Электромагниттік толқындар

М А З М Ұ Н Ы

КІРІСПЕ......................................................................................................................3

І-ТАРАУ

ЭЛЕКТРОМАГНИТТІК ТОЛҚЫНДАР ЖАЙЫНДАҒЫ ЖАЛПЫ МӘЛІМЕТТЕР

1.1. Электромагниттік толқындар туралы алғашқы түсініктерді

қалыптастыру жолдары .............................................................................................8

1.2. Мектеп курсында электромагниттік толқындардың қасиеттерін оқытудың

негізгі мәселелері.......................................................................................................15

ІІ-ТАРАУ

ЭЛЕКТРОМАГНИТТІК ТОЛҚЫНДАР ТАРАУЫН 11 СЫНЫПТА

ОҚЫТУ ӘДІСТЕМЕСІ.............................................................................................20

2.1. Дамыта оқыту технологиясы арқылы электромагниттік толқындар

тарауын оқыту ..........................................................................................................22

2.2. Мектеп оқушыларын ғылыми жұмысқа баулуда «Электромагниттік

толқындар шығару әдістері» тақырыбын оқытудың ерекшелігі..........................41

2.3. Радиотолқындар және олардың қасиеттерін оқыту әдістемесі.....................46

ҚОРЫТЫНДЫ...........................................................................................................64

ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР......................................................................65

КІРІСПЕ

Зерттеудің көкейтестілігі. Қазақстан Республикасының «Білім туралы» заңында «Білім беру жүйесінің басты міндеті – ұлттық және жалпы адамзаттық құндылықтар, ғылым мен практика жетістіктері негізінде және адамды қалыптастыруға және кәсіби шеберлігін шыңдауға бағытталған білім алу үшін қажетті жағдайлар жасау: оқудың жаңа технологияларын енгізу, білім беруді ақпараттандыру, халықаралық ғаламдық коммуникациялық желілерге шығу» деп білім беру жүйесін одан әрі дамыту міндеттері көзделеді.

Елбасымыз Н.Ә.Назарбаевтың «Қазақстан-2030» даму бағдарламасында Қазақстан халқына жолдауында «Біздің жас мемлекетіміз өсіп жетіліп кемелденеді, жас шәкірттер онымен бірге ер жетеді. Олар өз ұрпағының жауапты да жігерлі, білім өрісі биік, денсаулықтары мықты өкілдері болады. Олар бабаларының игі дәстүрлерін сақтай отырып, қазіргі заманғы нарықтық экономика жағдайында жұмыс істеуге даяр. Олар бейбіт айбат, жылдам өркендеу үстіндегі күллі әлемге әйгілі, әрі сыйлы өз елінің патриоттары болады» деп көрсетілгендей ертеңгі келер күннің бүгінгіден гөрі нұрлы болуына ықпал етіп, адамзат қоғамын алға апаратын құдіретті күш – білімге тән.

Ғылым мен техникалық прогрестің бүкіл әлемдік деңгейде ғарыштап алға басуы, сондай-ақ қоғамдағы соңғы өзгерістер барлық елдерде де білім беру жүйесіне түбегейлі өзгерістер енгізуді қажет етті. Соның нәтижесінде Қазақстан Республикасында «Білім беру заңы» дүниеге келді. Аталмыш заңда жалпыға міндетті білім беру бұрынғыдай 11 жылға созылмай, 9 жылмен шектелген. Сөйтіп, орта мектептің үш сатысы пішіні (формасы) жағынан да, сол пішінге сәйкес келетін білім мен тәрбие мазмұны жағынан да, жаңа қасиеттерге ие болды. Осыған сәйкес орта мектептің бірінші сатысы – бастауыш мектеп, екінші сатысы – 9 жылдық жалпыға міндетті негізгі мектеп, ал соңғы үшінші сатысы – жалпыға міндетті емес, белгілі бір мамандыққа сілтеуші бағдарлы мектеп болып түрленіп отыр.

Мектеп құрылымының өзгерісі оның қызметі оқу – тәрбие мақсатын, сондай-ақ білім мазмұнын өмір талабына сай жаңадан жасауға итермелейді. Осы мақсатта орта мектеп мәселелеріне байланысты бірқатар тұжырымдамалар жарық көрді. Сондай тұжырымдамалардың қатарында білім мазмұнын жаңартудың әртүрлі ғылыми-әдіснамалық пайымдаулары да бар. Онда негізгі мектептегі білім мазмұнының пәндік құрылымы ашылып, сонымен бірге орта мектептің үш сатысын да қамтитын мемлекеттік базистік оқу жоспарының негізі қаланды. Міне, осы ғылыми тұжырымдамалардың барлығында негізгі мектеп үшін физика және астрономия пәндері жеке-жеке берілмей, жиынтық бір пән ретінде берілетін болды.

Оқытудың технологиясы білім берудің теориялық және қызметтік негізін қалыптастыруды, білімді еңбекпен ұштастырып, іс-әрекеттің сапалылығын дамытып, мақсатты өмір сүруге ұмтылуға әсер етеді. Оқыту технологиясын жетілдірудің педагогикалық психологиялық бағыттары, оқытудың жаңа технологияларын пайдалану да, білім сапасын арттырудың тиімді жолдарының бірі болып отыр. Физика пәнін жаңа технологиямен оқыту, оқушылардың материалды білім деңгейіне қарай игеру үрдісін іске асырады. Бекіту кезінде оқушыларды әр түрлі жаңа әдістер бойынша сөйлетіп үйрету, олардың теориялық материалды игеруіне апаратын ең тиімді жол деп есептеймін. Сондықтан мектеп физикасынан берілетін білімнің сапасын жетілдіру үшін әрбір түлек, мектеп мұғалімдері ғылыми тұрғыдан зерттеп, жеке тарауларды оқытудың әдістемесін жасау қажет деп ойлаймын. Осы бағытты іске асыру бағытында «Электромагниттік толқындар тарауын оқыту әдістемесі» атты дипломдық жұмыстың тақырыбына сай келетін көкейкесті мәселелерді қамтыдым.

Зерттеу мақсаты. «Электромагниттік толқындар» тарауын оқытудың әдістемелік жүйесіне сүйене отырып 11 сыныптағы физика курсынан «Электромагниттік толқындар» тарауын оқытуда оқушылардың білім сапасын жетілдірудің әдістерін дайындап, оны оқу үрдісіне енгізу.

Зерттеу объектісі. 11 сыныптағы физика курсынан «Электромагниттік толқындар» тарауын оқыту үрдісі.

Зерттеу пәні. Физика курсындағы «Электромагниттік толқындар» тарауын оқыту әдістемесі.

Зерттеудің ғылыми болжамы. «Электромагниттік толқындар» тарауы бойынша негізгі ұғымдарды оқушыларға меңгертудің ғылыми әдістері, жекеленген тақырыптарды оқытудың жаңа әдістемелік жолдары жасалды.

Қойылған мақсаттың орындалуы үшін және ұсынылған болжамның дұрыстығын тексеруге байланысты төмендегідей зерттеу міндеттері анықталды:

1. Философиялық, педагогикалық, психологиялық және әдістемелік әдебиеттерді талдау негізінде «Электромагниттік толқындар» тарауын оқытудың оқу үрдісіндегі рөлін ашу.

2. Әдістемелік зерттеулердің нәтижелеріне және орта мектептегі жаңашыл педагогтардың ғылыми мақалаларына сүйене отырып, «Электромагниттік толқындар» тарауын оқытудың оқу үрдісіндегі орны мен қызметін белгілеу, логикалық байланыстары мен қатынастарын анықтау.

3. Білім мазмұнының құрылымының оқушы тұлғасының құрылымына және оның қаракет құрылымдарына сәйкестік заңына негіздеп, тиімді оқытудың жолдарын анықтау.

4. Оқушылардың білім сапасын жетілдіруге арналған «Электромагниттік толқындар» тарауын оқыту әдісі пайдаланылған сабақтарды өткізудің бірнеше үлгі жоспарларын дайындап, оны практикада қолдану

Зерттеу әдістері. Дипломдық жұмыста қарастырылған зерттеу әдістері жан-жақты талданды. Ғылыми-әдістемелік әдебиеттермен және мақалалармен танысып, оларды басшылыққа ала отырып, бірнеше ашық сабақтар өткізіп, практикалық тұрғыдан тірек конспектілер, физикалық диктанттар жүргізіліп, тексерілді. Сонымен қатар оқушылармен әңгімелер өткізіп, анкета, тесттік, бақылау жұмыстарын жүргізу арқылы жасалған жұмыстың тиімділігі зерттелді.

Зерттеу көздері. Қазақстан Республикасының Конститутциясы, ҚР «Білім туралы заңы», ҚР жалпы орта білім берудің мемлекеттік жалпыға міндетті стандарты, оқу бағдарламалары, тұжырымдамалар, ғылыми және әдістемелік әдебиеттер т.б.

Зерттеу кезеңдері. Алғашқы кезеңде физикадан әдістемелік оқулықтардағы, ғылыми басылымдардағы, жеке зерттеулердегі жаңа технология, оның ішінде 11 сыныптағы физика курсынан «Электромагниттік толқындар» тарауын оқыту әдістемелеріне талдау жасалды.

Негізгі кезең. Орта мектептегі 11 сыныпта физика курсынан «Электромагниттік толқындар» тарауына өткізілетін сабақтарға тапсырмалар дайындап, жоспары құрылып, оны өз практикамда пайдалана отырып, педагогикалық сынақтан өткіздім.

Аяқталу кезеңінде зерттеу болжамы нақтыланып, «Электромагниттік толқындар» тарауын оқытудағы демонстрациялық эксперименттерді көбірек пайдаланудың тиімділігіне көз жеткізілді. Әсіресе соңғы кезде оқыту әдістемесіне енгізіле бастаған оқытудың жаңа әдістері виртуальды эксперименттерді, тірек конспектілерді бірнеше вариантта пайдалану, оқушылардың пәнге деген қызығушылығын арттырып, білім сапасын жетілдіруге көмектесетіндігі анықталды..

Зерттеудің ғылыми практикалық маңыздылығы. Физика пәні бойын-ша 11 сыныпта «Электромагниттік толқындар» тарауын оқытудың тиімді әдістері дайындалып, оларды пайдаланудың тиімділігі анықталды.

Оқушылардың білімін, икемділігін (ептілігін), дағдыларын тексеріп бағалаудың дидактикалық материалдары әзірленді.

Дипломдық жұмыстың құрылымы кіріспеден, екі бөлімнен, қорытындыдан, пайдаланылған әдебиеттерден тұрады.

І. ЭЛЕКТРОМАГНИТТІК ТОЛҚЫНДАР ЖАЙЫНДАҒЫ

ЖАЛПЫ МӘЛІМЕТТЕР

Қазіргі кезде Республикамызда білім берудің жаңа жүйесі жасалып әлемдік білім беру кеңістігіне енуге бағыт алып, педагогика теориясы мен оқу тәрбие үрдісіндегі елеулі өзгерістерге байланысты білім беру парадигмасы өзгеріп: білім берудің мазмұны жаңарып, жаңа көзқарас, басқаша қарым-қатынас; оқыту технологиясын жеделдетудің психологиялық педагогикалық бағыттағы негізгі ой-тұжырымдары төмендегіше сипатталады:

- есте сақтауға негізделген оқып білім алудан, бұрынғы меңгергендерді пайдалана отырып, ақыл ойды дамытатын оқуға көшу;

- білімнің статистикалық үлгісінен ақыл-ой әрекетінің динамикалық құрылым жүйесіне көшу;

- оқушыға орташа деңгейде білім беретін бағдарламадан жеклеп, саралап оқыту бағдарламасына өту.

Ғылым мен өндірістің дамуына физиканың қажеттілігі физикалық білім мен біліктің қолданылу аясының кеңеюі еліміздегі әрбір оқушының физикалық білімінің толық болуының мәнін және маңызын күшейте түседі. Бұл еліміздің әрбір азаматына орта білім алуға міндет арта отырып, мұғалім қауымынан ертеңгі күні мемлекет сенім арта алатындай оқушылардың физикалық дайындығының сапасын көтеруді және білімнің қандай да бір деңгейіне кепілдік беруін қамтамасыз етуді талап етеді.

Бүгінгі күні мектептің алдына білім берудің және тәрбиелеудің сапасын жоғарлату, әр пәнді жоғары ғылыми дәрежеде оқыту талаптары қойылған. Осыған байланысты оқылатын материалдар тізбесін және көлемін нақтылау, оқулықтар мен оқу бағдарламаларындағы артық жүктемелерді алу, оқу пәндеріндегі жетекші идея мен негізгі ұғымды нақтылы сипаттауды қамтамасыз ету, әрбір пән үшін іскерлік пен дағдының тиімді көлемін анықтау қажеттігі туып отыр. Бұл мәселелерді шешудің негізгі бір жолы мұғалімдердің теориялық және әдістемелік шеберліктерін жетілдіру екені айқын.

Осы мақсатта, ең алдымен қазіргі жұмыс істеп тұрған мектептер жұмыстарына бірлесе отырып педагогикалық, әдістемелік ғылымдардың соңғы жылдардағы жаңалықтарын енгізуге күш жұмсауы қажет. Ал, бұл жұмысты жүзеге асыру мектеп мұғалімі қауымының өз іскерліктерін арттыруымен қатар олардың әдістемелік ғылыми жетістіктерін меңгеруге бел шеше кірісулеріне тікелей байланысты.

Мектепте осы бағытта жүргізілген жұмыстың тиімділігі мен пайдалылығына қарамастан кез келген жаңалықты оқу процесіне енгізу қиындықсыз болмайды. Бүгінгі ғылым мен техника дамыған ХХІ ғасырда жас ұрпақты білімді, ізденгіш, шығармашылықпен жұмыс істеуге дағдыландыру үшін әр түрлі оқыту тәсілдерін пайдалану ұстау қауымының басты міндеті деп ойлаймын.

Оқу стандарты бойынша электромагниттік толқындар тарауы бойынша мектептің негізгі сатысында оқушылардың міндетті (минимум) дайындық деңгейіне қойылатын талаптар:

- жарықты электромагниттік толқын ретінде және бөлшектер (фотондар) ағыны ретінде қарастыра отырып түсіндіруге мүмкіндік беретін тәжірибені немесе құбылысты сипаттауы;

- жарықтың толқындық табиғатын дәлелдейтін эксперименттерге немесе құбылыстарға мысалдар келтіруі;

- жарықтың шағылу және сыну заңдарын білу; нәрсенің айнадағы және линзадағы кескінін салуы;

- мына оптикалық құралдардың: жазық және сфералық айналар, лупа, фотоаппарат, проекциялық аппарат, микроскоп, телескоп, “көз-көзілдірік” жүйесі біреуінің қызметі мен жұмыс істеу принципін түсіндіру.

Дипломдық жұмыста берілген тарауды оқытуда жоғарыдағы талаптардың орындалуына баса назар аударылды.

1. . Электромагниттік толқындар туралы алғашқы түсініктерді қалыптастыру жолдары

Берілген тақырыпты оқытуда электромагниттік толқын ұғымын және айнымалы электр мен өрістердің өзара байланысын қарастырудан бастаймыз, Материалды баяндауда олардың тарихи қалыптасуындағы жүйелілікті сақтау қажет. Максвеллдің ығысу тогы туралы болжамынан оның дұрыстығын дәлелдейтін экспериментке көше отырып, Максвеллдің электромагниттік өрістің бірлігі туралы теориясы, электромагниттік толқын ұғымы, Герц тәжірибелері, соңында радиобайланыстың физикалық негіздерінде тоқталамыз.

Электромагниттік толқындарды оқытуда оқушыларға теория мен тәжірибелік деректерден негізгі қорытындыларды, модельді көріністерді, графиктерді, сызбаларды, физика курсының осындай күрделі материалдарын түсінуді жеңілдететін техникалық құралдарды пайдаланып баяндау қажет.

Электромагниттік толқындардың бар екені жайлы Максвеллдің теориялық гипотезаларын 1886 ж. эксперименттік жолмен Герц дәлелдеді. Максвелл теориясының дұрыстығын дәлелдеуде осы эксперименттің маңызы зор. Электромагниттік толқындар жылдамдығының жарық жылдамдығымен бірдей болуы Максвеллге жарықтың табиғаты электромагниттік деген болжам айтуға мүмкіндік берді.

Электромагниттік толқындардың болуы, таралуы сапалық жағынан тек қана электр зарядтарының үдемелі қозғалуынан пайда болатынымен түсіндіріледі. Антеннада немесе ашық дірілдеткіштерде (вибраторда) осындай зарядтардың үдемелі қозғалысы бақыланады.

Электромагниттік толқындардың шығу тегін түсіндіруде авторлар төмендегідей тәсіл ұсынады: толқын көзі ретінде жабық тербелмелі контурдің әлсіз екенін көрсетеміз, содан кейін біртіндеп конденсатордың сыйымдылығы мен катушканың индуктивтілігін өзгертіп, ашық контурға – вибраторға ауысамыз. Осы жерде Герцтің тәжірибелеріне толық тоқталу керек. Оқулықтағы тәжірибе жүргізіп, ондағы кейбір мезетте пайда болатын вибратордың айналысындағы электр және магнит өрістерін оқушылармен бірге бақылау орынды. Оқылған материалды орыс тіліндегі оқу фильмдерінен “Физические основы радиопередачи” деген фрагментпен пысықтаған дұрыс. Бұл фильмде электромагниттік толқынның антеннадан таратылу процесі көрсетіледі.

Электромагниттік толқындардың энергиясын оқыту барысында, электромагниттік толқынның энергия таситыны Максвелл теориясынан шығатынына мұғалім оқушылардың назарын аудару қажет. Толқынның таситын энергиясы сандық шамасы жағынан энергия ағыны тығыздығының векторымен сипатталады. Оқушылар электромагниттік толқын ағынының тығыздығы немесе толқынның қарқындылығы жиеліктің төртіншісі дәрежесіне пропорционал болатынын түсіндіру керек: I ~ ω⁴

Толқындық процестердің көптеген заңдылықтарының әмбебап қасиеттері табиғаты әр түрлі болып келетін серпімді ортадағы механикалық толқындарда, су бетіндегі толқындарда және т.б. бірдей болады. Бұл қасиет-электромагниттік өріс тербелістерінің таралу процесі болып табылатын электромагниттік толқынға да тән. Бірақ толқындардың өзге түрлерінің таралуы белгілі материалық ортада ғана мүмкін болса, электромагниттік толқын тек вакуумде емес, әр заттың ішінде тарала алады. Радиотолқындар, инфрақызыл ультра-күлгін, рентген сәу-лелер, көрінетін жарық және т.б. электромагниттік толқындар болып табылады.

Электрлік және магниттік құбылыстарға байланысты 8-сынып материалдарынан мынадай қорытынды жасауға болады. Электр өрісін электр заряды бар денелер туғызады. Бойымен электр зарядтары өтетін өткізгіштің төңірегінде магнит өрісі пайда болады. Қозғалмайтын зарядтың электр өрісі барлық уақыт-та да өзгеріссіз қалады. Бірқалыпты қозғалатын зарядтардың, яғни тұрақты электр токтарының төңірегінде пайда болатын магнит өрісі де өзгермейді. Ал егер электр заряды бар бөлшектер тыныштық немесе бір қалыпты қозғалыс қалпынан шығып, айнымалы қозғалыс жасаса, онда қандай өріс пайда болар еді? Бұл сұрақтың жауабын ағылшынның ұлы ғалымы Максвелл тапты.Электр зарядтары айнымалы қозғалғанда, яғни кез келген айнымалы токта электр өрісі де, магнит өрісі де уақыт ағымына қарай өзгеріп отырады. Сонымен қатар, бөл өрістер, Максвеллдің 1865 жылғы теориялық пайымдауынша, өздерін біртұтас электромагниттік өріс түрінде көрсетеді. Максвелл сегіз жыл бойы тынбай жүр-гізген физика - математикалық талдауларын 1873 жылы қорытындылады. Ол біртұтас электромагниттік өрістің теориясын жасады және оның бос кеңістікте де толқын түрінде тарай алатындығын дәлелдеді. Максвеллдің электромагниттік өріс теориясының түйіні мынаған саяды.

1. Өзгеріп отыратын магнит өрісі кеңістікте өзгеріп отыратын электр өрісін тудырады.

2. Өзгеріп отыратын электр өрісі кеңістікте өзгеріп отыратын магнит өрісін тудырады.

Осылайша, өзгеріп отыратын электр және магнит өрістері әр уақытта да өзара байланыста болады, сондықтан олардың ажырамас бірлігін электромагниттік өріс дейді. Электромагниттік өрісті көрнекі түрде бейнелеу үшін оны, бір жағынан, электр өрісінің кернеулік векторы арқылы, екінші жағынан, магнит өрі-сінің индукция векторы арқылы сипаттап кескіндейді.

Электромагниттік өріс - ақиқат нәрсе. Ол материя формасының бір түрі

болып табылады. Материя формасының екінші түрі зат екенін біз 7-сыныптан білеміз.

Электр зарядтары айнымалы қозғалыс (мысалы, тербеліс) жасағанда,

олардың туғызатын айнымалы электромагниттік өрісі кеңістіктің бір нүктесінен екінші нүктесіне тарайды (1.1-сурет).

Айнымалы электромагниттік өрістің кеңістікте таралуын электромагниттік толқын деп атайды.

1.1-сурет. Электромагниттік толқынның таралуы

Электромагниттік толқынның пайда болуы туралы Максвеллдің 1865 ж. айтқан болжамы кейінірек эксперимент жүзінде дәлелденді.

1887-1888 жж. Г.Герц жасаған тәжірибелер айнымалы электромагниттік өрістің кеңістікте толқын түрінде тарайтындығын көрсетіп берді.

Электромагниттік толқынның таралу механизмін былай түсіндіруге болады. Кеңістіктің белгілі бір нүктесінде (мысалы, координаталары О бас нүктесінде) заряд тербелмелі қозғалыс жасады дейік (1.1-сурет). Зарядтың мұндай тербелісі кернеулік векторының да тербелісін туғызып, оның сандық мәні (модулі) мен бағыты периодты түрде өзгеретін болады. Максвелл теориясы бойынша кеңістіктің нақ осы нүктесінде индукция векторы да векторына перпендикуляр бағытта тербеліс жасайды. Сонымен қатар, өріс векторының тербелісі кеңістіктің көрші нүктелеріне беріледі. Сөйтіп, өріс векторларының келесі нүктелердегі тербелісі, алдыңғы нүктелерге қарағанда, кешігіп туындайды. Осылайша электромагниттік өріс кеңістіктің барлық бағытында белгілі бір жылдамдықпен электромагниттік толқын түрінде тарайды. Электромагниттік толқынмен механикалық толқындардың ұқсастықтары да, өзгешеліктері де бар. Солардың негізгілерін атап өтейік.

1. Электромагниттік толқын әр түрлі заттарда да, вакуумда да тарай алады. Ал механикалық толқындар тек заттардың бөлшектері қатысатын орталарда ғана (қатты денеде, сұйықта және газда) тарайды. Механикалық толқында ортаны құрайтын заттардың бөлшектері тербеледі. Ал электромагниттік толқында өрістің және векторлары ғана тербеледі.

Міне, сондықтан электромагниттік тербеліс вакуумда да толқын түрінде тарай алады.

2. Электромагниттік толқындар - тек көлденең толқындар болып табылады. Шынында да, индукция және кернеулік векторлары бір-біріне перпендикуляр бағытта тербеледі. Ал механикалық толқындар көлденең толқындар да, бойлық толқындар да бола алады.

3. Максвеллдің теориялық есептеулері бойынша вакуумдағы электромагниттік толқынның таралу жылдамдығы тұрақты шама

.

Электромагниттік толқынның таралу жылдамдығының векторы кернеулік және индукция векторларына перпендикуляр болады. Максвелл көрінетін ақ жарықты жылдамдықпен тарайтын электромагниттік толқын деп жорыды. Кейінірек, жарықтың таралу жылдамдығы эксперимент жүзінде үлкен дәлдікпен өлшенген соң, Максвеллдің бұл болжамы да шындыққа айналды. Тәжірибеде өлшенген жарықтың таралу жылдамдығы Максвеллдің теорияда анықтаған электромагниттік толқынның таралу жылдамдығымен дәлме-дәл келді. Осылайша жарықтың электромагниттік табиғаты толық дәлелденді.

4. Вакуумға қарағанда заттағы электромагниттіктолқынның таралу жыл- дамдығы аз болады және ол мына өрнекпен анықталады:

(1.1)

өйткені ортаның сыну көрсеткіші , ал вакуумде .

5. Механикалық толқындар сияқты электромагниттік толқындарда энергия тасиды. Жер бетіндегі тіршіліктің тууы, органикалық заттардың (ағаштың, көмірдің, мұнайдың, газдың, шымтезектің т.б.) пайда болуы күн сәулесімен келетін, яғни электромагниттік толқындармен жететін энергияға тікелей байланысты. Кейінірек электромагниттік толқындардың нақты энергия таситын-дығына тәжірибе көз жеткізетін боласыңдар.

IV. Электромагниттік толқындардың толқын ұзындығы периоды (Т),

жылдамдығы (с), тербеліс жиілігі арасындағы қатынастар механикалық тол-қындардағы сияқты өзгеріссіз қалады:

(1.2)

Электромагниттік толқындардың вакуумнан затқа өткенде, жиілігі өзгермейді. Өйткені толқындардың жиілігі олардың туғызатын күштердің жиілігіне ғана байланысты болады. Ал толқындардың зат ішіндегі жылдамдығы өзгеретін болғандықтан, оның толқын ұзындығы да өзгереді. Вакуумдағы толқын ұзындығын ал заттағы шамасын деп белгілесек, онда жоғарыдағы формулаларды ескере отырып, мына өрнектерді аламыз:

(1.3)

V. Тербелмелі электрлік контурда пайда болатын электромагниттік тербелістер периоды:

(1.4)

Томсон формуласымен анықталатыны белгілі. Бұдан тербелмелі контурдағы шарғының (катушканың) индуктивтілігін (L) және конденсатордың сыйымдылығын (С) өзгерте отырып, электромагниттік тербелістің периодын (Т) қалауымызша өзгерте аламыз.

Ендеше, өрнектеріне сәйкес берілген жиіліктегі немесе толқын ұзындығындағы кез-келген электромагниттік сәулелерді ала аламыз (2-сурет). Алайда, осының бәрінде де электромагниттік толқындардың вакуумдағы таралу жылдамдығы өзгеріссіз қалады, өйткені ол бүкіләлемдік іргелі тұрақты

болып табылады.

Жарық толқындары да, радиотолқындар да, рентгендік сәулелер де,электромагниттік сәулелердің басқа түрлеріде нақ осындай жылдамдықпен тарайды. Олар тек бір-бірінен толқын ұзындығы немесе жиілігі бойынша ғана ажырайды (2-сурет).

Сөйтіп, барлық электромагниттік сәулелердің табиғаты бірдей, яғни олар электромагниттік толқындар деген қорытындыға келеміз.

Сәуле жиілігі жоғары болған сайын,

1.2-сурет оның таситын энергиясының мөлшері де арта

түседі, әрі организмге тигізетін биологиялық және химиялық әрекеті де ерекше болады. Ультракүлгін сәулесінің үлкен дозасы көз бен теріні зақымдаса, ал рентгендік және гамма-сәулелер өмірге қауіпті. Адам өміріне ең қолайлы нұр - жеке түсті (монохроматты) сәулелердің қосындысынан тұратын ақ жарық.

1-кестеде жарықтың құрамына кіретін кейбір сәулелердің вакуумдағы толқын ұзындықтары және оларға сәйкес келетін кейбір заттардың сыну көрсеткіштері келтірілген.

1-кесте

Вакуумдағы толқын ұзындығы 10-9м	Түсі	Заттардың сыну көрсеткіштері
		Шыны (ауыр флинт ТФ-1)	шыны (жеңіл крон К80)	су	ас тұзы
656,3 589,3 546,1 480,0 404,7	Қызыл Сары Жасыл Көк Күлгін	1,6444 1,6499 1,6546 1,6648 1,6852	1,5145 1,5170 1,5191 1,5235 1,5318	1,3311 1,3330 1,3345 1,3374 1,3428	1,5407 1,5443 1,5475 1,5541 1,5665

Адамзат гравитациялық өріс, радиоактивті сәулелер және электромагниттік сәулелер мұхиты-ғаламда өмір сүріп келеді. Әлемдік өркениеттің дамуы сыртқы ортаның табиғи өріс көздеріне жасанды сәуле шығарудың көздерін қосты. Электромагниттік сәуле шығарудың табиғи және жасанды түрлері бар. Табиғи электромагниттік өрістерге атмосфераның, Күн мен жұлдыздардың радиосәулеленуі, Жердің электр және магнит өрістері жатады.

Жасанды электромагниттік өріс көздеріне телерадиостанциялар, трансформаторлар, радиолокаторлар, электр желісінің жүйелері, микротолқынды пеш, электрпісіргіш, өлшеуіш құралдар, теледидар, ұялы телефон және т.б. жатады. Бұл өрістердің тірі организмдерге әсер ету белсенділігі олардың интенсивтігіне және тербеліс жиілігіне байланысты әр түрлі болады. Мысалы, микротолқынды пештегі өрісте тауық етін тез пісіруге болады, ал осы кезде ыдыс сол суық күйінде қала береді. Жасанды электромагниттік сәулелену ортасы тұрақты электр және магнит өрістерінен төменгі жиілікті электромагниттік өрістерден және 30 кГц пен 300 ГГц диапазондық аралықтағы радиотолқындардан тұрады. Статикалық өріс тірі организмдерге жақын аумақта ғана әсер е-теді, өйткені оның энергиясы ағынының тығыздығы арақашықтықтың квадратына кері пропорционал түрде кемиді. Электр өрісінің кернеулігінің адамдар үшін санитарлық шекті мәні ге тең. Жоғары кернеулі электр жеткізу жүйелерінде бұл шекті деңгей ондаған, тіпті жүздеген метр аралыққа дейін ауытқиды. Арнайы жүргізілген зерттеулер алты күн бойы электр желісінің астында күніне 3 рет 15 мин-тан тұрғанның өзінде невралгиялық сипаттағы өзгерістерді, мидың жұмыс істеу қабілеттілігінің төмендеуін тудыратынын көрсетті. Қуатты электромагниттік өріс көздеріне өнеркәсіпте пайдаланылатын жиіліктегі токтарды жатқызуға болады. Жоғары кернеулі электр желісі бар аумақтардағы электр өрісінің кернеулігі 1 метрге шаққанда бірнеше мың вольтқа жетуі мүмкін. Мысалы, кернеуі 330 кВ электр жеткізу торабындағы кернеулік , ал кернеу 550 кВ болғанда кернеулік -ге дейін жетеді. Дегенмен топырақ электромагниттік толқындарды жақсы жұтатын болғандықтан, электр желісінен 100 м қашықтықта өріс кернеулігі жүздеген вольтқа дейін кемиді. Сондай-ақ ғимараттар, ағаштар, жердің рельефі өріске тосқауыл болады.

Радио мен теледидардағы жоғары жиіліктегі электромагниттік толқындардың адам организміне әсер оның тербеліс жиілігіне байланысты. Жиілік жоғары болғанда, яғни толқын ұзындығы қысқарақ болса, зиянды әсері күшейе түседі. Электромагниттік толқындар алысқа тарала алады, сондықтан олардың адамға әсерінің қауіптілігі сақталады.

Айнымалы электромагниттік толқындар адам денесіне өтіп, ондағы су молекулалары толқынның таралу жағына қарай бағытталады. Сіңір, шеміршек сияқты диэлектриктің айнымалы полярлануы және өткізгіш токтың пайда болуы есебінен организм клеткаларының қызуын туғызады. Электромагниттік толқындар судың мөлшері көбірек болатын адам денесінің көз, ми, бүйрек, асқазан және т.б. мүшелеріне күштірек әсер етеді. Көз жанарының көмескіленуін тудырады, бұл әсер бірнеше жетіден кейін байқалуы мүмкін. Тұрақты магнит және электростатикалық өрістердің қуаты шекті деңгейден асқанда, тыныс алу, ас қорыту мүшелерінің, жүрек-тамыр жүйесінің зақымдануын тудырады. Жоғары жиілікті ультрадыбыстар, лазерлік сәулелер және электромагниттік толқындар адам миына өте күшті әсер етеді. Бейбіт мақсаттарға пайдаланбаған жағдайларда мұндай психотропты қарулардың әсерінен мидың қызметі өзгереді, ойлау, есте сақтау, өзін-өзі ұстау қабілеттілігі төмендейді, миға жаңа мәліметтер енгізілуі мүмкін. Осындай әсердің нәтижесінде адам ерік-жігерін жоғалтады, өз еркіне тәуелсіз нұсқау бойынша күліп, жылап, айғайлай бастайды. Сөйтіп, ол жарымеске айналады.

Қазіргі кезде мұндай психотропты қаруды қолданбау мәселесі көтерілуде. Жоғары жиілікті электромагниттік толқындардың адам организміне зиянды әсерін ескере отырып, олардан қорғану жолдары жүзеге асырылады. Қысқа толқынды қуатты радиостанциялар елді мекеннен алысырақ салынуы тиіс. Телеорталық, радиолокаторлық станциялардың айналасында арнайы санитарлық қорғаныс аймақтары құрылады. Кернеуі 750 кВ-тан жоғары болатын электр жеткі-зу тораптары тұрғын үйлерден кем дегенде 300 м қашықтықта орналасуы тиіс. Жоғары жиілікті желілер орналасқан жердің бәрінде де қорғаныс шаралары ес-керілуі қажет. Компьютер мен теледидардың кинескоптарында арнайы қорғаныс қабаттары ескерілгенмен, электромагниттік сәуле шығару тұрғысынан олар әлі де қауіп көзі болып табылады.Теледидар хабарларын кем дегенде 2,5-3,4 м қашықтықтан көрген дұрыс. Сонымен қатар түрлі-түсті теледидарды 1,5 сағат-тан артық қарамау және міндетті түрде арасына 30-40 минут үзіліс жасау қажет. Халқымыздың «Дені саудың-жаны сау» деген дана сөзін ұмытпайық.

1.2. Мектеп курсында электромагниттік толқындардың қасиеттерін оқытудың негізгі мәселелері

Электромагнитік толқындардың қасиеттерімен танысқанда, олардың да физикалық табиғаты басқа кез келген толқындардың қасиеттеріне ие болатынын ескерту керек. Оларда да шағылу, сыну, интерференциялану, дифракция мен поляризациялану құбылыстары болады. Қабылданған оқу бағдарламасына сәйкес бұл құбылыстар электромагнитік толқындар және жарық толқындарына қатысты қарастырылады.

Электромагниттік толқындардың қасиеттерін демонстрациялау үшін толқын ұзындығы λ = 3 см-ге тең аса жоғары жиелікті генератор қолданылады.

Негізгі демонстрациялық тәжірибелер А.А.Покровскийдің редакциялауымен шыққан орыс тіліндегі “Демонстрационный эксперимент по физике в средней школе, 2-часть” деген оқу құралында жақсы баяндалған. Онда сатылы түрде электромагниттік толқындардың шағылу, сыну, интерференция, дифракция, поляризация құбылыстарының барлық тәжірибелері (ДЭ, 2-бөлім, 60-тәжірибе) берілген. Электромагниттік толқындардың интерференциясы мен дифракциясын демонстрациялағанда, ол құбылыстардың теориясын толық талдаудың қажеттілігі жоқ, себебі оны жарық толқындарын өткенде (4-тарауды қара) орындауға болады. Оқушылар жарық поляризациясын жақсы түсіну үшін электромагниттік толқындардың көлденең толқын екенін демонстрациялап, түсіндіру орынды.

Электромагниттік толқындардың қасиеттерін толқын ұзындығы 3см электромагниттік толқын шығаратын арнайы генераторды қолданып зерттейді. Аса жоғары жиілікті генератор қоздыратын электромагниттік толқын рупор түрінде таратқыш антеннеде ось бағытымен шығарылады. Қабылдағыш антенненың пішіні дәл таратқыш антенне сияқты. Қабылдағыш антеннада кристалдық диод орнатылған, ол антеннада қозатын жиілігі жоғары айнымалы токты бір полярлы толықсыма тоққа айналдырады. Ток күшейтілгеннен кейін дыбыс қабылдағышқа немесе гальванометрге беріліп тіркеледі. Тәжірибелік қондырғының сұлбасы 1.3-суретте көрсетілген.

1.3-сурет. Тәжірибелік қондырғы

1.4-сурет. Генератордың рупоры

Электромагниттік толқындардың шағылуы. Таратқыш және қабылдағыш рупорлардың арасына металл қаңылтыр қойылса, дыбыс естілмейді. Электромагниттік толқын металл қаңылтырдан өте алмай шағылады. Егер генератордың рупорын 1.4-суретте көрсетілгендей бағыттасақ, онда қабылдаушы антенна түсу бұрышына тең бұрышпен шағылатын электромагниттік толқынды қабылдайды. Оны дыбыстың жақсы естілгенінен байқаймыз. Электромагниттік толқынның металл бетінен шағылуын түсіну оңай. Металға келіп түскен толқынның электр өрісінің әсерінен металл бетінде еркін электрондардың еріксіз тербелістері қозады. Осы еріксіз тербелістердің жиілігі электромагниттік толқынның жиілігіне тең. Бетке түскен электромагниттік толқынның энергиясы металдағы еркін электрондардың еріксіз тербелістерін қоздыруға жұмсалады. Толқын металдан өте алмайды, металл бетінің өзі екінші реттік толқын көзі болып табылады, яғни шағылады. Диэлектриктен толқынның шағылуы әлсіз, өйткені диэлектрикте электромагниттік толқынның әсерінен байланысқан электрондардың еріксіз тербелістері қозады. Бірақ олардың еріксіз тербелістерінің амплитудасы металдағы еркін электрондардың еріксіз тербелістерінің амплитудасынан анағұрлым кіші. Сондықтан толқынның диэлектриктен шағылуы нашар. Электромагниттік толқынның шағылу қасиеті радиобайланыс жүйесінде, радиолокацияда қолданылады.

Электромагниттік толқынның сынуы. Электромагниттік толқынның сынуын парафинмен толтырылған үшбұрышты призманы пайдаланып бақылауға болады. Таратқыш антенненың рупорын 1.5-суреттегідей бағыттаймыз. Қабылдаушы антенна толқынды тіркемейді. Енді диэлектрик болып табылатын парафин-нен жасалған призманы суретте көрсетілгендей орналастырайық, антенна толқынды тіркейді. Демек, электромагниттік толқын екі ортаны бөліп тұрған ауа-парафин және парафин-ауа шекараларынан өткенде сынған.

Электромагниттік толқын бір ортадан екінші ортаға өткенінде сыну заңының орындалатынын зерттеулер көрсетті.

Электромагниттік толқынның жұтылуы. Рупорларды бір-біріне қарама-қарсы қойып, олардың арасына түрлі диэлектриктер, мысалы, фанера, плексинглас және т.б. қойсақ, толқынның жұтылатынын байқауға болады. Жұтылу дәрежесі түрлі диэлектриктер үшін әр түрлі.

Электромагниттік толқындардың поляризациясы. Электромагниттік толқынның және векторларының бір-біріне және толқынның таралу бағытына перпендикуляр болуы оның көлденең толқын екенін көрсетеді. Таратқыш антеннадан шығатын толқынның электр өрісінің кернеулік векторының тербелістері белгілі бір жазықтықта өтеді. Ал магнит индукциясының векторының тербелістері оған перпендикуляр жазықтықта жасалады. Өріс тербелістері бір бағытта өтетін электромагниттік толқынды поляризацияланған толқын деп атайды. Поляризация латынның polus, гректің polos- полюс, осьтің шеті деген сөздерінен алынған. Толқын шығаратын антенненың рупоры мен қабылдағыштың арасына металл шыбықтан жасалынған торларды (1.6-сурет) орналастырайық.

1.5-сурет. Таратқыш антенаның рупоры

1.6-сурет. Толқын шығаратын антенаның рупоры

Тордың екеуін де вертикаль не горизонталь бағыттай отырып, толқынның өтуін гальванометр арқылы тіркейді. Бұл жағдай электр өрісінің кернеулік векторы шыбықтарға перпендикуляр қалпында байқалады. Егер екінші торды 90⁰-қа бұрсақ, онда толқын шыбықтардан өтпейді.

Демек, электромагниттік толқын - көлденең толқын. Электр өрісінің кернеулік векторы металл шыбықтарға параллель бағытталғанда, оларда еркін электрондардың еріксіз тербелістері қозады да толқын шағылады. Кернеулік векторы шыбықтарға перпендикуляр бағытталғанда, еркін электрондардың еріксіз тербелістері көлденең болғандықтан, олардың амплитудасы мардымсыз.

Электромагниттік толқын шағылмай өтеді. Айта кету керек, егер электромагниттік толқын көлденең емес, қума толқын болса, онда тордың кез келген қалпында ол шыбықтардан өтіп кетер еді. Пәтерлердегі теледидар антеннасын орнатқанда электромагниттік толқынның поляризацияланғанын ескеру қажет. Антеннада қозатын индукциялық токтың амплитудасы максимал болады, егер кернеулік векторы антеннаға параллель қалпын сақтаса.

Электромагниттік толқындардың интерференциясы. Кеңістікте екі немесе бірнеше таратқыш антеннадан таралған электромагниттік толқындар бір-бірімен қабаттасады. Жиіліктері бірдей екі толқын қосылғанда қорытқы толқын амплитудасының арту немесе кему құбылысын толқындардың интерференциясы дейді.

Бірдей фазамен тербелетін екі электромагниттік толқын кеңістіктің бір нүктесіне келіп жеткенде

(1.5)

шарты орындалса, интерференция нәтижесінде қорытқы тербеліс амплитудасы максимал болады.

Мұндағы толқындардың жол айырымы,

Егер толқындардың жол айырымы

(1.6)

тақ санды жарты толқынға тең болса, онда интерференцияның минимум шарты орындалады. Қорытқы тербеліс сол нүктеде минимал болады. Электромагниттік толқындардың интерференциясын бақылау үшін таратқыш пен қабылдағыштың рупорларын 1.7-суреттегі сияқты қарама-қарсы орналастырып, горизонталь бағыттағы металл қаңылтырды жоғарыдан төмен қозғалтайық. Сонда дыбыстың біресе күшейіп, біресе бәсеңдегенін байқаймыз. Рупордан шығатын толқынның біраз бөлігі қабылдағыш антеннаға түседі. Қалған бөлігі металл бетінен шағылып барып түседі. Металл қаңылтырды жоғары немесе төмен қозғалта отырып, тура толқынмен шағылған толқынның жол айырымын өзгертеміз. Интерференцияның максимум немесе минимум шарттарының қайсысы орындалатынына байланысты, дыбыс не күшейеді, не әлсірейді.

1.7-сурет. Таратқыш және қабылдағыш рупорлары

1.8-сурет. Электромагниттік толқынның дифракциясын

бақылайтын қондырғы

Электромагниттік толқындардың дифракциясы. Толқындардың түзусызықты таралуынан ауытқуын, бөгеттерді орағытып өтуін толқынның диф-ракциясы деп атайды. Толқын жолындағы бөгеттердің өлшемдері толқын ұзындығынан кіші немесе онымен шамалас болған жағдайларда толқын дифракциясы айқын байқалады. Электромагниттік толқындардың дифракциясын 1.8-суретте көрсетілген қондырғының көмегімен бақылайды. Аса жоғары жиілікті генератор мен қабылдағыштың арасында жіңішке саңылауы бар металл экран тұр. Қабылдағыштың орнын ауыстыра отырып, тербеліс амплитудасының максимумдары мен минимумдары кезек ауысатынын көреміз. Бұл саңылаудың шетін орағытып өтетін толқындардың дифракциясы нәтижесінде ғана мүмкін болады. Ендеше электромагниттік толқындарда дифракция құбылысы байқалады. Дифракция құбылысын оптика бөлімінде толығырақ қарастыратын боламыз.

ІІ. ЭЛЕКТРОМАГНИТТІК ТОЛҚЫНДАР ТАРАУЫН 11 СЫНЫПТА

ОҚЫТУ ӘДІСТЕМЕСІ

Қазіргі кезеңде біздің республикамызда білім берудің жаңа жүйесі жасалып, әлемдік білім беру кеңістігіне енуге бағыт алды. Бұл педагогика теориясы мен оқу-тәрбие үрдісіндегі елеулі өзгерістерге байланысты болып отыр: білім берудің мазмұны жаңарып, жаңа көзқарас, басқаша қарым-қатынас, өзгеше менталитет пайда болуда. Білімнің дәстүрлі парадигмасы: мұғалім – оқулық – оқушы, жаңа парадигмаға ауыстырылды: оқушы – оқулық – мұғалім. Реформалы білім жүйесінде оқу процесінің негізгі тұлғасы болып қазір оқушы саналады. Сондықтан қазіргі таңда оқушыны жеке тұлға деп санап, оларды өз сұраныстарына, мүдделеріне сай оқыту мен тәрбиелеудің сан қилы үлгілерін қолдану керектігі көзделуде. Мектеп физикасы бағдарламасында көрсетілген білімдер мен дағдыларды оқушыларға меңгертумен физиканы оқытудың мақсаты толық орындалды деп айтуға болмайды. Тек дайын нәтижені баяндауға арналған, орта дәрежедегі қабілеті бар оқушыға арналған оқулықтар мен қатаң құрылымды, бекітілген тәртіп бойынша өткізілетін сабақтар оқушыны жалықтырып, оның оқуға деген қызығушылығын бәсеңдетеді. Осыған байланысты педагогтар сабаққа жаңа педагогикалық – технологияларды, оның ішінде, ақпараттық технологияны қолдану, сабақты халықтық педагогика тағылымдарымен байланыстыра отырып оқыту, ерекше, дәстүрлі емес сабақтарды өткізу арқылы оқушыларды өз бетінше білім алуына, өзін-өзі даиытуға ұйымдастырушылық қабілетке үйретуге, проблемалық мәселелерді шеше білуге дағдыландыруға көп көңіл бөліп отыр.

Оқушылардың физика пәнінен көп артта қалып, үлгермеушіліктерінің себептерінің бірі физика сабағына бөлінген уақыттың аз болуы. Оған қарамастан сабақ уақыттарында мұғалімнің ұйымдастырылуымен дәстүрлі емес сабақтарды өткізу арқылы оқушылардың танымдық білімдерін жетілдіруге болады. Дәстүрлі емес сабақтың негізгі мақсаты оқушылардың білім алуға қызығушылығын ояту арқылы оқытудың тиімділігін арттыру. Дәстүрлі емес сабақ – дәстүрлі емес құрылымы бар тосын шығарылған оқу сабағы. Қазіргі психологиялы-педагогикалық және әдістемелік әдебиеттерде «дәстүрлі емес сабақ» ұғымына берілген анықтама нақты емес. Кейбір мұғалімдер сабақтың мұндай түрін кейде «шығармашылық сабақ», «мабақтың дәстүрлі емес технологиясы» немесе «стандартты емес сабақ» деп те атайды. Дәстүрлі емес сабаққа мұғалімдердің пікірлері әртүрлі: біреулері оны педагогикалық ойды тереңдетіп, мектептерді, мектептерді демократиялық бағытта дамытады десе, екіншілері, керісінше мұндай сабақтар педагогикалық принциптерді бұзу қауіпін туғызады деген ойда болды. Екінші пікір еріншек оқушылардың аолдында қатаң жұмыс істегісі келмейтін және істей алмайтын мұғалімдердің әлсіздігі.

Педагогикалық әдебиеттерді талдау барысында дәстүрлі емес сабақтардың бірнеше түрлерін атауға болады. Олардың атауларының өздері-ақ мұндай сабақтардың мақсаттары, міндеттері, жүргізу әдістері тұралы түсінік береді. Дәстүрлі емес сабақ өзінің ерекшелігімен қарапайым сабақтардан қарағанда оқушыларға өте ұнайды, сондықтан мұндай сабақтарды барлық мұғалімдер өз тәжірибесінен өткізуі қажет. Бірақ мұндай сабақтарды жұмыстың негізгі нысанына аударудың қажеті жоқ, себебі оларды өткізуге көп уақыт кетеді.

Педагогикалық әдебиеттерді зерттеу нәтижесінде келесі дәстүрлі емес сабақтарды атауға болады: 1) Шығармашылық сабағы, өнертапқыштық сабағы, шығармашылық есеп сабағы, комплексті шығармашылық сабақ, өз жұмысының көрмесін құру және оны көру сабағы, қиял сабағы; 2) Ойын сабақтары: іскерлік ойын сабағы, пресс-конференция, көңілді тапқыштар клубы, сайыс сабағы, физикалық аукцион сабағы, саяхат сабағы; 3) Театрланған сабақтары: спектакль сабағы, концерт сабағы, еске түсіру сабағы; 4) Қоғамдық құбылыстармен байланысты сабақтар: білімді қоғамдық байқауы, оқушылардың ықыласы сабағы, пікір-талас сабағы, компьютерді қолдану сабағы, ақиқат іздеу сабағы, диалог сабағы, оқушылардың өздері жүргізетін сабақтар, кеңес беру сабақтары.

Педагогтардың пікірінше жасөспірімдер мұндай сабақтарға белсенді түрде қатысып, физикадан алған тек өздерінің білімдерін ғана емес, сондай-ақ ойлау қабілеттері мен шығармашылық қасиеттерін ортаға салады.

2.1. Дамыта оқыту технологиясы арқылы электромагниттік толқындар

тарауын оқыту

Дамыта оқыту деп жаңа ұғымдарды немесе техникалық терминдерді оқушыға ғылыми тұрғыдан жеткізуді айтамыз. Физикалық терминдердің көпшілігінің өз тіліміздегі аударылған баламасы оқушыға нақты түсінік бере бермейді. Сондықтан ол түсініктерді жан-жақты өндіріспен, тұрмыспен байланыстыра отырып жеткізу тиімдірек болары анық.

Дамыта оқыту дамудың заңдылықтарын ескеріп қолданылады, индивид деңгейі мен ерекшелігіне бейімделеді, тұлғаның мұралық нышандарының дамуына дем береді, бағыттайды және тездетеді, баланы толыққұнды іс-әрекеттің субьектісі ретінде бағалайды.

Оқушылардың біліктілігін дамыту арқылы дағдыны қалыптастыруға болады. Қазіргі ғылымда дәлелденгендей, біліктілік 4 түрге бөлінеді,олар: қарапайым, күрделі, арнайы және жан-жақты. Осылардыңішінде жан-жақты біліктілік ғылыми жұмыспен айналысу кезінде дамиды. Жан-жақты біліктілігі дамыған оқушы өзін еркін сезінеді, қандай қиындықтар кездессе де, өз бетінше ізденеді, әдебиеттермен жеке жұмыс жасай алады, алдына мақсат қоя біледі, оны орындауға талпынады.

Оқушы ғылыми жұмыспен айналысу үшін ғылымға деген қызығушылықты ояту керек. Пәндік біліктілікті дамыта отырып, пәнге қызығушылықты қалыптастыруға болады. Ал пәндік біліктілік ғылым негіздерін зерттеу, талдау кезінде қалыптасады.

Мысалы:

Пәндік біліктіліктің негізгі түрлері

Өз бетінше іздену біліктілігі

Практика-лық біліктілік

Ұйымдас-тыра білу

біліктілігі

Өзін-өзі

бақылай

білу

біліктілігі

Экономи-калық-экологиялық біліктілік

1.Өз бетінше іздену біліктілігі қалыптасқан оқушы үнемі білімін толықтырып отырады, оған «оқы»деп ұсыныс жасау қажет емес, қажетті әдебиеттерді өзі іздеп табады- қосымша материалдар,артық жүктеме берудің қажеті жоқ.

2. Практикалық біліктілігі қалыптасқан оқушы теориялық білімін практикада іскеасыра алады, техникаға жақын болады, өндірістегі, ауыл шаруашылығындағы қолданылатын техникаларға қызығып, олардың жұмыс істеу принципін, құрылысын білуге тырысады.

3. Ұйымдастыра білу біліктілігі қалыптасқан оқушы өз жұмысын жоспарлап, жұмыс орнын дұрыс ұйымдастырып, өзіне тапсырылған жұмысқа қажетті уақытты дұрыс пайдалана алады.

4. Өзін-өзі бақылай білу біліктілігі қалыптасқан оқушы жаттығу, есептеу жұмыстарын дер кезінде, уақтылы орындайды.

5. Экономикалық-экологиялық біліктілік ұқыптылыққа, қоршаған ортаға экологиялық көз қараспен қарауға баулиды. Оқушылардың біліктілігін дамыту арқылы дағдыны қалыптастыруға болады. Қазіргі ғылымда дәлелденгендей, біліктілік 4 түрге бөлінеді,олар: қарапайым, күрделі, арнайы және жан-жақты. Осылардың ішінде жан-жақты біліктілік ғылыми жұмыспен айналысу кезінде дамиды. Жан-жақты біліктілігі дамыған оқушы өзін еркін сезінеді, қандай қиындықтар кездесседе, өз бетінше ізденеді, әдебиеттермен жеке жұмыс жасай алады, алдына мақсат қоя біледі, оны орындауға талпынады.

Электромагниттік құбылыстар физикасына Фарадейдің қосқан негізгі жаңалығы Ньютонның алыстан әсер ету теориясынан бас тартып, кеңістікті күш сызықтарымен толтырып тұратын өріс ұғымын енгізуі еді. Ұлы Ньютонның таңқаларлық математикалық шеберлігі мен ерекше физикалық инстуиясы арқылы Галилейдің негізгі идеяларын дамытқаны белгілі.

1860-1865ж.ж жылдары Максвелл электр және магнит өрістері туралы Фарадейдің идеялары негізінде және көптеген тәжірибелер нәтижелерін қорыта келе, зарядтар мен токтар жүйесі туғызатын электромагниттік өріс теориясын жасады. Максвелл теориясы ортаның ішінде өтіп жатқан, әрі электр және магнит өрістерін туғызушы ішкі механизм құбылыстарын қарастырмайды

Электромагниттік өріс теориясының негізін Максвелл теңдеулері деп аталатын теңдеулер жүйесі құрайды. Бұл теорияның математикалық аппараты күрделі болғандықтан, ол теңдеулерді қарастырмаймыз. Біз электромагниттік өріс және электромагниттік толқын туралы осы теорияның кейбір маңызды идеяларымен танысамыз.

Магнит өрісі өзгергенде айнымалы электр өрісінің пайда болуы. 1831 жылы Фарадей ашқан электромагниттік индукция құбылысын терең зерттей отырып Максвелл мынадай қорытындыға келді: магнит өрісінің кез келген өзгерісі қоршаған кеңістікте құйынды электр өрісін туғызады.

Фарадей тәжірибелеріндегі тұйықталған өткізгіште индукциялық ЭҚК-ін тудыратын осы құйынды электр өрісі екен. Бұл құбылыстың ерекшелігі сол, құйынды электр тек өткізгіште ғана емес (ол) өрістің бар-жоғын көрсететін қосымша құрал), бос кеңістікте де пайда бола алады. Кеңістіктің кез келген нүктелеріндегі магнит өрісі индукциясының өзгерісі кезінде құйынды электр өрісі туындайды. Электр өрісінің күш сызықтары магнит индукциясының сызықтарын орап қоршайды және оның жазықтығына перпендикуляр орналасады (2.1,а-сурет).

Магнит индукциясы артса, құйынды электр өрісі кернеулік векторының бағыты сол бұранда ережесімен анықталады. Магнит индукциясы кемігенде кернеулік векторының бағыты оң бұранда ережесімен анықталады.(2.1,ә-сурет). Сонымен, электр өрісін электр зарядтары және айнымалы магнит өрісі тудырады. Ал магнит өрісін тек қозғалыстағы зарядталған бөлшектер ғана тудыратыны белгілі. Магниттік зарядтар жоқ деген пікір - Максвелл идеяларының бірі. Табиғаттың үйлесімділік пен симметриялық

2.1-сурет. Оң және сол бұранда ережесі

қасиеттері осы жерде сақталмай тұрған сияқты. Айнымалы электр өрісі өз кезегінде не себепті магнит өрісін тудыратын кері процесті жүзеге асыра алмайды?

Электр өрісі өзгергенде айнымалы магнит өрісінің пайда болуы.

Максвелл ғылыми көрегенділікпен бұндай процестің табиғатта бар екеніне кәміл сенді. Бұл тұжырымға ол Ампер заңын жинақтап, қорытындылау мақсатында жүргізген зерттеу жұмыстарынан соң келді. Ампер заңының тек тұрақты және тұйықталған ток жүретін өткізгіштердің арасындағы өзара әрекеттесу күші үшін тағайындалғанын анықтаған Максвелл мынадай мәселе қойды: өткізгіште тұйықталмаған және айнымалы ток импульсі туатын жағдайда бұл заң орындала ма?

Максвелл диэлектрикпен толтырылған конденсатордың астарларын өткізгіш арқылы қосқанда байқалатын разрядты зерттеген (2.2-сурет). Разряд ке-зінде, аз уақыт аралығында, өткізгіш бойымен С астардан D астарға қарай бағытталған өткізгіштік ток айнымалы магнит өрісін туғызады. Өткізгіштік ток конденсатор астарларының арасында үзіліп қалады. Бірақ астарлардың арасындағы диэлектрикте магнит өрісінің пайда болатыны анықталған. Осы айнымалы магнит өрісін ығысу тогы деп аталатын уақыт бойынша өзгеретін электр өрісі тудырады деген болжамды алғаш рет Максвелл айтты. Сонымен, Максвеллдің пікірінше, айнымалы электр өрісі әрқашан айнымалы магнит өрісін тудырады.

Магнит өрісінің индукция сызықтары электр өрісінің кернеулік сызықтарын қоршап орналасады және оған перпендикуляр бағытталады. Электр өрісі-нің кернеулігі артқанда пайда болатын магнит өрісінің

2.2-сурет. Диэлектрикпен толтырылған конденсатордың разряды

2.3-сурет. Магнит өрісінің индукция сызықтары мен

электр өрісінің кернеулік сызықтары

индукция векторы векторымен оң бұранда жасайды (2.3,а-сурет). Керісінше, электр өрісінің кернеулігі кемігенде

магнит индукциясының векторы векторымен сол бұранда жасайды (2.3,ә-сурет). Ығысу тогы ұғымын енгізуден кейін кез келген электр тогын тұйықталған деп қарастыруға болады, оны толық ток деп атайды:

(2.1)

Мыалы, тербелмелі контурдың катушкасындағы өткізгіштік ток (электрондардың реттелген қозғалысы) конденсатор астарларының арасындағы ығысу тогына (айнымалы электр өрісі) ауысады. Айта кету керек, ығысу тогы кезін-де өткізгіштік ток сияқты Джоуль –Ленц заңы бойынша жылу бөлінбейді.

Электр және магнит өрістерінің біртұтастығы және салыстырмалылығы. Максвелл теориясынан айнымалы электр және магнит өрістерінің арасындағы үзілмейтін байланыс ашылғаннан кейін, материяның ерекше түрі-электромагниттік өрістің бар екені айқындалды. Бұл өрістердің бірбірінен жекеленіп, тәуелсіз түрде пайда бола алмайтыны анықталды.

Электр өрісі электр зар-ядтарынан немесе өзгермелі магнит өрісінің әсерінен пайда болады. Сол сияқты магнит өрісі де не электр тогының, не құйынды электр өрісінің әсерінен туады. Тұрақты өрістің дербес жағдайында не электр өрісінің , не магнит өрісінің қасиеттері байқалды. Және бұл қасиеттердің білінуі таңдап алынған санақ жүйелеріне байланысты. Жібек жіпке ілінген зарядталған шарды қарастырайық. Бақылаушы жермен байланысқан санақ жүйесінде тұр. Жермен салыстырғанда тыныш тұрған зарядталған шардың тек электр өрісі бар (2.4,а-сурет). Қозғалыстағы зарядталған шардың электр өрісі кеңістікте магнит өрісін туғызады (2.4,ә-сурет).

Жалпы алғанда, айнымалы электромагниттік өрістің электр өрісінің кернеулігі мен магнит өрісі индукциясының бір-бірінен артықшылығы жоқ.

2.4-сурет. Зарядталған шардың өрістері

Электромагниттік өріс біртұтас. Электромагниттік өріс теориясын сипаттайтын теңдеулер жүйесін талдай отырып, Максвелл электромагниттік өріс кеңістікте электромагниттік толқын түрінде тарай алады деген теориялық болжам жасады. Максвелл теориясының негізінде жұлдыздар мен планеталарда, тіпті Әлем көлемінде өтіп жатқан, сондай-ақ микродүниедегі, атомдар ішінде өтетін сан алуан құбылыстарды түсініп, сипаттау мүмкін болды.

Айнымалы электромагниттік өріс тербелістерінің кеңістікте таралуын электромагниттік толқын деп атайды. Максвеллдің болжамы бойынша электро-магниттік толқын тогы бар өткізгіштің бойымен, диэлектрикте және электр зарядтары жоқ ваккумде де тарала алады. Максвелл теориясынан шығатын аса маңызды салдардың бірі-электромагниттік толқынның таралу жылдамдығының шектілігі. Оның есепеулері бойынша электромагниттік толқынның таралу жыл-дамдығы:

(2.2)

мұндағы -электрлік және магниттік тұрақтылар. Бұл электромагниттік өрістің іргелі қасиеті. Электромагниттік толқынның ортадағы таралу жылдамдығы Максвелл формуласы бойынша анықталады:

(2.3)

мұндағы n-ортаның сыну көрсеткіші, -ортаның диэлектрлік және -магниттік өтімділіктері.

Электромагниттік толқынның теориялық есептеулер арқылы табылған вакуумдегі жылдамдығы тікелей өлшенген жарық жылдамдығына тең болуының маңыздылығы ерекше.

Жарық-электромагниттік толқын болып шықты. Бұл қорытындыны дәлелдейтін жарықтың кейбір қасиеттерін білетін боламыз.

Енді электромагниттік толқынның кеңістікте таралу механизмін қарастырайық. Айнымалы электр және магнит өрістерінің бір-біріне түрленуін толығырақ айтқан едік. Осы түрленулерді жүзеге асыру үшін кеңістіктің кез келген бір аймағында өрістің біреуінің ұйытқуын туғызу қажет. 2.5-суретте құйынды электр және магнит өрістерінің ұйытқуының таралу процесі көрсетілген. Оны тепе-теңдік қалпында тербелетін немесе шеңбер бойымен тербеле қозғалатын электр заряды арқылы жүзеге асыруға болады. Кеңістіктің бір нүктесінде өте үлкен жиілікпен тербелетін электр зарядының айналасында, модулі мен бағыты периодты өзгеретін электр өрісінің кернеулік векторы пайда болады. Нақ осы мезетте модулі және бағыты да периодты түрде өзгеретін магнит өрісінің индукция векторы да туады. Бұл өрістің тербелістері жақын жатқан нүктелердегі электромагниттік тербелістер көзі болып табылады және оған бір-біріне пер-пендикуляр электр өрісінің

2.5-сурет. Құйынды электр және магнит өрісінің таралу процесі

кернеулік векторы мен магнит өрісі индукциясы векторының тербелістері кешігіп жетеді. Осылай электромагниттік өріс кеңіс-тіктің барлық бағытында жылдамдықпен электромагниттік толқын түрінде тарайды (2.6-сурет).

Электромагниттік толқындағы және векторларының кез келген нүктесіндегі тербеліс фазалары бірдей.

Бірдей фазада тербелетін ең жақын екі нүктенің арақашықтығы электромагниттік толқын ұзындығын береді:

(2.4)

Электромагниттік толқынның негізгі сипаттамасы –оның тербеліс жиілігі (немесе периоды Т). Себебі электромагниттік толқын бір ортадан екінші ортаға өткенде толқын ұзындығы өзгереді, ал жиілігі өзгермей тұрақты күйде қалады.

Электр өрісінің кернеулік және магнит өрісінің индукция векторларының тербеліс бағыттары толқынның таралу бағытына перпендикуляр. Демек, элек-тромагниттік толқын - көлденең толқын. Электромагниттік толқынның таралу жылдамдығы кернеулік және индукция векторлары жататын жазықтықтарға перпендикуляр орналасады. Демек, электромагниттік толқындағы және векторлары бір-біріне және толқынның таралу жылдамдығының бағытына перпендикуляр.

Егер бұрандасы оң бұрғыны векторынан векторына қарай айналдырса, онда бұрғының ілгерілмелі қозғалысы толқын жылдамдығының векторымен дәл келеді (25-сурет). Сонымен, электромагниттік толқындарды тербелуші электр зарядтары шығарып таратады. Бұл қалайша жүзеге асады?

2.6-сурет. Электромагниттік толқынның таралуы

Өткізгіштегі ток күші өзгергенде оның магнит өрісі де өзгереді. Ал ток күшінің өзгеруі өткізгіштегі электр зарядының үдемелі қозғалысына байланысты. Және бұл эксперимент жүзінде дәлелденген. Ендеше, электромагниттік толқын электр зарядтарының үдемелі қозғалысы кезінде туындайды.

Зарядтың үдеуі неғұрлым үлкен болса, туындаған толқынның интенсивтігі соғұрлым жоғары болады. Зарядталған бөлшек үдей қозғалғанда электромагниттік өріске тән инерттілік байқалады. Өріс үдей қозғалған зарядталған бөлшектен бөлініп шығады да, электромагниттік толқындар түрінде кеңістікте еркін тарала бастайды.

Толқындардың барлық түрлерінің ең басты қасиеті - олар затты емес, энергияны тасымалдайды. Бұл қасиет электромагниттік толқынға да тән.

Электромагниттік толқын ағынының тығыздығы. Үдемелі қозғалатын зарядталған бөлшек жанжағына электромагниттік толқын шығарып таратады. Электромагниттік толқынның басты энергетикалық сипаттамаларының бірі-электромагниттік толқын шығару ағынының тығыздығы болып табылады.

Электромагниттік толқын шығару ағынының тығыздығы деп толқынның таралу бағытына перпендикуляр ауданы S беттен уақыт ішінде өтетін электромагниттік W энергияның беттің ауданы мен энергияның өту уақыты көбейтіндісіне қатынасын айтады:

немесе (2.5)

Басқаша айтсақ, толқын шығару ағынының тығыздығы беттің бірлік ауданынан бір периодта өтетін электромагниттік толқын шығарудың орташа қуаты немесе оны толқынның интенсивтілігі деп те атайды. Толқын ағыны тығыздығының SI жүйесіндегі өлшем бірлігі

Жазық электромагниттік толқын тарайтын кеңістіктен беттік ауданы S аймақты бөліп алайық. Ол 26-сурет көрсетілгендей толқынның жылдамдығына перпендикуляр орналасқан. уақыт ішінде осы беттен шағын көлем ішіндегі энергия өтіп үлгереді. Осы көлемдегі электромагниттік өрістің энергиясы мынаған тең:

(2.6)

мұндағы -электромагниттік толқын энергиясының тығыздығы. Бұл формуланы өрнекке қойып

(2.7)

табамыз. Электромагниттік толқын шығару ағынының тығыздығы электромагниттік энергия тығыздығы мен толқынның таралу жылдамдығының көбейтіндісіне тең.

2.7-сурет. Беттік ауданның толқын жылдамдығына

перпендикуляр орналасуы

Біз қарастырған Герц вибраторынан немесе басқа да толқын көздерінен шығатын электромагниттік толқын энергиясы қашықтыққа байланысты өзгереді. Толқын интенсивтілігі нүктелік толқын көзі үшін барлық бағытта бірдей болса, Герц вибраторында оське перпендикуляр бағытта ғана максимал болады. Гармоникалық тербелетін нүктелік зарядтан сфералық электромагниттік толқын тарайды. Осы сфералық толқынның электр өрісінің кернеулігі мен магнит өрісінің индукциясы қашықтықты бірінші дәрежесіне кері пропорционал түрде өте баяу кемиді.Электростатикалық өрістің кернеулігі екенін еске түсірейік. Сондықтан электромагниттік толқын радиостанциядан алыс қашықтыққа тарай алады. Ал толқын ағынының тығыздығы немесе бірлік ауданға келетін қуат қашықтық артқанда шапшаң кемиді:

(2.8)

мұндағы -сфера бетінің ауданы. Нүктелік көзден шығатын толқынның интенсивтілігі арақашықтықтың квадратына кері пропорционал.

Енді электромагниттік өріс энергиясының тербеліс жиілігіне тәуелділігін қарастырайық. Егер электр заряды гармоникалық заңдылық бойынша тербелсе, онда оның үдеуі уақыт бойынша гармони-калық заңдылықпен өзгереді. Электромагнитті толқынды үдемелі қозғалатын зарядталған бөлшек шығарады. Олай болса, толқынның электр өрісінің кернеулігі мен магнит индукциясы үдеуге тура пропорционал. Электр өрісі энергиясының тығыздығы

(2.9)

мен магнит өрісінің энергиясының тығыздығы

(2.10)

өзара тең. Онда электромагниттік өріс энергиясының тығыздығы

болады. Ендеше, электр өрісінің кернеулігі және магнит өрісінің индукциясы

және екенін ескерсек, өрістің энергия тығыздықтары

және

жиіліктің төртінші дәрежесіне пропорционал екені шығады.

Электромагниттік толқын ағынының тығыздығы немесе толқынның интенсивтілігі жиіліктің төртінші дәрежесіне пропорционал. Электромагниттік өрістің тербеліс жиілігі неғұрлым жоғары болса, толқынның интенсивтілігі, яғни бірлік ауданға келетін қуат соғұрлым артады

Электромагниттік толқындар шкаласы. Электромагниттік толқындар шкаласы (v=10^-3 Гц) төменгі жиілікті толқындар мен радиотолқындардан бастап, гамма сәулелерге дейінгі аралықты қамтиды. Жиіліктері мен ұзындықтары әр түрлі электромагниттік толқындарды шартты түрде шығарып алу және тіркеу тәсілі, затпен өзара әсерлесу сипаты бойынша диапазондарға бөледі. 2.3-суретте электромагниттік толқын шығару диапазондарының картасы берілген. Төменгі жиілікті толқындар шығару, радиотолқындар, инфрақызыл сәулелер, көрінетін жарық, ультракүлгін сәулелер, рентгендік сәулелер және гамма шығару деп диапазондарға бөлу қабылданған.

Төменгі жиілікті толқындар. Бұл толқындарды арнайы жасалған генераторлар мен айнымалы токтың генераторлары шығарады. Электрлік приборлар мен электрлік қозғалтқыштардың басым көпшілігі жиілігі 50-60 Гц айнымалы токпен қоректенеді.

Радиотолқындар. Радиосәулелерді шығаратын генераторлардың толқын ұзындықтары 10^-6 м-ден м-ге дейінгі аймақты қамтиды.

Инфрақызыл, көрінетін жарық және ультракүлгін сәулелер шығару. Толқын ұзындығы 2 мм-ден 70 нм-ге дейінгі, жылулық және электрлік әсерлерден молекулалар мен атомдардың тербелісі кезінде инфрақызыл сәулелер шығады. Оны 1800 ж. Гершель ашқан еді. Инфрақызыл толқындарды кейде жылулық сәуле деп те атайды.

Адамның көзіне әсер етіп, көру сезімін туғызатын әлектромагниттік толқынның бөлігін көрінетін жарық дейді. Ол ұзындығы 380 нм (күлгін түс) мен 760 нм (қызыл түс) толқын аралықтарында болады және электромагниттік тол-қындардың диапазонында өте шамалы бөлікті құрайды.

2.8-сурет. Электромагниттік толқын шығару

диапазондарының картасы

Толқын ұзындығы 400 нм-ден 10 нм-ге дейін болатын ультракүлгін сәулелерді шапшаң электрондардың әсерінен туындайтын солғын разряд арқылы алады. Ультракүлгін сәулелерді 1801 жылы И. Риттер мен У.Волластон алғаш рет шығарып алған. Ультракүлгін сәулелер де инфрақызыл сәулелер сияқты көрінбейді. Бірақ химиялық активтігі жоғары. Шыны ультракүлгін сәулелерді жақсы жұтады.

Зерттеу жұмыстарында кварц немесе арнайы жасанды кристалдар қолданылады. Бұл сәулелерді атомдар немесе молекуладағы электрондар бір энергетикалық деңгейден екінші деңгейге ауысқан кезде шығарады.

Рентген сәулелері. 1895 жылы В.Рентген толқын ұзындығы 10 нм-ден 10³ нм болатын, ультракүлгін толқындар ұзындығынан қысқа сәуле шығарудың түрін ашты. Рентген сәулелері шапшаң электрондар мен зарядталған бөлшектер кенеп тежелгенде пайда болады. Қолданылу аймағы өте кең рентген сәулелерінің көзі рентген түтіктері болып табылады. Рентген бұл сәулелердің қасиеттерін зерттеу арқылы олардың жұтылуы түрліше екенін анықтады. Көбірек жұтылатын сәулелерді жұмсақ, нашар жұтылатын сәулелерді қатқыл рентген сәулелері деп атаған.

Г

амма-сәуле шығару. Электромагниттік сәуле шығарудың ішіндегі толқын ұзындығы ең қысқасы-гамма-сәулелер. Олардың толқын ұзындығы 10^-10 м мен м аралығында болады. Гамма-сәулелер қозған атом ядроларында жә-не радиоактивті ыдырау құбылысы кезінде шығарылады. Оның көзі Жер бетінде де, ғарышта да кездеседі. Ғарыштан келетін электромагниттік сәуле шығарудың кейбір бөлігі ғана Жер атмосферасында жұтылмай өтеді. Ал гамма-сәуле шығарудың барлығы дерлік Жер атмосферасының озон қабатында жұтылады. Жер бетіндегі тіршіліктің өмір сүруі тікелей осы озон қабатының сақталуына байланысты.

Электромагниттік сәуле шығарудың жеке түрлерінің арасындағы сапалық айырмашылық толқын ұзындықтары қысқарған сайын байқала бастайды. Қысқа толқынды электромагниттік сәулелерді корпускулалық қасиеттер басым.

1-кесте. Электромагниттік толқындардың шкаласы

Электромагниттік толқындардың аттары	Жиіліктері, ГЦ	Ұзындықтары, м	Шығарып алу тәсілдері және қолданылулары
Төменгі жиілікті толқындар
Төменгі жиілік			Арнайы конструкциялы генераторлар
Өндірістік жиілік			Айнымалы ток генера-торлары. Жиілігі 50-60 Гц, айнымалы токпен жұмыс істейтін прибор-лар мен электрлік қоз-ғалтқыштар
Дыбыс жиілігі			Дыбыс генераторлары. Радиохабарда, кинода, микрофондар мен дыбыс зорайтқыштарда және т.б. қолданылады.
Радиотолқындар
Аса ұзын толқындар Ұзын толқындар Орташа толқындар Қысқа толқындар			Әр түрлі конструкциялы электр тербелістерінің генераторлары. Радио-хабарда, радиотелеграф-та, теледидарда, радио-локация мен байланыс жүйелерінде, т.б. қолданылады.
Ультра-қысқа толқындар
Метрлік Дециметрлік Сантиметрлік Миллиметрлік Субмиллиметрлік (өтпелі)			Магнетронды және кли-стронды генераторлар мен лазерлерде шығары-лады. Радиолокацияда, радиоастрономия мен радиоспектроскопияда қолданылады. Магнетрон шығаратын микротолқындар тамақ пісіру үшін микротол-қынды пештерде қолданылады.
Инфрақызыл сәулелер
Декамикрондық Микрондық			Қызған денелер, доғалық және газ разрядтық шам-дар және т.б. сәулелер шығарады. Инфрақызылды спектро-скопияда, медицинада, тұрмыста және т.б. қолданылады
Жарық сәулелері (көрінетін жарық)
Ультракүлгін сәулелер
Жақын Алыс (ғарыштық)			Күннің, сынап шамдары-ның, электр доғасының және т.б. сәуле шығар-уы. Ультракүлгін сәулелі микроскопияда, медици-нада қолданылады
Рентген сәулелері
Ультра-жұмсақ Жұмсақ Қатқыл			Рентген түтіктерінде, энергиялары 103 эВ-тан артық электрондардың кенет тежелуі болатын басқа да аспаптарда шы-ғарылады. Дефектоско-пияда, медицинада, зат-тың құрылысын зерттеу-лерде қолданылады
Гамма-сәуле шығару
Гамма-сәулелер			Ядролардың радиоактив-ті ыдыраулары кезінде, энергиясы 105 эВ-тан ар-тық электрондардың ке-нет тежелуі, элементар бөлшектердің өзара әсерлесуі кезінде пайда болады. Гамма-дефекто-скопияда, заттың қасиет-терін зерттеуде қолданы-лады.

«Электромагниттік толқындар шкаласы» тақырыбын оқыту Оқушылардың білім сапасының молая түсуіне, тәрбиелік санасының толыса түсуіне, пәнге деген қызығушылығы деңгейін арттыру мақсатында дәстүрлі емес сабақты, тарауды қайталаған кезде топқа бөліп өткізу, өткен тақырыптарға қорытынды жасау оқушылардың таным, шығармашылық ойлау қабілеттерін дамытады.

Топтау әдістерінің тиімділігі:

1. Оқушылардың бір-біріне жолдастық, достық қарым-қатынасы арта түседі;

2. Бір-біріне бар ынта – жігерімен көмектеседі, үйретуге бейім болады, үйрете жүріп өзі де үйренедй;

3. Оқушының ұйымдастырушылық қабілеті арта түседі және бағалау жұмысын салыстырмалы түрде жүйелі жүргізуге мүмкіндік туады, өз беттерімен ізденістері туындайды, жүйелі түрде жұмыс жүргізуге дағдылаады.

4. Өз білімі мен жолдастарының білімін саралай, бағалай білуіне толығырақ мүмкіндік туады.

Осы себептен мен 11-сыныпта өткізген «Электромагниттік толқындар шкаласы» атты сабақтың үлгісін ұсынып отырмын.

«Электромагниттік толқындар шкаласы» атты жаңа тақырыпты меңгерту сабағын семинар түрінде өткіздім. Семинарда сынып оқушылары әртүрлі кәсіпорын, фирмалардың мамандары болып, өздерінің зерттеп жинақтаған мағлұ-маттарын ортаға салды. Әрбір топ өздерінің сәуле шығару түрін жарнамалап көрсетеді. Жарнамада сәуле шығару түрінің мынадай ерекшеліктері ескерілуі тиіс: 1. Физикалық сипаттама; 2. сәуле шығару көздері; 3. қасиеттері; 4. қолданылуы. Төменде осы семинар сабақтың жоспарын беріп отырмын.

Тақырыбы: Электромагниттік толқындар шкаласы.

Мақсаты: 1. Электромагниттік сәулеленудің әртүрлі түрлерін талдау және толқын ұзындықтары өзгергенде сәулелер қасиеттері де өзгеретінін көрсету.

2. Оқушылардың дүниетанымдарын қалыптастыру, пәнге деген қызығушылықтарын арттыру.

3. Оқушылардың өз беттерімен білім алу дағдыларын дамыту, өз қабілеттеріне деген сенімділіктерін жетілдіру.

Сабақ барысы:

І. Ұйымдастыру.

ІІ. Мұғалімнің кіріспе сөзі.

1862 жылы Максвелл электромагниттік толқындардың бар болуы жөнінде болжам айтқан еді. Оның есептеулеріне қарағанда олардың таралу жылдамдығы жарықтың ауадағы таралу жылдамдығына тең. Бұл факт жарықтың электромагниттік табиғаты жөнінде дәлел болды. Г.Герцтің тәжірибелерінен кейін электромагниттік толқындардың жаңа жиіліктегі түрлері ашыла басталды. Электромагниттік толқындардың әртүрлі диапазондары әртүрлі атауға ие болды, бірақ барлық сәулелердің табиғаты бір және олар бір-бірінен жиіліктерімен, толқын ұзындықтарымен ерекшеленеді. Егер бұл жиіліктерді ось бойына белгілі масштабта орналастырсақ, онда толқындардың шкаласын немесе диаграммасын аламыз.

ІІІ.1.Жиілігі төмен тербелістер.

«Квант» жауапкершілігі шектеулі серіктестік.

Жарнама: Өнеркәсіп пен фирма жетекшілері! Сіздер үшін «Квант» ЖШС төмен жиілікті тербелістерді қолданудың кең мүмкіндіктерін ұсынады. Оның жиілігі 50-60 Гц, толқын ұзындығы 6000 км, осы өзінің сипаттамасының арқасында айнымалы ток двигателінде қолданылады. Бұл двигательдің бірқатар өзіндік ерекшеліктері бар: Жұмыс кезінде не бу, не түтін, не газ шығармайды; қоршаған ортаны ластамайды. Оларға отын мен су қоры да керек емес. Олардың пайдалы әсер коэффициенті 98%. Мұндай жоғары ПӘК ешбір двигательдерде де жоқ. Ендеше, шешіңіздер. Таңдау өздеріңізде.

Біз сіздерді өзіміздің электростанцияда қарсы алуға қуаныштымыз. Біз бүгін сіздерге айнымалы ток жөнінде айтамыз. Бірінші сөз энергетикте. Энергетик-айнымалы ток табиғаты, механик-айнымалы ток генераторының құрылыс, инженер-айнымалы токтың өндірісте, тұрмыста қолданылуы, технолог-әртүрлі электростанциялар жайында айтады.

2. Радиотолқындар.

«СТР» телерадиокомпаниясы.

Жүргізуші: Қайырлы күн құрметті көрермендер! Сіздер СТР телеарнасы бағдарламасын көріп отырсыздар. Бүгінгі біздің бағдарламамыздың тақырыбы «Радиотолқындар». Студиямыздың телефоны 636926. Енді радиотолқындар туралы тыңдасақ!

І-оқушы. Радиотолқындардың физикалық сипаттамасы: жиілігі -10⁵-10¹¹ Гц, толқын ұзындығы -10^-6-5*10^-4 м. Радиотолқындар туралы айтпас бұрын радио туралы айтып кетейін. Орыс физигі А.С. Попов радионы ойлап тапты. Электро-магниттік толқындардың көмегімен сымсыз байланыс жасау мүмкін деп, дүние жүзінде бірінші рет өз схемасында сезгіш элемент-когерерді қолданып радиоқабылдағыш жасады.

Жүргізуші: Студиямызға бір көрермен қоңырау шалып отыр екен.

- Алло! Сәлеметсіз бе?

- Қоятын сұрағыңыз?

-Радиотолқындар туралы айтып берсеңіз.

- Сұрағыңызға рахмет, сау болыңыз.

ІІ-оқушы. Радиотолқындардың қасиетіне келетін болсақ, олар әртүрлі жиілікте және әртүрлі толқын ұзындықтарына қарай орталарда әртүрлі жұтылады және шағылады, дифракция және интерференция қасиеттерін көрсетеді. Сәуле шығару көзі-тербелмелі контур және вибраторлар. Радиотолқындар радиобайланыста, телевидение, радиолокацияда қолданылады.

Жүргізуші: ал енді біздің тікелей эфиріміздің уақыты аяқталды. Келесі кездескенше сау болыңыздар.

3. Инфрақызыл сәуле шығару.

«Құс фабрикасы».

Жарнама: Фермерлер мен менеджерлерге, жалпы іскер адамдарға хабарлама! Құс өсіруде инфрақызыл сәулелер өте тиімді. Егер сіз өзіңіздің балапандарыңыз жоғары сұраныста болсын десеңіз, оларды инфрақызыл сәулелермен қыздырыңыз. Бұл аурулар мен вирустардың болмауын, салмағының тез артуын қамтамасыз етеді. Құс өсіруде инфрақызыл сәулелерді пайдаланыңыздар! Енді «Құс» фабрикасына келген физик-ғалымдардан инфрақызыл сәулелердің қа-сиеттерін естиік.

І-оқушы: Физикалық сипаттамасы: Жиілігі -3^*10¹¹4^*10¹⁴ Гц.

Толқын ұзындығы -8^*10^-7-2^*10^-3 м.

Инфрақызыл сәулелерді кез-келген қыздырылған дене, тіпті жарықталын-баса да шығарады. Атомдар мен зат молекуласынан сәулеленеді.

ІІ-оқушы: Инфрақызыл сәулелердің қасиеттері:

1. Кейбір мөлдір емес денелер арқылы өте алады, сондай-ақ жауын , түтін, қар арқылы да өтеді.

2. Металдардан, үй шатырларынан, ағаш жапырақтарынан шағылады.

3. Химиялық активтілігі аз. Фотопластинаға химиялық әсері бар.

4. Зат жұтыла отырып оны қыздырады, яғни қатты жылулық әсер етеді.

4. Көрінетін сәуле шығару.

«Сусын» жабық акционерлік қоғамы.

Жарнама: Ханымдар мен мырзалар! Ата-апа, бала-шағалар. Біздің өнеркәсіп шығаратын шырындарды ішіп көріңіздер. Дәруменге бай шырындар салауатты өмір салтының бір маңызды бөлігі. Біздің шырындарды ішкен де, ішпеген де арманда. Біздің тәтті шырындарымызды ішіңіздер! (Стақанда жеті түрлі су бар. Стақандағы суды таяқшамен бір жүргізіп, «Спектр» дейді). «Сусын» өнімдерінің жарнамасын «Спектр» газетінен оқи аласыздар (газетті көрсетеді). Сіздер спектрдің жеті түстен тұратынын ұмытпағаг боларсыздар. О, бұл сан-қазақ халқында қасетті сан емес пе? Ақ түс қандай түстерден тұрады деген сөз физиканы білмейтін адамға оғаш болып естілуі мүмкін. Ал осыған жауапты физик-ғалымдардан сұрайық.

І-оқушы: Физикалық сипаттамасы: Жиілігі: 4^*10¹⁴-8^*10¹⁴Гц.

Толқын ұзындығы: 8^*10^-7-4^*10^-7 м.

Иә, жарық дегеніміз не деген сұрақ барлық ғалымдарды толғандырады. Жарық түскен бетінен шағылады, дифракция құбылыстарына бейімді. Жарықтың шағылуы өте ертеде белгілі болды. Архимед жаудың кемесін жою үшін сфералық айнаны қолданды, ал жарықтың сынуын б.д. дейінгі 50 ж. өмір сүрген Клемод алғаш рет байқады (стакандағы қарындаштың сынуын көрсетеді). 16-17-ғасырларда көптеген ғалымдар жарықтың заңдарымен оның табиғатын зерттеді. Олар: Ньютон, Гюйгенс, Кеплер, Юнг, Гук... (буклетті көрсетеді).

ІІ-оқушы: Жарық бұл электромагниттік толқын екенін 1888 жылы неміс физигі Герц анықтады. Біздің өмірімізде жарық әртүрлі материалдармен затты бояуда, фотография, цирктік фокустарда, телевизияда, светомузыкада кездеседі. Жарық көздері табиғи және жасанды болып келеді (суреттерді көрсетеді).

Аспан неге көгілдір?, кемпірқосақ қалай пайда болады? Деген сұрақтарға жауапты жарықтың физикалық қасиетін білсеңіз ала аласыздар.

5.Ультракүлгін сәулелер.

«Шыңбұлақ» сауықтыру кешені.

Жарнама: «Шыңбұлақ» сауықтыру кешеніне келсеңіз, онда сізге, «Соляриге» барудың қажеті болмайды.

(Тұмау мен вирус билеп жүреді. Ультракүлгін сәуле түсірілгенде, олар жерге құлап түседі. «Бізде дизенфекция ең жоғары дәрежеде өтеді»).

Ультракүлгін сәулелердің сипаттамасы.

Физикалық сипаттамасы: Жиілігі: 8^*10¹⁴-3^*10¹⁵ Гц

Толқын ұзындығы: 10^-8 -4^*10^-7 м;

Қасиеттері:

1. Химиялық активтілігі.

2. Көзге көрінбейді.

3. Денеге сіңе алу қабілетінің жоғары болуы.

4. Микроағзаларды өлтіреді.

5. Аз дозада адам ағзасына жақсы әсер етеді, бірақ көп дозада биологиялық теріс әсер етеді. Яғни зат алмасуда, жасушаның дамуында өзгеріс болады, көзге әсер етеді.

6. Рентген сәулесі.

«Рентген» диагностика орталығы.

Жарнама: Осы өткен аптадағы жаңалықтар: көктайғаққа байланысты, адамдар арасында сүйек-буындарға байланысты жарақат алушылар саны көбейді. Осындай жәйтқа тап болғандарыңыз Семей қаласындағы «рентген» диагностика орталығына қаралыңыздар деп кеңес береміз. Онда сіздерді тәжірибелі дәрігер – рентгенологтар күтеді. Анықтама телефонымыз-03. Орталықтағы рентген сәуле шығару сипаттамасы мынадай:

Физикалық сипаттамасы: Жиілігі: 7^*10¹⁶-3^*10¹⁹ Гц;

Толқын ұзындығы: 10^-9 -10^-11 м;

(рентген қағазын көрсетіп, әңгімелейді).

Сәуле шығару көзі: рентген түтікшесінің көмегімен алынады: Қысымы 10^-3-10⁵ Па болатын вакуумдік түтікшеде электрондар жоғары кернеудегі электр өрісінің көмегімен үдетіледі, анодқа жеткенде соқтығысып кілт тоқтайды. Те-желген электрондар үдеумен қозғалады және 100 нм-ен 0,01 нм-ге дейінгі ұзындығы бар электромагниттік толқындарды шығарады. Аурулар диагностикасында сүйектегі және жұмсақ ұлпадағы өзгерістерді анықтау үшін рентген сәулелері қолданылады.

Сүйектер химиялық құрамы бойынша оларды жауып тұратын жұмсақ ұлпалардан айырмашылығы бар. Ұлпаларға қарағанда рентген сәулелерін 150 есе күштірек жұтады. Сондықтан экранда сүйек ақшыл болып көрінеді және ондағы сынған, шыққан, шытынаған жерлері де айқын көрінеді. Өкпедегі туберкулездік өзгерістер, ісіктер бірден байқала қоймаса, ауру адамға «барий была-мығын» (ВаSO₄) береді, сонда өзгеріс айқындалады.

Гамма-сәуле шығару.

Жүргізуші: Қайырлы күн құрметті көрермендер! Бүгінгі біздің бағдарламамыздың тақырыбы «Гамма-сәуле шығару» туралы болады. Студиямыздың телефоны 666999. Енді гамма-сәуле шығару туралы тыңдасақ!

Гамма-сәулелер – электромагниттік толқын шығарудың ішіндегі толқын ұзындығының ең қысқасы. Гамма-сәулелер жер атмосфересының азон қабатында жұтылады. Жер бетіндегі тіршіліктің өмір сүруі тікелей азон қабатының сақталуына байланысты.

Гамма-сәулелерінің физикалық сипаттамасы:

Толқын ұзындығы: 10^-10 – 10^-13 м;

Жиілігі: 3*10¹⁸-3*10²¹ Гц.

IV. Мұғалімнің қорытынды сөзі:

Электромагниттік толқындардың барлық шкаласы, барлық сәулелердің корпускулалық және толқындық қасиеттері бар екендігіне дәлел бола алады. Толқын ұзындығы аз болса, кванттық қасиеті, ал толқын ұзындығы көп болса, толқын қасиеті айқын көрінеді. Сонымен, жарық-бұл толқын ұзындықтары -нен м-ге дейін болатын электромагниттік толқындар.

V. Үйге тапсырма.

Кесте толтыру:

Толқын диапазоны	Физикалық сипаттама	Сәуле шығару көзі	Қасиеттері	Қолданылуы

VI. Оқушы білімін бағалау.

2.2. Мектеп оқушыларын ғылыми жұмысқа баулуда «Электромагниттік толқындар шығару әдістері» тақырыбын оқытудың ерекшелігі

Ғылыми-техникалық прогрестің дамуы физика пәнін жетік білуге, ондағы заңдылықтарды түсініп, меңгертуге жетелейді. Осы мақсатта мектеп оқушыларын тек қана жалпы білім беретін иектеп бағдарламасымен шектеп қоймай, олардың нақты ғылымдарға деген қызығушылығын арттыру,келешекте ғылымның тереңіне бойлап,тың жаңалықтар ашуына түрткі болу көзделіп отыр.

Соңғы жылдары барлық орта және жоғарғы оқу орындарында кіші ғылыми орталықтар жұмыс жасай бастады. Бұл мектеп мұғалімдеріне қосымша жауапкершілік жүктеп, көп ізденісті талап етеді.

Осы тұста біз оқушыларды ғылыми жұмысқа баулудағы олардың білім, біліктілігін дамытудың кейбір әдіс-тәсілдеріне тоқталып өтейік.

Жалпы физика пәні - эксперименттік, күрделі де қызықты ғылым. Күрделілігі сонда: мұны меңгеру үшін химиядан, математикадан, биологиядан, тілден, тіпті айтар едік, ғылымның барлық салаларынан хабардар болу керек деп. Сондықтанда физика ғылымына оқушылардың қызығушылығын ояту үлкен психологиялық-дидактикалық әдіс-тәсілдерді қолдану арқылы іске асырылады.

Радиобайланыс принциптері тақырыбын оқыту барысында оқушылар радиотаратқыш пен радиоқабылдағыштың жұмыс жасау принципін түсіндіру үшін, радиобайланыстың жеке бөліктерін блок-сұлбасының функциональдық жұмысына тоқталу керек. Оқушылар радиобайланыстың негізгі принциптерін жақсы түсінулері тиіс. Оларға генерациялау, модельдеу, үдету, жоғары жиелілікті электромагниттік сигналды модульдеу жатады. Оқушыларды, ең алдымен, А.С. Поповтың еңбегімен, яғни оның когерентті қабылдағышымен, жермен жалғасқан қабылдау антеннасымен, оның дүние жүзінде алғашқы берілісімен және қабылдаған радиограммасымен оқушыларды таныстыру қажет. Радиобайланысты дамытудағы Марконидтің рөлін атап, тербелісті таратқыштағы модульдеу және қабылдағыштағы демодульдің қажеттілігі туралы оқушыларға түсіндіру қажет. Бұл мәселелер оқушылардың түсінуіне ауыр болғанымен, радиобайланыстың физикалық мазмұнын түсіну үшін, әрине, өте маңызды болып табылады.

Модельдеуді өткенде мына тәсіл қолданылады.

1. Тербелісті модульдеудің қажеттілігі. Оны жүзеге асыру әдістері.

2. Амплитудалық модульдеу. Оқушылар үшін күрделі сұлбаларды бермей-ақ амплитудалық модульдеудің мазмұнын ашып көрсететін тәжірибелерді (ДЭ, 2-бөлім, 56-тәжірибеде) демонстрациялауға болады.

3. Модульденген және басқарушы тербелістердің осцилограммаларын алу.

Бұдан кейін детекторлеу процесі туралы түсіндіру қажет. Модельдеу мен детектерлеуді меңгергеннен кейін қарапайым радиоқабылдағыштың құрылысын үйрену қиын болмайды.

Радиобайланысты жүзеге асырудың әдістері туралы толық айтылғаннан кейін, келесі маңызды мәселелерге тоқталу керек.

1. Ұзын және қысқа толқындардың Жер атмосферасында таралуы. Жер бетінің және атмосфераның әр түрлі қабаттарының, соның ішінде ионосфераның радиотолқындардың таралуына әсері.

2. . ыш серіктерінің релелік желілері. Радиорелелік желілерді телефондық, теледидарлық және радиобайланыстарға қолдану.-әрекеттің сУльтрақысқа толқындардың (УҚТ) ерекшелігі. Ультрақысқа толқындарды радиоқабылдағыш желілерінің көмегімен алыс қашықтықтарға тарату. Ғарыш серіктерінің релелік желілері. Радиорелелік желілерді телефондық, теледидарлық және радиобайланыстарға қолдану.

3. Қазақстандағы байланыс құралдары. Осы тақырыпты қорытындылау үшін оқушыларға рефераттар жазуды ұсынуға болады:

а) Қазақстандағы байланыс құралдарының дамуы, б) Сандық байланыс құралдары, т.б. ппппррадлтооппппии

3 Кез келген теорияның дұрыс не дұрыс емесін дәлелдеуде эксперимент басты рөл атқарады. Электромагниттік толқындардың табиғатта бар екеніне Максвелл сенімді еді. Максвелл теориясына сол замандағы физиктердің басым көпшілігі сияқты алғашқыда күмәнмен қараған неміс ғалымы Генрих Герц 1887-1888 жылдары электромагниттік толқындардың бар екенін эксперимент жүзінде ашты.

Ашық вибратор. Тәжірибе жүзінде электромагниттік толқынды қалай алуға болады? Тербелмелі контурдағы электромагниттік өріс тербелісі кеңістікте тарала алмайды. Себебі айнымалы электр өрісі түгелге дерлік конденсатор астарларының арасында, ал магнит өрісі катушканың ішінде жинақталған (2.9, а-сурет). Мұндай контур жабық контур деп аталады. Конденсатор астарларын бір-бірінен алшақтатсақ, электр өрісі кеңістіктің кеңірек аймағын қамти бастайды. Конденсатордың сыйымдылығы кемігенде Томсон формуласы бойынша меншікті тербеліс жиілігі артады. Егер катушканың орам сандарын да азайта бастасақ, онда индуктивтік L кемиді (2.9,ә-сурет). Конденсатор пласти-наларының аудандарын кішірейте отырып, әрі катушканы жазып, созып жібер-сек, түзу сымның кесіндісі шығады (2.9,б-сурет).

Бұл құрылғы ашық тербелмелі контур немесе Герц вибраторы деп аталады. Ашық вибратордың сыйымдылығы мен индуктивтігі өте аз. Сондық-тан вибратордағы электромагниттік өріс тербелістерінің меншікті ток күші өт-кізгіштің өне бойында бірдей болса, ашық вибратордағы жағдай басқаша. Бірдей уақыт мезетінде вибратордың түрлі бөлігіндегі ток күші әр түрлі, оның ортасында ток күші максимум мәніне жеткенде ұштарында нөлге тең.

Ашық вибратордағы ток күші максимал болған кезде, оның айналасындағы кеңістікте туындайтын магнит өрісі де максимум мәніне жетеді. Ал электр өрісінің кернеулігі нөлге тең (2.10,а-сурет). Ширек периодтан соң ток күші нөлге тең болып, енді вибратордың ұштарында электр зарядтары шоғырланады (2.10,ә-сурет). Электр өрісінің кернеулігі максимал мәнге дейін артады.

Осылайша ток пен зарядтардың тербелістері, яғни электромагниттік тербелістер пайда болады да, өріс вибратор маңындағы кеңістікті толық қамтиды.

Сонымен, ашық вибраторды қоршаған кеңістікте өзгермелі магнит өрісінің әсерінен құйынды электр өрісі туса, өз кезегінде, өзгермелі электр өрісі құйынды магнит өрісін туғызады. Нәтижесінде вибратордан үлкен қашықтықта өрістің тербелісі таралады, электромагниттік толқын туады.

2.9-сурет. Герц вибраторы

2.10-сурет. Ашық вибратор

Герц тәжірибелері. Электромагниттік толқынды алу үшін Герц жұқа ауа қабаты арқылы бөлінген түзу өткізгіштің бірдей екі бөлігінен тұратын вибраторды қолданған (2.11,а-сурет).

2.11-сурет. Герц қабылдағышы

Ауа аралығымен бөлінгендіктен вибратордың екі тармағына жоғары кернеу көзінің көмегімен едәуір зарядтар беру мүмкін болды. Потенциалдар айырымы белгілі бір мәнге жеткенде электрлік ұшқын байқалады. Иондалған ауа-мен электр зарядтары вибратордың бір жартысынан екіншісіне ағып, ток импульсін береді. Сөйтіп, ашық контурда электромагниттік тербелістер туады. Аса шапшаң өзгеретін ток, ток көзі арқылы тұйықталмай, тек контурда ғана өнуі тиіс. Оны вибратормен ток көзінің арасына дроссель қосу арқылы реттейді. Ашық контурдағы электромагниттік тербелістің тез өшіп қалуының басты себебі –толқын шығарғанда энергия тасымалданады және контурда жылу энериясы бөлінеді. Электромагниттік толқындардың электр өрісінің және магнит инукиясының векторлары бір-біріне перпендикуляр. векторы вибратор арқылы өтетін жазықтықта жатады, ал векторы осы жазықтыққа және толқынның таралу бағытына перпендикуляр. Сол себепті магнит индукциясының сызықары вибраторға перпендикуляр концентрлі шеңберлерді құрайды. Магнит сызықары қашықтықтағы нүктелерде өзінің бағытын өзгертеді (2.12-сурет).

Электромагниттік толқынның интенсивтігі вибратор осіне перпендикуляр баытта максимал болып, осьтің бойымен таралмайды.

Электромагниттік толқынды қабылдап тіркеу үшін Герц қабылдағыш деп атаған екінші вибраторды (немесе резонаторды) қолданған (2.11-сурет).

2.12-сурет. Электр өрісі мен магнит индукциясы векторларының перпендикулярлығы

Ашық контурдан тарайтын толқынның айнымалы электр өрісінің әсерінен қабылдағышта электрондар еріксіз тербеледі, шапшаң өзгеретін индукциялық ток қоздырылады. Вибраторлардың өлшемдері бірдей болса, онда екеуіндегі электромагниттік тербелістердің меншікті жиіліктері сәйкес болғандықтан, резонанс салдарынан қабылдағыштағы еріксіз тербелістерді амплитудасы айтарлықтай үлкен болады. Осы еріксіз тербелістерді Герц қабылдағыш антенаның арасындағы өте кішкентай саңылауда пайда болған ұшқындарды бақылау арқылы аңғарған.

Герц өзінің тәжірибелерінде электромагниттік толқынды алумен ғана шектелген жоқ. Ол электромагниттік толқынның басқа толқындарға тән қасиеттерін зерттеген. Тәжірибе жүзінде электромагниттік толқынның жылдамдығын анықтайды, ол жарық жылдамдығына тең болып шықты. Сонымен, Герцтің эксперименттік зерттеулерінде Максвеллдің теориялық болжамдары нақтылы дәлелденді және жарықтың электромагниттік теориясын жасаудың алғашқы баспалдағы салынды.

2.3. Радиотолқындар және олардың қасиеттерін оқыту әдістемесі

Қазақстанның Егеменді ел болуына байланысты, оның басқа елдермен терезесі тең, дүние жүзілік стандартқа сай оқушыларды тәрбиелеп шығаруда оқытудың ғылыми технологиялық әдіс-тәсілдерін пайдалануды іс жүзінде қолғаалу үшін оқыту әдістерін үнемі жетілдіріп отыру әр мұғалімнің басты міндеті. Себебі,біздің бұрынғы бойға сіңген әдіс-тәсіліміз қазіргі оқушылар сұранысына, толыққанды ылайық еместігін тәжірибеден көріп жүрміз. Қазіргі кезде білім берудің басты мақсаты: еліміздің ертеңі – жас ұрпақты тәрбиелеуде, оның өз бетімен білім алып, алған білімдерін ісжүзінде өміде пайдалана білуге үйрету. Дамыта оқытудың алғы шарты – мақсатты сұрақтар қоя отырып, оған жауапты өзі табуды, анықтаманы өзі тағайындап, оқулықпен салыстыра отыра өз шама шарқын тексеру, білімге деген құштарлығын арттыру. Оқушыны өздігінен жұмыс істеуге үйрету, мазмұны қарапайымнан күрделіге қарай бағытталып отыратын деңгейлік тапсырмаларды біртіндеп орындауға әрекеттену. Сондықтан мен оқушылардың таным процесін дамыту үшін олардың сабаққа бойындағы қабілетіне сәйкес жан-жақты білім алуын, ой жүйесін қалыптастыруын жөн көрдім. Қазіргі заман талабы: әр оқушы әр сабақ кезінде жаңа білім қосып қана қоймайды, соны өзі игеріп, ізденіп, талап, пікір таластыру деңгейіне дейін жетіп, даму үстіндеболуын қалайды. Деңгейлеп саралап оқыту оқушы мен мұғалімнің белсенді шығармашылық қызметін дамытумен қатар,оқушыларға өз білімін жаңа әдіспен бағалауға мүмкіндік береді. Бұл жағдайда барлық оқушы өз қызметін ең төменгі деңгейдегі тапсырмаларды орындаудан бастайды да, оларды міндетті түрде толық орындап болғаннан кейін келесі деңгейге көшіп отырады. Бұл оқушылар арасында жарысу жағдайын туғызады және әр оқушының мемлекеттік стандарттың міндетті деңгейі бойынша кемдегенде үштік бағаға үлгеруіне кепілдік береді және өз қабілетін, қызметіне сәйкес жоғарғы деңгейлерге көтерілуіне толық жағдайжасайды. Аталған жаңа бағалау әдісі әр оқушының дамуын қадағалайтын педогогикалық мониторинг құруға мүмкіндік береді.бұл жағдайда әр бала әр тақырып бойынша бағаланады және ұстазға, сабақтан тыс уақытта оқушымен жеке жұмыс істеу үщін, үлгерімі төмен оқушыға қажет тақырыпты анықтауына мүмкіндік туады.

• оқушы өзі ізденеді, оқиды;

• мұғалімдарынды оқушылардың мүмкіншілігін анықтайды;

• әр оқушы өзін-өзі бағалайды, өз білімін жоғары деңгейге өзі жеткізе алады. Оқушылар материалды толық игереді.

Деңгейлеп саралап оқыту нәтижесінде төмендегідей табыстарға қол жеткізуге болады:

• әр тақырыптың 1-деңгейініңтапсырмаларын міндетті түрде және дұрыс орындаған үшін «зачет» алу арқылы, әр оқушы барлық пән бойынша 100% үлгеруіне кепілдік алады;

• әр тақырып бойынша қорытынды баға оның әлі келгенше еңбектеніп жинап алған ұпайына сәйкес қойылады;

• әр оқушыға үй тапсырмасы мүмкіндігіне қарайсаралап беріледі;

• оқушыға табиғи жолмен кәсіптік бағдар беру және оның қабілеті жететін саласын ашуға жағдай салады.

Деңгейлеп саралап оқыту әдісін «Радиотолқындар және олардың қасиеттерін» оқытуда да кең көлемде пайдалануға болады. Бұл тақырыптарды оқыту процесінде мынадай маңызды материалдар қарастырылады.

1888 жылы орыс ғалымы А.С.Попов электромагниттік толқындар арқылы алыс қашықтықтарға сигнал жеткізудің ғылыми болжамын ұсынды. Бұл проблеманың практикалық шешімін ол 1896 жылы тапты. Сол жылдың 24-наурызында Ресейдің физика-химия қоғамының мәжілісінде А.С.Попов әлемде бірінші рет 250 м қашықтыққа сымсыз радиограмма арқылы Генрих Герц деген екі сөзді жеткізді. Поповпен бір мезгілде радиобайланыс идеяларын дамытып, радиоаппаратура жасау мәселесімен италияндық ғалым Г.Маркони де шұғылданды. Ол 1897 жылы электромагниттік толқындарды пайдаланып, хабар таратуға болатындығы жөнінде патентті А.С.Поповтан бұрын алды.

ХІХ ғасырдың аяғы мен ХХ ғасырдың басында электромагниттік толқындар тудыратын көз ретінде электр ұшқындары қолданылды. Электр ұшқындарының табиғатта кездесетін түрі-найзағай. Бірақ мұндай ұшқынды разрядтар электромагниттік тербелістердің өшпелі көздері болып табылады. 1913 жылдан бастап үшэлектродты радиолампаларды пайдаланатын өшпейтін мәжбүрлі тербелістердің генераторлары жасалды. Өткен ғасырдың 50 жылдарынан бастап лампалы генераторларды транзисторлар ығыстырып шығара бастады. Теориялық ізденістер мен практикалық зерттеулер ақпаратты алысқа жеткізуде (әсіре-се оны сөз, ән-күй, кескін түрінде бейнелеуде) өшпейтін синусоидалық электро-магниттік тербелістердің аса маңызды екенін көрсетті. Осыған байланысты ақпарат таратуда шығатын радиотолқынның қуаты (басқа шарттар бірдей болғанда) жиіліктің төртінші дәрежесіне тура пропорционал, яғни болатынын білген жөн. Сондықтан ақпаратты өте алысқа жіберерде, жиілігі үлкен қуатты радиотолқындар пайдаланылады. Әдетте, жиілігі 0,2 МГц-тен асатын радиотолқындар ұзын, 1 МГц-тен асатыны орта, 12 МГц аймағындағылар қысқа, ал одан үлкен жиіліктегілері ультрақысқа радиотолқындар деп аталады. Бейне кескіндерді электромагниттік толқындармен жеткізу үшін гигагерцпен (миллиардтаған герцпен) өлшенетін жиіліктер қолданылады. Мұндай жиіліктер дециметрлік толқын ұзындықтарына сәйкес келеді.

Электромагниттік тербелістерді тербелмелі контур шығарады. Мұндай тербелмелі контурда электромагниттік тербеліс пайда болғанымен, олар кеңістікке толқын түрінде тарай алмайды. Себебі электр өрісі конденсатор астарларының арасында, ал магнит өрісі катушка ішінде жинақталады. Сондықтан оларды жабық тербелмелі контурлар деп атайды.

Электромагниттік тербелістер кеңістікте толқын түрінде таралуы үшін ашық тербелмелі контурлар пайдаланылады. Ол үшін жабық контурлардағы конденсаторлардың астарларының ауданын азайтып, ал катушкалардың орам санын кеміту керек. Шекті жағдайда катушкалар бірте-бірте түзу өткізгіштерге айналып, ал олардың тақау ұштары конденсаторлардың қызметін атқаратын болады. Мұндай құрылғы ашық тербелмелі контур деп аталады. Контурлардағы тербелістер өшіп қалмау үшін конденсаторлардың астарларын үнемі зарядтап отыру қажет.

Ол үшін арнайы лампалы немесе транзисті генераторлар қолданылады.

1894 жылы Попов генераторлар мен радиотолқындарды қабылдайтын қондырғыларға ұзын сымдарды жалғағанда, радиобайланыстардың жақсаратыны байқады. Осылай радиотартқыштар мен радиоқабылдағыштардың маңызды бөлігі болып табылатын антенна ойлап шығарылды. Антенна ашық тербелмелі контур болып табылады. Оның электромагниттік өрісі кеңістіктің үлкен бөлігін қамтиды. Сондықтан антенна электромагниттік толқындарды жақсы шығара да, қабылдай да алады. Тұрмыста және техникада, сондай-ақ ғылыми мақсаттар үшін антенналардың көптеген түрі қолданылады. Олардың параболоидалық табақ түрінде жасалған құрылғылары (2.13-сурет) алыс ғаламдардан электромагниттік толқындарды қабылдай алатын радиотелескоптарда пайдаланылады. АҚШ-та жасалынған радиотелескоп антеннасының диаметрі 20м, ал Ресейде жасалған радиотелескоп антеннесының диаметрі 22 м-ге жетеді.

2.13-сурет. Параболоидалық табақ түріндегі құрылғы

2.14-сурет. Ыстық дақтардан таралатын радиотолқындар

1 967 жылдың жаз айында радиотелескоптың жәрдемімен Кембридж университетінің ғылыми қызметкерлері ғарыш кеңістігінен келіп жеткен радиосиг-налдарды тіркеді. Бұл сигналдар периодты түрде әрбір 1,33730113 с сайын қайталанды, ал импульстің ұзақтығы 10-20 мс уақытқа созылған. Таң-тамаша болған зерттеушілер де, басқа ғалымдар да бұл сигналдарды әуел баста алыс ғаламдағы саналы тіршілік иелерінің аспан кеңістігіне әдейі жіберіп отырған хабары деп пайымдады. Алайда, кейінірек, олардың сыры белгілі болды. Бұл радиосигналдардың көзі-кейінірек пульсарлар мен квазарлар деп аталған ерекше объектілер болып шықты.

Қазіргі кезде пульсарларды аса ірі жұлдыздардың қартайған шағындағы жарылыстан қалған сарқыншағы деп есептейді. Пульсардағы заттың тығыз-дығы ғаламат шамаға (-10¹⁶ кг-м³) жетеді және оның диаметрі бар-жоғы 10-100 км төңірегінде болады.

Диаметрі кішкентай болғандықтан, пульсарлар өз осінің төңірегінде 1-2 с ішінде толық бір айналып шыға алады. Бұндай пульсарлардың бетінде радиотолқындарды өте жіңішке конус түрінде шығаратын ыстық дақтар болуы мүмкін. Осындай ыстық дақ-тардан таралатын радиотолқындар Жер бетіне де келіп жетеді (2.14-сурет). Пульсармен қоса оның бетіндегі ыстық дақтар да периодты айналысқа түседі. Сөйтіп ыстық дақтардан шығатын радиотолқындардың кеңіс-тікке таралу бағыты пульсардың айналуына байланысты өзгеріп отырады. Бір период уақыт өткеннен кейін радиотолқынның (сигналдың) таралу бағыты тағы да Жерге қарай 2.15-сурет.

бағытталады. Осы кезде оларды радиотелескоптар Радиолокацияда

қайыра тіркейтін болады. Кез келген электромагниттік қолдану сәулелер сияқты радиотолқындар да өздері түскен

беттен кері шағыла алады. Бұл құбылысты алыстағы денелерді радиотолқындар арқылы анықтайтын радиолокацияда қолданады (2.15-сурет). Радиолокация арқылы нысананың қозғалу жылдамдығын және одан бақылаушыға дейінгі арақашықтықты табуға болады. Ол үшін кеңістіктің белгілі бір аймағына бағытталған электромагниттік сигнал тарататын арнайы радиотелескоптың антеннасы қолданылады.

Радиобайланыстың қарапайым сұлбасы 2.16-суретте көрсетілген. Осы сұлбаға сүйене отырып, радиобайланыстың негізгі физикалық принципін жүзеге асырады. Таратқыш радиостанцияда жоғары жиілікті тербелістер генераторы антеннада қоздыратын жиілігі жоғары айнымалы ток кеңістікте шапшаң өзгеретін электромагниттік өріс туғызады да, ол электромагниттік толқын түрінде тарайды (2.16,а-сурет). Қабылдағыш антеннаға қосылған тербелмелі контур резонансқа түсу нәтижесінде жиілігі бізге қажетті таратқыш радиостанцияның жиілігіндей еріксіз тербелісті ғана күшейтіп, бөліп алады (2.16,ә-сурет).

Радионы ойлап табу. Радиотелеграф байланысы. Герц тәжірибелері тұңғыш рет электромагниттік толқындарды таратуға болатынын көрсетті. Оның тәжірибелерінде толқынның таралуы аз қашықтықта, зерттеу жүргізілген үстел шегінде ғана жүзеге асырылған еді. Электромагниттік толқынның алыс қашықтықта сымсыз таралу мүмкіндігіне Герцтің өзі күдікпен қараған екен. Тұңғыш рет электромагниттік толқынды сымсыз байланыс жасау үшін қолдануға болатынын 1895 жылы 7 мамырда орыс ғалымы А.С. Попов Ресейдің физика-химия қоғамының мәжілісінде тәжірибе жасап көрсетті. Попов электромагниттік толқындарды тіркеудің сенімді және жақсы сезгіш тетігі-когерерді қолданды. Оны Поповтың ашқан жаңалығынан бес жыл бұрын, сезімталдығы нашар Герцтің ұшқындық қабылдағыш вибраторының орнына, басқа тәсілді қолдануды ұсынған француз физигі Э. Бранли еді. Өзінің жасаған аспабын Бранли когерер деп атаған. Когерер –екі электроды бар шыны түтік. Оның ішіне ұсақ металл үгінділері салынған. Қалыпты жағдайда когерердің кедергісі үлкен болады, өйткені үгінділердің бір-біріне тиісуі нашар.

2.16-сурет. Радиобайланыстың сұлбасы

2.17-сурет. Поповтың қабылдағышы

Поповтың қабылдағышы когерерден К, электромагниттік реледен ЭМ, электр қоңырау Қ мен ток көзінен тұрады (2.17-сурет). Алғашқыда А.С.Попов өзінің қабылдағышын найзағайдағы электр разряды кезінде пайда болатын электромагниттік толқынды тіркеу үшін қолданады. Оны ол «найзағай тіркегіш» деп атаған. Антеннаға жеткен жиілігі жоғары электромагниттік толқын еркін электрондардың еріксіз тербелістерін қоздырып, айнымалы ток туғызады. Айнымалы кернеудің әсерінен үгінділер арасында электрлік ұшқындар туады да үгінділерді пісіреді. Когерердің кедергісі 100-200 еседей күрт кемиді. Жайшылықта когерердің кедергісі өте үлкен болғандықтан реле қоңырау тізбегін ток көзіне қоса алмайды. Енді электромагниттік толқын келгенде электр қоңырауының тізбегі когерер арқылы тұйықталады. Балға Б когерерді соғып толқын келгенін хабарлайды. Электромагниттік толқын аяқталысымен, қоңырау тізбегі ажыратылады, өйткені балға қоңыраумен бірге когерерді де соғады. Когерерді сілкіп қалғанда оның кедергісі қайтадан бұрынғы үлкен мәніне ие болады да, келесі толқынды қабылдауға дайын тұрады. Қабылдағыштың езгіштігін арттыру үшін Попов когерердің бір ұшын жерге, ал екінші ұшын биіктікте тұрған өткізгіш сымға қосым тұңғыш қабылдағыш антенна жасады.

1896 жылы А.С. Попов электромагниттік толқындар таратқышты жасады. Электромагниттік толқындарды таратқыш пен қабылдағышты жетілдіре отырып, ол телеграфтың Морзе әрпімен сөздерді беріп және оны қабылдай бастады. Осы жылдың 24 наурызында әлемде бірінші рет 250 м қашықтыққа сымсыз, екі сөзден тұратын «Генрих Герц» деген радиограмма таратып, оны қабылдады және ол бұл толқындарды телефон арқылы құлаққа да қабылдауға болатынын іс жүзінде көрсетті. Байланыстың бұл түрі радиотелеграфтық байланыс деп аталып кетті. Телеграф толқындары қысқа және ұзын электромагниттік толқын импульстері, яғни Морзе әліппесінде қабылданған «нүкте» мен «тире» түрінде беріліп келеді. Радиотехниканың дамуына және оның жанжақты практикалық мақсаттарда қолданылуына зор үлес қосқан итальян өнертапқышы Г.Маркони болды. Ол 1897 жылы электромагниттік толқындарды сымсыз байланыс жүйесінде қолдануға болатынына патент алады. Г.Маркони 1901 жылы тұңғыш рет Еуропа мен Америка арасында Атлант мұхиты арқылы радиобайланысты жүзеге асырды. Радионы байланыс құралдары ретінде дамытуда оның рөлі ерекше. А.С.Попов өзінің ашқан жаңалығына, өкінішке орай, патент алмаған екен. Радиобайланыстың дамуының ең маңызды кезеңі 1906 жылы американдық инженер Д. Форестің үшэлектродты шамды-триодты ойлап шығарумен байланысты. Триод негізінде 1913 жылы өшпейтін электрлік тербелістердің шамды генераторы жасалынды. Соның нәтижесінде электромагниттік толқын арқылы енді музыканы, сөзді, яғни дыбысты қашықтықта тарату жүзеге асырылды. Оны радиотелефондық байланыс деп атады.

Радиотелефон байланысын іске асыру енді тіпті оңай сияқты көрінеді. Дыбыс толқыны тудыратын ауа қысымының тербелісін микрофонда дәл сондай электрлік тербелістерге айналдырады. Оны күшейтіп дыбыс жиілігіндегі айны-малы токтың еріксіз тербелісін антеннада тудыруға болады. Бірақ мұндай тәсілмен радиотелефондық байланысты іске асыру мүмкін емес. Антенна шығара-тын электромагниттік толқынның интенсивтілігі жиіліктің төртінші дәрежесіне пропорционал екенін еске түсірейік.

Дыбысты берудің қиыншылығы мынады: радиобайланыс үшін жоғары жиілікті электрлік тербелістер керек, ал дыбыс жиілігі төменгі жиіліктегі тербелістер болып табылады. Мұндай төменгі жиіліктегі электромагниттік толқындар мүлдем шығарылып таратылмайды дерлік. Сондықтан дыбыс жиілігіндегі электромагниттік тербелістерді алысқа тарата алатын жоғары жиілікті электромагниттік тербелістерге қандай да бір тәсілмен үстемелеу қажет болды.

Төменгі жиілікті электрлік тербелістерге сәйкестендіре отырып жоғары жиілікті электромагниттік тербелістерді басқару-жоғары жиілікті тербелістерді модуляциялау деп аталады. Модуляция деп отырғанымыз жоғары жиілікті тербелістердің параметрлерінің бірін-амплитудасын, жиілігін немесе фаза-сын төменгі (дыбыс) жиілікпен баяу өзгертетін процесс. Радиобайланыста ам-плитудалық, жиіліктік және фазалық модуляция қолданылады. Жоғары жиілікті тербелістерді тасымалдаушы жиіліктер деп

2.18-сурет. Радиобайланыстың принциптерінің модульдік сұлбасы

атайды, өйткені олар дыбыс жиілігіндегі тербелістердің тасымалдаушылары рөлін атқарады. Қазіргі заманғы радиотехникада көбінесе, ғарыштық байланыс жүйелерінде және телевизияда әрқашан жиіліктік модуляция қолданылады. Радио-қабылдағышта жиілігі жоғары күрделі тербелістерден қайтадан төменгі жиілікті тербелістерді ажыратып, бөліп алады. Төменгі жиілікті сигналды қалпына келтіру процесін демодуляция немесе детекторлеу деп атайды. Детекторленген сигналды күшейткеннен кейін акустикалық тербеліске айналдырады (2.18-су-рет) радиобайланысты жүзеге асыраудың негізгі принциптерінің модульдік сұлбасы берілген.

Модуляция және детекторлеу. Жоғары жиілікті тербелістердің амплитудасын, жиілігін немесе фазасын өзгерту арқылы модуляциялауға болады. Іс жүзінде модуляциялаудың үш тәсілі де пайдаланылады. Дегенмен, біз көбірек пайдаланылатын тәсіл-амплитудалық модуляцияға тоқталайық.

Амплитудалық модуляция кезінде жоғарыжиілікті тербелістердің амплитудасын дыбыстық жиілікпен өзгертеді. Транзисторлы генераторда өндірілетін жоғары жиілікті тербелістердің амплитудасын модуляциялауды 2.19-су-рет көрсетілген сұлбаны пайдаланып іске асыруға болады. Модулятор микрофоннан М, ток көзінен Б₁ және тізбектеліп қосылған трансформатордың (Тр) бірінші орамасынан L₁ тұрады. Трансформатордың екінші орамасы L₂

2.19-сурет. Тербелістердің амплитудасын модуляциялау

2.20-сурет. Гормоникалық тербелістер

транзистордың базасы қосылған тізбектегі конденсаторға С параллель жалғанған. Катушканың кері байланыс орамасы L_б арқылы өтетін жоғары жиілікті айнымалы тоққа С конденсаторға кедергісі аз болады. Трансформатордың екінші орамасының L₂ индуктивтік кедергісі үлкен. Сондықтан генератор өндіретін жоғары жиілікті айнымалы ток С конденсатордан оңай өтіп, ал модулятордың микрофондық тізбегінен өте алмайды. Дыбыс тербелістері жоқ кезінде генератор жоғары жиілікті өшпейтін тұрақты амплитудалы гармоникалық тербелістер өндіреді:

мұндағы -тасымалдаушы жиілік, -тербелістің тұрақты амплитудасы. Осы тербелістердің графигі 2.20,а-суретте берілген. Микрофон қосылғанда дыбыс толқындары оның тізбегінде төменгі жиілікті Ω электр тогын тудырады (2.20,ә-сурет). Бұл төменгі жиілікті токтар үшін С конденсатордың кедергісі үлкен болады. Сол себепті трансформатордың L₂орамасының ұштарындағы кернеу толығымен тізбектің база-эмиттер бөлігіне түседі. Осының арқасында генератор контурының тізбегіндегіжоғары жиілікті айнымалы токтың амплитудасы дыбыс жиіліктеріне сәйкес үздіксіз өзгереді, яғни жоғары жиілікті тербелістердің модуляциясы іске асады. Оны контурға қосылған (2.20,б-сурет) осциллографтың экранынан көруге болады.

Детекторлеу. Радио қабылдағышты антеннасында барлық радио қабылдағыштан, найзағайдың разрядынан, электрлік аспаптар мен электрлік қозғалтқыштар жұмыс істегенде шығатын ұшқынды разрядтан келетін электромагниттік толқындар жоғары жиілікті әлсіз индукциялық токты қоздырады. Сондықтан да белгілі бір радиохабарды ғана тыңдау үшін тізбекке тербелмелі контурды қосу арқылы қажетті жиіліктегі толқынды бөліп алады. Ол тербелмелі контурдағы конденсатордың сыйымдылығын өзгертіп, контурдың меншікті тербеліс жиілігі антеннадағы қозған еріксіз тербелістердің жиілігіне сәйкестендірілу арқылы, яғни резонанс нәтижесінде жүзеге асырылады. Жоғары жиілікті модуляцияланған электромагнит толқынды қабылдағыш антенна ұстаған соң, дыбыс жиілігіндей тербелістерді күрделі сигналдан бөліп алу керек. Демодуляцияны немесе детекторлеуді жүзеге асыратын құрылғы ретінде біржақты өткізгіштік қасиеті бар детектор қолданылады. Детектордың рөлін жартылай өткізгішті диод немесе транзистор да атқара алады.

Ең қарапайым радиоқабылдағыш немесе детекторлы радиоқабылдағыштың жұмыс істеу принципін қарастырайық. Жоғары жиілікті модуляцияланған тербелістер антеннадан 1 резонанстық контур 2 арқылы детекторға 3 келіп түседі (2.21-сурет). Детектор тізбегінде графигі 2.22-суретте көрсетілген амплитудалары әр түрлі қысқа мерзімді импульстер тізбегі түрінде электр тогы туады. Осындай импульстер тізбегін дыбыс жиілігіндей айнымалы тоққа түрлендіру үшін конденсатор 4 пен резисторды 5 пайдаланады. Әрбір жарты период сайын жоғары жиілікті ток импульсі конденсаторды зарядтайды. Ал импульстер арасында конденсатор резистор арқылы разрядталады.

2.21-сурет. Детекторлы радиоқабылдағыштың жұмыс істеу принципі

2.22-сурет. Детектор тізбегі

Конденсатордың сыйымдылығы және резистордың кедергісі дұрыс таңдалынып алынса, онда резистор арқылы дәл таратқыш станциядағы дыбыс жиілігіндей айнымалы ток өтеді. Дыбыстағышта немесе телефон мембранасында берілген дыбыстар қайталанады.

Радиотолқындардың таралуы. Радиолокация. Радио және телехабарларда, радиобайланыста, радиолокация мен радионавигацияда қолданылатын электромагниттік толқындарды радиотолқындар деп атайды. Толқын ұзындықтары әр түрлі диапазондарда қолданылатын антенна түрлерінің ерекшелігі бар. Радиохабарларды тарататын ұзын, орташа, қысқа толқындарды вертикаль бағытталған өткізгіш вибраторлар шығарады. Қабылдау қашықтығын арттыру мақсатында антенналарды мүмкін болғанынша биік орнатуға тырысады. Радиотолқындарды 2 –кестеде көрсетілгендей бірнеше диапазондарға бөледі.

2-кесте. Радиотолқындардың диапазондары

Толқындардың аталуы	Толқын ұзындықтарының диапазоны,
Аса ұзын толқын Ұзын толқын Орташа толқын Қысқа толқын Ультрақысқа толқындар: метрлік дециметрлік сантиметрлік миллиметрлік	10000 10000/1000 1000/100 100/10 10/1 1/0,1 0,1/0,01 0,01/0,001

Радиолокация, ғарыштық радиобайланыс және телехабарлар үшін ультрақысқа толқындарды пайдаланады. Ұзындығы жарты толқын ұзындығына тең вибратор немесе бірнеше осындай вибраторлардан құралған антенна бағытталған метрлік электромагниттік сәуле шығарады. Сантиметрлік және дециметрлік диапазондағы радиосәулелерін шығару үшін параболалық шағылдырғыштар қолданылады.

Радиотолқындардың таралуына жер бедері мен су беттері, әсіресе атмосфераның жоғарғы қабаты-ионосфера көбірек әсер етеді. Ионосфераны жер бетінен 90-300 км биіктікте, иондар мен электрондардан тұратын иондалған газ қабаты құрайды. Атмосфераның жоғары қабатының иондалуы, негізінен, Күннің ультракүлгін және рентген сәулелерінің әрекетінен болады. Түнмен салыстырғанда иондардың концентрациясы күндіз 20 еседей артық. Сондықтан ионосфераның қасиеті тәулік бойы және жыл мезгіліне байланысты өзгеріп тұрады. Ионосфера электромагниттік толқындарды шағылдырады және жұта алады. Ұзын радиотолқындар дифракция нәтижесінде көкжиектен асып алысқа жетеді. Әрі ионосферадан жақсы шағылады, сол себепті ұзын

2.23-сурет. Қысқа толқынның 2.24-сурет. Ультрақысқа толқынның

таралуы таралуы

толқындар шалғай қашықтыққа тарайды. Қысқа толқындардың алыс қашықтыққа таралуы, оның жер бетінен және ионоссферадан бірнеше дүркін шағылуының арқасында болады. Жердегі кез келген радиостанциямен қысқа толқында байланыс орнатуға болады (2.23-сурет). Ультрақысқа толқындар ионосферадан шағылмай, ешбір кедергісіз өтіп кетеді. Олардың дифракциялық қасиеті нашар, жер бетін орағытып өтпейді. Сондықтан ультрақысқа толқынды байланыс таратқыш антеннаның тікелей көріну аймағында ғана жүзеге асырылады (2.24-сурет). Ретрансляторлар мен серіктерді пайдаланып, шалғай қашықтыққа теле-радио хабарларды тарату мүмкін болды.

Радиолокация. Радиотолқындар арқылы объектіні тауып, оған дейінгі қашықтықты және оның кеңістіктегі орнын, қозғалыс жылдамдығын анықтау радиолокация деп аталады. Радиолокация негізіне радиотолқындардың өткізгіш денелерден шағылуы алынған. Ол радиотолқындар шағылатын объектілердің сызықтық өлшемдері толқындардың ұзындығынан артық болғанда айқын байқалады. Сондықтан радиолокациялық станцияларда ультрақысқа толқындарды қолданады. Радиолокацияда объектіні табу үшін сүйірлене бағытталған электромагниттік толқын шоғы пайдаланылады. Дециметрлік және одан кіші толқын ұзындығымен жұмыс істейтін радиолокаторларда бағытталған толқынды параболалық металл айнаның фокусында орналасқан антенналар шығарады. Метрлік толқындарды сүйірлей бағыттау үшін белгілі бір қалыпта орналасқан антенналар жүйесін қолданады. Бір бағытта интенференция салдарынан толқындар күшейіп сүйірлене бағытталса, өзге бағыттарда олар бірін-бірі толығымен немесе жартылай өшіреді. Радиолокатор немесе радар-таратқыш және қабылдағыш күрделі радиотехникалық жүйелерден тұрады. Радиолокатор импульстік режимде жұмыс істейді. Ұшақтың орнын анықтау үшін оған радиолокатордың антеннасын бағыттайды, ал генератор қысқа мерзімді электромагниттік

2.25-сурет. 2.26-сурет

Ұшақтың орнын анықтау Радиотелескоптар арқылы зерттеу

толқындардың периодты импульстерін шығарады (2.25-сурет). Әрбір импульстің ұзақтығы шамасындай, ал импульстік аралықтары , яғни 1000 еседей үлкен. Объектіден шағылған электромагниттік толқынды, радиолокатордың таратқыштан қабылдағышқа ауыстырылып қосылған антеннасы импульстердің үзілісі мезетінде қабылдайды.

Электромагниттік толқынның объектіге барып және шағылып қайту уақытын t уақытын өлшеу арқылы, арақашықтықты анықтайды:

мұндағы радиотолқынның вакуумде таралу жылдамдығы.

Радардың экранында жіберілген және шағылған электромагниттік толқындардың импільстеріне сәйкес келетін электрондық шоқтың ауытқуын бақылайды және қашықтықты тікелей өлшейді. Өйткені экрандағы импульстерге сәйкес ауытқулардың арасы толқынның жүріп өту t уақытына және объектіге дейінгі I қашықтыққа тікелей пропорционал. Радиолокатор антеннасы кез келген бағытта қозғала алады. Антеннаның қозғалу бұрышы бойынша, мысалы, ұшақтың бағытын, оның координатасын анықтайды. Уақыттың өтуіне байланысты координатасын анықтайды. Уақыттың өтуіне байланысты координаталардың өзгеруі бойынша нысананың жылдамдығы мен оның траекториясын есептейді. Қазіргі кезде радиолокацияны қолдану саласы аумақты, соның ішінде еліміздің қорғаныс мақсатында: зымырандарды, ұшақтар мен кемелерді байқап, анықтап отырады. Радарлар бірнеше жүздеген километрге дейінгі қашықтықтағы нысаналарды байқай алады. Аэропорттағы операторлар ұшақтардың ұшуы мен қонуы, әуе жолындағы қозғалысын радиолокаторлар арқылы бақылайды және тиісті нұсқаулар беріп, ұшу қауіпсіздігін қамтамасыз етеді. Құрғақ және ылғалды жер бедері, қалалық ғимараттар, транспорттық коммуникациялар, су радиотолқындарды түрліше шағылдырады. Ұшақтан радиолокациялық құралдар арқылы ұшқыш жерге дейінгі қашықтықты, ұшу жылдамдығын ғана біліп қоймайды, сонымен бірге жер бетінің радиолокациялық картасын көріп отырады. Ол бұндай информацияны күндіз де алып отырады.

Радиолокация ғарыштық зерттеулер мен астрономияда қолданылады. Радиотелескоптар (2.26-сурет) арқылы шалғайдағы ғарыш денелері шығаратын көрінбейтін кең диапазондағы электромагниттік толқындарды қабылдай отырып, әлемнің құрылысын зерттеу мүмкін болды. Радиолокациялық әдіс негізінде Жерден Айға және Меркурий, Шолпан, Марс, Юпитер планеталарына дейінгі қашықтықтар дәл анықталды. Ғарыштық кемелердің барлығы бірнеше радиолокатормен жабдықталған. Олар тікелей планеталардың бет түрінің қыртысын көрсете алады, аспан денелері туралы көп мағлұматтар береді.

Теледидар. Байланыс құралдарының дамуы. Радиотолқындар арқылы дыбыс сигналдарын ғана емес, әрі нәрселердің бейнелерін де алыс қашықтықтарға жеткізуге болады. Телехабарды жеткізудегі басты айырмашылық мынада: дыбыс сигналдарымен бір мезгілде өзінің бөлек тасымалдаушы жиілігі болатын бейнесигналдарды жасап тарату және қабылдау.

Таратқыш телестанцияда кез келген нәрсенің кескіні электр сигналдарына түрленгеннен кейін, ол кескіннің электр сигналдары жоғары жиілікті тербелістерді модуляциялайды. Ол үшін әр түрлі жеткізуші электронды сәулелік түтікшелер (иконскоп, видикон, суперотикон) қолданылады. Сенімді әрі қарапайым болып келетін электронды-сәулелік түтікшенің өзгертілген түрі-видиконның құрылысымен танысайық (2.27-сурет).

2.27-сурет. Видиоконның құрылысы

Жарқыраған экранның орнына видиконда жартылай өткізгіштен жасалған жарық сезгіш мозаикалы экран орнатылған. Электрондық зеңбіректен (1) ұшып шығатын электрондар шоғы (2) электр өрісінде үдетіліп жартылай өткізгіш экранды соққылайды. Эмиссия нәтижесінде экраннан ұшып шығатын екінші реттік электрондар потенциалы экранның потенциалынан жоғары коллекторға (4) бағытталып қозғалады. Енді мозаикалы экран оң зарядталады да, электрондардың эмиссиясы тыйылады. Экран жарықталғанда жартылай өткізгіштің кедергісі тез кемиді. Экран-коллектор тізбегіндегі ток күші экранның бөліктеріне түскен жарық энергиясына байланысты өзгереді. Сөйтіп, жарықталудың өзгерісі электр тербелістеріне түрленеді.

Объективтің (5) көмегімен нәрсенің кескіні (6) экранға түсірілсін. Экранның ұялары түрліше жарықталады, сол себепті кедергілерінің мәні де әр түрлі болып өзгереді. Ара тісті кернеу берілген катушканың магнит өрісімен басқарылатын электрондық шоқ солдан оңға қарай қозғала отырып, экранның бір жолындағы барлық ұяларға ретімен сыпыра түсіп шығады. Басқа катушканың (8) магнит өрісі электрондық шоқты бір жолдан екінші жолға ауыстырады. Сонымен с ішінде элетрондық шоқ 625 жолды жүгіріп өтіп шығады. Видиконда кескіннің түрленген электр сигналдары теледидарлық таратқышты жоғары жиілікті электромагниттік тербелістерді модуляциялайды. Бейнесигналмен қосарлана дыбыс сигналы және электрондық шоқтың қозғалысын басқаратын синхрондаушы сигнал жіберіледі. Ол антеннада электромагниттік толқын түрінде шығарылады.

Теледидарлық қабылдағышта-теледидарда детекторленгеннен кейін тура дәл әлгіндегідей бейнесигнал шығады. Бейнесигнал қабылдағыштың электронды-сәулелік түтігінің экранында-кинескопта көрінетін кескінге түрлендіріледі (2.28,а-сурет).

2.28-сурет. Кинескопта түрлендіру

Жеткізуші түтікте электрондық шоқ мозаикалы экранды қалай сыпыра шарлап шықса, қабылдағыш түтікте дәл осы тәрізді горизонталь және вертикаль бұрушы катушкалардың магнит өрістері электрондық шоқты барлық экранды сыпыра шарлатып шығарады (2.28,ә-сурет). Кинескоптың электрондық зеңбірегінен шығатын электрондық шоқтың соққыларының әсерінен люминоформен қапталған экран жарық шығарады, оны бейне түрінде адамның көзі қабылдайды. Өйткені кадрлар секундына 25 рет ауысып отырады.

Түрлі-түсті кескінді тарату және қабылдау үшін күрделі теледидарлық жүйелер қолданылады. Бір жеткізуші түтіктің орнына үш түсті-қызыл, көк және жасыл түстердің сигналдарын жеткізетін үш түтік қолданылады. Теледидардың экраны да үш түрлі люминофор кристалдарымен қапталған. Үш электрондық зеңбіректен шығарылатын электрондар шоқтары экранға түскенде сәйкесінше қызыл, көк, жасыл түстермен жарқырайды. Олар қабаттаса келе көп түсті бейне туғызады. Телехабарлар жиіліктері 50 МГц пен 230 МГц аралығындағы диапазонда таратылады. Осындай толқындар тек антеннаның тікелей көріну шегінде ғана тарайды. Сондықтан телехабармен үлкен аймақты қамту үшін телехабарлар таратқыштарын биікке көтеру керек және жиірек орналастыру қажет. Серіктік байланыс жүйесінің қарқынды дамуына орай телехабарларды сапалы қабылдаудың аймағы үздіксіз арта береді.

Байланыс құралдарының дамуы. Қазақстан Республикасында тұңғыш радиостанция 1913 жылы Форт-Шевченко қаласында салынған еді. Ұшқындық хабарлағыштың қуаты небәрі 1 кВт болатын және радиусы 300 км қашықтыққа дейін тұрақты байланыс орнатты. Ол радиотелеграф режимінде жұмыс істеген еді.

ХХ ғасырдың екінші жартысында Қазақстандағы байланыс жүйесі пәрменді дамыды. Телеграф және телефон сияқты едәуір ескі байланыс құралдары жетілдіріп қана қойылған жоқ, сонымен қатар фототелеграф, радиохабар, телевидение, автоматты телефон станциялары, халықаралық байланыс және ғарыштық байланыс жүйелері күрт дами бастады. Бұрынырақ қалааралық телефон байланысы бағандарға ілінген сымдар арқылы орындалатын. Сыртқы ортаның әсері байланыстың тұрақтылығына кедергі келтіретін. Сондықтан байланыстың кабельді қолданыла бастады. Қазақстандағы алғашқы радиорелелі желі Алматы мен қазіргі Бішкек қалаларының арасында салынып, 1958 жылы іске қосылды. Радиорелелі желілерде дециметрлік және сантиметрлік толқындар пайдаланылған, ол толқындар антеннаның тікелей көріну шегіне дейін тарайтын. Аралық шағын радиостанциялар сигналды күшейтіп, әрі қарай көршілеріне бағыттайтын. Телехабарларда аралары 100-130км ретрансляторлар арқылы бүкіл республикаға осылайша таралды.

Заман ағымына қарай күнделікті сабаққа видео, аудио қондырғылар мен теледидарды, компьютерді қолдану айтарлықтай нәтижелер беруде. Кез келген сабақта электрондық оқулықты пайдалану оқушылардың танымдық белсенділігін артырып қана қоймай, логикалық ойлау жүйесін қалыптастыруға, шығармашылықпен еңбек етуіне жағдай жасайды. Дәстүрлі оқулықты оның электрондық нұсқасына оңай айналдыруға болады. Бұл нұсқаның жетістігі – оны компьютер жадында сақтау мүмкіндігі, оны компьютерлік желілер арқылы тарату болып табылады.

Қазақстанның тәуелсіз мемлекет ретінде қалыптасуы орта білім беру жүйесінің дамуымен тығыз байланысты. Қай халықтың, қай ұлттың болсын толығып өсуіне, рухани әрі мәдени дамуына басты ықпал жасайтын тірегі де түп қазығы да – мектеп.

Қазақ мектептерінің білім деңгейін көтеру және онда ақпараттық технологияларды пайдалану арқылы оқу-тәрбие процесін тиісті деңгейге көтеру, мектеп ұстаздарының, басшыларының, педагогикалық ұжымның жүйелі басшылыққа алған бағыты деп есептейміз.

Жоғарыда айтылған ой-пікірлерді тұжырымдай келе, компьютерді қолдану негізінде мектеп пәндерін оқыту сапасын арттырып, білім беруді ақпараттандыру жүйелі түрде іске асады деуге болады.

Мектепті ақпараттандыруға осылай мемлекет тарапынан үлкен экономикалық қолдау көрсетіліп, оны оқыту, үйрету мәселесі бүкіл халықтық деңгейге көтерілсе ғана біздің елімізөндірістің жоғары психологиясын меңгерген дүниежүзілік бәсекеге төтеп беретін, өндіріс өнімдерін өндіре алатын алдыңғы қатарлы мемлекетке айналады. Ол дәрежеге жетуге қажетті білім алуына біздің жас ұрпақтың қабілетінің жететініне сенім мол.

«Қазіргі заманда жастарға ақпараттық технологиямен байланысты әлемдік стандартқа сай мүдделі жаңа білім беру өте қажет» деп, Елбасы атап көрсеткендей жас ұрпаққа білім беру жолында ақпараттық технологияны оқу үрдісінде оңтайландыру мен тиімділігін артырудың маңызы зор.

Осы бағыттарды ескере отырып, озімнің тақырыбым бойынша эксперимент қорытындысын жасадым. Эксперименттік топқа 16 оқушы, бақылау тобына 17 оқушы қатысты. Олардың «Электромагниттік толқындар» тарауы бойынша алған білімдерін тарау соңында әртүрлі бақылаулар арқылы тексердім. Нәтижесінде жан-жақты технологиямен өткізілген сабақтың оқушылар білімін жетілдірудегі маңызына көзім жетті.

Эксперимент тобы		Бақылау тобы
16 оқушы		17 оқушы
Экспериментке дейiн	Эксперименттен кейiн	Экспериментке дейiн	Эксперименттен кейiн
21%	40,50%	14,60%	18,50%
32%	41,30%	27,70%	33,80%
42%	48,20%	37,70%	45,70%

Қ О Р Ы Т Ы Н Д Ы

Қазіргі заман мұғалімінің тек өз пәнінің терең білгірі болуы емес, тарихи танымдық, педагогикалық-психологиялық сауаттылық, саяси экономикалық білімділік және ақпараттық сауаттылық талап етілуде. Ол заман талабына сай білім беруде жаңалыққа жаны құмар, шығармашылықпен жұмыс істеп, оқу мен тәрбие ісіне еніп, оқытудың жаңа технологиясын шебер меңгерген жан болғанда ғана білігі мен білімі жоғары жетекші тұлға ретінде ұлағатты саналады.

Физика – эксперименттік ғылым. Сондықтан қандай сабақта болсын эксперимент басты назарда болу керек деп ойлаймын. Сондықтан дипломдық жұмыста приборлар болмаған жағдайда интрактивтік тақтада слайдтар түрінде көрсетуге болатын суреттер мен кестелердің толық сызбасы келтірілді.

Дипломдық жұмыс екі бөлімнен тұрады. Бірінші бөлімде «Электромагниттік толқындар» тарауын оқытудың жалпы әдістемесіне тоқталдым. Онда оқушылар санасында электромагниттік толқын туралы алғашқы түсініктерді қалыптастыру жолдарын қарастырдым. Сондай-ақ электромагниттік толқындардың қасиеттерін оқытудағы негізгі мәселелерге назар аударылды.

Екінші бөлімде электромагниттік толқындардың 11 сыныпта оқытылу әдістемесіне тоқталдым. Бұл тарауды оқытуда дамыта оқыту технологиясын пайдалану тиімді екеніне педагогикалық іс-тәжірибеден өту кезінде көзім жетті. Бұл тарауды оқытуда оқушыларды ғылыми жұмыстарға баулуда маңызы зор. Осы тараудағы «Радиотолқындар және олардың қасиеттері» атты тақырыпты оқытуда жаңа техникалық құралдарды, даралап саралап оқыту әдісін, жаңа ақпараттық технологияларды пайдалану тиімділігіне көңіл аударылды.

Дипломдық жұмысты жазу барысында мектеп мұғалімдеріне басшылыққа алуға пайдасы тиетіндей әдістемелер, көрнекі құралдар, интерактивті әдістерді пайдалану мүмкіндіктері ұсынылды.

ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР

1. Абдуллаев Ж. Жалпы физика курсы.- Алматы, 1991, 308 б.

2. Абдыхалықов Қ.А., Ақылбаев Ж.С. Физика.-Қарағанды, 1995, 302 б.

3. Арызханов Б.С. Физика оқу құралы.-Алматы, 1994, 256 б.

4. Әбілқасымова А.Е. Студенттердің танымдық ізденімпаздығын қалыптастыру-Алматы, 1994, 136 б.

5. Бектенов М.Б. Физика курсы.-Алматы, 1996, 183 б.

6. Беженцев М.В. Техника и методика лекционного эксперимента по курсу физики Л-м.,

7. Галанин Д.Д. идр. Физический эксперимент в школе.-Москва, 1954, 308с.

8. Гермензон Е.М., Малов Н.Н. курс общей физики электродинамика.-Москва, 1990, 275 с.

9. Знаменский П.А. Орта мектепке физиканы оқыту әдістемесі.-Алматы, 1998, 308 б.

10. Калашников С.Г. Электричество.-Москва, 1970, 208 с.

11. Каменской С.Е. и Пурышевой Н.С. Теория и методика обучения физики в школе-Москва, 2000, 363 с.

12. Каринкин Н.М. Учебный эксперимент по физике.-Москва, 1995, 127 с.

13. Қамығұлов А.Ж. Физиканы оқыту методика- Алматы, 1992, 210 б.

14. Қойшыбаев Н. Шырықбаев А.О. Физика оқу құралы.-Алматы, 2001, 328б.

15. Құдайқұлов М. Орта мектепте физиканы оқыту әдістемесі.-Алматы, 1998, 310 б.

16. Құлбеков М. Әлімбекова Г. Нұрғалиев Қ. Жалпы физика қурсы.- Алматы, 1997, 141 б.

17. Королев Ф.А. курс физики.-Москва, 1974, 198 с.

18. Перышкин А.В. Физиканы оқыту.-Алматы, 1981, 235 б.

19. Резников Я.И. Эвенчик Э.Е. Методика преподавания физики в средней школе.-Москва, 1961, 436 с.

20. Рязанов Г.А. Лекционные опыты по теории электромагнитного поля- Москва, 1952, 403 с.

21. Тұяқбаев С, Насохова Ш, Кронгарт Б. Физика-Алматы, 2007, 384 б.

22. Шаманов С.Я. Методики преподавания физики-Москва, 1975, 210 б.

23. Садықов Т.С., Әбілқасымов А.Е. Жоғарғы мектепте білім берудің дидактикалық негіздері-Алматы, 2003, 168 б.

24. АлМУ «Мектепте физикадан білім беру тұжырымдамасы».-Алматы, 1993, 17 б.

25. Шмаргун Н.И. Экранно-звуковые пособия в обучение физике. М. Просвещение,

26. Аққошқаров Е. «Физика терминдерін орысша, қазақша түйіндірме сөздігі». Қазақстан баспасы. 1994 ж.

27. Бутиков Е.И. Оптика М. «Высшая школа» 198, 576 с.

28. Годжаев Н.М. Оптика. М. «Высшая школа» 1977, 432 с.

29. Қазақстан мектебі. №2, Алматы, 1984 ж.

30. Қазақстан Республикасы. Жалпы орта білім берудің мемлекеттік жалпыға міндетті стандарттары. Алматы, 2002, 360 б.

31. Перышкин А.В., Родина Н.А. және басқалар «Физиканы оқыту методикасы» 6-7 сыныптар. Алматы, «Мектеп» 1979

32. Қонақова Қ.Ө. «Қ.Р мектептерінде бағдарлы оқытуды ұйымдастыру

бойынша әдістемелік ұсыныстар» Алматы – 2006 ж

33. Ауесхан А.А. «Білім берудегі менеджмент» Алматы – 2004 (2)

34. Шахмаев Н.М., Каменецкий С.Е. «Демонстрационные опыты по электродинамике» Изд.2-е. Пособие для учителей. Москва «Просвещение», 1973г.

35. Қойшыбаев Н. «Электродинамика» 2-том Алматы -

36. Коган Б.Ю. «Задачи по физике» Москва «Посвещение», 1971.

37. Попов В.С. «Теорическая электротехника» Москва «Энергия», 1978.

38. Мясников С.П., Осачева Т.Н. «Пособие по физике»: - Москва,1988.

39. Демонстрационный эксперимент по физике в средней школе. І и ІІ том. /Ред. А.А. Покровского., М, Просвящение, 1979.

40. Демонстрационные опыты по физике в 6-7 класс. /Ред. А.А. Покровского., М, Просвящение, 1970.

Қосымша пайланылған әдебиеттер

1.Физика Қазақстан мектебінде №5 (11),2008ж 48 – 50 беттер

2. Физика Қазақстан мектебінде №3 (3),2006ж 19 – 20 беттер

3.Математика және физика №3, 2007ж 11- 13 беттер

4.Физика № 3, 2009ж 5- 9 беттер

5.Физика и астрономия № 2, 2009ж 15 -18 беттер