обеспечить деятельность студентов по открытию новых знаний на основе синтеза.

Активизировать познавательную деятельность студентов.

ТЕСТЫ И ЗАДАЧИ

1. Переведите с древнегреческого слово «атом».

1) Маленький. 2) Простой. 3) Неделимый. 4) Твердый

2. Кто из ученых впервые открыл явление радиоактивности?

1) Д. Томсон. 2) Э. Резерфорд. 3) А. Беккерель. 4) А. Эйнштейн

3. α-излучение — это

1) поток положительных частиц. 2) поток отрицательных частиц. 3) поток нейтральных частиц. 4) среди ответов нет правильного

4. β-излучение — это

1) поток положительных частиц. 2) поток отрицательных частиц. 3) поток нейтральных частиц. 4) среди ответов Нет правильного

5. γ-излучение — это

1) поток положительных частиц. 2) поток отрицательных частиц. 3) поток нейтральных частиц. 4) среди ответов нет правильного

6. В сильном магнитном поле пучок радиоактивного излучения распадается за три потока. Какими цифрами на рисунке обозначены α, β и γ излучения?

1) 1 — α, 2 — β, 3 — γ. 2) 1 — β, 2 — α, 3 — γ. 3) 1 — α, 2 — γ, 3 — β

4) 1 - β, 2 — γ, 3 — α

7. Что представляет собой α-излучение?

1) Поток ядер гелия. 2) Поток протонов. 3) Поток; электронов. 4) Электромагнитные волны большой частоты

8. Что представляет собой β-излучение?

1) Вторичное радиоактивное излучение при начале цепной реакции. 2) Поток нейтронов; образующихся в цепной реакции. 3) Электромагнитные волны. 4) Поток электронов

9. Что представляет собой γ-излучение?

1) Поток ядер гелия. 2) Поток протонов. 3) Поток электронов. 4) Электромагнитные волны большой частоты

10. В конце XIX — начале XX века было открыто явление радиоактивного распада, в ходе которого из ядра вылетали α-частицы. Эти экспериментальные факты позволили выдвинуть гипотезу

А: о сложном строении атома. Б: о возможности превращения одних элементов в другие

1) только А. 2) только Б. 3) и А, и Б. 4) ни А, ни Б

№ 54 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 54

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Состав атомных ядер. Ядерные реакции. Понятие о ядерных силах

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения учебных заданий, когда действия регламентированы четкими правилами, описывающие состав атомных ядер, ядерные реакции.

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий о ядерных силах.

-обеспечить формирование умений по решению задач по данной теме.

-обеспечить обобщение изучаемого материала по теме: «Состав атомных ядер. Ядерные реакции. Понятие о ядерных силах»

-обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (учить анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии, обобщать и систематизировать, доказывать и опровергать, объяснять и определять понятия, ставить и решать проблемы);

- развития элементов творческой деятельности (интуиция, пространственного воображения, смекалки)

- развития критического мышления, групповой самоорганизации, умения вести диалог.

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания активной жизненной позиции, честности, человеческой порядочности;

-воспитания в студентах средствами урока уверенности в своих силах..

-развития у студентов исследовательской культуры (развитие умений использовать научные методы познаний: наблюдение, гипотеза, эксперимент).

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--теоретический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-объяснительно-иллюстративный

-репродуктивный

-исследовательский

 Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi   - -ИКТ

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

3. Повторение, актуализация знаний.               -20 мин.

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -40 мин.

1. Каков состав атомных ядер.

2. Понятие о ядерных реакциях.

3. Понятие о ядерных силах.

.Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -15 мин          

1. Решение задач.

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                        §8.1-8.6. Задачи №8.7.1-8.7.6 на с.287. §8.11-8.12. Задачи на стр287.Кронгарт Б.А., Кем В.И., Койшыбаев Н.Физика. -Алматы: Мектеп, 2014

 

Преподаватель:                                                                                    Бацунова Л.В

 

 

Вспомни:

1. Каков состав атомных ядер?

2. Как объяснить стабильность атомных ядер?

3. Назовите свойства ядерных сил.

4. Что такое энергия связи ядра?

5. Почему масса ядра не равна сумме масс протонов и нейтронов, входящих в него?

6. Что такое радиоактивность?

 

Ядерная физика - наука о строении, свойствах и превращениях атомных –частицaядер. В 1911 году Э. Резерфорд установил в опытах по рассеянию  при их прохождении через вещество, что нейтральный атом состоит из компактного положительно заряженного ядра и отрицательного электронного облака. В. Гейзенберг и Д.Д. Иваненко (независимо) высказали гипотезу о том, что ядро состоит из протонов и нейтронов. Атомное ядро - центральная массивная часть атома, состоящая из протонов и нейтронов, которые получили общее название нуклонов. В ядре сосредоточена почти вся масса атома (более 99,95%). Размеры ядер порядка 10-13 - 10-12 см и зависят от числа нуклонов в ядре. Плотность ядерного вещества как для легких, так и для тяжелых ядер почти одинакова и составляет около 1017 кг/м3 , т.е. 1 см3 ядерного вещества весил бы 100 млн. т. Ядра име ют положительный электрический заряд, равный абсолютной величине суммарного заряда электронов в атоме. Протон (символ p) - элементарная частица, ядро атома водорода. Протон обладает положительным зарядом, равным по величине заряду электрона. Масса протона mp = 1,6726 10-27 кг = 1836 me , где me - масса электрона.

В ядерной физике принято выражать массы в атомных единицах массы:

1 а.е.м. = 1,65976 10-27 кг.

Следовательно, масса протона, выраженная в а.е.м., равна

mp = 1,0075957 а.е.м.

Число протонов в ядре называется зарядовым числом Z. Оно равно атомному номеру данного элемента и, следовательно, определяет место элемента в периодической системе элементов Менделеева. Нейтрон (символ n) - элементарная частица, не обладающая электрическим зарядом, масса которой незначительно больше массы протона. Масса нейтрона mn = 1,675 10-27 кг = 1,008982 а.е.м. Число нейтронов в ядре обозначается N. Суммарное число протонов и нейтронов в ядре (число нуклонов) называется массовым числом и обозначается буквой А,

А = Z + N.

Для обозначения ядер применяется символ, где Х - химический символ элемента. Изотопы - разновидности атомов одного и того же химического элемента, атомные ядра которых имеют одинаковое число протонов (Z) и разное 236 число нейтронов (N). Изотопами называют также ядра таких атомов. Изотопы занимают одно и то же место в периодической системе элементов. В качестве примера приведем изотопы водорода, .

Понятие о ядерных силах.

Ядра атомов - чрезвычайно прочные образования, несмотря на то, что одноименно заряженные протоны, находясь на очень малых расстояниях в атомном ядре, должны с огромной силой отталкиваться друг от друга. Следовательно, внутри ядра действуют чрезвычайно большие силы притяжения между нуклонами, во много раз превышающие электрические силы отталкивания между протонами. Ядерные силы представляют собой особый вид сил, это самые сильные из всех известных взаимодействий в природе.

Исследования показали, что ядерные силы обладают следующими свойствами:

1) ядерные силы притяжения действуют между любыми нуклонами, независимо от их зарядового состояния;

2) ядерные силы притяжения являются короткодействующими: они действуют между любыми двумя нуклонами на расстоянии между центрами частиц около 2·10-15 м и резко спадают при увеличении расстояния (при расстояниях более 3·10-15 м они уже практически равны нулю);

3) для ядерных сил характерна насыщенность, т.е. каждый нуклон может взаимодействовать только с ближайшими к нему нуклонами ядра;

4) ядерные силы не являются центральными, т.е. они не действуют вдоль линии, соединяющей центры взаимодействующих нуклонов.

В настоящее время природа ядерных сил изучена не до конца. Установлено, что они являются так называемыми обменными силами. Обменные си лы носят квантовый характер и не имеют аналога в классической физике. Нуклоны связываются между собой третьей частицей, которой они постоянно обмениваются. В 1935 г. японский физик Х. Юкава показал, что нуклоны обмениваются частицами, масса которых примерно в 250 раз больше массы электрона. Предсказанные частицы были обнаружены в 1947 г. английским ученым С. Пауэллом при изучении космических лучей и впоследствии названы -мезонами или пионами.

Взаимные превращения нейтрона и протона подтверждаются различными экспериментами.

Задания на закрепление.

Обеспечить деятельность студентов по открытию новых знаний на основе синтеза.

Активизировать познавательную деятельность студентов.

ТЕСТЫ И ЗАДАЧИ

1. В результате бомбардировки изотопа лития  ядрами дейтерия образуется изотоп бериллия:  Какая при этом испускается частица?

2. Какая частица вызывает ядерную реакцию: 

3. Какая бомбардирующая частица X участвует в ядерной реакции

4. Произошла следующая ядерная реакция  Зарядовое (X) и массовое (Y) числа

1) X - 3; Y – 6. 2) X = 3; Y – 5. 3) X = 7; Y = 4. 4) X - 7; Y = 13

5. Произошла следующая ядерная реакция  Зарядовое (X) и массовое (Y) числа ядра фтора, равны

1) Х = 7; Y = 17. 2) X = 7; Y = 18. 3) X = 9; Y = 19. 4) Х = 9; Y = 18

6. Произошла следующая ядерная реакция  Зарядовое (X) и массовое (Y) числа ядра кремния равны

1) X = 15; Y = 31. 2) X = 16; Y = 32. 3) X = 14; Y = 30. 4) X = 12; Y = 24

7. Произошла следующая ядерная реакция  Зарядовое (X) и массовое (Y) числа кислорода равны

1) Х = 9; Y = 18. 2) X = 10; Y = 19. 3) X = 8; Y = 17. 4) X = 4; Y = 9

8. Произошла следующая ядерная реакция  Зарядовое (X) и массовое (Y) числа марганца равны

1) X = 25; Y = 54. 2) X = 28; Y = 58. 3) X = 29; Y = 62. 4) X = 23; Y = 50.

9. Произошла следующая ядерная реакция  Зарядовое (X) и массовое (Y) числа бериллия равны

1) X = 4; Y = 8. 2) X = 4; Y – 10. 3) X = 2; Y = 6. 4) X = 4; Y = 9

10. Произошла следующая ядерная реакция  Зарядовое (X) и массовое (Y) числа бора равны

1) X Y 10; Y = 5. 2) X = 5; Y = 12. 3) X = 5; Y = 10. 4) X = 1; Y = 4

 

№ 55 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 55

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Лабораторная работа № 20 Изучение треков заряженных частиц по готовым фотографиям

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения лабораторно-практической работы №20, когда действия регламентированы четкими правилами

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий физики необходимых для выполнения лабораторно-практической работы;

--обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (учить анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии, обобщать и систематизировать, доказывать и опровергать, объяснять и определять понятия, ставить и решать проблемы);

- способности четко формулировать свои мысли;

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания активной жизненной позиции, честности, человеческой порядочности;

-развития у студентов умений формулировать проблемы, предлагать пути их решения;

-развития у студентов исследовательской культуры (развитие умений использовать научные методы познаний наблюдение, гипотеза, эксперимент)

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--практический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-эвристический

- исследовательский

 

 Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi-ИКТ

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -10 мин.

 

.Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -65 мин          

1.     Лабораторная работа

2.     Решение задач.

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                        §8.1-8.6. Задачи №8.7.1-8.7.6 на с.287. §8.11-8.12

Задачи на стр287.Кронгарт Б.А., Кем В.И., Койшыбаев Н.Физика.

 

 

Преподаватель:                                                                                    Бацунова Л.В

 

 

 

 

Цель работы: объяснить характер движения заряженных частиц.

Задание 1. На двух из трех представленных вам фотографий (рис. 188, 189 и 190) изображены треки частиц, движущихся в магнитном поле. Укажите на каких. Ответ обоснуйте.

Задание 2. Рассмотрите фотографию треков α-частиц, двигавшихся в камере Вильсона (рис. 188), и ответьте на данные ниже вопросы.

а) В каком направлении двигались α-частицы?

б) Длина треков α-частиц примерно одинакова. О чем это говорит?

в) Как менялась толщина трека по мере движения частиц? Что из этого следует?

Задание 3. На рисунке 189 дана фотография треков α-частиц в камере Вильсона, находившейся в магнитном поле. Определите по этой фотографии:

а) Почему менялись радиус кривизны и толщина треков по мере движения α-частиц?

б) В какую сторону двигались частицы?

Задание 4. На рисунке 190 дана фотография трека электрона в пузырьковой камере, находившейся в магнитном поле. Определите по этой фотографии:

а) Почему трек имеет форму спирали?

б) В каком направлении двигался электрон?

в) Что могло послужить причиной того, что трек электрона на рисунке 190 гораздо длиннее треков α-частиц на рисунке 189?

Пример выполнения работы.

Задание 1. Треки частиц, движущихся в магнитном поле, изображены на рис. 157, 158 учебника, т.к. на этих фотографиях их траектории криволинейны.

Задание 2. а) α-частицы двигались слева направо, б) Одинаковая длина треков α-частиц говорит о том, что они имели одинаковую энергию. в) Толщина трека увеличивается за счет того, что уменьшалась скорость из-за столкновений с частицами среды.

Задание 3. а) Радиус кривизны менялся за счет того, что уменьшалась скорость из-за столкновений с молекулами воды, б) Частицы двигались справа налево из-за того, что толщина треков справа налево увеличивается.

Задание 4. а) Электрон постоянно терял свою скорость за счет соударений с частицами среды, и поэтому трек имеет форму спирали, б) Электрон двигался в направлении сгущения спирали по указанной выше причине, в) Трек на рис. 158 длиннее, потому что он в меньшей степени взаимодействует со средой.

Задания на закрепление.

Обеспечить деятельность студентов по открытию новых знаний на основе синтеза.

Активизировать познавательную деятельность студентов

ТЕСТЫ И ЗАДАЧИ

1. Какие частицы вызывают деление ядер урана 

1) Протоны. 2) Электроны. 3) α-частицы. 4) Нейтроны

2. Какое(-ие) утверждение(-я) верно(-ы)?

А: в результате деления ядра урана образуются два новых ядра, почти равных по массе. Б: в результате деления ядра урана излучается несколько нейтронов

1) Только А. 2) Только Б. 3) И А, и Б. 4) Ни А, ни Б

3. Для возникновения цепной реакции при делении тяжелых ядер наиболее существенно соотношение числа образующихся в ядерной реакции и поглощаемых в системе

1) γ-квантов. 2) нейтронов. 3) протонов. 4) электронов

4. Какая ядерная реакция может быть использована для получения цепной реакции деления?

5. В результате столкновения ядра урана с частицей произошло деление ядра урана, сопровождающееся излучением γ-кванта в соответствии с уравнением

Ядро урана столкнулось с

1) протоном. 2) электроном. 3) нейтроном. 4) α-частицей

6. Чему приблизительно равна критическая масса урана 

1) 9 кг. 2) 20 кг. 3) 60 кг. 4) 90 кг

7. Какие преобразования энергии происходят в ядерном реакторе?

1) Внутренняя энергия атомных ядер превращается в световую энергию. 2) Внутренняя энергия атомных ядер превращается в механическую энергию. 3) Внутренняя энергия атомных ядер превращается в электрическую энергию. 4) Среди ответов нет правильного

8. Какое(-ие) утверждение(-я) верно(-ы)?

А: вода в ядерном реакторе служит замедлителем нейтронов. Б: вода в ядерном реакторе служит теплоносителем

1) Только А. 2) Только Б. 3) И А, и Б. 4) Ни А, ни Б

9. Регулирование скорости ядерного деления тяжелых атомов в ядерных реакторах атомных электростанций осуществляется

1) за счет поглощения нейтронов при опусканий стержней с поглотителем. 2) за счет увеличения теплоотвода при увеличении скорости теплоносителя . 3) за счет увеличения отпуска электроэнергии потребителям. 4) за счет уменьшения массы ядерного топлива в активной зоне при вынимании стержней с топливом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ 56 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 56

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Лабораторная работа № 21 Наблюдение спектра испускания различных веществ с помощью спектроскопа

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения лабораторно-практической работы №21, когда действия регламентированы четкими правилами

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий физики необходимых для выполнения лабораторно-практической работы;

--обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (учить анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии, обобщать и систематизировать, доказывать и опровергать, объяснять и определять понятия, ставить и решать проблемы);

- способности четко формулировать свои мысли;

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания активной жизненной позиции, честности, человеческой порядочности;

-развития у студентов умений формулировать проблемы, предлагать пути их решения;

-развития у студентов исследовательской культуры (развитие умений использовать научные методы познаний наблюдение, гипотеза, эксперимент)

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--практический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-эвристический

- исследовательский

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi-ИКТ

 

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

 

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -10 мин.

 

.Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -65 мин          

1.     Лабораторная работа

2.     Решение задач.

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                        § 7-11. .Кронгарт Б.А., Кем В.И., Койшыбаев Н.Физика.

 

 

Преподаватель:                                                                                    Бацунова Л.В

 

 

 

 

Цель работы: выделить основные отличительные признаки сплошного и линейчатого спектров, определить по спектрам испускания исследуемые вещества.

Оборудование:

  • генератор «Спектр»;
  • спектральные трубки с водородом, криптоном, гелием;
  • источник питания;
  • соединительные провода;
  • лампа с вертикальной нитью накала;
  • спектроскоп.

Ход работы

1. Расположите спектроскоп горизонтально перед глазом. Пронаблюдать и зарисовать сплошной спектр.

2.Выделить основные цвета полученного сплошного спектра и записать их в наблюдаемой последовательности.

3.Наблюдать линейчатые спектры различных веществ, рассматривая светящиеся спектральные трубки через спектроскоп. Зарисовать спектры и записать наиболее яркие линии спектров.

4. По таблице определить каким веществам принадлежат данные спектры.

5.Сделайте вывод.

6. Выполните следующие задания:

  1. На рисунках А, Б, В приведены спектры излучения газов А и В и газовой смеси Б. На основании анализа этих участков спектров можно сказать, что смесь газов содержит:
    1. только газы А и В;
    2. газы А, В и другие;
    3. газ А и другой неизвестный газ;
    4. газ В и другой неизвестный газ.

lr9-6

  1. На рисунке приведен спектр поглощения смеси паров неизвестных металлов. Внизу – спектры поглощения паров лития и стронция. Что можно сказать о химическом составе смеси металлов?
    1. смесь содержит литий, стронций и еще какие–то неизвестные элементы;
    2. смесь содержит литий и еще какие-то неизвестные элементы, а стронция не содержит;
    3. смесь содержит стронций и еще какие-то неизвестные элементы, а лития не содержит;
    4. смесь не содержит ни лития, ни стронция.

lr9-61

Задания на закрепление.

Обеспечить деятельность студентов по открытию новых знаний на основе синтеза.

Активизировать познавательную деятельность студентов.

ТЕСТЫ И ЗАДАЧИ

1. Какой из трех типов излучения: альфа, бета или гамма — обладает наибольшей проникающей способностью?

1) Альфа-излучение. 2) Бета-излучение. 3) Гамма-излучение. 4) Проникающая способность у всех трех излучений одинакова

2. Детектор радиоактивных излучений помещен в картонную коробку толщиной стенок ≈ 1 мм. Какие излучения он зарегистрирует?

1) Только γ. 2) α и β. 3) β и γ. 4) α, β и γ

3. Период полураспада ядер атомов некоторого вещества составляет 17 с, Это означает, что

1) за 17 с атомный номер каждого атома уменьшится вдвое. 2) один атом распадается каждые 17 с. 3) половина изначально имевшихся атомов распадается за 17 с. 4) все изначально имевшиеся атомы распадутся через 34 с

4. Радиоактивный изотоп имеет период полураспада 2 мин. Сколько ядер из 1000 ядер этого изотопа испытают радиоактивный распад за 2 мин?

1) Точно 500 ядер. 2) 500 или немного меньше ядер. 3) 500 или немного больше ядер. 4) Около 500 ядер, может быть, немного больше или немного меньше

5. На рисунке дан график зависимости числа N нераспавшихся ядер радиоактивного изотопа от времени. Через какой промежуток времени (в секундах) останется половина первоначального числа ядер?

1) б с. 2) 10 с. 3) 16 с. 4) 20 с

6. На рисунке показан график изменения массы находящегося в пробирке радиоактивного изотопа с течением времени. Период полураспада этого изотопа равен

1) 1 мес. 2) 2 мес. 3) 4 мес. 4) 8 мес.

7. Имеется 108 атомов радиоактивного изотопа йода  период полураспада которого 25 мин. Какое количество ядер изотопа останется через 60 мин?

1) ≈ 2,5 • 107. 2) ≈ 5 • 1073) ≈ 7,5 • 1074) 108

8. Период полураспада некоторого радиоактивного изотопа равен 1 месяцу. За какое время число ядер атома уменьшится в 32 раза?

1) 3 месяца. 2) 4 месяца. 3) 5 месяцев. 4) 6 месяцев

9. Какая частица образуется в ходе реакции термоядерного синтеза 

1) Нейтрон. 2) Нейтрино. 3) Протон. 4) Электрон

10. В недрах Солнца температура достигает десятков миллионов градусов. Это объясняют

1) быстрым вращением Солнца вокруг своей оси. 2) делением тяжелых ядер. 3) термоядерным синтезом легких ядер. 4) реакцией горения водорода в кислороде

№ 57 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 57

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Строение Вселенной. Образование Солнечной системы

 

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения учебных заданий, когда действия регламентированы четкими правилами, описывающие строение Вселенной.

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий по данной теме.

-обеспечить обобщение изучаемого материала по теме: «Строение Вселенной. Образование Солнечной системы»

-обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (учить анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии, обобщать и систематизировать, доказывать и опровергать, объяснять и определять понятия, ставить и решать проблемы);

- развития мировоззрения

- развития памяти;

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания гуманизма и любви к прекрасному;

-подведение студентов к выводу о самоценности человеческих качеств.

-развитие у студентов рефлексивной деятельности.

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--теоретический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-объяснительно-иллюстративный

-информационно-рецептивный

                                                                                                    -ИКТ

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

3. Повторение, актуализация знаний.               -20 мин.

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -40 мин.

1. Возникновение Вселенной.

2. Понятие о Солнечной системе.

3. Как образовалась Солнечная система.

 

.Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -15 мин          

1. Решение задач.

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                        §28-33.Кронгарт Б.А., Кем В.И., Койшыбаев Н.Физика. -Алматы: Мектеп, 2014

 

Преподаватель:                                                                                    Бацунова Л.В

 

Вспомни:

  1. Какая называется ближайшая к планете Земля звезда? (Солнце)
  2. Сколько планет в Солнечной системе? (Восемь)
  3. Как называются планеты Солнечной системы? (Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун)
  4. Какое место по удалённости от Солнца занимает планета Земля в Солнечной системе? (Планета Земля – третья планета от Солнца)

Общие сведения о строении

Звезды и планеты образуют галактики. Вопреки распространенному мнению, системы галактик чрезвычайно подвижны и практически все время перемещаются в пространстве. Звезды – также величина непостоянная. Они зарождаются и погибают, превращаясь в пульсары и черные дыры. Наше Солнце – звезда «среднего пошиба». Живут такие (по меркам Вселенной) очень мало, не более 10-15 миллиардов лет. Конечно же, во Вселенной существуют миллиарды светил, по своим параметрам напоминающим наше солнце, и столько же систем, походящих на Солнечную. В частности, поблизости от нас располагается Туманность Андромеды.

Вот что такое Вселенная. Но все далеко не так просто, так как существует грандиозное количество тайн и противоречий, ответов на которые пока что нет.

Во Вселенной нет ничего единственного и неповторимого в том смысле, что в ней нет такого тела, такого явления, основные и общие свойства которого не были бы повторены в другом теле, другими явлениями.

Внешний вид галактик чрезвычайно разнообразен, и некоторые из них очень живописны. Эдвин Пауэлла Хаббл (1889-1953), выдающийся американский астроном – наблюдатель, избрал самый простой метод классификации галактик по внешнему виду, и нужно сказать, что хотя в последствии другими выдающимися исследователями были внесены разумные предположения по классификации, первоначальная система, выведенная Хабблом, по прежнему остаётся основой классификации галактик.

Хаббл предложил разделить все галактики на 3 вида:

1.    Эллиптические – обозначаемые  Е (elliptical);

2.    Спиральные (Spiral);

3.    Неправильные – обозначаемые (irregular).

Эллиптические галактики внешне невыразительные. Они имеют вид гладких эллипсов или кругов с постепенным круговым уменьшением яркости от центра к периферии. Ни каких дополнительных частей у них нет, потому что Эллиптические галактики состоят из второго типа звездного населения. Они построены из звезд красных и желтых гигантов, красных и желтых карликов и некоторого количества белых звезд не очень высокой светлости. Отсутствуют бело-голубые сверхгиганты и гиганты, группировки которых можно наблюдать в виде ярких сгустков, придающих структурность системе, нет пылевой материи которая, в тех галактиках где она имеется, создаёт темные полосы, оттеняющие форму звездной системы .

С несколько однообразными эллиптическими галактиками контрастируют спиральные галактики (рис. ) являющиеся может быть даже самыми живописными объектами во Вселенной. У эллиптических галактик внешний вид говорит о статичности, стационарности Спиральные галактики наоборот являют собой пример динамики формы. Их красивые ветви, выходящие из центрального ядра и как бы теряющие очертания за пределами галактики, указывает на мощное стремительное движение. Поражает также многообразие форм и рисунков ветвей. Как правило, у галактики имеются две спиральные ветви, берущие начало в противоположных точках ядра, развивающимися сходным симметричным образом и теряющая в противоположных областях периферии, галактики. Однако известны примеры большего, чем двух числа спиральных ветвей в галактике. В других случаях спирали две, но они неравны – одна значительно более развита чем вторая.

Но встречаются большое число галактик неправильной формы. Без какой-либо закономерности структурного строения. Хаббл дал им обозначение от английского слова irregular – неправильные.

Неправильная форма у галактики может быть, в следствии того, что она не успела принять правильной формы из-за малой плотности в ней материи или из-за молодого возраста. Есть и другая возможность: галактика может стать неправильной в следствии искажения формы в результате взаимодействия  с другой галактикой. По видимому эти оба случая встречаются среди неправильных галактик и может быть с этим связанно разделение неправильных галактик на 2 подтипа.

Только 3 галактики можно наблюдать невооруженным глазом, Большое Магеланово облако, Малое Магеланово облако и туманность Андромеды. В таблицы приведены данные о десяти ярчайших галактиках неба. (БМО, ММО – Большое Магеланов облако и Малое Магеланово облако.).

Не вращающаяся звездная система по истечении некоторого срока должна принять форму шара. Такой вывод следует из теоретических исследований. Он подтверждается на примере шаровых скоплений, которые вращаются и имеют шарообразную форму.

Если же звездная система сплюснута, то это означает, что она вращается. Следовательно, должны вращаться и эллиптические галактики, за исключением тех, из них, которые шарообразны, не имеют сжатия. Вращение происходит вокруг оси, которая перпендикулярна главной плоскости симметрии. Галактика сжата вдоль оси своего вращения. Впервые вращение галактик обнаружил в 1914 г. американский астроном Слайфер.

Особый интерес представляют галактики с резко повышенной светимостью. Их принято называть радиогалактиками. Наиболее выдающаяся галактика Лебедьl. Это слабая двойная галактика с чрезвычайно тесно расположенными друг к другу компонентами, являющимися мощнейшим дискретным источником. Объекты подобные галактике Лебедьl безусловно очень редки в метагалактике, но Лебедьl не единственный объект подобного рода во Вселенной. Они должны находиться на громадном расстоянии друг от друга (более 200Мпс).

Поток проходящего от них радиоизлучения в виду большого расстояния слабее, чем от источника Лебедьl.

Несколько ярких галактик, входящих в каталог NGC, также отнести к разряду радиогалактик, потому что их радиоизлучение аналогично сильное хотя оно значительно уступает по энергии световому. Из этих галактик  NGC 1273, NGC 5128, NGC 4782 и NGC 6186 являются двойными. Одиночные  NGC 2623 и NGC 4486.

Когда английские и австралийские астрономы, применив интерференционный метод в 1963 г. определили с большой точностью положения значительного числа дискретных источников радиоизлучения, они одновременно определили и другие угловые размеры некоторого числа радиоисточников. Диаметры большинства из них исчислялись минутами или десятками секунд дуги, но у 5 источников, а именно у 3С48, 3С147, 3С196, 3С273 и 3С286, размеры оказались меньше секунды дуги.

Но поток их радиоизлучения не уступали потки радиоизлучения других фирм дискретных источников, превосходящих их по площади излучения в десятки тысяч раз. Эти  звездоподобные источники радиоизлучения были названы квадрами. Сейчас их открыто более 1000. Блеск квадра не остается постоянным. Массы квадров достигают миллиона солнечных масс.  Источник энергии квадров до сих пор не ясен. Есть предположения, что квадры – это исключительно активные ядра очень далеких галактик.

Образование Солнечной системы.

Хотя появление крупномасштабных структур во Вселенной привело к образованию множества разновидностей галактик и звезд, среди которых есть совершенно уникальные объекты, все же с точки зрения дальнейшей эволюции Вселенной особое значение имело появление звезд — красных гигантов. Именно в этих звездах в ходе процессов звездного нуклеосинтеза появилось большинство элементов таблицы Менделеева. Это открыло возможность для новых усложнений вещества. В первую очередь, появилась возможность образования планет и появления на некоторых из них жизни и, возможно, разума. Поэтому образование планет стало следующим этапом в эволюции Вселенной

До настоящего времени вопрос о происхождении Солнечной системы не получил своего точного научного описания. Тем не менее достоверно известно, что Солнечная система образовалась примерно 5 млрд. лет назад, причем Солнце — звезда второго (или еще более позднего) поколения. Так что Солнечная система возникла на продуктах жизнедеятельности звезд предыдущего поколения, скапливавшихся в газопылевых облаках.

Гипотеза X. Альвена и С. Аррениуса.

На протяжении XX в. выдвигался целый ряд противоречащих друг другу гипотез о происхождении Солнца и Солнечной системы, из которых наиболее убедительной и популярной стала гипотеза шведских астрономов X. Альвена и С. Аррениуса. Они исходили из предположения, что в природе существует единый механизм планетообразования, действие которого проявляется и в случае образования планет около звезды, и в случае появления планет-спутников около планеты. Для объяснения этого механизма они привлекают совокупность различных сил — гравитацию, магнитогидродинамику, электромагнетизм, плазменные процессы.

Альвен и Аррениус отказались от традиционного допущения об образовании Солнца и планет из одного массива вещества в одном нераздельном процессе. Они считают, что сначала из газопылевого облака возникло первичное тело — звезда, а затем к нему из другого газопылевого облака, через которое по своей орбите двигалось Солнце, поступил материал для образования вторичных тел. Таким образом, к моменту, когда начали образовываться планеты, центральное тело системы уже существовало. К такому выводу исследователи пришли в результате многолетнего изучения изотопного состава вещества метеоритов, Солнца и Земли. При этом были обнаружены отклонения в изотопном составе ряда элементов, содержащихся в метеоритах и земных породах, от изотопного состава тех же элементов на Солнце. Это говорит о различном происхождении этих элементов. Отсюда следует, что основная масса вещества Солнечной системы поступила из одного газопылевого облака, и из него образовалось Солнце. Значительно меньшая часть вещества, не превышающая 0,15 массы Солнца, с другим изотопным составом поступила из другого газопылевого облака, и она послужила материалом для формирования планет и метеоритов. Если бы масса этого облака была больше, оно аккумулировалось бы не в систему планет, а в звездообразный спутник Солнца.

Чтобы образовать планетную систему, звезда должна обладать рядом признаков:

- мощным магнитным полем, величина которого превышает определенное критическое значение;

- пространство в окрестностях звезды должно быть заполнено разреженной плазмой, создающей солнечный ветер.

Молодое Солнце, предположительно обладавшее значительным магнитным моментом, имело размеры, превышавшие нынешние, но не доходившие до орбиты Меркурия. Его окружала гигантская сверхкорона, представлявшая собой разреженную намагниченную плазму. Как и в наши дни, с поверхности Солнца вырывались протуберанцы, но выбросы тех лет имели протяженность в сотни миллионов километров и достигали орбиты современного Плутона. Токи в них оценивались в сотни миллионов ампер и более. Это способствовало стягиванию плазмы в узкие каналы. В них возникали разрывы, пробои, откуда разбегались мощные ударные волны, уплотнявшие плазму на пути их следования. Плазма сверхкороны быстро становилась неоднородной и н Когда молодое Солнце начало свое прохождение через газопылевое облако, мощное гравитационное воздействие звезды начало притягивать поток газовых и пылевых частиц, послуживших материалом для образования вторичных тел. Поступавшие из внешнего резервуара нейтральные частицы вещества под действием гравитации падали к центральному телу. Но при этом они попадали в сверхкорону Солнца. Там они ионизировались, и в зависимости от химического состава тормозились на разных расстояниях от центрального тела. Таким образом, с самого начала имела место дифференциация допланетного облака по химическому и весовому составу. В конечном счете, выделились три-четыре концентрические области, плотность частиц в которых примерно на семь порядков превышала их плотности в промежутках. Это объясняет тот факт, что вблизи Солнца располагаются планеты земной группы, которые при относительно малых размерах имеют высокую плотность (от 3 до 5,5 г/см3), а планеты-гиганты — намного меньшие плотности (1-2 г/см3) неравномерной.

Сверхкорона, по мере накопления в ней выпадающего вещества, начинала отставать в своем вращении от вращения центрального тела. Стремление выровнять угловые скорости тела и короны заставляли плазму вращаться быстрее. Но это происходило за счет замедления вращения центрального тела. Ускорение плазмы увеличивало центробежные силы, оттесняя их от звезды. Между центральным телом и плазмой образовалась область с очень низкой плотностью вещества. Таким образом, создалась благоприятная обстановка для конденсации нелетучих веществ путем их выпадения из плазмы в виде отдельных зерен. Эти зерна получали от плазмы импульс и, двигаясь по орбитам будущих планет, уносили с собой часть момента количества движения в Солнечной системе. Сегодня на долю планет, суммарная масса которых составляет только 0,1% массы всей системы, приходится 99% суммарного момента количества движения.

Множественные соударения между зернами приводили к их агрегации в большие группы. Затем эти зерна слипались в зародышевые ядра, к которым продолжали прилипать частицы, и они постепенно разрастались до крупных тел — планетезималий. Сталкиваясь друг с другом, планетезималии образовывали допланетные тела. Их первоначальное количество оценивается во множество миллионов. Образование планетезималий продолжалось десятки тысяч лет. Формирование же самих планет заняло от млн до млрд лет. Столкновение планетезималий друг с другом привело к тому, что наиболее крупные «з них начали еще более увеличиваться в размерах, вследствие чего и образовались планеты. А как только планетные тела оформились настолько, что возле них появилось достаточно сильное собственное магнитное поле, то начался процесс образования спутников, в миниатюре повторяющий то, что произошло при образовании самих планет.

Так, в теории Альвена и Аррениуса пояс астероидов — это струйный поток, в котором из-за нехватки выпавшего вещества процесс планетообразования прервался на стадии планетезималий. Метеориты и кометы, согласно данной модели, формировались на окраине Солнечной системы, за орбитой Плутона. В отдаленных от Солнца областях существовала слабая плазма. В ней механизм выпадения вещества еще работал, но струйные потоки, в которых рождаются планеты, образоваться уже не могли. Слипание выпавших там частиц привело к единственно возможному результату — образованию кометных тел.

ПЛАНЕТЫ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ:

1. Меркурий,

2. Венера,

3. Земля (спутник Луна),

4. Марс (спутники Фобос и Деймос),

5. Юпитер (63 спутника),

6. Сатурн (49 спутников и кольца),

7. Уран (27 спутников),

8. Нептун (13 спутников).

МАЛЫЕ ТЕЛА СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ:

- Астероиды,

- Объекты пояса Койпера (Квавар и Иксион),

- Карликовые планеты (Церера, Плутон, Эрида),

- Объекты облака Орта (Седна, Оркус),

- Кометы (комета Галлея),

- Метеорные тела.

Спектральный класс Солнца - G2V. На диаграмме Герцшпрунга-Рессела оно находится ближе к холодному концу главной последовательности, и относится к классу желтых карликов. Солнце расположено в центре Солнечной системы. Своим тяготением Солнце удерживает тела, вращающиеся вокруг него. Все планеты вращаются вокруг Солнца в одном направлении по эллиптическим орбитам с небольшим эксцентриситетом и малым наклонением к плоскости орбиты Земли.

Меркурий – самая быстрая планета Солнечной системы. Всего за 88 земных суток он успевает совершить полный оборот вокруг Солнца. А самая медленная планета – Нептун. Из-за того, что Нептун является самой удаленной от Солнца планетой Солнечной системы, он совершает полный оборот вокруг Солнца за 165 земных лет.

Почти все планеты Солнечной системы вращаются вокруг своей оси в одну и ту же сторону, что и обращается вокруг Солнца. Исключениями являются Венера, Уран и Плутон.

Задания на закрепление.

Обеспечить деятельность студентов по открытию новых знаний на основе синтеза.

Активизировать познавательную деятельность студентов

ТЕСТЫ И ЗАДАЧИ

1) Какая планета является самой близкой к Солнцу?

А) Меркурий. В) Юпитер. С) Венера

2) Правда ли, что поверхность Венеры покрыта плотными облаками, состоящими из серной кислоты?

3) Земля — третья от Солнца планета. Пятая по размеру среди всех планет Солнечной системы. Какими еще словами иногда называют нашу планету?

А) Зем, Зом, Зум. В) Мир, Голубая планета, Терра. С) Терра, Кит, Зум

4) У Марса есть два естественных спутника — Фобос и Деймос. В переводе с древнегреческого означают...

А) «страх» и «ужас». В) «туман» и «дождь». С) «круги» и «кольца»

5) Как называется атмосферное образование на Юпитере, самая заметная деталь на диске планеты, наблюдаемая уже почти 350 лет?

А) Большое Красное Пятно. В) Маленькое Синее Облако. С) Черная Мягкая Дыра.

6) Из чего состоят кольца Сатурна?

А) Изо льда и пыли. В) У Сатурна нет колец. С) Из облаков и ветра

7) Уран стал первой планетой, обнаруженной в Новое время и при помощи телескопа. Уран относят к...

А) «газовым гигантам». В) «ледяным гигантам»

8) Как называется последняя планета Солнечной системы?

А) Плутон. В) Нептун. С) Марс

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ 58 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 58

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Лабораторная работа № 22 Изучение звездного неба с помощью подвижной карты

 

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения лабораторно-практической работы №22, когда действия регламентированы четкими правилами

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий физики необходимых для выполнения лабораторно-практической работы;

--обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (учить анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии, обобщать и систематизировать, доказывать и опровергать, объяснять и определять понятия, ставить и решать проблемы);

- способности четко формулировать свои мысли;

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания активной жизненной позиции, честности, человеческой порядочности;

-развития у студентов умений формулировать проблемы, предлагать пути их решения;

-развития у студентов исследовательской культуры (развитие умений использовать научные методы познаний наблюдение, гипотеза, эксперимент)

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--практический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-эвристический

- исследовательский

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi-ИКТ

 

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -10 мин.

 

.Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -65 мин          

1.     Лабораторная работа

2.     Решение задач.

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                        §28-33.Кронгарт Б.А., Кем В.И., Койшыбаев Н.Физика.

 

 

Преподаватель:                                                                                    Бацунова Л.В

 

 

 

 

Изучение звездного неба с помощью подвижной карты

Оборудование:

·  Подвижная карта звездного неба.

·  Накладной круг.

Порядок выполнения работы:

1.  Установить подвижную карту звездного неба на день и час наблюдения и назвать созвездия, расположенные в южной части неба от горизонта до полюса мира; на востоке – от горизонта до полюса мира.

2.  Найти созвездия, расположенные между точками запада и севера 10 октября в 21 час. Проверить правильность определения визуальным наблюдением звездного неба.

3.  Найти на звездной карте созвездия с обозначенными в них туманностями и проверить, можно ли их наблюдать невооруженным глазом.

4.  Определить, будут ли видны созвездия Девы, Рака, Весов в полночь 15 сентября? Какое созвездие в это же время будет находиться вблизи горизонта на севере?

5.  Определить, какие из перечисленных созвездий: Малая Медведица, Волопас, Возничий, Орион – для данной широты будут незаходящими?

6.  Ответить на вопрос: может ли для вашей широты 20 сентября Андромеда находиться в зените?

7.  На карте звездного неба найти любые из перечисленных созвездий: Большая Медведица, Кассиопея, Андромеда, Пегас, Лебедь, Лира, Геркулес, Северная корона – и определить приближенно небесные координаты (склонение и прямое восхождение) звезд этих созвездий.

8.  Определить, какое созвездие будет находиться вблизи горизонта 5 мая в полночь?

Отчет по данной работе должен включать письменные ответы на все пункты порядка выполнения работы.

Лабораторная работа №1.

“Изучение звездного неба с помощью подвижной карты”

Цель:

1.  Научиться определять вид звездного неба в любой момент суток произвольного дня года.

2.  Научиться находить на карте созвездия, туманности, млечный Путь, Северный полюс мира, Полярную звезду, точки весеннего равноденствия, небесный экватор, эклиптику, положение Солнца на эклиптике, видимую и невидимую части небосвода.

3.  Научиться находить зенит и определять созвездия в зените.

4.  Научиться определять координаты звезд.

Оборудование:

·  Подвижная карта звездного неба.

·  Накладной круг.

Ход работы:

Задание 1. В южной части звездного неба 4 апреля в 9 часов можно наблюдать созвездия: Пегас, Ящерица, Цефей, Лебедь, Дракон, Лира, Стрела, Дельфин, Козерог, Орел, Водолей. На востоке: Кассиопея, Жираф, Андромеда, Овен, Рыбы, Кит, Персей, Телец.

Задание 2. 10 октября в 21 час между точками Запада и Севера можно наблюдать созвездия: Змееносец, Гончие Псы, Большая Медведица.

Задание 3. Туманности невооруженным глазом можно наблюдать в созвездиях Андромеда и Орион.

Задание 4. 15 сентября в полночь не видны данные созвездия, на севере вблизи горизонта находится Большая Медведица и Гончие Псы.

Задание 5. Для широты 550 незаходящими будут созвездия: Малая Медведица, Возничий.

Задание 6. 20 сентября в Киреевске Андромеда находится в зените в полночь.

Задание 7.

Звезда

Название

α (ч, мин)

δ (°)

α Лира

Вега

18 ч 33мин

+390

α Лебедь

Денеб

20ч 38мин

+430

β Персей

Алголь

3ч 00мин

+450

α Малая Медведица

Полярная

12ч 00мин

+320

ε Большая Медведица

Мицар

13ч 23мин

+560

α Андромеда

0ч 5мин

+320

Задание 8. 5 мая в полночь вблизи горизонта на Севере находится созвездие Персей.

Вывод:

В ходе работы мы научились определять вид звездного неба в любой момент суток произвольного дня года, находить на карте звездные объекты: созвездия, туманности, Северный полюс и т. д., определять координаты небесных объектов и по координатам находит эти объекты.

Задания на закрепление.

Обеспечить деятельность студентов по открытию новых знаний на основе синтеза.

Активизировать познавательную деятельность студентов

ТЕСТЫ И ЗАДАЧИ

1.         Если звезды нанести на диаграмму спектр–светимость (Герцшпрунга–Рессела), то большинство из них будут находиться на главной последовательности. Из этого вытекает, что:

А) на главной последовательности концентрируются самые молодые звезды; Б) продолжительность пребывания на стадии главной последовательности превышает время эволюции на других стадиях; В) это является чистой случайностью и не объясняется теорией эволюцией звезд; Г) на главной последовательности концентрируются самые старые звезды;

2.         Диаграмма Герцшпрунга–Рессела представляет зависимость между:

А) массой и спектральным классом звезды; Б) спектральным классом и радиусом; В) массой и радиусом; Г) светимостью и эффективной температурой.

3.         Огромное сжимающееся холодное газопылевое облако, из которого образуются звезды, называется:

А) цефеидой; Б) протозвездой; В) планетарной туманностью; Г) рассеянным скоплением.

4.         Звезда на диаграмме Герцшпрунга–Рессела, после превращения водорода в гелий, перемещается по направлению:

А) вверх по главной последовательности, к голубым гигантам; Б) от главной последовательности к красным гигантам и сверхгигантам; В) в сторону низких светимостей; Г) в сторону ранних спектральных классов; Д) звезда любой массы в процессе эволюции однажды попав на главную последовательность от нее не отходит.

5.         Область белых карликов на диаграмме Герцшпрунга–Рессела расположена:

А) в верхней левой части диаграммы; Б) в верхней правой части диаграммы; В) в нижней левой части диаграммы;Г) в нижней правой части диаграммы.

6.         Красные гиганты – это звезды:

А) больших светимостей и малых радиусов; Б) больших светимостей и низких температур поверхности; В) больших температур поверхности и малых светимостей; Г) больших светимостей и высоких температур.

7.         Эволюция звезд это:

А) процесс превращения из протозвезды и последующее постоянное излучение без изменения светимости; Б) изменение светимости звезды со временем вследствие сильнейших потоков вещества типа “солнечного ветра”; В) изменение химического состава и внутреннего строения с изменением светимости в результате реакций термоядерного синтеза; Г) изменение светимости звезды со временем из-за увеличения массы звезды в результате поглощения межзвездного газа и пыли.

8.         Белые карлики, нейтронные звезды и черные дыры являются:

А) типичными звездами главной последовательности; Б) последовательными стадиями эволюции массивных звезд; В) конечными стадиями звезд различной массы; Г) начальными стадиями образования звезд различной массы.

9.         Звезда, ядро которой имеет размеры 10–30 км, и массу, близкую к массе Солнца, состоящую в основном из нейтронов, называют:

А) новой; Б) протозвездой. В) коллапсаром; Г) нейтронной.

10.       Черной дырой является:

А) неизлучающая звезда низкой температуры; Б) солнечное пятно; В) темная туманность, дыра, на фоне ярких звезд, через которую не проходит излучение; Г) коллапсирующая звезда, исчерпавшая ядерные источники энергии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ 59 САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ.

ПЛАН УРОКА № 59

Мамандық

Специальность:

1601002 Стандартизация, сертификация и контроль качества

Пəн

Предмет:

Физика и Астрономия

Сабақтың тақырыбы

Тема урока:

Сабақтың мақсаттары

 

Освоение космоса и космические перспективы

Сабақтың мақсаттары

Цели урока:

Умение использовать ключевые компетенции для выполнения учебных заданий, когда действия регламентированы четкими правилами, описывающие освоение космоса и космические перспективы.

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

-обеспечить знание студентов основных понятий освоения космоса и космических перспекти.

-обеспечить обобщение изучаемого материала по теме: «Освоение космоса и космические перспективы»

-обеспечить отработку умений студентов в повседневной жизни.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

Создавать условия для:

- развития мышления (учить анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии, обобщать и систематизировать, доказывать и опровергать, объяснять и определять понятия, ставить и решать проблемы);

- развития элементов творческой деятельности (интуиция, пространственного воображения, смекалки)

- развития критического мышления, групповой самоорганизации, умения вести диалог.

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-изучение статьи Президента «Болашаққа бағдар: рухани жаңғыру»/ «Курс в будущее: духовное обновление»

-воспитания уважения к своей Родине;

-воспитания активной жизненной позиции, честности, человеческой порядочности;

-воспитания в студентах средствами урока уверенности в своих силах..

-развития у студентов исследовательской культуры (развитие умений использовать научные методы познаний: наблюдение, гипотеза, эксперимент).

С Сабақтың түрi:

Тип урока:

--теоретический

Оқыту əдiстерi:

Методы обучения:

-объяснительно-иллюстративный

-репродуктивный

-исследовательский

Сабақтың материалды – техникалық көрнекiлiктерi-ИКТ

 

Сабақтың барысы

Ход урока.

1. Организационный момент.                             -2 мин.

2. Постановка задачи урока.                               -3 мин.

3. Повторение, актуализация знаний.               -20 мин.

 

Жаңа материалды баяндау сұрақтары

Вопросы изложения нового материала.            -40 мин.

1. Этапы освоения космоса.

2. Какие основные перспективы освоения космоса.

 

.Оқылған материалды бекiту.

Закрепление изучаемого материала.               -15 мин          

1. Решение задач.

Сабақтың қорытындысы

Итоги урока                                                           Оценка работы группы и отдельных студентов.                                                                                                         Аргументация выставленных оценок.

Домашнее задание:                                        Подготов. к защите лаб.  лаб. работ.Кронгарт Б.А., Кем В.И., Койшыбаев Н.Физика. -Алматы: Мектеп, 2014

 

Преподаватель:                                                                                    Бацунова Л.В

 

Вспомни:

1. Мог ли иметь представление о космосе первобытный человек?

2. Как в мифах древности отражалась космическая проблематика?

3. Назовите имена выдающихся мыслителей Древнего мира и Средневековья, в чьих трудах прослеживается тема космоса.

4. Чем представление о космосе человека прошлых эпох отличалось от представлений о космосе современного человека? Есть ли сходства?

 

 Идея космических путешествий возникла после появления гелиоцентрической системы мира, когда стало ясно, что планеты — это объекты, подобные Земле, и таким образом, человек в принципе мог бы посетить их. Первым опубликованным описанием пребывания человека на Луне стала фантастическая повесть Кеплера «Somnium» (написана 1609, опубликована 1634). Фантастические путешествия на другие небесные тела описывали также Фрэнсис Годвин, Сирано де Бержерак и другие.

Теоретические основы космонавтики были заложены в работе Исаака Ньютона «Математические начала натуральной философии», опубликованной в 1687 году. Существенный вклад в теорию расчёта движения тел в космическом пространстве внесли также Эйлер и Лагранж.

Романы Жюля Верна «С Земли на Луну» (1865) и «Вокруг Луны» (1869) уже правильно описывают полёт Земля—Луна с точки зрения небесной механики, хотя техническая реализация там явно хромает.

24 марта 1881 года Н. И. Кибальчич, находясь в заключении, выдвинул идею ракетного летательного аппарата с качающейся камерой сгорания, способного совершать космические перелёты. Его просьба о передаче рукописи в Академию наук следственной комиссией удовлетворена не была, проект был впервые опубликован лишь в 1918 году в журнале «Былое», № 4—5.

Российский учёный Константин Циолковский был одним из первых, кто выдвинул идею об использовании ракет для космических полётов. Ракету для межпланетных сообщений он спроектировал в 1903 году. Формула Циолковского, определяющая скорость, которую развивает летательный аппарат под воздействием тяги ракетного двигателя, и сегодня составляет важную часть математического аппарата, используемого при проектировании ракет, в частности, при определении их основных массовых характеристик.

Немецкий учёный Герман Оберт в 1920-е годы также изложил принципы межпланетного полёта

Американский учёный Роберт Годдард в 1923 году начал разрабатывать жидкостный ракетный двигатель и работающий прототип был создан к концу 1925 года. 16 марта 1926 года он осуществил запуск первой жидкостной ракеты, в качестве топлива для которой использовались бензин и жидкий кислород.

Работы Циолковского, Оберта и Годдарда были продолжены группами энтузиастов ракетной техники в США, СССР и Германии. В СССР исследовательские работы вели Группа изучения реактивного движения (Москва) и Газодинамическая лаборатория (Ленинград). В 1933 году на их базе был создан Реактивный институт (РНИИ).

В Германии подобные работы вело Немецкое Общество межпланетных сообщений (VfR). 14 марта 1931 член VfR Йоханнес Винклер осуществил первый в Европе удачный запуск жидкостной ракеты. В VfR работал и Вернер фон Браун, который с декабря 1932 года начал разработку ракетных двигателей на артиллерийском полигоне германской армии в Куммерсдорфе. После прихода нацистов к власти в Германии были выделены средства на разработку ракетного оружия, и весной 1936 года была одобрена программа строительства ракетного центра в Пенемюнде, техническим директором которого был назначен фон Браун. В нём была разработана баллистическая ракета А-4 с дальностью полета 320 км. Во время Второй мировой войны 3 октября 1942 года состоялся первый успешный запуск этой ракеты, а в 1944 году началось её боевое применение под названием V-2. В июне 1944 года ракета V-2 стала первым сделанным человеком объектом в космосе, достигнув в суборбитальном полете высоты 176 км.[1]

Военное применение V-2 продемонстрировало огромные возможности ракетной техники, и наиболее мощные послевоенные державы — США и СССР — начали разработку баллистических ракет на основе трофейных германских технологий и с привлечением пленных германских инженеров.[2]

Ранняя советская ракетно-космическая программа

Для создания средств доставки ядерного оружия 13 мая 1946 года Совет Министров СССР принял постановление о развёртывании масштабной работы по развитию ракетостроения. В соответствии с этим постановлением было создано Второе (космическое) управление и Научно-исследовательский артиллерийский институт реактивного вооружения № 4.

Начальником института был назначен генерал А. И. Нестеренко, его заместителем по специальности «Жидкостные баллистические ракеты» — полковник М. К. Тихонравов, соратник С. П. Королёва по ГИРДу и РНИИ. Михаил Клавдиевич Тихонравов был известен как создатель первой жидкостной ракеты, стартовавшей в Нахабино 17 августа 1933 года. Он же в 1945 году возглавил проект подъёма двух космонавтов на высоту 200 километров с помощью ракеты типа «Фау-2» и управляемой ракетной кабины. Проект был поддержан Академией наук и одобрен Сталиным. Однако в трудные послевоенные годы руководству военной отрасли было не до космических проектов, которые воспринимались как фантастика, мешающая выполнению главной задачи по созданию «дальнобойных ракет».

Исследуя перспективы развития ракет, создаваемых по классической последовательной схеме, М. К. Тихонравов пришёл к выводу об их непригодности для межконтинентальных расстояний. Исследования, проведённые под руководством Тихонравова, показали, что пакетная схема из ракет, созданных в КБ Королёва, обеспечит скорость в четыре раза большую, чем возможная при обычной компоновке. Внедрением «пакетной схемы» группа Тихонравова приблизила выход человека в космическое пространство. В инициативном порядке продолжались исследования проблем, связанных с запуском спутников и их возвращением на Землю.

16 сентября 1953 года по заказу ОКБ Королёва в НИИ-4 была открыта первая научно-исследовательская работа по космической тематике «Исследования по вопросу создания первого искусственного спутника Земли». Группа Тихонравова, имевшая солидный задел по этой теме, выполнила её оперативно.

В 1956 году М. К. Тихонравов с частью своих сотрудников переводится из НИИ-4 в ОКБ Королёва начальником отдела по проектированию спутников. При его непосредственном участии создаются первые ИСЗ, пилотируемые корабли, проекты первых автоматических межпланетных и лунных аппаратов.

Ранняя американская ракетно-космическая программа

«Спутниковый кризис», то есть тот факт, что первый искусственный спутник Земли был запущен в СССР, а не в США, привел ко многим инициативам правительства США, направленным на развитие космических исследований:

·                    принятие закона о подготовке кадров для национальной обороны в сентябре 1958;

·                    создание в феврале 1958 Агентства передовых оборонных исследовательских проектов — DARPA;

·                    создание указом президента США Эйзенхауэра от 29 июля 1958 Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства — NASA;

·                    огромное увеличение инвестиций в космические исследования. В 1959 Конгресс США выделил на эти цели 134 миллиона долларов, что в четыре раза превышает показатель предыдущего года. К 1968 эта цифра достигла 500 миллионов[3].

Началась космическая гонка между США и СССР. Первым спутником, запущенным США, стал спутник «Эксплорер-1», запущенный 1 февраля 1958 года командой Вернера фон Брауна (он был завербован для работы в США по программе Операция «Беспросветность» (англ. Operation Overcast), позднее ставшей известной под названием Операция «Скрепка»). Для запуска была создана форсированная версия баллистической ракеты Редстоун, названная Юпитер-С (Jupiter-C), первоначально предназначавшаяся для испытания уменьшенных макетов боеголовок.

Этому запуску предшествовала неудачная попытка ВМС США запустить спутник «Авангард-1», широко разрекламированный в связи с программой Международного Геофизического Года. Фон Брауну по политическим причинам долго не давали разрешения на запуск первого американского спутника (руководство США хотело, чтобы спутник был запущен военными), поэтому подготовка к запуску «Эксплорера» началась всерьёз лишь после аварии «Авангарда».

Первым астронавтом США в космосе стал Алан Шепард, который 5 мая 1961 года совершил суборбитальный полёт на космическом корабле Меркурий-Редстоун-3. Первым из астронавтов США орбитальный полёт совершил Джон Гленн 20 февраля 1962 года на корабле Меркурий-Атлас-6.

Важнейшие этапы освоения космоса с 1957 года

4 октября 1957 — запущен первый искусственный спутник Земли Спутник-1.

·                    12 апреля 1961 — первый полёт человека в космос, Юрий Гагарин.

·                    30 октября 1967 — произведена первая стыковка двух беспилотных космических аппаратов «Космос-186» и «Космос-188». (СССР).

·                    15 сентября 1968 — первое возвращение космического аппарата (Зонд-5) на Землю после облета Луны. На борту находились живые существа: черепахи, плодовые мухи, черви, растения, семена, бактерии.

·                    16 января 1969 — произведена первая стыковка двух пилотируемых космических кораблей Союз-4 и Союз-5.

·                    21 июля 1969 — первая высадка человека на Луну (Н. Армстронг) в рамках лунной экспедиции корабля Аполлон-11, доставившей на Землю, в том числе и первые пробы лунного грунта.

·                    19 апреля 1971 — запущена первая орбитальная станция Салют-1.

·                    3 марта 1972 — запуск первого аппарата, покинувшего впоследствии пределы Солнечной системы: Пионер-10.

·                    12 апреля 1981 — первый полёт первого многоразового транспортного космического корабля «Колумбия».

·                    20 февраля 1986 — вывод на орбиту базового модуля орбитальной станции Мир

·                    15 ноября 1988 первый и единственный космический полёт МТКК «Буран» в автоматическом режиме.

·                    20 ноября 1998 — запуск первого блока «Заря» Международной космической станции.

Полеты человека в космос12 апреля

 1961 — совершён первый полёт человека в космос (Юрий Гагарин) на корабле Восток-1.

·                    12 августа 1962 — совершён первый в мире групповой космический полёт на кораблях Восток-3 и Восток-4. Максимальное сближение кораблей составило около 6.5 км.

·                    16 июня 1963 — совершён первый в мире полёт в космос женщины-космонавта (Валентина Терешкова) на космическом корабле Восток-6.

·                    12 октября 1964 — совершил полёт первый в мире многоместный космический корабль Восход-1.

·                    18 марта 1965 — совершён первый в истории выход человека в открытый космос. Космонавт Алексей Леонов совершил выход в открытый космос из корабля Восход-2.

Исследования планет

·                    4 января 1959 — станция «Луна-1» прошла на расстоянии 6000 километров от поверхности Луны и вышла на гелиоцентрическую орбиту. Она стала первым в мире искусственным спутником Солнца.

·                    14 сентября 1959 — станция «Луна-2» впервые в мире достигла поверхности Луны в районе Моря Ясности вблизи кратеров Аристилл, Архимед и Автолик, доставив вымпел с гербом СССР.

·                    4 октября 1959 — запущена автоматическая межпланетная станция «Луна-3», которая впервые в мире сфотографировала невидимую с Земли сторону Луны. Также во время полёта впервые в мире был на практике осуществлён гравитационный манёвр.

·                    3 февраля 1966 — АМС Луна-9 совершила первую в мире мягкую посадку на поверхность Луны, были переданы панорамные снимки Луны.

·                    1 марта 1966 — станция «Венера-3» впервые достигла поверхности Венеры, доставив вымпел СССР. Это был первый в мире перелёт космического аппарата с Земли на другую планету.

·                    3 апреля 1966 — станция «Луна-10» стала первым искусственным спутником Луны.

·                    24 сентября 1970 — станция «Луна-16» произвела забор и последующую доставку на Землю (станцией «Луна-16») образцов лунного грунта. Она же — первый беспилотный космический аппарат, доставивший на Землю пробы породы с другого космического тела (то есть, в данном случае, с Луны).

·                    17 ноября 1970 — мягкая посадка и начало работы первого в мире полуавтоматического дистанционно управляемого самоходного аппарата, управляемого с Земли: Луноход-1.

·                    15 декабря 1970 — первая в мире мягкая посадка на поверхность Венеры: «Венера-7».

·                    13 ноября 1971 — станция «Маринер-9» стала первым искусственным спутником Марса.

·                    27 ноября 1971 — станция «Марс-2» впервые достигла поверхности Марса.

·                    2 декабря 1971 — первая мягкая посадка АМС на Марс: «Марс-3».

·                    20 октября 1975 — станция «Венера-9» стала первым искусственным спутником Венеры.

·                    октябрь 1975 — мягкая посадка двух космических аппаратов «Венера-9» и «Венера-10» и первые в мире фотоснимки поверхности Венеры.

·                    7 декабря 1995 — станция «Галилео» стала первым искусственным спутником Юпитера.

·                    24 июня 2000 — станция «NEAR Shoemaker» стала первым искусственным спутником астероида (433 Эрос).

·                    30 июня 2004 — станция «Кассини» стала первым искусственным спутником Сатурна.

·                    15 января 2006 — станция «Стардаст» доставила на Землю образцы кометы Вильда 2.

·                    17 марта 2011 — станция «Messenger» стала первым искусственным спутником Меркурия.

Современность

Сегодняшний день характеризуется новыми проектами и планами освоения космического пространства. Активно развивается космический туризм. Пилотируемая космонавтика вновь собирается вернуться на Луну и обратила свой взор к другим планетам Солнечной системы (в первую очередь к Марсу).

В 2009 году в мире на космические программы было потрачено $68 млрд, в том числе в США — $48,8 млрд, ЕС — $7,9 млрд, Японии — $3 млрд, России — $2,8 млрд, Китае — $2 млрд.[4]

Развитие Отечественной космонавтики: РаВ своей книге «Казахстанский путь» Н.А. Назарбаев отмечает: «Мое отношение к Космосу, как и у многих людей, было и остается особым. Эта великая тайна, хранящая всю информацию о Вселенной, внеземных цивилизациях, живую связь с духами предков, всегда привлекала и волновала меня». Конечно, усилия по освоению космоса диктуются логикой и задачами развития конкурентоспособной, инновационной, высокотехнологичной экономики. В современном мире космическая отрасль является одной из наиболее приоритетных и наукоемких. Участие в космической деятельности в значительной мере определяет политический престиж современного государства, его экономическую, научно-техническую и оборонную мощь. Однако не только экономический прагматизм, но именно это особое, я бы сказал, философско-мировоззренческое, экзистенциально-личностное восприятие лидером государства космических координат строительства независимого Казахстана во многом определяет стратегический выбор обозначенных Н.А. Назарбаевым приоритетов и целей национальных космических программ.

 Глубоко знаменательно и символично, что историческим стечением обстоятельств фактически совместились, совпали начальные шаги пути Казахстана к национально-государственному суверенитету и его шаги навстречу космосу, по «дороге к звездам» («Казахстан – дорога к звездам» так называется глава книги Н.А. Назарбаева «Казахстанский путь»). Н.А. Назарбаев пишет: «История независимости Казахстана началась с истории казахстанской космонавтики, и это символичный факт». Нурсултан Абишевич так поясняет это свое утверждение: установление суверенитета Казахстана началось с самого космоса.

В общей сложности с космодрома за его более чем полувековую историю было запущено около 2500 ракет, свыше 3000 космических аппаратов и спутников, стартовало на орбиту более 150 космонавтов. Сегодня космодром испытывает растущее внимание к себе со стороны мирового рынка услуг по выведению космических аппаратов на орбиту. Вступив в шестое десятилетие, Байконур по-прежнему остается самым «пускающим» космодромом мира, крупнейшим объектом сотрудничества мирового сообщества в области космонавтики.

Анализируя ход развития космической деятельности в Казахстане, можно условно разделить его на несколько этапов.

 Первый, включающий 1991 - 1994 годы, носил ярко выраженный национальный характер: в космос полетели два казахских космонавта, началась реализация первой космической программы Казахстана.

 Второй этап, нормативно-базовый, включает последующее десятилетие с 1994 года по 2004 год.

 Третий, начавшийся с 2005 года, можно назвать этапом активного, практического развития космической деятельности в Казахстане. В этом году Указом Главы государства было образовано Национальное космическое агентство Республики Казахстан как самостоятельный государственный орган, ответственный за создание космической отрасли страны. Была принята государственная программа «Развитие космической деятельности в Республике Казахстан на 2005 - 2007 годы». В эту программу наряду с научными работами по исследованию космического пространства были включены проектные работы, связанные с использованием космического пространства. В частности, было организовано специальное конструкторско-технологическое бюро космической техники, авиационного ракетно-космического комплекса «Ишим», космического ракетного комплекса «Байтерек», командно-измерительного комплекса на базе оптических и радиотехнических средств полигона «Сары-Шаган».

 18 июня 2006 года Республика Казахстан стала космической державой. В этот исторический день с космодрома Байконур был осуществлен запуск первого казахстанского спутника «KazSat».

 Следующий период космической деятельности независимого Казахстана охватывает 2007 - 2012 годы и связан с деятельностью Национального космического агентства (Казкосмос), образованного в соответствии с Указом Президента Республики Казахстан от 27 марта 2007 года. Глава государства поставил цель создать в Казахстане современную и самодостаточную космическую отрасль, и на этом пути за 5 истекших лет достигнуты весомые результаты.

Можно с уверенностью утверждать, что космонавтика с ее мощнейшим потенциалом будет служить надежным проводником разработанной Президентом страны стратегии инновационного развития Республики Казахстан на благо ее общества и каждого казахстанца.

Задания на закрепление.

Обеспечить деятельность студентов по открытию новых знаний на основе синтеза.

Активизировать познавательную деятельность студентов

ТЕСТЫ И ЗАДАЧИ

1.         Гигантский взрыв, являющийся финалом эволюции массивной звезды, при котором выделяется  энергия, которую Солнце вырабатывает за миллиарды лет, свидетельствует о появлении:

А) цефеиды; Б) новой звезды; В) сверхновой звезды; Г) протозвезды.

2.         Какие звезды называются новыми звездами?

А) молодые, только начавшие свою эволюцию; Б) однократно вспыхивающие без видимых причин; В) пульсирующие звезды с большим периодом; Г) вспышка звезды в двойной системе в результате аккреции от звезды-гиганта на белый карлик.

3.         Абсолютная звездная величина  М  сверхновых звезд заключена в пределах от  14m до  20m, что соответствует светимости:

А) в сотни раз превышает светимость Солнца; Б) в тысячи раз превышает светимость Солнца; В) в сотни тысяч раз превышает светимость Солнца;

Г) в десятки и сотни миллионов раз превышает светимость Солнца

4.         Что в большей степени определяет характер эволюции звезды?

А) радиус; Б) масса; В) плотность; Г) спектральный класс; Д) химический состав.

5.         В нашей Галактике в 1572 году вспыхнула сверхновая звезда. Ее наблюдения проводил:

А) Галилео Галилей; Б) Тихо Браге; В) Коперник.

6.         В нашей Галактике в 1604 году вспыхнула сверхновая звезда, ее наблюдения проводил:

А) Галилео Галилей; Б) Исаак Ньютон; В) Иоганн Кеплер.

7.         Медленно расширяющаяся Крабовидная туманность, совпадающая с источником мощного радиоизлучения, является результатом вспышки сверхновой:

А) 1054 г.; Б)  1572 г.; В) 1604 г.

8.         По наблюдаемым характеристикам сверхновые принято разделять на две большие группы – сверхновые первого типа и сверхновые второго типа. В спектрах сверхновых I –го типа нет линий водорода, что может свидетельствовать:

А) о том, что взрыв происходит в звездах, лишенных оболочки, богатой водородом, например, взрыв белого карлика, входящего в состав двойной системы; Б) взрыв происходит в звездах, у которых с момента рождения (стадии протозвезды) не было водорода.

9.         Спектры сверхновых II типа имеют водородные линии, кривые блеска их сильно различаются по скорости спада. Это соответствует:

А) концу  термоядерной эволюции массивной звезды с массой больше 8 МСолнца; Б) конечной стадии эволюции звезд с массой МСолнца. В) конечной стадии эволюции белых карликов.

10.       Вспышка сверхновой II типа соответствует катастрофическому взрыву:

А) молодой массивной звезды; Б) старой мало массивной звезды; В) белому карлику.

11.       Из теории эволюции звезд следует, что:

А) положение звезды на диаграмме спектр-светимость не зависит от массы  звезды; Б) в процессе эволюции все  звезды  становятся белыми карликами; В) звезды малой массы эволюционируют быстрее звезд большой массы; Г) звезды в процессе своей эволюции увеличивают массу; Д) одной из стадий эволюции звезд является стадия красного гиганта.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ИТОГОВЫЕ ТЕСТЫ.

Молекулярно-кинетическая теория

ВЫБЕРИТЕ ОДИН ПРАВИЛЬНЫЙ ОТВЕТ

1. Изобарный процесс в идеальном газе представлен графиком

2. Выражение p1V1 =p2V2 (при T=const, m=const) является

А) законом Бойля-Мариотта, Б) законом Гей-Люссака, В) законом Шарля, Г) уравнением Менделеева-Клапейрона.              

3. При изобарном процессе в газе не изменяется (при т =  сonst) его:

А) давление.     Б) объем.   В) температура.

4. При осуществлении какого изопроцесса увеличение абсолютной   температуры идеального газа в 2 раза приводит к увеличению    давления газа тоже в 2 раза? Выберите правильный ответ.         

А. Изобарного. Б. Изохорного. В. Изотермического.

 5. Изохорный процесс при т = сonst описывается уравнением

А) p1V1=p2V2; Б) p1T2=p2T1; В)  pV=mRT/M; Г)   V1T2=V2T1.                                      

6. При нагревании газ переведен из состояния 1 в состоя­ние 2. При этом его давление

7. Нагревание на спиртовке воздуха в закрытом сосуде следует отнести к процессу

А) изотермическому. Б) изобарному. В) изохорному.

8. Если среднюю кинетическую энергию молекул увеличить в 3 раза (при n = сonst), то давление  идеального газа увеличится в

А) 9 раз. Б) 3 раза. В) 6 раз.

9. При нагревании идеального газа средняя кинетическая энергия теплового движения молекул увеличилась в 2 раза. При этом абсолютная температура газа увеличилась в

А) 2 раза, Б) 3 раза. В) 4 раза;

10. Давление идеального газа приТ = сonst с увеличени­ем объема

 А) увеличивается. Б) уменьшается.   В) не изменяется.

УСТАНОВИТЕ СООТВЕТСТВИЕ

11. Физическая величина                     Единица измерения (СИ)

1) p (давление)                              А) 1/м3 (1/метр3)

2) n (концентрация молекул)       Б) м3 (метр3)

3) М (молярная масса)                  В) Па (паскаль)

                                                        Г) Дж (джоуль)

                                                        Д) кг/моль(кило­грамм/моль)

12. Температура по шкале          Температура по шкале            

       Цельсия (° С)                             Кельвина (Т, К)

                                                    (Абсолютная температура)

1) 20                                                   А) О

2)-273                                                 Б) 303

3)0                                                      В) 273

                                                            Г) 293

13. Физическая величина               Определяется по  формуле

           1)Средняя                                  А) mRT/MV

           кинетическая                              Б) 3nT/2

          энергия   молекул                       В) m0V- 2/2

          2) давление                                  Г) nm0v- 2/2

Решите задачи:

14. Каково количество вещества в газе, если при температуре   -13 °С и давлении  500 кПа объем газа равен 30 л?

15. На сколько градусов надо изобарно нагреть газ, чтобы он занял объем, вдвое больший по сравнению с объемом при 0 °С?

Основы термодинамики 

ВЫБЕРИТЕ ОДИН ПРАВИЛЬНЫЙ ОТВЕТ

1. Изменение внутренней энергии происходит при

1) совершении работы над телом без изменения его скорости, 2) осуществлении теплопередачи от тела, 3) изменении скорости движения тела.                   

 А)1. Б)1и2. В) 2. Г)2и3. Д) 3

2. Запись первого закона термодинамики для адиабатного процесса  имеет вид:



А) количество теплоты, Б) работа, В) коэффициент полезного действия, Г) внутренняя энергия.                                      

4. Внутренняя энергия одноатомного идеального газа вычисляется по формуле:

....

5. Условием протекания изотермического процесса  является:

  6. На рисунке представлены адиабата, изотерма, изохора, изобара идеального газа. Графиком изобары является: А) 1;   Б) 2;    В) 3;    Г) 4.

7. Формула работы  при изобарном расширении газа име­ет вид:

8. Переход газа из состояния А в состояние В совершается различными способами 1, 2, 3. Работа газа имеет максимальное значение при способе: А) 1; Б) 2; В) 3; Г) 1 и 3.

 

  (рис. 2)

 9. Минимальному значению температуры на графике изме­нения состояния идеального газа соответствует точка: А) 1; Б) 2; В) 3; Г) 4.(рис. 2).

УСТАНОВИТЕ СООТВЕТСТВИЕ

        10. Физическая величина                                                             Единица измерения (СИ)

1) Q (количество теплоты)                                                          А) Дж (джоуль)

2) V (объем)                                                                                  Б) м3 (метр3)

3) Т (абсолютная температура)                                                   В) Н (ньютон)                                                                               

                                                                                                        Г) К (кельвин)                                                                            

                                                                                                        Д) Н (ньютон)                                                        

                                                                                                        Е) л(литр)

11. Название процесса.               Запись первого закона  термодинамики

Решите задачи:

12. Газу передано количество теплоты 100 Дж, и внешние силы совершили над ним работу 300 Дж. Найти изменение внутренней энергии газа.

13. Найти работу, совершенную газом при переходе из состояния А  в состояние В.

14. Тепловая машина за цикл получает от нагревателя ко­личество теплоты 100 Дж и отдает холодильнику 60 Дж. Найти КПД машины.

15. Найти работу, которую совершает идеальный газ за один цикл.

 

«Электрическое поле»

ВЫБЕРИТЕ ОДИН ПРАВИЛЬНЫЙ ОТВЕТ

1. Электрическое поле — это

А) физическая величина, характеризующая способность тел к электрическим взаимодействиям, Б) вид материи, главное свойство которого — действие на заряды с некоторой силой, В) физическая величина, характеризующая силу, действующую на заряд в данной точке, Г) физическая величина, характеризующая работу по перемещению заряда.

2. Единицей измерения заряда является

А) фарада (Ф),        В) кулон (Кл),        Б) вольт (В),               Г) ньютон/кулон (Н/Кл).

3. Сила взаимодействия двух точечных зарядов вычисляется по формуле

4. Масса тела, получившего положительный заряд

А) не изменится,    Б) увеличится.   В) уменьшится.

5. Вектор напряженности, созданной двумя зарядами в точке С, направлен

А) вправо; Б) влево; В) вверх; Г) вниз.6. Вектор силы, действующей на электрон в точке С, на­правлен

А) вправо; Б) влево; В) вверх; Г) вниз.7. Расстояние между зарядами увеличили. Сила взаимодей­ствия между ними

А) увеличится.    Б) уменьшится.   В) не изменится.

8. Работа по перемещению заряда минимальна между точ­ками

 А) 1 – 2;  Б) 1 – 3;  В) 1 – 4;   Г) 1 – 5.

9. В электрическое поле влетает протон. Он движется по траектории                        

10. Протон в электрическом поле движется (см. рис. к зада­нию 9)

А) равномерно.    Б) ускоренно.    В) замедленно.

11. Вблизи отрицательного заряда находится проводник.  При разделении проводника на 2 части его заряды рас­пределились так, как показано на рисунке

12. Для увеличения емкости конденсаторы соединяют

А) последовательно.                  Б) параллельно.

РЕШИТЕ ЗАДАЧИ:

13. Сила, действующая на заряд 10 -7 Кл в электрическом  поле с напряженностью

2 • 102 Н/Кл, равна ___ Н.

14. Энергия конденсатора емкостью 5 мкФ и напряжением  на обкладках 200 В

равна ___ Дж.

15. Два точечных заряда +6q  и -2qвзаимодействуют с силой 0,3 Н. Заряды соединили и развели на прежнее расстояние. Сила взаимодействия стала равна ___ Н.

«Световые волны»

ВЫБЕРИТЕ ОДИН ПРАВИЛЬНЫЙ ОТВЕТ:

 

1. Закон отражения света имеет вид (см. рис.)               

2. Закон преломления света имеет вид (см. рис.)

3. Предельный угол полного отражения (см. рис.) обозначен

 А) α          Б) µ        В) β0       Г) ε

4. Угол падения (см. рис.) обозначен

А) α          Б) γ         В) φ       Г) β

5. Угол отражения (см. рис.) обозначен

6. Угол преломления (см. рис.) обозначен

7. Зависимость показателя преломления вещества от часто­ты (длины) волны называется

А) дифракцией, Б) интерференцией, В) дисперсией, Г) когерентностью, Д) поляризацией, Е) дискретностью.

8. Способность электромагнитной волны проходить через одноосный кристалл в определенном направлении называется

А) когерентностью, Г) поляризацией, Б) интерференцией, Д) дифракцией, В) дисперсией, Е) дискретностью.

9. Сложение двух когерентных волн называется

А) интерференцией, Б) дискретностью, В) дисперсией, Г) поляризацией, Д) дифракцией.

10. Огибание волной малых препятствий называется

А) дифракцией, Б) когерентностью, В) интерференцией, Г) поляризацией, Д) дискретностью, Е) дисперсией.

11. Максимумы при интерференции от двух источников возникают при условии

12. Максимумы у дифракционной решетки возникают при условии

УСТАНОВИТЕ ПРАВИЛЬНУЮ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ:

13. Возрастание длины волны в видимом спектре

   А) красный.  Б) синий. В) желтый. Г) фиолетовый.  Д) оранжевый. Е) голубой. Ж) зеленый                     

 

РЕШИТЕ ЗАДАЧИ:

14. Крайнему красному лучу ( λ = 0,76 мкм) соответствует частота __ Гц.

15. На дифракционную решетку с периодом 2 • 10- 6 м нормально падает монохроматическая волна света, при κ = 4 и sin φ = 1 длина волны будет равна ___ м.

16. Расстояние между предметом и его изображением 72 см. Увеличение линзы равно 3. Найти фокусное расстояние линзы.

17. На дне ручья лежит камешек. Мальчик хотел толкнуть его палкой. Прицеливаясь, мальчик держит палку под углом 45°. На каком расстоянии от камешка воткнётся палка в дно ручья, если глубина ручья 50 см?

Световые волны. Световые кванты

ВЫБЕРИТЕ ОДИН ПРАВИЛЬНЫЙ ОТВЕТ

1. Под фотоэффектом понимают явление взаимодействия света с веществом, при котором происходит:

А) вырывание атомов, Б) поглощение атомов, В) вырывание электронов; Г) поглощение электронов.

2. На незаряженную металлическую пластину падают рент­геновские лучи. При этом пластина

А) заряжается положительно, Б) заряжается отрицательно, В) не заряжается.

3. Максимальная кинетическая энергия электронов, вылетевших при освещении поверхности металла, зависит от:

А) интенсивности света, Б) работы выхода электрона, В) частоты света, Г) работы выхода и частоты света.

4. В результате фотоэффекта при освещении электрической дугой отрицательно заряженная металлическая пластина по­степенно теряет свой заряд. Если на пути света поставить фильтр, задерживающий только инфракрасные лучи, то ско­рость потери электрического заряда пластиной:

А) увеличится.    Б) уменьшится.   В) не изменится.

5. График зависимости кинетической энергии фотоэлектро­нов от частоты света имеет вид

6. На поверхность металла с работой выхода А падает свет с частотой v. Фотоэффект возможен в том случае, если

7. При фотоэффекте с увеличением интенсивности падаю­щего светового потока ток насыщения

А) уменьшается. Б) увеличивается. В) не изменяется.

8. Меньшую энергию имеют фотоны:

А) красного света. Б) фиолетового света.

9. Энергия фотонов при уменьшении длины световой волны в 2 раза:

А) уменьшится в 2 раза. Б) уменьшится в 4 раза, В) увеличится в 2 раза, Г) увеличится в 4 раза.

10. При увеличении длины световой волны в 3 раза импульс фотона: 

А) увеличится в 3 раза. Б) уменьшится в 3 раза, В) увеличится в 9 раз. Г) уменьшится в 9 раз.

Решите задачи:

11. Масса фотона связана с частотой соотношением ___.

12. Импульс фотона с длиной волны λ определяется по формуле___.

13. Энергия фотона с длиной волны λ = 630 нм (красный свет) равна___Дж.

14. Работа выхода электрона из лития 3,84 10- 19 Дж. При облучении светом с частотой 1015 Гц максимальная энергия вырванных из лития электронов составит ___ Дж.

15.  Крайнему красному лучу ( λ = 0,76 мкм) соответствует частота __ Гц.

16. На дифракционную решетку с периодом 2 • 10 - 6 м нормально падает монохроматическая волна света, при κ = 4 и sin φ = 1 длина волны будет равна ___ м.

Атом и атомное ядро

ВЫБЕРИТЕ ОДИН ПРАВИЛЬНЫЙ ОТВЕТ

1. Отношение массы атома к массе атомного ядра примерно равно

А)4000. В) 1/2000. Д)1. Б)2000. Г)1/4000

2.         На рисунке представлена диаграмма энергетических уровней атома. Излучение фотона наибольшей частоты происходит при переходе

А)1 Б) 2 В)3 Г) 4 Д)5 Е)6

3. Изотопы отличаются друг от друга числом

А)электронов, Г) протонов и нейтронов, Б) протонов,   Д) протонов и электронов. В) нейтронов,

4.  Полная энергия системы из двух свободных протонов и двух нейтронов при соединении их в атомное ядро гелия

А) уменьшится, Б) увеличится, В) не изменится.

5.  Альфа-излучение - это поток

А)электронов, Б) протонов, В) ядер атомов гелия, Г) квантов электромагнитного излучения.

6. Порядковый номер элемента в результате альфа-распада ядра равен

A) Z + 2. Г) Z – 1. Б)Z – 2. Д)Z. B)Z - 4

7. Больше других отклоняется магнитными, электрически­ми полями излучение типа

А) α                           Б)β                             В)γ

8. Скрытое изображение траектории быстрой заряженной частицы образуется в

A)    счетчике Гейгера, Б) камере Вильсона,

B)         пузырьковой камере, Г) толстослойной эмульсии,

Д) экране, покрытом сернистым цинком.

9. В процессе деления тяжелых ядер на осколки

A)    освобождаются несколько нейтронов, Б) поглощаются несколько нейтронов,

B)     нейтроны не поглощаются и не испускаются.

10.  При делении ядер урана освобождается примерно

200 МэВ энергии. Максимальная доля освобождающейся энергии приходится на         

А)энергию квантов, Б) энергию радиоактивного излучения продуктов деления,-В) кинетическую энергию свободных нейтронов, Г) кинетическую энергию осколков деления.

ДОПОЛНИТЕ

11.  Число протонов в ядре изотопа кислорода 17 8O равно ____ .

12. Элемент, в ядре атома которого содержится 19 протонов

и 20 нейтронов, называется_ .

13. После α-распада и двух β-распадов атомное ядро изотопа

214 84Pо будет иметь массовое число__ .

14. Вторым продуктом ядерной реакции  9 4Ве + 4 2Не = 12 6С + ? является ______.           .

15.     ? + 4 2He = 30 14Si + 1 1H
Задачи.

Кинематика

1. Первую половину времени движения вертолет перемещался на север со скоростью 30 м/с, а вторую половину времени на восток со скоростью 40 м/с. Определить разность между средней путевой скоростью и модулем скорости перемещения. (10)

2. График х — координаты первого тела изображается прямой, проходящей через точки (0;0) и (5;5), а второго — через точки (0;3) и (4;5) (время — в секундах, х — в метрах). Определить отношение модулей скорости первого и второго тела. (2).

3. Звук выстрела и пуля одновременно достигают высоты 990 м. Выстрел произведен вертикально вверх. Определить начальную скорость пули. Средняя скорость звука в воздухе 330 м/с. (345).

4. За пятую секунду прямолинейного равнозамедленного движения тело проходит путь 5 см и останавливается. Какой путь пройдет тело за третью секунду этого движения. (0,25).

5. Небольшое тело брошено под углом 600 горизонту. Определить модуль нормального ускорения тепа в момент падения на Землю. Сопротивление воздуха не учитывать. (5).

Динамика

1. Воздушный шар массой 500 кг опускается с постоянной скоростью. Какой массы балласт надо выбросить, чтобы шар стал подниматься с той же скоростью? Подъемная сила шара постоянна и равна 4,8 кН. (40).

2. Определить ускорение свободного падения на высоте, равной радиусу Земли. (25).

3. Два тела, массы которых равны 245 г, подвешены на концах нити, перекинутой через блок. Какую массу должен иметь грузик, положенный на одно из тел, чтобы каждое из них прошло путь 160 см за 4 с? Ответ записать в граммах. (10).

4. Самолет делает «мертвую петлю» с радиусом 100 м и движется по окружности со скоростью 270 км/ч. Определить давление летчика на сидение самолета в нижней точке петли. Ответ записать в килоньютонах. (5,3).

5. Змея, лежащая на горизонтальной поверхности, начинает подниматься вертикально вверх со скоростью 0,5 м/с. Масса змеи 4 кг, длина 1 м С какой силой змея будет давить на горизонтальную поверхность во время подъема?   (41)

Законы сохранения в механике

1. При скорости 18 км/ч мощность, развиваемая двигателем автомобиля, равна 1 кВт. Считая, что модуль силы сопротивления пропорционален квадрату скорости определить в киловаттах мощность, развиваемую двигателем при скорости 36 км/ч. (-8).

2. Шарик массой 0,2 кг равномерно вращается по окружности радиусом 0,5 м с периодом 0,5 с. Определить кинетическую энергию шарика. (4).

3. Максимальная высота подъема тела массой 2 кг, брошенного  поверхности Земли с начальной скоростью 10 м/с, составляет 3 м. Определить кинетическую энергию тела в момент достижения максимальной высоты. Сопротивлением воздуха пренебречь. (40).

4. Пуля массой 10 г попадает в дерево толщиной 10 см, имея скорость 400 м/с. Пробив дерево, пуля вылетает со скоростью 200 м/с. Определить в килоньютонах силу сопротивления, которую при этом испытывает пуля. (6).

5. Какая часть квиетической энергии переходит во внутреннюю энергию при неупругом столкновении двух одинаковых телу движущихся до удара с равными по модулю скоростями под углом 900друг к другу? (0,5).

Элементы статики и гидростатики.

1. На тело массой 2 кг, покоящееся на наклонной плоскости с углом при основании 300 действует прижимающая сила 10 Н, направленная горизонтально. Определить модуль силы трения покоя. (1,35).

2. Простая лебедка (ворот) состоит из барабана диаметром 0,25 м и рычага с рукояткой, которые обеспечивают приложение силы на расстоянии 0,8 м от оси барабана. Найти минимальное значение силы, приложенной к рукоятке, если лебедка удерживает груз 256 кг. (400).

3. На гладкой горизонтальной поверхности стоит сосуд с водой. В боковой стенке сосуда у самого дна имеется отверстие с площадью поперечного сечения 1 см2. Какую силу надо приложить к сосуду, чтобы удержать его в равновесии, если высота уровня воды в сосуде 1 м. Плотность воды 1000 кг/м3. (2).

4. Малый поршень гидравлического пресса за одни ход спускается на расстояние 0,2 м, а большой поднимается на 1 см. С какой силой действует пресс на зажатое в нем тело, если на малый поршень действует сила 500 Н? Ответ записать в килоньютонах. (10).

5. В цилиндрический сосуд с площадью дна 100 см2 налита жидкость, в которой плавает кусок льда массой 300 г. На сколько увеличивается давление на до сосуда благодаря наличию плавающего льда? (300).

Газовые законы.

1. Определить в кубических сантиметрах объем 10 моль меди. Плотность меди равна 8,4 г/см3 . Молярную массу принять равной б3 г/моль. (75).

2. Во сколько раз средняя квадратичная скорость молекул водорода больше средней квадратичной скорости молекул кислорода яри одной и той же температуре? Молярные массы водорода и кислорода равны 2 г/моль и 32 г/моль соответственно. (4).

3. В барометрической трубке внутри жидкости имеется столбик воздуха, высота которого при 270 С равна 9 см. Определить в сантиметрах высоту столбика воздуха при 470С. (9,6).

4. В вертикальном цилиндре под подвижным поршнем площадью 40 см2 находится 1 моль идеального газа при температуре 400 К. Определить в литрах объем газа, если масса поршня равна 40 кг, а атмосферное давление 100 кПа. Трением поршня о стенки цилиндра пренёбречь. (16,6).

5. Уравнение процесса, происходящего с данной массой идеального газа, описывается законом ТV3 =const, Т— абсолютная температура, V - о6ъем газа. Во сколько раз возрастет давление газа в ходе этого процесса, ест его объем уменьшится в 2 раза? (16).

Тепловые явления.

1. Одноатомный идеальный газ находится в закрытом сосуде с объемом 5 л. Какое количество теплоты в килоджоулях нужно сообщить газу, чтобы повысить его давление на 20 кПа? (150).

2. Сколько воды можно нагреть от 273 К до точки кипения при нормальном давлении, если сообщить ей 3150 Дж теплоты? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг∙К). Ответ записать в граммах. (7,5).

3. Определить работу расширения газа, первоначально занимавшего объем 10 л, при изобарическом нагревании от 170 С до 1040. Давление газа равно 100 кПа. (300).

4. В идеальной тепловой машине рабочим веществом является пар с начальной температурой 710 К. Температура отработанного газа равна 350 К. Определить полезную мощность машины, если от нагревателя поступает 142 кДж теплоты в минуту. (1200).

5. В тающую льдину попадает пуля, летящая со скоростью 1000 м/с. Масса пули 13,2 г. Считая, что половина энергии пули пошла на раздробление льда, а другая половина — на его таяние, найти в граммах массу растаявшего льда. Удельная теплота плавления льда 3,3∙10 Дж/Кг. (10).

Электростатика.

1 . Во сколько раз уменьшится сила взаимодействия двух одинаковых точечных зарядов, если каждый заряд уменьшить в 2 раза и перенести их из вакуума в среду с относительной диэлектрической проницаемостью равной 2,5? Расстояние между зарядами не меняется. (10).

2. На двух проводящих концентрических сферах с радиусами 20 см и 40 см находятся заряды - 0,2 мкКл и 0,3 мкКл. Определить модуль напряженности электрического поля на расстоянии 60 см от поверхности внешней сферы. (900).

3. Шары радиусами 15 см и 10 см заряжены до потенциалов 20 кВ и 40 кВ соответственно. Определить в киловольтах потенциал шаров после их соприкосновения. Шар заряжены одноименными зарядами. (28).

4. Два конденсатора одинаковой емкости заряжены до разности потенциалов 100 В и 300 В соответственно, а затем соединены одноименно заряженными обкладками. Какое напряжение установится между обкладками конденсатора? (200).

5. Расстояние между пластинами заряженного отключенного от источника напряжения плоского воздушного конденсатора увеличивается в 2 раза. Во сколько раз возрастает при этом энергия электростатического поля в конденсаторе? (2).

Законы постоянного тока

1. По проводу течет электрический ток силой 16 А. Определить в миллиметрах массу электронов, проходящих через поперечное сечение проводника за 100 мин. Массу электронов считать равной 9∙10-31 кг. (0,54).

2. Нихромовый проводник сопротивлением 320 Ом имеет длину 62,8 м.  Определить в миллиамперах диаметр провода. Удельное сопротивление нихрома равно 10-4 Ом∙м.  (0,5).

3. В сеть с напряжением 120 В включают два сопротивления. При их последовательном соединении ток в цепи равен 3 А, при параллельном - 16 А. Определить модуль разности этих сопротивлений.  (20).

4. Две спирали мощностью 52,5 Вт и 25 Вт, работал вместе нагревают воду за 1 час. Во сколько раз увеличится время нагревания, если первая спираль перегорит через 20 мин после включения?  (2,4).

5. Двигатель мощностью 30 Вт, рассчитанный на напряжение 15 В, необходимо подключить к источнику тока, составленному из батареек с ЭДС 1,5 В и внутренним сопротивлением 0,5 Ом Определить минимальное число батареек, которые необходимо включать в последовательную цепь. (30)

Магнитное поле. Электромагнитная индукция.

1. Магнитное поле образовано наложением двух однородных полей с магнитной индукцией 0,3 Тл и 0,4 Тл, силовые линии которых взаимно перпендикулярны. Определить модуль магнитной индукции получившегося поля.   (0,5).

2. На линейный проводник, расположенный в однородном магнитном поле с магнитной индукцией 0,1 Тл перпендикулярно силовым линиям поля, действует сила 0,1 Н. Определить длину проводника если сила тока в нем равна 2 А.   (0,5).

3. Электрон движется по окружности в однородном магнитном поле с индукцией 0,02 Тл, имея импульс 6,4∙10-23 Н∙с. Определить радиус окружности в сантиметрах. Заряд электрона принять равным 1,6∙10-19 Кл. (2).

4. Магнитная индукция поля в зазоре электромагнита меняется по закону B = 0.01∙cos (2πt) Тл, где t - время в секундах. Определить среднюю ЭДС индукции, возникшую в контуре площадью 1 м2расположенном параллельно полюсам магнита, за промежуток времени 0,5 с от начала включения. (0,04).

5. Определить энергию магнитного поля катушки, в которой при силе тока 7,5 А магнитный поток равен 4 мВб. Катушка содержит 100 витков. (1,5).

Колебания и волны

1. Тело массой 0,2 кг совершает гармонические колебания с циклической частотой 5 рад/с. Определить амплитуду колебаний, если полная энергия колебаний равна 0,1 Дж. (0,2).

2. Груз массой 400 г совершает колебания на пружине с жесткостью 250 Н/м. Определить максимальную скорость груза, если амплитуда колебаний равна 15 см. (3,75).

3. Колебательный контур состоит из катушки индуктивностью 1 мГн к конденсатора емкостью 10 мкФ. Определить максимальную силу тока в контуре, если конденсатор заряжен до максимального напряжения 100В. (10).

4. Сила тока в первичной обмотке трансформатора равна 0,5 А, а напряжение на ее концах 220 В. Определить в процентах КПД трансформатора, если сила тока во вторичной обмотке равна 11 А, а напряжение 9,5 В. (95).

5. Колебательный контур радиоприемника настроен на частоту 9 МГц. Во сколько раз следует увеличить емкость конденсатора колебательного контура, чтобы приемник был настроен на длину волны 50 м? (2,25).

Оптика. Элементы специальной теории относительности.

1. Точечный источник света и его изображения, полученные путем однократного отражения света от двух плоских зеркал, образуют треугольник с углом 890 у источника, Определить в градусах угол между зеркалами. (91).

2. В день весеннего равноденствия солнечный луч, проходит через маленькую прорубь, освещает дно реки. Определить показатель преломления воды, если расстояние между точками дна, освещаемого лучами в момент восхода и захода Солнца, равно 2 м, а глубина реки равна 0,69 м. (1,3).

3. Ось прямоугольной системы координат (х,у), где х и у заданы в метрах, совпадает с главной оптической осью линзы. Определить оптическую силу линзы, если точечному источнику света в точке (10;5) соответствует действительное изображение в точке (40;—10).  (0,15).

4. На дифракционную решетку падает нормально параллельный пучок белого света. Спектры третьего и четвертого порядков частично накладываются друг на друга. На какую длину волны спектра четвертого порядка накладывается максимальная длина волны 780 нм (граница) спектра  третьего порядка? Ответ записать в нанометрах.   (585).

5. Сколько процентов от скорости света в вакууме должна составлять скорость протона, движущегося в ускорителе, чтобы относительное увеличение его полной энергии составило 25 %?    (60).

Оптика. Элементы специальной теории относительности.

1. Человек, стоящий на высоком берегу озера, наблюдает за летящей птицей. В некоторый момент времени птица видна под углом 300 к горизонту, а ее изображение в воде под угло1I.60е к горизонту. апредегiить высоту, на которой находится птица, если глаза человека находятся на высоте 5 м над поверхностью воды. (10).

2. Самолет пролетает над погрузившейся на небольшую глубину подводной лодкой на высоте 3 км. Какой покажется высота полета при наблюдении с лодки? Показатель преломления воды равен 4/3. Ответ записать в километрах. (4).

3. На сколько диоптрий изменится оптическая сила глаза человека, если он переводит глаз с книги на картину, которая висит на расстоянии 2 м? Расстояние наилучшего зрения равно 25 см. (3,5).

4. На дифракционную решетку с периодом б мкм падает монохроматическая волна. Определить в нанометрах длину волны, если угол между дифракционными максимумами второго и третьего порядков равен 30 . Углы дифракции считать малыми. (314).

5. При какой скорости киническая энергия частицы равна 2/3 ее энергии покоя? Ответ записать в. виде отношения найденного значения скорости частицы к скорости света в вакууме. (0,8).

Квантовая физика

1. Энергия фотона, соответствующего фиолетовой области видимого диапазона, равна 6,4 ∙10-19 Дж. Определить в электрон-вольтах энергию этого фотона. (4).

2. При уменьшении в два раза длины волны света, падающего на металл максимальная кинетическая энергия электронов увеличилась в три раза. Определить в электрон-вольтах первоначальную энергию фотонов. Работа выхода электрона равна 5 эВ. (10).

3. Электрон в атоме находится в возбужденном состоянии. Определить в электрон-вольтах энергию электрона в этом состоянии, если максимальная энергия, необходимая для ионизации атома из данного состояния, равна 2,4 эВ. (—2,4).

4. Тротиловый эквивалент атомной бомбы составляет 9,6. Определить количество вещества, расщепленного в бомбе урана, если при делении одного ядра выделяется энергия 200 эВ, а при взрыве 1 кг тротила 8 МДж. Постоянную Авогадро принять равной 6 ∙1023 моль. (4).

5. На сколько единиц уменьшится порядковый номер радиоактивного элемента при испускании протона? (1).

 

 

 

 

 

 

Литература.

1.          Н.И.Зорин. Элективный курс «Методы решения физических задач»: 10-11 классы. – М.: ВАКО, 2007.- 336с.

2.          О.Ф. Кабардин, В.А.Орлов. Сборник экспериментальных заданий и практических работ по физике: 9-11 классы: учеб. Пособие для учащихся общеобразоват. учреждений / О.Ф.Кабардин, В.А.Орлов; под ред. Ю.И.Дика. – М.: Астрель: Транзиткнига, 2005. – 239,[1]с.: ил. – (Школьный урок).

3.          И.Л.Касаткина. Репетитор по физике. Механика. Молекулярная физика. Термодинамика.Изд-е 2-е, исправленное и переработанное/ Под ред. Т.В. Шкиль.- Ростов н/Д: изд-во «Феникс», 2002.- 832с.

4.          И.Л.Касаткина. Репетитор по физике. Электромагнетизм. Колебания и волны. Оптика. Элементы теории относительности. Физика атома и атомного ядра. Изд-е 3-е, исправленное и переработанное/ Под ред. Т.В. Шкиль.- Ростов н/Д: изд-во «Феникс», 2003.- 832с.

5.          Кронгарт Б.А., Кем В.И., Койшыбаев Н.Физика. -Алматы: Мектеп, 2014

6.          О.С. Орлов. Как составить образовательную программу. М., 1997. – 39с.

7.          Программно-методические материалы. Физика. 7-11 классы / Сост. В.А.Коровин, Ю.И.Дик.- 2-е изд. – М.: Дрофа, 1999. – С.3-86.

8.          Программно-методические материалы. Физика. 7-11 классы / Сост. В.А.Коровин, Ю.И.Дик.- 4-е изд. – М.: Дрофа, 2001. – С.3-86.

9.          Программы общеобразовательных учреждений. Физика. 10-11 классы. Авторы: П.Г.Саенко, В.С. Данюшенков, О.В.Коршунов, Н.В.Шаронова, Е.П.Левитан, О.Ф. Кабардин, В.А.Орлов. – М.: Просвещение, 2007. - 160с.

10.      Углубленное изучение физики в 10-11 классах: Кн. для учителя / О.Ф.Кабардин, С.И.Кабардина, В.А.Орлов и др.; Под ред. О.Ф. Кабардина, В.А.Орлова.- М.:Просвещение, 2002. -127с.

Список литературы для учащихся

1.          Н.И. Гольдфарб. Физика. Задачник 9-11 кл.: Пособие для общеобразоват. Учеб. заведений. – 4-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2002. – 368с.

2.          А.С. Енохович. Справочник по физике и технике: Учеб. Пособие для учащихся. - 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Просвещение, 1989. – 224с

3.          О.Ф. Кабардин., С.И. Кабардина, В.А. Орлов. Контрольные и проверочные работы по физике. 7-11 классы.: Метод. пособие / О.Ф. Кабардин, С.И. Кабардина, В.А.Орлов. – 5-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2001. – 192 с.: ил.

4.          О.Ф. Кабардин. Физика: Справ. Материалы: Учеб. пособие для учащихся. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Просвещение, 2002. – 367с.: ил.

5.          О.Ф. Кабардин, В.А.Орлов. Сборник экспериментальных заданий и практических работ по физике: 9-11 классы: учеб. Пособие для учащихся общеобразоват. учреждений / О.Ф. Кабардин, В.А.Орлов; под ред. Ю.И. Дика. – М.: Астрель: Транзиткнига, 2005. – 239,[1]с.: ил. – (Школьный урок).

6.          И.Л. Касаткина. Репетитор по физике. Механика. Молекулярная физика. Термодинамика. Изд-е 2-е, исправленное и переработанное/ Под ред. Т.В. Шкиль.- Ростов н /Д: изд-во «Феникс», 2002.- 832с.

7.          И.Л. Касаткина. Репетитор по физике. Электромагнетизм. Колебания и волны. Оптика. Элементы теории относительности. Физика атома и атомного ядра. Изд-е 3-е, исправленное и переработанное/ Под ред. Т.В. Шкиль.- Ростов н/Д: изд-во «Феникс», 2003.- 832с.

8.          Кронгарт Б.А., Кем В.И., Койшыбаев Н.Физика. -Алматы: Мектеп, 2014

9.          А.П. Рымкевич. Физика. Задачник 10-11 кл.: Пособие для общеобразоват. учеб. заведений - 6-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2003. – 192с.

10.      Г.Н Степанова. Сборник вопросов и задач по физике. Для 10-11 классов средней общеобразовательной школы. – СПб.: «Специальная Литература», 1997. - 384с.

11.      Физика в формулах. 7-11 кл.: Справочное пособие / Авт.-сост. В.А. Ильин.- 7-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2003. – 64с.


12.      Скачано с www.znanio.ru

САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ. ПЛАН УРОКА № 1

САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ. ПЛАН УРОКА № 1

Преподаватель:

Преподаватель:

Как правило, решая задачи по физике, рассматривают движение тела как движение материальной точки, и оперируют такими понятиями, как скорость материальной точки, ускорение материальной точки, импульс…

Как правило, решая задачи по физике, рассматривают движение тела как движение материальной точки, и оперируют такими понятиями, как скорость материальной точки, ускорение материальной точки, импульс…

Дан график зависимости координат от времени х ( t ) (рис

Дан график зависимости координат от времени х ( t ) (рис

САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ. ПЛАН УРОКА № 2

САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ. ПЛАН УРОКА № 2

Вспомни: Второй закон

Вспомни: Второй закон

Ракета является примером тела переменной массы

Ракета является примером тела переменной массы

Взаимопроверка. Обеспечить деятельность студентов по открытию новых знаний на основе синтеза

Взаимопроверка. Обеспечить деятельность студентов по открытию новых знаний на основе синтеза

ПЛАН УРОКА № 3 Мамандық

ПЛАН УРОКА № 3 Мамандық

Основные положения МКТ. 2.

Основные положения МКТ. 2.

Обычно в качестве параметров состояния выбирают температуру, давление и объем

Обычно в качестве параметров состояния выбирают температуру, давление и объем

Хорошо откачанная лампа накаливания объемом 10 см 3 имеет трещину, в которую ежесекундно приникает 10 6 молекул

Хорошо откачанная лампа накаливания объемом 10 см 3 имеет трещину, в которую ежесекундно приникает 10 6 молекул

Дж 5800 Дж 2748 Дж 6400

Дж 5800 Дж 2748 Дж 6400

САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ. ПЛАН УРОКА № 4

САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ. ПЛАН УРОКА № 4

Вспомни: Молекулярно-кинетическая теория

Вспомни: Молекулярно-кинетическая теория

R и называется молярной газовой постоянной

R и называется молярной газовой постоянной

Откуда, подставив численные значения, имеем: 0,16·10 -13 кг/м 3

Откуда, подставив численные значения, имеем: 0,16·10 -13 кг/м 3

Решение. В основном уравнении молекулярно- кинетической теории

Решение. В основном уравнении молекулярно- кинетической теории

Подставив в формулу для

Подставив в формулу для

Аэростат объемом 300 м 3 наполняется молекулярным водородом при температуре 300

Аэростат объемом 300 м 3 наполняется молекулярным водородом при температуре 300

САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ. ПЛАН УРОКА № 5

САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ. ПЛАН УРОКА № 5

Вспомни: Основные понятии закона

Вспомни: Основные понятии закона

Используя ученическую линейку мы делаем замер длины 11 и 12

Используя ученическую линейку мы делаем замер длины 11 и 12

Вывод: Исходя из проведенных выше опытов становится ясно, что закон

Вывод: Исходя из проведенных выше опытов становится ясно, что закон

САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ. ПЛАН УРОКА № 6

САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ. ПЛАН УРОКА № 6

Вспомни: Что такое испарение?

Вспомни: Что такое испарение?

Поэтому изотермы реальных газов на плоскости (p,

Поэтому изотермы реальных газов на плоскости (p,

T) насыщенного пара и жидкости

T) насыщенного пара и жидкости

А) от площади свободной поверхности;

А) от площади свободной поверхности;

САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ. ПЛАН УРОКА № 7

САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ. ПЛАН УРОКА № 7

Вспомни: 1. Какой воздух называется влажным

Вспомни: 1. Какой воздух называется влажным

При изобарном охлаждении до температуры t p пар становится насыщенным и его состояние изобразится точкой

При изобарном охлаждении до температуры t p пар становится насыщенным и его состояние изобразится точкой

ИЗМЕРЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ Для измерения влажности воздуха используют измерительные приборы - гигрометры

ИЗМЕРЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ Для измерения влажности воздуха используют измерительные приборы - гигрометры

Размер пузырька, способного оторваться от дна, зависит от его формы

Размер пузырька, способного оторваться от дна, зависит от его формы

Под струей холодной воды водичка в колбе, а вместе с ней и водяные пары начинают остывать

Под струей холодной воды водичка в колбе, а вместе с ней и водяные пары начинают остывать

Для определения коэффициента поверхностного натяжения воды была использована пипетка с диаметром выходного отверстия 2 мм

Для определения коэффициента поверхностного натяжения воды была использована пипетка с диаметром выходного отверстия 2 мм

Ртутный барометр имеет диаметр трубки 3 мм

Ртутный барометр имеет диаметр трубки 3 мм

Могут ли в ходе опытов температуры «сухого» и «влажного» термометров оказаться одинаковыми?

Могут ли в ходе опытов температуры «сухого» и «влажного» термометров оказаться одинаковыми?

САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ. ПЛАН УРОКА № 8

САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ. ПЛАН УРОКА № 8

Вспомни: Что такое кипение?

Вспомни: Что такое кипение?

При повышении температуры давление насыщенного пара и его плотность возрастают, а плотность жидкости уменьшается из-за теплового расширения

При повышении температуры давление насыщенного пара и его плотность возрастают, а плотность жидкости уменьшается из-за теплового расширения

На самом деле эта картина является неполной, т

На самом деле эта картина является неполной, т

До какой температуры нагреется вода объемом 0

До какой температуры нагреется вода объемом 0

САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ. ПЛАН УРОКА № 9

САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ. ПЛАН УРОКА № 9

Вспомни: Основные свойства жидкостей

Вспомни: Основные свойства жидкостей

Если взять проволоку со стороной

Если взять проволоку со стороной

САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ. ПЛАН УРОКА № 10

САБАҚТЫҢ ЖОСПАРЫ. ПЛАН УРОКА № 10

Вспомни: Что такое коэффициент поверхностного натяжения

Вспомни: Что такое коэффициент поверхностного натяжения

С учетом (2) запишем: Так как длина контура шейки капли где d – диаметр шейки капли, следовательно откуда (4)

С учетом (2) запишем: Так как длина контура шейки капли где d – диаметр шейки капли, следовательно откуда (4)

Открыть клапан 2 , так чтобы вода из капиллярной трубки 3 вытекала по одной капле

Открыть клапан 2 , так чтобы вода из капиллярной трубки 3 вытекала по одной капле
Материалы на данной страницы взяты из открытых истончиков либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта. Вы можете сообщить о нарушении.
23.12.2017