Изменение подхода к обучению электромагнетизму в концептуально ориентированном вводном курсе физики
Рефераты >> Физика >> Изменение подхода к обучению электромагнетизму в концептуально ориентированном вводном курсе физики

К вопросу достаточности обращался Фейнман. Его дополнения примера обсуждение законности отношений вызванной эдс к разряду изменения магнитного потока. Он описал приспособление, в котором существенное изменение в магнитном потоке, связанном с цепью не причиняет передачу, вызвал эдс , геометрия установки не проста. Две металлических пластины м. и n могут вращаться на стержнях О1 и O2 [рис. 10 (a)]. Целое строительство гибко, и стержни не установлены в пространстве. Пластины касаются друг друга в точке c, устанавливая закрытую цепь. Цепь является плоской, и магнитное поле - в прямых углах к пластинам. Когда скала пластин назад и вперед один по другому, контакт указывает, c изменяет его местоположение, и область

содержавшийся кругооборотом изменяется. Фигуры 10 (a) и 10 (b) показывают два пункта с местоположения. Заштрихованная область указывает изменение в области между этими двумя положениями. Феинман указывает, что, хотя пластины могут двигаться очень медленно (маленькие магнитные силы на электронах и, следовательно, маленькая двигательная эдс), существенное изменение в охваченной области может сопровождать движение пункта контакта. Это, потому что кругооборот закрыт каждый раз через новый отправной пункт, который может двигаться с любой скоростью! Таким образом, изменение в области петли, содержащей магнитную область может увеличить разряд потока, изменяют? Несоответствие между маленькой вызванной эдс, которая является выводимой из маленькой магнитной силы на электронах в пластинах, и большом изменении в магнитном потоке из-за быстрого изменения в охваченной области, определенной движением начального пункта между пластинами, демонстрирует отказ утверждения (22). Закон Ленза, который описывает направление вызванного потока, однако, остается действительным, потому что, несмотря на несоответствие между скоростью начального пункта и скоростей скорострельные электроны, обе скорости находятся в том же самом направлении (рис. 11).

Эти примеры иллюстрируют ограниченную законность составного закона (22). Это может быть полезно в некоторых ситуациях, но это не ни обьяснимы, ни общей в силе. Микроскопическая обработка, основанная на силах (поля), с другой стороны, является и фундаментальной и объяснительной и, также, предпочтительна для образовательных целей. Таким образом соответствующее выполнение должно было бы переключить объяснения, поскольку мы обеспечиваем. Например, почти все авторы представляют металлический прут, скользящий по проведению рельсов в магнитном поле и вычисляют эдс, применяя правило потока. Вместо этого, хотя ответ остается тем же самым (эдс=Blu) ее обработка привлекла бы магнитную силу в двигающемся пруте. Есть много правды в требовании Феинмана, что в случае любого беспорядка нужно возвратиться к отличительным законам, (2) и (21), которые являются фундаментальными. Поле (сила), подход раскрывает вовлеченную физику, тогда как составной закон (22) - правило который, может терпеть неудачу.

Несмотря на ограничения на его общность, составной магнитный закон потока действительно остается важным концептуально. Мы видим его педагогическую роль, чтобы быть подобным этому силы Лоренца. Это концептуально объединяет два различных вида электромагнитной индукции, демонстрируя, что различие между ними не абсолютно, но что они являются дополнительными в релятивистском смысле, очень подобно идентификации силы как магнитными или электрическими. Это - для педагога физики, чтобы гарантировать этому, объединяя эти два дополнительных явления,

правило потока не берет их места, или это их соответствующих основных законов, в иерархии физического знания, установленного в пределах IPC.

IV. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Мы защищаем включение упрощенного релятивистского подхода к единице электромагнетизма в пределах IPC, потому что это установило бы последовательность с механикой и дало бы целостность в изучении физики. Это усилие было бы идеологически подобно этому концептуального соединения между электростатикой и электрическим циклом. предложенный подход поощрит строительство синтезируемого представления, что электрические и магнитные поля являются двумя дополнительными аспектами одного обьекта. WRA мог обеспечить соответствующую структуру, вероятную и математически действующий или в исчислении - или в

IPC на основе алгебры. В пределах этого, сумма скоростной зависимости, магнитных и электрических сил составляет одного наблюдателя инвариантная-электромагнитная сила. Важно, что эти подарки подхода, в некотором смысле, Галилейском электромагнетизме, поскольку на это не полагаются релятивистские темы типа постоянства скорости света, одновременной работы, кинематические и динамические эффекты Специальной Относительности. Обработка полностью сосредоточена на электромагнитных явлениях. Это соответствует интуитивной идее относительно постоянства силы, которое заставляет это приспособить для вводного и концептуально ориентируемого курса. Полевые преобразования появляются от потребности составлять простые физические ситуации, через соединение между точками зрения наблюдателей в относительном движении.

Спустя почти 100 лет после того, как теория электромагнетизма была по существу восстановлена, недопустимо сохранить и представлять магнитную силу в ее скоростно-зависимой форме и игнорировать поверхностное противоречие с принципами, преподанными студентам в единице механики того же самого курса. Начиная с понятий магнитной силы и магнитного взаимодействие является неотъемлемо релятивистским, возникает педагогическая проблема : никакое совместимое разделение между "классическим" ("обязательный") и "релятивистский" ("дополнительный") обработки электромагнитных явлений не возможно. В этом отношении, электромагнетизм находится в принципе, отличном от тяготения, где можно удалить релятивистские эффекты в отдельную учебную единицу. Причина для этой разности - те два противодействующих электрических заряда, уравновешивают электростатические эффекты, которые иначе преобладали бы. На фоне этой отмены, эффекты относительности становятся легко заметными, обычными и "нерелятивистскими", как в магнитном взаимодействии. Эта ситуация уникальна. Скоростной-зависимый срок также появляется в пределах релятивистской теории гравитационного взаимодействия, вероятное открытие противоположного гравитационного заряда могло причинить параллельную отмену "гравидинамики" взаимодействия. В том случае, сила "гравистатики" могла стать заметной на маленьких скоростях. Мы полагаем, что это - не только высшие физики, которые могли постигать этот факт.

Представление электромагнитной индукции могло быть перестроено соответственно. Относительное движение магнита и проводника можно было бы показать, чтобы причинить два дополнительных явления, в зависимости от которых наблюдатель выбран. В простых случаях, этот выбор определяет, вызвана ли вызванная эдс магнитной или электрической силой (полем). Приветственный характер двух сил мог интерпретироваться как отражение общего характера электрических и магнитных полей. После этого маршрута, интегральный закон индукции (правило потока) введен как приведение двух наблюдаемых явлений в одно правило, которое имеет менее общую законность из-за ее интегрального характера Во вводных курсах, приведение к правилу потока может быть сделано качественно, используя простые случаи (двигающийся проведение прута).


Страница: