Особенности изучения понятия электромагнитного поля

В настоящее время понятие электромагнитного поля вводится в начале изучения темы «Электрическое поле». Такой подход к формированию понятия электромагнитного поля, более современен и отвечает в полной мере идеям физической науки и миропониманию в целом.

Как показывает опыт многих преподавателей системы среднего специального образования, методическая литература и проведенные исследования более раннее введение понятие электромагнитного поля хотя бы в ознакомительном плане благотворно сказывается на повышении научного уровня изложения основ электродинамики, правильного формирования мировоззрения учащихся и способствуют дальнейшему совершенствованию методических основ курса физики.

В этом случае понятие электромагнитного поля будет «работать» длительное время, постепенно расширяясь и углубляясь на протяжении всего изучения электромагнитных явлений, что в свою очередь позволит учащимся глубже понять основные идеи современных физических воззрений на электромагнитные взаимодействия. Постепенно выяснить относительный характер электрического и магнитного полей, более детально познакомиться с новым видом энергии электромагнитных полей во всех его проявлениях.

Таким образом, понятие электромагнитного поля должно пройти три основные стадии формирования. Вначале на качественном уровне (в основном путем соответствующих демонстрационных экспериментов) даются первоначальные сведения об электромагнитном поле, выявляется взаимосвязь его компонентов электрического и магнитного полей и их относительный характер, подчеркивается существование единого электромагнитного поля.

Далее, в соответствии с действующей программой последовательно и достаточно подробно излагается частные проявления электромагнитного поля – электрическое и магнитное поля их свойства и основные характеристики (качественные и количественные). Наконец, рассматривают переменное электромагнитное поле, дают ему характеристику как особому виду материи, показывают полный спектр электромагнитных излучений и проводят обобщение сведений об электромагнитном поле.

Более подробно схема изучения электромагнитного поля представлена в учебнике. В процессе изучения электромагнитного поля и его свойств рассматриваются весьма распространенные в природе взаимодействия электромагнитные, которые играют существенную роль не только в явлениях микромира, но и в макропроцессах.

Электромагнитное взаимодействие лежит в основе объяснения всех явлений имеющих электромагнитную природу в том числе и таких, как соударение тел, трение, поверхностное натяжение, излучения и поглощение электромагнитных волн, оптические явления, структура атома и др. Знание законов электромагнитного взаимодействия позволяет на более высоком уровне подойти и к объяснению ранее изученных молекулярных процессов.

Так, например, в молекулярной физике межмолекулярное взаимодействие рассматривалось лишь на качественной основе (показывали готовые график зависимости силы энергии молекулярного взаимодействия от расстояния, но не раскрывали сути поведения этой кривой количественной основе). При знакомстве учащихся с основными характеристиками электрического поля основание кривой молекулярного взаимодействия становится более строгим вполне доступным для понимания.

Таким образом, рассматривая вопросы электромагнитного взаимодействия, важно обратить внимание учащихся на следующие его основные характеристики.

1. Электромагнитное взаимодействие лежит в основе всех электрических и магнитных, оптических и электромагнитных явлений. Оно является источником электромагнитной формы движения материи и вносит существенный вклад в построение единой физической картины мира.

2. Электромагнитное взаимодействие характеризуется близкодействием, причем скорость его распространения максимальная в природе
3. Электромагнитное взаимодействие универсально, что обусловлено электрической структурой вещества
4. Электромагнитное взаимодействие, как и другие виды взаимодействия, материально. Материальным носителем его является электромагнитное поле.

Вводное занятие надо начинать с повторения различных опытов по электризации тел, напомнить учащимся о двух видах электрических зарядов, выявить характерные признаки наличия зарядов и в конечном итоге подвести учащихся к выводу, что заряды есть особое свойство частиц, проявляющиеся во взаимодействии наэлектризованных тел, состоящих из этих частиц. При этом обязательно надо подчеркнуть, что действие одного заряженного тела на другие передается через электрическое поле причем это промежуток времени, определяется отношением:
Δt=r/с,
где r = расстояние между зарядами с - скорость света

Иначе говоря, между заряженными телами существует материальный «посредник», который и обеспечивает действие одного заряда на другой. Этот посредник электрическое поле. Желательно также показать, что электрическое поле действует на движущиеся электрические заряды.

Это можно проиллюстрировать на примере отклонения луча осциллографа под действием электрического поля заряженной палочки. В результате простейших экспериментов можно сделать вывод, что электрическое поле действует как на неподвижные, так и на подвижные заряды.