Информационные технологии на уроках физики

Цели урока:

• начать формирование понятия «стоячие волны» и его основных характеристик;
• создать условия для более глубокого усвоения учащимися знаний по теме урока путем применения ИКТ;
• помочь учащимся осознать практическую значимость учебного материала.

Тип урока: объяснение нового материала.

Оборудование:

• компьютер;
• мультимедийный проектор;
• экран;
• презентация «Стоячие волны»;
• обучающий диск «Электронные уроки и тесты. Колебания»;
• гитара и флейта.

Этапы урока:

Ход урока

1. Актуализация знаний:

• какие виды механических волн вам известны (Слайд №2);
• при каком условии происходит сложение волн;
• что такое поляризация;
• чему равна амплитуда колебаний двух волн, встречающихся в некоторой точке пространства в противофазе, если их амплитуды равны, а периоды одинаковы;
• в одинаковой фазе.

2. Объяснение нового материала.

Рассмотрим процесс образования стоячей волны (Слайд №3).

Определение стоячей волны (Слайд №4).

Демонстрация видеофрагмента стоячей волны (обучающий диск «Электронные уроки тесты. Физика в школе. Колебания», ЗАО «Новый диск», 2005г.)

Как движется каждая точка стоячей волны (Слайд №5)?

• совершает синхронно со всеми остальными точками гармонические колебания;
• колеблется перпендикулярно длине покоящегося шнура;
• колеблется с периодом равным периоду внешнего возмущения;
• имеет собственную амплитуду колебаний.

Выведем уравнение стоячей волны (Слайд №6).

y₁ = A cos ω (t – x/υ);

+

y₂ = A cos ω (t + x/υ).

y = y₁ + y₂ = 2A cos ωx/υ cos ωt = 2A cos 2πx/λ cos 2πt/T.

Зависимость амплитуды точек стоячей волны от их координат (Слайд №7).

x = 0 a = a _max = 2A;

x = λ/2 a = a _min = 0.

Как переносится энергия стоячей волной (Слайд №8)?

(Энергия не переносится, а лишь перераспределяется в пространстве, трансформируясь в поперечном направлении из потенциальной в кинетическую и наоборот).

Узлы и пучности стоячей волны. Вывод положений узлов и пучностей (Слайд №9).

cos 2πx/λ = ± 1 x = ± nλ/2;

cos 2πx/λ = 0 x = ± (n + )λ/2.

Положение узлов и пучностей не зависит от длины шнура, если он закреплен с одной стороны.

Рассмотрим стоячую волну, возникающую в шнуре, закрепленном с двух сторон (Слайд №10).

Использование стоячих волн в струнах для музыкальных инструментов (Слайд №11).

Могут ли стоячие волны возникать в газах (Слайд 12)?

Духовые музыкальные инструменты (Слайд №13).

Расстояние между узлами стоячей волны в этом случае не может быть произвольным, оно зависит от длины шнура (Слайд №14).

2l/υ = Tn (n = 1, 2, 3) l/λ/2 = n.

На длине шнура, закрепленного на концах, укладывается целое число полуволн поперечных стоячих волн.

Только такие волны могут длительно поддерживаться в шнуре. Они называются модами собственных колебаний (Слайд №15).

Частота собственных колебаний (Слайд №16):

ν_n = 1/T = υ/λ = υn/2l (n =1,2,3…).

• n = 1 основная мода (первая гармоника);
• n > 1 n–ая гармоника (n-ый обертон).

Демонстрация стоячих волн в струнных и духовых инструментах.

Тембр звука (Слайд № 17).

3. Закрепление: ответы на вопросы (Слайд № 18).

4. Домашнее задание. Подведем итоги.