Текст книги "Естествознание"

Раздел I. Физика – наука о движении и взаимодействии тел

Тема 4. Механическое движение. Законы Ньютона.

Физика и ее научный предмет. Физика. Основная цель и научный предмет физики. Физические свойства, общие для всех явлений природы. Эволюция физической картины мира. 2 основных принципа современной науки. Механистическая модель мира. Молекулярно-кинетическая теория. Электромагнитная картина мира. Понятие физического поля. Электрическое поле. Магнитное поле. Электромагнитное поле. Гравитационное поле. Планетарная модель атома. Современная физическая картина мира. Основные положения современной физической картины мира. Теория относительности А. Эйнштейна.

Механика. Механическое движение. Понятие механики. Главная задача механики. Разделы механики: кинематика и динамика. Движение. Характеристики движения. Механическое движение. Поступательное движение. Равномерное движение тела. Неравномерное механическое движение. Относительность механического движения. Точка отсчёта и система отсчёта в механическом движении. Система отсчета. Характеристики механического движения. Траектория прямолинейного движения. Криволинейное движение. Путь и понятие скалярной величины. Физические формулы и единицы измерения характеристик механического движения. Понятие ускорения. Формула для определения величины ускорения.

Законы динамики Ньютона. Великий физик И. Ньютон. Две фундаментальные задачи, решенные физикой И. Ньютона. Законы динамики И. Ньютона в его авторской редакции. Первый закон динамики И. Ньютона. Понятия инерции и инертности тела. Развитие Ньютоном теории механики Галилея. Инерциальная система отсчета. Первый закон Ньютона – закон инерциальных систем. Второй закон динамики И. Ньютона. Принцип суперпозиции сил. Понятие массы тела. Сила – центральное понятие второго закона Ньютона. Два вывода классической механики из второго закона И. Ньютона. Третий закон динамики И. Ньютона. Значение законов классической механики для современной физики.

Демонстрации:

Физические поля вокруг элементарных частиц.

Планетарная модель атома Резерфорда и Бора.

Движение, как физическое явление.

Поступательное движение.

Равномерное прямолинейное движение

Неравномерное относительное механическое движение.

Видеоанимация системы отсчета.

Криволинейное движение.

Путь и траектория.

Ускорение.

Инерция покоя.

Принцип суперпозиции.

2-й закон Ньютона.

Динамометр.

Прямая зависимость ускорения тела от его массы.

3-й закон Ньютона.

Задание на самоподготовку.

1. Тестирование уровня остаточных знаний. Октябрь-тест. Доступ к тесту: http://app.startexam.com/Session/Open/daed17fd-0373-401c-9a5a-c4de65b01867?v=1&centerName=test_aefremov

2. Опорный электронный конспект по теме №4: Механическое движение. Законы Ньютона. Режим доступа: http://www.es-tes.com/#!find-talent/c6v5

3. Самостоятельно ответить на следующие контрольные вопросы:

1. Сформулируйте определение и научный предмет физики.

2. Сформулируйте физические свойства, общие для всех явлений природы.

3. Сформулируйте основные этапы эволюции физической картины мира.

4. Назовите 2 основных принципа современной науки.

5. Назовите особенности механистической модели мира.

6. В чем суть молекулярно-кинетической теории.

7. Сформулируйте основные признаки электромагнитной картины мира.

8. Объясните понятие физического поля.

9. Определите признаки и различия электрического и магнитного полей.

10. Объясните понятия электромагнитного и гравитационного полей.

11. Объясните понятие «Планетарная модель атома»

12. Сформулируйте признаки современной физической картины мира.

13. Сформулируйте основные положения современной физической картины мира.

14. Объясните значение теории относительности А. Эйнштейна.

15. Объясните понятие: «Механика».

16. Назовите основные разделы механики и дайте им определения.

17. Назовите основные физические характеристики движения.

18. Сформулируйте признаки поступательного механического движения.

19. Сформулируйте признаки равномерного и неравномерного механического движения.

20. Сформулируйте признаки относительности механического движения.

21. Объясните смысл физических понятий: «Точка отсчёта и система отсчёта в механическом движении».

22. Назовите основные характеристики механического движения в системе отсчета.

23. Назовите основные характеристики траектории прямолинейного движения.

24. Назовите основные характеристики криволинейного движения.

25. Дайте определение физическому понятию: «Путь».

26. Дайте определение физическому понятию: «Скалярная величина».

27. Воспроизведите физические формулы и единицы измерения характеристик механического движения.

28. Сформулируйте физический смысл понятия: «Ускорение».

29. Воспроизведите физическую формулу для определения величины ускорения.

30. Назовите две фундаментальные задачи, решенные физикой И. Ньютона.

31. Воспроизведите основные смыслы и содержание первого закона динамики И. Ньютона.

32. Сформулируйте физический смысл понятия инерции и инертности тела.

33. В чем проявилось развитие Ньютоном теории механики Галилея.

34. Сформулируйте физический смысл понятия: «Инерциальная система отсчета».

35. Почему первый закон Ньютона это закон инерциальных систем.

36. Воспроизведите основные смыслы и содержание второго закона динамики И. Ньютона.

37. Сформулируйте физические смыслы принципа суперпозиции сил, выведенного И. Ньютоном.

38. Сформулируйте физический смысл понятия массы тела.

39. Обоснуйте, что сила является центральным понятием второго закона Ньютона.

40. Сформулируйте два вывода классической механики на основании второго закона И. Ньютона.

41. Воспроизведите основные смыслы и содержание третьего закона динамики И. Ньютона.

42. Объясните значение законов классической механики для современной физики.

Литература. Интерактивный ресурс.

Тесты А. Ю. Ефремова на STARTEXAM [Электронный ресурс] / КИАС. Естествознание – СПО – Режим доступа: http://app.startexam.com/Center/Web/test_aefremov, вход по паролю. – Загл. с экрана. – Яз. рус.

Естествознание для среднего профессионального образования. Научная школа А. Ю. Ефремова [Электронный ресурс] / Опорные электронные конспекты – Режим доступа: http://www.es-tes.com/#!find-talent/c6v5, вход по паролю. – Загл. с экрана. – Яз. рус.

Тема 5. Закон всемирного тяготения. Закон сохранения механической энергии.

Закон всемирного тяготения. Силы в природе: упругость, трение, сила тяжести. Понятие силы. Сила в Международной системе единиц (СИ). Четыре признака воздействии силы на тело. Разновидности сил природы по физическим характеристикам. Определение силы. Закон всемирного тяготения И. Ньютона. Сила тяжести. Ускорение свободного падения. Вес тела. Невесомость. Условие при котором вес тела может быть равен силе тяжести. Сила упругости. Закон Р. Гука. Виды деформаций тела. Коэффициент жёсткости. Сила трения. Два вида трения: сила трения покоя и сила трения скольжения. Физические законы сухого трения. Вязкое трение.

Закон сохранения импульса. Реактивное движение. Закон сохранения импульса. Понятие импульса. Формула определения импульса. Физический смыл понятий: «сохранение» и «замкнутая система тел». Значение Закона сохранения импульса для современных исследований. Реактивное движение. Схематическое устройство ракеты. К. Э. Циолковский и значение его открытия. Формула Циолковского для определения максимальной скорости ракеты.

Закон сохранения механической энергии. Потенциальная и кинетическая энергия. Механическая энергия. Понятие энергии. Выражение энергии в системе СИ. Потенциальная энергия. Сила тяжести как потенциальная сила. Расчет величины работы силы тяжести (анимация). Физическая формула потенциальной энергии. Кинетическая энергия. Физическая формула кинетической энергии. Полная механическая энергия замкнутой системы. Закон сохранения механической энергии. Понятие внутренней энергии тела. Понятие теплопередачи.

Работа и мощность. Работа. Физическое определение. Единица измерения работы в системе СИ. Равнодействующая сила и механическая работа. Определение механической работы. Понятие скаляра и скалярной величины. Мощность. Определение и физическая формула. Джеймс Ватт и его открытия. Единица измерения мощности в системе СИ.

Механические волны, звук. Механические волны. Два вида механических волн. Поперечные механические волны. Продольные механические волны. Основные понятия теории механических волн. Луч волны. Волновой фронт. Волновая поверхность. Длина волны. Христиан Гюйгенс и его общие принципы поведения механических волн. Механическая природа звука. Определение звука. Звуковые волны. Инфразвук и Ультразвук. Условия, необходимые для возникновения и существования звука. Виды звуков. Физические характеристики звука. Использование звука в медицине. Ультразвуковая хирургия.

Демонстрации:

Силы в природе.

Сила тяжести.

Ускорение свободного падения.

Зависимость веса тела от силы тяжести.

Преобразование силы трения покоя в силу трения скольжения.

Вязкое трение.

Импульс (количество движения).

Замкнутая система тел.

Отдача пушечного ядра – пример реактивного движения.

Старт ракеты.

Энергия разжимаемой пружины.

Механические волны.

Демонстрация механической волны.

Поперечные механические волны.

Продольные механические волны.

Задание на самоподготовку.

1. Рубежная аттестация 1 семестра. Доступ к тесту: http://app.startexam.com/Session/Open/daed17fd-0373-401c-9a5a-c4de65b01867?v=1&centerName=test_aefremov

2. Письменное домашнее задание №2. Режим доступа: http://www.es-tes.com/#!-1-/c3mv

3. Опорный электронный конспект по теме №5: Закон всемирного тяготения. Закон сохранения механической энергии. Режим доступа: http://www.es-tes.com/#!find-talent/c6v5

4. Самостоятельно ответить на следующие контрольные вопросы:

1. Объясните физический смысл сил в природе: упругость, трение, сила тяжести.

2. Объясните физический смысл понятия силы.

3. Обозначение силы в Международной системе единиц (СИ).

4. Назовите четыре признака воздействия силы на тело.

5. Сформулируйте признаки разновидностей сил природы по физическим характеристикам.

6. Дайте общее определение силы.

7. Сформулируйте физические смыслы закона всемирного тяготения И. Ньютона.

8. Сформулируйте физические смыслы силы тяжести.

9. Сформулируйте физические смыслы ускорения свободного падения.

10. Сформулируйте физические смыслы и характеристики понятия веса тела и невесомости.

11. Назовите условие при котором вес тела может быть равен силе тяжести.

12. Объясните физический смысл силы упругости и научное значение закона Р. Гука.

13. Назовите виды деформаций тела и объясните физический смысл коэффициента жёсткости.

14. Объясните физический смысл силы трения и назовите два вида трения: сила трения покоя и сила трения скольжения.

15. Сформулируйте физические законы сухого трения и вязкого трения.

16. Сформулируйте физические смыслы закона сохранения импульса.

17. Сформулируйте физические смыслы реактивного движения.

18. Дайте определение понятию импульса.

19. Воспроизведите формулу определения импульса.

20. Сформулируйте физические смыслы понятий: «сохранение» и «замкнутая система тел».

21. Сформулируйте значение закона сохранения импульса для современных исследований.

22. Сформулируйте значение открытий К. Э. Циолковского.

23. Воспроизведите формулу Циолковского для определения максимальной скорости ракеты.

24. Объясните физические смыслы закона сохранения механической энергии.

25. Назовите физические особенности потенциальной и кинетической энергии.

26. Объясните физический смысл понятия: «Механическая энергия».

27. Назовите особенности выражения энергии в системе СИ.

28. Сформулируйте физические смыслы понятия потенциальной энергии.

29. Докажите, что сила тяжести является потенциальной силой.

30. Воспроизведите физическую формулу потенциальной энергии. Объясните значение величин и понятий.

31. Сформулируйте физические смыслы понятия: «Кинетическая энергия».

32. Воспроизведите физическую формулу кинетической энергии.

33. Сформулируйте физические смыслы понятия: «Полная механическая энергия замкнутой системы».

34. Сформулируйте Закон сохранения механической энергии.

35. Раскройте физические смыслы понятий внутренней энергии тела и теплопередачи.

36. Сформулируйте физические смыслы понятий: «Работа» и «Мощность».

37. Назовите единицу измерения работы в системе СИ.

38. Объясните, почему равнодействующая сила и механическая работа взаимосвязаны.

39. Дайте определение механической работы.

40. Дайте определение понятие скаляра и скалярной величины.

41. Воспроизведите определение и физическую формулу мощности.

42. Сформулируйте значение открытий Джеймса Ватт.

43. Назовите единицу измерения мощности в системе СИ.

44. Объясните, почему звук является механической волной.

45. Дайте определение механической волны.

46. Назовите два вида механических волн.

47. Сформулируйте физические смыслы понятия поперечной механической волны.

48. Сформулируйте физические смыслы понятия продольной механической волны.

49. Объясните смыслы основных понятий теории механических волн: Луч волны. Волновой фронт. Волновая поверхность. Длина волны.

50. Назовите общие принципы распространения механических волн, сформулированные Х. Гюйгенсом.

51. Дайте определение звуку.

52. Объясните физические смыслы понятий звуковой волны, инфразвука и ультразвука.

53. Назовите условия, необходимые для возникновения и существования звука.

54. Назовите виды звуков и их физические характеристики.

55. Приведите примеры использования звука в медицине.

Литература. Интерактивный ресурс.

Тесты А. Ю. Ефремова на STARTEXAM [Электронный ресурс] / КИАС. Естествознание – СПО – Режим доступа: http://app.startexam.com/Center/Web/test_aefremov, вход по паролю. – Загл. с экрана. – Яз. рус.

Естествознание для среднего профессионального образования. Научная школа А. Ю. Ефремова [Электронный ресурс] / Опорные электронные конспекты – Режим доступа: http://www.es-tes.com/#!find-talent/c6v5, вход по паролю. – Загл. с экрана. – Яз. рус.

Тема 6. Основы термодинамики

Агрегатные состояния физических тел. Агрегатное состояние вещества. Отличительные признаки твердых тел, жидкостей и газов. Агрегатные состояния физических тел с точки зрения атомно-молекулярных представлений. Молекулярные особенности твердых тел. Молекулярные особенности жидкостей. Молекулярные особенности газов. Взаимные переходы между агрегатными состояниями. Понижение температуры вещества и выделение теплоты при взаимных переходах. Промежуточные фазы взаимных переходов.

Тепловые процессы. Тепловые явления в природе. Три способа передачи теплоты. Теплопроводность и коэффициент удельной теплопроводности. Свойства теплопроводности. Конвекция. Излучение. Спектр излучений.

Закон сохранения энергии в тепловых процессах. Законы термодинамики. Маятник Максвелла. Закон сохранения механической энергии. Действие Закона сохранения энергии в двигателе внутреннего сгорания. Джеймс Джоуль и значение его открытий. Два способа изменения внутренней энергии тела. Первый закон термодинамики. Понятие Вечного двигателя. Доказательство невозможности Вечного двигателя первым началом термодинамики. Второй закон термодинамики. Постулат Клаузиуса. Постулат Томпсона (Кельвина). Третье начало термодинамики. Теорема Нернста.

Тепловые машины, их применение. Научный предмет термодинамики. Определение теплового двигателя. Функциональная схема теплового двигателя. Коэффициент полезного действия теплового двигателя. Определение КПД теплового двигателя. Вычисление КПД реального теплового двигателя. Формула Карно для вычисления КПД идеального теплового двигателя.

Демонстрации:

Взаимные переходы между агрегатными состояниями.

Кипение и парообразование.

Теплопроводность в природе.

Теплопроводность металлов.

Явление конвекции в газе (в воздухе).

Явление конвекции в жидкости.

Излучение.

Опыт Джеймса Джоуля о совершении газом работы в тепловых процессах.

Вечные двигатели.

Задание на самоподготовку.

1. Тестирование уровня остаточных знаний. Ноябрь-тест. Доступ к тесту: http://app.startexam.com/Session/Open/daed17fd-0373-401c-9a5a-c4de65b01867?v=1&centerName=test_aefremov

2. Опорный электронный конспект по теме №6: Основы термодинамики. Режим доступа: http://www.es-tes.com/#!find-talent/c6v5

3. Самостоятельно ответить на следующие контрольные вопросы:

1. Сформулируйте основные признаки агрегатного состояния физических тел.

2. Назовите отличительные признаки твердых тел, жидкостей и газов.

3. Сформулируйте агрегатные состояния физических тел с точки зрения атомно-молекулярных представлений.

4. Назовите молекулярные особенности твердых тел.

5. Назовите молекулярные особенности жидкостей.

6. Назовите молекулярные особенности газов.

7. Назовите взаимные переходы между агрегатными состояниями и сформулируйте суть этих переходов.

8. Определите температурные особенности взаимных переходов веществ из одного агрегатного состояния в другое.

9. Назовите промежуточные фазы взаимных переходов веществ из одного агрегатного состояния в другое.

10. Сформулируйте физические характеристики и дайте определения тепловым процессам и явлениям в природе.

11. Назовите три способа передачи теплоты.

12. Сформулируйте определение теплопроводности.

13. Определите, что в термодинамике означает коэффициент удельной теплопроводности.

14. Назовите физические свойства теплопроводности.

15. Сформулируйте определение конвекции.

16. Сформулируйте определение излучения.

17. Сформулируйте, что такое спектр излучений и его основные характеристики.

18. Сформулируйте закон сохранения энергии в тепловых процессах.

19. Определите значение законов термодинамики.

20. Сформулируйте закон сохранения механической энергии.

21. Объясните на практическом примере действие закона сохранения энергии в двигателе внутреннего сгорания.

22. В чем значение открытий Джеймса Джоуля?

23. Назовите два способа изменения внутренней энергии тела.

24. Сформулируйте первый закон термодинамики.

25. Назовите физические характеристики «Вечного двигателя».

26. Приведите доказательство невозможности Вечного двигателя, основываясь на первом законе термодинамики.

27. Сформулируйте второй закон термодинамики.

28. Назовите физические смыслы постулатов Клаузиуса и Томпсона (Кельвина).

29. Сформулируйте третий закон (третье начало) термодинамики.

30. Охарактеризуйте теорему Нернста с точки зрения ее значения для теоретической физики.

31. Приведите примеры использования человеком тепловых машин.

32. Сформулируйте понятие тепловой машины (теплового двигателя).

33. Назовите научный предмет термодинамики.

34. Дайте определение теплового двигателя.

35. Объясните функциональные особенности теплового двигателя.

36. Объясните, что такое коэффициент полезного действия теплового двигателя.

37. Определите КПД теплового двигателя на практическом примере.

38. Для чего нужна формула Карно?

Литература. Интерактивный ресурс.

Тесты А. Ю. Ефремова на STARTEXAM [Электронный ресурс] / КИАС. Естествознание – СПО – Режим доступа: http://app.startexam.com/Center/Web/test_aefremov, вход по паролю. – Загл. с экрана. – Яз. рус.

Естествознание для среднего профессионального образования. Научная школа А. Ю. Ефремова [Электронный ресурс] / Опорные электронные конспекты – Режим доступа: http://www.es-tes.com/#!find-talent/c6v5, вход по паролю. – Загл. с экрана. – Яз. рус.

Тема 7. Основы электродинамики

Электричество. История открытия. Электричество. История термина. Античные опыты Фалеса. Лейденская банка – первый конденсатор. Первая научная теория электричества. Открытия Кулона и Гальвани. Первый источник постоянного тока А. Вольта. Вольтова дуга. Исследования электромагнетизма физиками 19 в. Опыты Фарадея и их значение. Открытие перспектив передачи электроэнергии на расстояние. Открытие электрона. Исследование электричества современной физикой.

Основы электродинамики. Термин электродинамика. Электродинамика как наука. Электрон и электрический заряд. Электрические заряды и принцип их взаимодействия. 4 способа электризации. Откуда берутся электрические заряды. Ионы и ионизация. Закон сохранения заряда. Закон Кулона. Электрическое поле. Опыты М. Фарадея. Опыты Джеймса Максвелла. Основные характеристики электрического поля: напряжённость, напряжение, потенциал.

Постоянный электрический ток. Электрический ток. Постоянный электрический ток. Эффекты (действия) электрического тока: тепловое, химическое и магнитное. Сила тока. Единица измерения силы тока. Три условия существования постоянного электрического тока. Закон Ома для участка цепи. Электрическое сопротивление. Физическая формула и единицы измерения. Природа электрического сопротивления проводников. Проводники. Диэлектрики. Электрическое напряжение. Работа и мощность электрического тока. Тепловое действие электрического тока и закон Джоуля-Ленца. Мощность тока.

Демонстрации:

Лейденская банка – первый конденсатор.

Простейший гальванический элемент.

Вольтова дуга.

Опыты Фарадея.

Видеосъемка опытов в Большом электронном коллайдере.

Электризация тел.

Объемная модель атома гелия.

Закон Кулона.

Опыты Джеймса Максвелла с электрическим полем.

Электрический ток.

Закон Ома для участка цепи.

Появление электрического тока в проводнике.

Последовательное подключение проводников.

Параллельное подключение проводников.

Свойства диэлектрика.

Задание на самоподготовку.

1. Письменное домашнее задание №3. Режим доступа: http://www.es-tes.com/#!-1-/c3mv

2. Опорный электронный конспект по теме №7: Основы электродинамики. Режим доступа: http://www.es-tes.com/#!find-talent/c6v5

3. Самостоятельно ответить на следующие контрольные вопросы:

1. Назовите основные вехи в истории открытия электричества.

2. Докажите, что т. н. «Лейденская банка» имеет непосредственное отношение к открытию электричества.

3. Определите, когда и кем была сформулирована первая научная теория электричества.

4. Сформулируйте значение открытий Кулона и Гальвани.

5. Охарактеризуйте физическими терминами в чем суть первого источника постоянного тока А. Вольта.

6. Сформулируйте физические признаки т. н. «Вольтовой дуги».

7. Назовите отличительные характеристики и достижения исследований электромагнетизма физиками ХIX в.

8. Объясните доказательно, в чем значение опытов Фарадея в области электричества.

9. Объясните доказательно, в чем перспективы передачи электроэнергии на расстояние.

10. Сформулируйте определение электрона и условия его открытия.

11. Покажите на примерах значимость исследований электричества в современной физике.

12. Объясните смыслы термина: «Электродинамика».

13. Объясните доказательно, почему электродинамика рассматривается как физическая наука.

14. Объясните смыслы понятий электрона и электрического заряда.

15. Объясните доказательно, в чем проявляется принцип взаимодействия электрических зарядов.

16. Назовите 4 способа электризации.

17. Объясните на примерах, откуда берутся электрические заряды.

18. Разъясните смыслы терминов: «Ионы и ионизация».

19. Сформулируйте закон сохранения заряда.

20. Сформулируйте закон Кулона.

21 Раскройте смысл физического понятия: «Электрическое поле».

22. В чем значение опытов М. Фарадея и Дж. Максвелла.

23. Разъясните физические смыслы основных характеристик электрического поля: напряжённости, напряжения, потенциала.

24. Дайте определение постоянному электрическому току.

25. Сформулируйте, какие эффекты (действия) сопутствуют протеканию электрического тока.

26. Дайте определение, что такое сила тока.

27. Назовите единицу измерения силы тока.

28. Назовите три условия существования постоянного электрического тока.

29. Сформулируйте закон Ома для участка цепи.

30. Раскройте понятие: «Электрическое сопротивление».

31. Воспроизведите физическую формулу, единицы измерения сопротивления.

32. Объясните, в чем проявляется природа электрического сопротивления проводников.

33. Разъясните на практических примерах, что является проводниками и диэлектриками.

34. Дайте определение электрическому напряжению.

35. Сформулируйте смысл физических понятий: «Работа и мощность электрического тока».

36. Объясните, в чем проявляется тепловое действие электрического тока.

37. Сформулируйте закон Джоуля-Ленца.

Литература. Интерактивный ресурс.

Естествознание для среднего профессионального образования. Научная школа А. Ю. Ефремова [Электронный ресурс] / Опорные электронные конспекты – Режим доступа: http://www.es-tes.com/#!find-talent/c6v5, вход по паролю. – Загл. с экрана. – Яз. рус.

Тема 8. Основы электромагнетизма

Основы электромагнетизма. Магнитное поле тока. Основная силовая характеристика магнитного поля. Демонстрация силовых линий магнитного поля. Значение магнитного поля для жизни на Земле. Демонстрация защиты Земли магнитным полем от солнечной радиации. Демонстрация опыта Ханса Эрстеда. Закон взаимодействия электрических токов – Закон Ампера. Демонстрация опытов с магнитным полем Анри Ампера. Электродвигатель. Демонстрация устройства и работы электродвигателя.

Переменный электрический ток. Явление электромагнитной индукции. Открытие Фарадеем электромагнитной индукции. Демонстрация опыта Фарадея переменным магнитным полем. Выводы Фарадея о существовании индукционного электрического тока. Индукционный электрический ток. Демонстрация опыта Фарадея с индукционным током. Теоретические выводы М. Фарадея об электромагнитной индукции. Электромагнитная индукция. Генератор переменного электрического тока. Демонстрация устройства и работы генератора Фарадея. Электрогенератор. Определение и основные элементы. Использование электрогенераторов в промышленных целях. Передача электроэнергии на дальние расстояния. Трансформатор. Определение и история создания. Демонстрация устройства и работы трансформатора. Демонстрация кипячения воды трансформатором.

Электромагнитные волны. Электромагнитное поле. Электромагнитная волна. Исследования электромагнитных волн Д. Максвеллом и Г. Герцем. Электромагнитная волна как процесс взаимосвязанного изменения векторов Е и В. Два условия электромагнитного волнового процесса. Изобретение радио. А. С. Попов. Свойства электромагнитной волны. Синфазность напряженностей Е и В в распространяющейся волне. Длина электромагнитной волны. Частота электромагнитной волны. Основные свойства волновых процессов в электромагнитном поле. Отражение электромагнитной волны. Поглощение электромагнитной волны. Преломление электромагнитной волны. Интерференция электромагнитной волны. Дифракция электромагнитной волны.

Демонстрации:

Силовые линии магнитного поля.

Защита Земли магнитным полем от солнечной радиации.

Опыт Ханса Эрстеда.

Опыты с магнитным полем Анри Ампера.

Устройство и работа электродвигателя.

Опыт Фарадея переменным магнитным полем.

Опыт Фарадея с индукционным током.

Генератор переменного электрического тока Фарадея.

Устройство и работа трансформатора.

Кипячение воды трансформатором.

Задание на самоподготовку.

1. Тестирование уровня остаточных знаний. Декабрь-тест. Доступ к тесту: http://app.startexam.com/Session/Open/daed17fd-0373-401c-9a5a-c4de65b01867?v=1&centerName=test_aefremov

2. Опорный электронный конспект по теме №8: Основы электромагнетизма. Режим доступа: http://www.es-tes.com/#!find-talent/c6v5

3. Самостоятельно ответить на следующие контрольные вопросы:

1. Сформулируйте физические характеристики магнитного поля тока.

2. Объясните, в чем основная силовая характеристика магнитного поля.

3. Определите доказательно на примерах, в чем значение магнитного поля для жизни на Земле.

4. Сформулируйте закон взаимодействия электрических токов – закон Ампера.

5. Дайте определение электродвигателю.

6. Дайте определение переменному электрическому току.

7. Раскройте физические характеристики явления электромагнитной индукции.

8. Раскройте значение открытия Фарадеем электромагнитной индукции.

9. Назовите выводы Фарадея о существовании индукционного электрического тока.

10. Сформулируйте понятие и дайте определение индукционному электрическому току.

11. Назовите теоретические выводы М. Фарадея об электромагнитной индукции.

12. Дайте определение электромагнитной индукции.

13. Дайте определение генератору переменного электрического тока.

14. Дайте определение и назовите основные элементы электрогенератора.

15. Покажите на примерах использование электрогенераторов в промышленных целях.

16. Каким образом электроэнергия передается на дальние расстояния?

17. Дайте определение трансформатору.

18. Назовите основные исторические этапы создания трансформаторов.

19. Дайте определение электромагнитной волны.

20. Дайте определение электромагнитному полю.

21. Покажите доказательно значение исследований электромагнитных волн Д. Максвеллом и Г. Герцем.

22. Объясните векторные особенности электромагнитной волны как процесса взаимосвязанного изменения векторов Е и В.

23. Назовите два условия электромагнитного волнового процесса.

24. Значение исследований А. С. Попова в изобретении радио.

25. Определите физические свойства электромагнитной волны.

26. Что такое синфазность напряженностей Е и В в распространяющейся волне?

27. Объясните смысл понятия: «Длина электромагнитной волны».

28. Объясните смысл понятия: «Частота электромагнитной волны».

29. Сформулируйте основные свойства волновых процессов в электромагнитном поле.

30. Охарактеризуйте физическими терминами суть отражения электромагнитной волны.

31. Охарактеризуйте физическими терминами суть поглощения электромагнитной волны.

32. Охарактеризуйте физическими терминами суть преломления электромагнитной волны.

33. Охарактеризуйте физическими терминами суть интерференции электромагнитной волны.

34. Охарактеризуйте физическими терминами суть дифракции электромагнитной волны.

Литература. Интерактивный ресурс.

Тесты А. Ю. Ефремова на STARTEXAM [Электронный ресурс] / КИАС. Естествознание – СПО – Режим доступа: http://app.startexam.com/Center/Web/test_aefremov, вход по паролю. – Загл. с экрана. – Яз. рус.

Естествознание для среднего профессионального образования. Научная школа А. Ю. Ефремова [Электронный ресурс] / Опорные электронные конспекты – Режим доступа: http://www.es-tes.com/#!find-talent/c6v5, вход по паролю. – Загл. с экрана. – Яз. рус.

Тема 9. Основы оптики.

Развитие представлений о природе света. Первые попытки исследовать свет. Пифагор Самосский и его теория света. Две «взаимоисключающие» гипотезы о природе света в 17 в. Развитие корпускулярной теории света. Развитие волновой теории света. Скорость света в вакууме. Первое определение скорости света. Понятие скорости света в свободном пространстве (вакууме). Показатель скорости света в опытах Армана Физо. Диалектика научных представлений о природе света. Свойства света в современном естествознании.