Электромагнитная картина мира (ЭМКМ) |
Профессия | ||
<< Влияние электромагнитных волн и полей, радиоактивного излучения на организм человека | Культура мира в масштабе человечества и отдельно взятого класса >> |
Автор: user. Чтобы познакомиться с картинкой полного размера, нажмите на её эскиз. Чтобы можно было использовать все картинки для урока обществознания, скачайте бесплатно презентацию «Электромагнитная картина мира (ЭМКМ).ppt» со всеми картинками в zip-архиве размером 449 КБ.
Сл | Текст | Сл | Текст |
1 | Электромагнитная картина мира (ЭМКМ). | 20 | образующие электронный газ. Остов металла |
Специальная и общая теории | образует кристаллическая решетка, в узлах | ||
относительности. | которой находятся ионы. При наличии | ||
2 | Основные экспериментальные законы | электрического поля на беспорядочное | |
электромагнетизма. Электрические и | движение электронов накладывается их | ||
магнитные явления были известны | упорядоченное движение под действием сил | ||
человечеству с древности. Само понятие | поля. При своем движении электроны | ||
«электрические явления» восходит к Древней | сталкиваются с ионами решетки. Этим | ||
Греции. Например, два куска янтаря | объясняется электрическое сопротивление. | ||
(«электрон»), потёртые тряпочкой, | 21 | Специальная теория относительности. Из | |
отталкиваются друг от друга, притягивают | преобразований Галилея следует, что при | ||
мелкие предметы. Впоследствии было | переходе от одной инерциальной системы к | ||
установлено, что существует как бы два | другой такие величины, как время, масса, | ||
вида электричества: положительное и | ускорение, сила остаются неизменными. В то | ||
отрицательное. | же время координата, скорость, импульс, | ||
3 | Магнетизм. Свойства некоторых тел | кинетическая энергия изменяются. | |
притягивать другие тела были известны еще | 22 | В середине 19-го века были проведены | |
в далекой древности, их назвали магнитами. | довольно точные опыты по измерению | ||
Свойство свободного магнита | скорости света. Оказалось, что в вакууме | ||
устанавливаться в направлении «Север-Юг» | скорость света с =3?108 м/с. Сразу же | ||
уже во II-м веке до н.э. использовалось в | возник вопрос: в какой системе отсчета? В | ||
Древнем Китае во время путешествий. Первое | результате опытов Майкельсона в 1881-м | ||
же в Европе опытное исследование магнита | году было установлено, что скорость света | ||
было проведено во Франции в 13 веке. В | в вакууме во всех системах отсчета | ||
результате было установлено наличие у | независимо от величины и направления | ||
магнита двух полюсов. В 1600 году | скорости их движения оставалась такой же, | ||
Гильбертом была выдвинута гипотеза о том, | как и в системе отсчёта, связанной с | ||
что Земля представляет собой большой | источником света. Это означало, что | ||
магнит: поэтому есть возможность | классический закон сложения скоростей для | ||
определения направления с помощью компаса. | света не выполняется. Ведь из механики | ||
4 | В 18-м веке было установлено, что | Галилея-Ньютона следовало, что V=C+V1. | |
одноименные заряды отталкиваются, появился | 23 | Принципиально новый подход к | |
простейший прибор – электроскоп. В | вышеупомянутым вопросам предложил Эйнштейн | ||
середине 18-го века была установлена | (1879-1955), разработавший в 1905-м году | ||
электрическая природа молнии (исследования | новую теорию пространства и времени, | ||
Б. Франклина, М. Ломоносова, Г. Рихмана). | получившую название специальной теории | ||
Именно Франклин предложил обозначения | относительности (СТО). | ||
"+" и "–" для зарядов, | 24 | Основу СТО составляют два постулата | |
он является также изобретателем | (принципа): Принцип относительности | ||
молниеотвода. | Эйнштейна: все физические процессы при | ||
5 | В 1759-м году английский | одних и тех же условиях в инерциальных | |
естествоиспытатель Р. Симмер сделал | системах отсчёта (ИСО) протекают | ||
заключение о том, что в обычном состоянии | одинаково. Это означает, что никакими | ||
любое тело содержит равное количество | физическими опытами, проведенными внутри | ||
разноименных зарядов, взаимно | замкнутой ИСО, нельзя установить, покоится | ||
нейтрализующих друг друга. При | ли она или движется равномерно и | ||
электризации происходит их | прямолинейно. | ||
перераспределение. | 25 | Принцип постоянства скорости света. | |
6 | В конце 19-го, начале 20-го века | Скорость света в вакууме постоянна и не | |
опытным путем было установлено, что | зависит от движения источника и приемника | ||
электрический заряд состоит из целого | света. Она одинакова во всех направлениях | ||
числа элементарных зарядов - е=1,6?10-19 | и во всех инерциальных системах отсчета. | ||
Кл. Это наименьший существующий в природе | Скорость света в вакууме – предельная | ||
заряд. В 1897-м году Дж. Томсоном была | скорость в природе. | ||
открыта и наименьшая устойчивая частица, | 26 | Альберт Эйнштейн видоизменил законы | |
которая является носителем элементарного | механики Ньютона. В результате возникла | ||
отрицательного заряда - электрон, имеющий | релятивистская механика. Согласно | ||
массу me = 9,1?10-31 кг. Таким образом, | релятивистской механике переход от одной | ||
электрический заряд состоит из отдельных | инерциальной системы отсчёта к другой | ||
элементарных порций q=± ne, где n – целое | должен осуществляться не по | ||
число. | преобразованиям Галилея, а по | ||
7 | Закон сохранения электрического | преобразованиям Лоренца, из которых, как и | |
заряда: в электрически замкнутой системе | из постулатов СТО вытекает ряд следствий. | ||
сумма зарядов есть величина постоянная. | 27 | 1. Закон сложения скоростей: , где V0 | |
Т.е. электрические заряды могут возникать | – скорость подвижной системы координат К’ | ||
и исчезать, но при этом обязательно | относительно неподвижной системы координат | ||
появляется и исчезает равное количество | К; Vx’ – скорость материальной точки в | ||
элементарных зарядов противоположных | системе К’; Vx – скорость материальной | ||
знаков. Величина заряда не зависит от его | точки относительно системы К; с – скорость | ||
скорости. | света в вакууме. | ||
8 | Закон взаимодействия точечных зарядов, | 28 | Если Vx’ и V0 намного меньше с, то |
или закон Кулона(Шарль Огюст Кулон | релятивистский закон сложения скоростей | ||
(1736-1806)) : , где ?0 - электрическая | переходит в классические преобразования | ||
постоянная равная 8,85*10-12 к /Н*м2 ; ? – | Галилея для скоростей. Если одна из | ||
относительная диэлектрическая | скоростей равна с, то сумма скоростей тоже | ||
проницаемость среды (в вакууме e = 1). | будет равна с. Более того, при Vx’ = c и | ||
Силы Кулона существенны до расстояний | V0 = c имеем: | ||
порядка 10-15 м (нижний предел). На | 29 | 2. Зависисмость массы от скорости. | |
меньших расстояниях начинают действовать | Другим следствием СТО явилась и | ||
ядерные силы (т.н. сильное | зависимость массы тела от его движения. | ||
взаимодействие). | Зависимость массы от скорости была | ||
9 | Исследование взаимодействия зарядов, в | обнаружена в конце 19-го века в опытах с | |
19-м веке привело к появлению понятия | быстрыми электронами. Тогда же была | ||
поля. Начало этому было положено в работах | предложена эмпирическая формула для этой | ||
Майкл Фарадея (1791-1867). Поле | зависимости: , где m0 – масса покоя | ||
неподвижных зарядов получило название | электрона, а m – его масса при скорости | ||
электростатического. Электрический заряд, | движения V (масса движения). | ||
находясь в пространстве, искажает его | 30 | 3. Относительность промежутка времени: | |
свойства, т.е. создает поле. | , где t0 – собственное время, т.е. время | ||
10 | Открытие Ханса Христиана Эрстеда. | по часам, движущимся вместе с объектом со | |
Природа магнетизма оставалась неясной до | скоростью V, t – время по часам в | ||
конца 19-го века, а электрические и | неподвижной системе отсчета. Таким | ||
магнитные явления рассматривались | образом, собственное время меньше времени | ||
независимо друг от друга, пока в 1820-м | по часам в неподвижной системе отсчета, | ||
году датский физик Эрстед не открыл | т.е. физические процессы в движущейся | ||
магнитное поле у проводника с током. Так | системе отсчета замедляются (относительно | ||
была установлена связь электричества и | неподвижной системы!). | ||
магнетизма. | 31 | 4. Эквивалентность массы и энергии | |
11 | Важнейшими открытиями в области | Важнейшим следствием СТО явилась | |
электричества явились открытый Георгом | знаменитая формула Эйнштейна о взаимосвязи | ||
Симоном Омом (1826) закон: I=U/R А также | массы и энергии: Е = mc2, подтвержденная | ||
закон Джоуля-Ленца для количества тепла, | данными современной физики. | ||
которое выделяется при прохождении тока по | 32 | Общая теория относительности (ОТО). В | |
неподвижному проводнику за время t: Q = | 1916 г. Эйнштейн опубликовал общую теорию | ||
IUT. | относительности (ОТО), над которой работал | ||
12 | В 1821-м году Майкл Фарадей поставил | в течение 10 лет. ОТО обобщила СТО на | |
задачу «превратить магнетизм в | ускоренные, т.е. неинерциальные системы | ||
электричество». Через 10 лет | отсчёта. | ||
экспериментальной работы он открыл закон | 33 | Основные принципы ОТО сводятся к | |
электромагнитной индукции. Суть закона: | следующему: ограничение применимости | ||
изменяющееся магнитное поле приводит к | принципа постоянства скорости света | ||
возникновению ЭДС индукции. ЭДС – | областями, где гравитационными силами | ||
электро-движущаяся сила. | можно пренебречь, то есть там, где | ||
13 | Работая над исследованием | гравитация велика, скорость света | |
электромагнитной индукции, Фарадей | замедляется; распространение принципа | ||
приходит к выводу о существовании | относительности на все движущиеся системы, | ||
электромагнитных волн. Позже, в 1831-м | а не только на инерциальные. | ||
году он высказывает идею об | 34 | Из ОТО был получен ряд важных выводов: | |
электромагнитной природе света. Одним из | свойства пространства-времени зависят от | ||
первых, кто оценил работы Фарадея и его | движущейся материи. луч света, обладающий | ||
открытия, был Джеймс Максвелл, который | инертной, а, следовательно, и | ||
развил идеи Фарадея, разработав в 1865-м | гравитационной массой, должен искривляться | ||
году теорию электромагнитного поля, | в поле тяготения. ОТО произвела настоящий | ||
которая значительно расширила взгляды | переворот в космологии. На её основе | ||
физиков на материю и привела к созданию | появились различные модели Вселенной. | ||
электромагнитной картины мира (ЭМКМ). | 35 | Основные понятия и принципы ЭМКМ. ЭМКМ | |
14 | Формирование понятия электромагнитного | базировалась на следующих идеях: | |
поля как новой физической реальности. | непрерывность материи (континуальность); | ||
Фарадей недостаточно хорошо владел | материальность электромагнитного поля; | ||
математическим аппаратом и не дал | неразрывность материи и движения; связь | ||
убедительного обоснования своим выводам на | пространства и времени как между собой, | ||
языке формул. Блестящий математик и физик | так и с движущейся материей. | ||
Джеймс Максвелл берет под защиту метод | 36 | Материя и движение. Материя существует | |
Фарадея. Теорию поля Д. Максвелл | в двух видах: вещество и поле. Они строго | ||
разрабатывает в своих трудах «О физических | разделены и их превращение друг в друга | ||
линиях силы» (1861-1865) и «Динамическая | невозможно. Главным является поле, а | ||
теория поля (1864-1865). | значит основным свойством материи является | ||
15 | Суть теории Максвела: изменяющееся | непрерывность (континуальность) в | |
магнитное поле создает не только в | противовес дискретности. | ||
окружающих телах, но и в вакууме вихревое | 37 | Пространство и время. Из постулатов | |
электрическое поле, которое, в свою | СТО следует относительность длины, времени | ||
очередь, вызывает появление магнитного | и массы, т.е. их зависимость от системы | ||
поля. Таким образом, в физику была введена | отсчета. Из преобразований Лоренца, | ||
новая реальность – электромагнитное поле. | следует, что пространство и время связаны | ||
электромагнитное поле стало реальностью, | между собой и образуют единый | ||
материальным носителем взаимодействия. Мир | четырехмерный мир | ||
стал представляться электродинамической | (пространственно-временной континуум) | ||
системой, построенной из электрически | Событие, происходящее с некоторой | ||
заряженных частиц, взаимодействующих | частицей, характеризуется местом, где оно | ||
посредством электромагнитного поля. | произошло (т.е. совокупностью значений x, | ||
16 | Утверждения Максвелла. Магнитные | y, z), и временем t, когда оно произошло. | |
заряды не существуют. Переменное магнитное | («Что? Где? Когда?»). | ||
поле возбуждает электрический ток. | 38 | Взаимодействие. В период становления и | |
Магнитное поле возбуждается токами и | развития ЭМКМ физика знала два | ||
переменными электрическими полями. | взаимодействия – гравитационное и | ||
17 | Анализируя свои уравнения, Максвелл | электромагнитное. В рамках этой картины | |
пришёл к выводу, что должны существовать | Мира оба эти взаимодействия объяснялись | ||
электромагнитные волны, причем скорость их | исходя их понятия «поле». Это означало, | ||
распространения должна равняться скорости | что и то и другое взаимодействие | ||
света. Отсюда вывод: свет – разновидность | передается с помощью промежуточной среды, | ||
электромагнитных волн. На основе своей | т.е. поля со скоростью, равной скорости | ||
теории Максвелл предсказал существование | света. Таким образом, принцип | ||
давления, оказываемого электромагнитной | дальнодействия МКМ был заменен принципом | ||
волной, а, следовательно, и светом, что | близкодействия. | ||
было блестяще доказано экспериментально в | 39 | Основными принципами ЭМКМ являются | |
1906-м году. П.Н. Лебедевым. Максвелл не | принцип относительности Эйнштейна, | ||
отдавал предпочтения ни дискретности, ни | близкодействие, постоянство и предельность | ||
непрерывности материи, допуская | скорости света, эквивалентность инертной и | ||
возможность и того и другого. | гравитационной масс, причинность. Нового | ||
18 | Электронная теория Лоренца. | понимания причинности по сравнению с МКМ | |
Голландский физик Хендрик Лоренц | не произошло. Главными считались | ||
(1853-1928) считал, что теория Максвелла | причинно-следственные связи и динамические | ||
нуждается в дополнении, так как в ней не | законы, их выражающие. Большое значение | ||
учитывается структура вещества. Лоренц | имело установление взаимосвязи массы и | ||
высказал в этой связи свои представления | энергии (E = mc2). Масса стала не только | ||
об электронах, т.е. крайне малых | мерой инертности и гравитации, но и мерой | ||
электрически заряженных частицах, которые | содержания энергии. В результате два | ||
в громадном количестве присутствуют во | закона сохранения – массы и энергии – были | ||
всех телах. | объединены в один общий закон сохранения | ||
19 | В 1895-м году Лоренц дает | массы и энергии. | |
систематическое изложение электронной | 40 | Дальнейшее развитие физики показало, | |
теории, опирающейся, с одной стороны, на | что ЭМКМ имеет ограниченный характер. | ||
теорию Максвелла, а с другой – на | Главная трудность здесь заключалась в том, | ||
представления об «атомарности» | что континуальное понимание материи не | ||
(дискретности) электричества. В 1887-м | согласовывалось с опытными фактами, | ||
году был открыт электрон, и теория Лоренца | подтверждающими дискретность многих её | ||
получила свою материальную основу. | свойств – заряда, излучения, действия. | ||
20 | Совместно с немецким физиком П. Друде | Вскоре на смену ЭМКМ пришла новая – | |
Лоренц разработал электронную теорию | квантово-полевая картина Мира, | ||
металлов, которая строится на следующих | объединившая дискретность МКМ и | ||
положениях. В металле есть свободные | непрерывность ЭМКМ. | ||
электроны – электроны проводимости, | 41 | ||
Электромагнитная картина мира (ЭМКМ).ppt |
«Урок картина мира» - И. Ньютон 1643 - 1727. Ньютон шел к картине мира, обобщая результаты тщательно проделанных опытов. Существует четыре вида взаимодействия: гравитационное; электромагнитное; сильное; слабое. Ф. Энгельс. Основные структурные области материального мира. Картина мира по Декарту основана на двух началах – материи и движении.
«Волны электромагнитные» - Применение: Радиосвязь, телевидение, радиолокация. Видимое излучение. Излучается атомами или молекулами вещества. Ультрафиолетовое излучение. Какова скорость распространения электромагнитных волн в воздухе? 9. Когда и кем были впервые получены электромагнитные волны? 10. Радиоволны. Инфракрасное излучение (тепловое).
«Научная картина мира» - Образование общенаучных понятий, идей, теорий. Фундаментальные закономерности существования и развития Природы. Микромир. Картина мироздания (бытия). Главным источником развития науки является конкуренция исследовательских программ. Древнеримский. Рациональный принцип является основным средством обоснованности знания.
«Урок Электромагнитная индукция» - Защита выдвинутой гипотезы: вырабатывается умение анализировать и формулировать выводы. Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца.
«Электромагнитные волны и их свойства» - Облучение в больших дозах вызывает лучевую болезнь. Инфракрасное излучение. Длинные волны. Основное распространение в радиолокационной технике получили сантиметровые волны. Ультрафиолетовое излучение. Гамма-излучение представляет собой поперечные электромагнитные волны. Вызывает внутренний фотоэффект у германия.
«Электромагнитные колебания» - Число колебаний за 2п секунд. Примеры колебательных систем. 2.Какой из графиков соответствует затухающим колебаниям тела? Уравнения гармонических колебаний. Секунда (с). Радиан в секунду (рад/ с). Частота-. Наименьший промежуток времени, по истечении которого состояние колебательной системы повторяется.