Изучение физики в школе. Обучающие программы.

Выберите, пожалуйста,
интересующую Вас тему:

Введение

Атомная физика

Электромагнетизм

Механика

Теплота и молекулярная физика

Волны

Оптика

Теория относительности

Колебания

Астрономия

>> Электромагнетизм

Описание программы dielek-p

Скачать эту программу 30 Kb

                    Программа dielek-p.
   Программа предназначена для помощи учителю при объяснении темы "Ди-
электрики в электрическом поле" - той ее части,  которая посвящена по-
лярным диэлектрикам. Неполярные диэлектрики рассматриваются в програм-
ме dielek-n.
   Вначале ученики видят схему строения молекулы воды как представите-
ля полярного диэлектрика,  распределение в ней положительных и отрица-
тельных зарядов.  Последовательно нажимая на любую клавишу, преподава-
тель демонстрирует возможность представить эту молекулу в виде  диполя
и показывает, как ведет себя диполь во внешнем электрическом поле.
   После этого  компьютер  предлагает  ввести  величину  напряженности
внешнего  электрического  поля и показывает модель поведения множества
диполей куска диэлектрика,помещенного в это поле,  силовые линии кото-
рого изображены желтыми стрелками.
   Если введена была напряженность,равная  нулю  (отсутствие  поля), то
все диполи совершают беспорядочные тепловые колебания. В любом мысленно
выделенном макроскопическом объеме изолятора отсутствуют некомпенсиро-
ванные заряды.  В  этом убеждаемся,  нажимая клавиши "i" или "о".  При
этом программа выделяет в том или другом месте внутри куска  некоторые
объемы. Подсчет  дает  равенство  в среднем количества отрицательных и
положительных зарядов в каждом объеме.
  При введении напряженности отличной от нуля можно видеть,  что дипо-
ли,  продолжая участвовать в тепловом движении,  большую часть времени
оказываются в таком положении, при котором положительные их концы сме-
щены в направлении силовых линий,  а отрицательные - против них.  Хотя
при этом внутри любого макроскопического объема по прежнему отсутству-
ют некомпенсированные заряды (снова применяем клавиши "i" и  "о"),  но
на тех поверхностях диэлектрика, в которые входят и из которых выходят
силовые линии расположились с одной стороны положительные,  а с другой
- отрицательные концы диполей. Это эквивалентно появлению на указанных
поверхностях зарядов, которые, впрочем,невозможно снять с диэлектрика,
переместить куда либо (ведь они входят в состав диполей) и поэтому на-
зываются связанными зарядами.  На  экране  такие  заряды  изображаются
значками "+" и "-".  Поляризация приводит к появлению внутреннего поля
(его силовые линии изображены в виде зеленых пунктирных стрелок) ,свя-
занного с поверхностными зарядам и направленного против внешнего поля.
В результате суммарное поле внутри изолятора оказывается  слабее,  чем
вне его.  Величина,  показывающая во сколько раз ослабляется напряжен-
ность поля внутри однородного диэлектрика по  сравнением  с  напряжен-
ностью в вакууме,  как известно, называется его диэлектрической прони-
цаемостью. Изменяя напряженность внешнего поля (как это сделать - объ-
яснено на экране), наблюдаем, что чем она больше, тем больше порядка в
поведении диполей, тем сильнее выражена поляризация.
   Для наибольшей  наглядности  и последовательности рекомендуем начи-
нать демонстрацию с напряженности, равной нулю, а затем увеличивать ее
ступеньками по 100 единиц до предельного значения 350 единиц.  Подчер-
киваем,  что программа является сугубо демонстрационной и не может ис-
пользоваться для моделирования процессов учениками.