Взяти участь
Поспішайте взяти участь в акції «Методичний тиждень 2.0».
Головний приз 500грн + безкоштовний вебінар.
До визначення переможців залишилось:
3
Дня
3
Години
16
Хвилин
30
Секунд
Предмети »

Шкала электромагнитных волн

Курс:«Протидія шкільному насильству»
Черниш Олена Степанівна
72 години
2700 грн
390 грн
Свідоцтво про публікацію матеріала №WD248227
За публікацію цієї методичної розробки Петренко Галина Юріївна отримав(ла) свідоцтво №WD248227
Завантажте Ваші авторські методичні розробки на сайт та миттєво отримайте персональне свідоцтво про публікацію від ЗМІ «Всеосвіта»
Перегляд
матеріалу
Отримати код

Шкала электромагнитных волн.

Цель: рассмотреть шкалу электромагнитных волн, дать характеристику волнам разных диапазонов частот; показать роль различных видов излучений в жизни человека, влияние различных видов излучений на человека; систематизировать материал по теме и углубить знания учащихся об электромагнитных волнах; развивать устную речь учащихся,  творческие навыки учащихся, логику, память; познавательные способности; формировать интерес учащихся к изучению физики; воспитывать аккуратность, трудолюбие

Конспект

1. Организационный момент

2. Мотивация учебной и познавательной деятельности

Был обнаружен древний папирус, который за 2000 лет до наше эры написал египтянин Ахмес. Этот любопытный документ озаглавлен так: «наставление к приобретению знания всех тайных вещей». Среди прочего находим там таинственную задачу под названим «лестница». В ней говорится о лестнице чисел: 7, 49, 343, 2401, 16807. Под каждым числом иероглиф-картинка: кошка, мышь, ячмень, зерно. Папирус не даёт ключа к разгадке. Как вы считаете, какое решение имеет эта задача?

Современные истолкователи расшифровуют условие так : у семи лиц есть по семь кошек, каждая кошка съедает по7 мышей, каждая мышь может съесть 7 колосьев ячменя, из каждого колоса может вырасти по 7 мер зерна. Сколько зерна сберегут кошки?

Семь нот, семь цветов в спектре. Почему семь? Почему одно и то же число? Что касается числа 7, то оно связано с каким-то древним и таинственным представленим людей полурелигиозного, полумистического характера. Наиболее вероятно, что это связано с астрономическим делением лунного месяца на 4 семидневные недели. Это число фигурирует в течении тысячелетий в различных преданиях.

Какую связь данная легенда имеет с темой нашего урока?

3. Постановка темы и целей урока

Живёт природа по своим законам.

Мы изучаем их, стремясь понять,

И очень важно знать и понимать законы,

чтоб эти знанья в жизни применять.

Сегодня мы с вами совершим путешествие по шкале электромагнитных волн, рассмотрим виды электромагнитного излучения разных диапазонов частот.

И попробуем разобраться:

Как образуются разные виды электромагнитных волн и где их применяют? Какие свойства они имеют.

Запишите тему урока: «Шкала электромагнитных волн». В течение урока вы будете заполнять опорный конспект.

4. Изложение нового материала

Электромагнитные волны отличаются частотой, а, следовательно, и длиной волны.

Если расположить все известные электромагнитные волны по возрастанию частоты или убыванию длины волны, то получится широкий непрерывный спектр – шкала электромагнитных излучений (учитель показывает шкалу). Четкой границы между областями нет. Названия областей сложились исторически, они лишь служат удобным средством классификации источников излучений.

Шкала электромагнитных волн – непрерывная последовательность частот и длин электромагнитных волн, существующих в природе.

Свет составляет ничтожную часть широкого спектра электромагнитных волн. Тем не менее,  именно при изучении этой малой части спектра были открыты другие излучения с необычными свойствами. С него и начнем наше путешествие.

Видимое излучение - единственный диапазон электромагнитных волн, воспринимаемый человеческим глазом. Световые волны занимают достаточно узкий диапазон: 380 - 780 нм ( = 3,85 •1014 - 8 • 1014 Гц). Эта часть спектра дает человеку максимальную информацию об окружающем мире.

Он приходит к нам от Солнца, затратив на путь 8 минут. От звезд и некоторых галактик свет идет тысячи, миллионы и даже миллиарды лет. Но ему нужна всего миллионная часть секунды, чтобы попасть к нам в глаз от земных источников: огня, лампочки, костра и т.д.

Стоит ли рассказывать, какое значение имеет свет для человека? Достаточно закрыть глаза.

90% всей информации об окружающем мире, человек получает при помощи зрения.

Видимое излучение может влиять на протекание химических реакций в растениях (фотосинтез) и в организмах животных и человека. Видимое излучение испускают отдельные насекомые (светлячки) и некоторые глубоководные рыбы за счет химических реакций в организме. Поглощение растениями углекислого газа в результате процесса фотосинтеза и выделения кислорода способствует поддержанию биологической жизни на Земле. Также видимое излучение применяется при освещении различных объектов.

Свет - источник жизни на Земле и одновременно источник наших представлений об окружающем мире.

Щедрость светового потока открывает нам красоту природы. Первое, что видит ребенок, лицо и руки своей матери. Мы ощущаем себя частью Природы. Смотря на ее красоту, хочется воскликнуть: «Остановись, мгновенье, ты прекрасно!»

Остановить это мгновение удалось в 1838 г французскому художнику Жаку Дагеру, который смог записать изображение при помощи световой энергии на светочувствительной пластине.

По-гречески, свет – фотос, запись – графис.

??? Как называется запись изображения? Фотография.

В 1861 г английский физик Джеймс Максвелл создал первую цветную фотографию на стекле, использовав, созданную ним теорию сложения цветов. Этот же принцип положен в основу цветного телевидения и цветной печати.
Только в 20 веке благодаря развитию биологии и созданию мощных микроскопов, удалось вияснить механизм цветного восприятия мира. Приблизительно можно назвать семь основных цветов, различаемых человеческим глазом в видимом диапазоне (в порядке возрастания частоты излучения): красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. Запоминание последовательности основных цветов спектра облегчает фраза, каждое слово которой начинается с первой буквы названия основного цвета: «Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан», «Кот ослу, жирафу, зайке голубые сшил фуфайки», «Как однажды Жак звонарь голубой стащил фонарь»

Клетки сетчатки глаза – колбочки – делятся на 3 вида, каждый из которых воспринимает только свой цвет: красный, зеленый или синий. При складывании цветов разной интенсивности в зрительных центрах коры головного мозга формируется цветовой образ.

В 1794 г англ медик Дальтон описал нарушение цветового зрения. Он сам обнаружил у себя эту болезнь в 28 лет.

Видимый свет изучают более 2000 лет. Значительный вклад внесли: Эвклид, Архимед, Леонардо да Винчи, Декарт, Ньютон, Ломоносов, Юнг, Лебедев, Столетов, Эйнштейн, Вавилов, Басов.

Инфракрасное излучение занимает диапазон частот 3*1011 - 3,85*1014 Гц. Им соответствует длина волны 2·10 -3 - 7,6 ·10 -7 м.

Инфракрасное излучение открыл в 1800 году Уильям Гершель ( астрономом и физик, родился в Германии, работал и умер в Германии). Изучая повышение температуры термометра, нагреваемого видимым светом, Гершель обнаружил наибольшее нагревание термометра вне области видимого света (за красной областью). Невидимое излучение, учитывая его место в спектре, было названо инфракрасным. Источником инфракрасного излучения является излучение молекул и атомов при тепловых и электрических воздействиях. Мощный источник инфракрасного излучения – Солнце, около 50% его излучения лежит в инфракрасной области. На инфракрасное излучение приходится значительная доля (от 70 до 80 %) энергии излучения ламп накаливания с вольфрамовой нитью. Инфракрасное излучение испускает электрическая дуга и различные газоразрядные лампы. Излучения некоторых лазеров лежит в инфракрасной области спектра. Индикаторами инфракрасного излучения являются фото и терморезисторы, специальные фотоэмульсии. Для инфракрасного излучения свойственно тепловое действие, поэтому обнаружить их легче при нагревании тел, которые поглощают эти лучи. Также они могут оказывать и химическое действие. Поэтому инфракрасное излучение используют для сушки древесины, пищевых продуктов и различных лакокрасочных покрытий (инфракрасный нагрев), для сигнализации при плохой видимости, дает возможность применять оптические приборы, позволяющие видеть в темноте, а также при дистанционном управлении. Инфракрасные лучи используются для наведения на цель снарядов и ракет, для обнаружения замаскированного противника. Эти лучи позволяют определить различие температур отдельных участков поверхности планет, особенности строения молекул вещества (спектральный анализ). Инфракрасная фотография применяется в биологии при изучении болезней растений, в медицине при диагностике кожных и сосудистых заболеваний, в криминалистике при обнаружении подделок. При воздействии на человека вызывает повышение температуры человеческого тела.

Многие представители фауны (кальмары, на хвосте кроме обычных глаз, имеются термоскопические) способны воспринимать инфракрасные лучи.

? Как вы думаете, является ли человек источником инфракрасных лучей?

С. И Вавилов говорил: «На Земле всё тёплое, поэтому светиться видимыми и невидимыми лучами, светиться и сам человек». Каждый квадратный сантиметр человеческой кожи непрерывно излучает около 40 Вт лучистой энергии в виде инфракрасного излучения.

? Как изменится картинка зрительного восприятия, если человек будет обладать способностью фиксировать инфракрасное излучение?

? Инфракрасное излучение используют при обработки зерна для уничтожения жучков-вредителей. Почему жучки гибнут, а зерно - нет?

(жучки чёрные, поэтому интенсивно поглощают инфракрасные лучи и погибают)

Ультрафиолетовое излучение, не видимое глазом электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между видимым и рентгеновским излучением в пределах длин волн с длиной волны 10 - 400 нм и частотой (=8*1014 - 3*1016 Гц). Ультрафиолетовое излучение было открыто в 1801 году немецким ученым Иоганном Риттером. Изучая почернение хлористого серебра под действием видимого света, Риттер обнаружил, что серебро чернеет еще более эффективно в области, находящейся за фиолетовым краем спектра, где видимое излучение отсутствует. Невидимое излучение, вызвавшее это почернение, было названо ультрафиолетовым.

Источник ультрафиолетового излучения — валентные электроны атомов и молекул, также ускоренно движущиеся свободные заряды.

Излучение накаленных до температур - 3000 К твердых тел содержит заметную долю ультрафиолетового излучения непрерывного спектра, интенсивность которого растет с увеличением температуры. Более мощный источник ультрафиолетового излучения - любая высокотемпературная плазма. Для различных применений ультрафиолетового излучения используются ртутные, ксеноновые и др. газоразрядные лампы. Естественные источники ультрафиолетового излучения - Солнце, звезды, туманности и другие космические объекты. Однако лишь длинноволновая часть их излучения ( > 290 нм) достигает земной поверхности. Для регистрации ультрафиолетового излучения при  = 230 нм используются обычные фотоматериалы, в более коротковолновой области к нему чувствительны специальные маложелатиновые фотослои. Применяются фотоэлектрические приемники, использующие способность ультрафиолетового излучения вызывать ионизацию и фотоэффект: фотодиоды, ионизационные камеры, счетчики фотонов, фотоумножители.

В малых дозах ультрафиолетовое излучение оказывает благотворное, оздоровительное влияние на человека, активизируя синтез витамина D в организме, а также вызывая загар. Большая доза ультрафиолетового излучения может вызвать ожог кожи и раковые новообразования (в 80 % излечимые). Кроме того, чрезмерное ультрафиолетовое излучение ослабляет иммунную систему организма, способствуя развитию некоторых заболеваний. Ультрафиолетовое излучение оказывает также бактерицидное действие: под действием этого излучения гибнут болезнетворные бактерии.

Ультрафиолетовое излучение применяется в люминесцентных лампах, в криминалистике (по снимкам обнаруживают подделки документов), в искусствоведении (с помощью ультрафиолетовых лучей можно обнаружить на картинах не видимые глазом следы реставрации). Практически не пропускает ультрафиолетовое излучение оконное стекло, т.к. его поглощает оксид железа, входящий в состав стекла. По этой причине даже в жаркий солнечный день нельзя загореть в комнате при закрытом окне.

Человеческий глаз не видит ультрафиолетовое излучение, т.к. роговая оболочка глаза и глазная линза поглощают ультрафиолет. Ультрафиолетовое излучение видят некоторые животные. Например, голубь ориентируется по Солнцу даже в пасмурную погоду.

? Пламя электрической дуги не вредит зрению, если дугу зажгли в воде. Почему?

(вода поглощает ультрафиолетовые лучи)

? Почему не следует смотреть на пламя, которое возникает во время сварки?

Почему тёмное стекло предохраняет от вредного действия пламени на глаза сварщика?

(стекло не пропускает ультрафиолетовые лучи излучение, а тёмное стекло и яркое световое излучение пламени)

? Почему ртутные лампы ультрафиолетового излучения делают не из стекла, а из кварца? Почему во время горения кварцевых ламп чувствуется запах азона?

(кварц прозрачен для ультрафиолетового излучения, действие которого на кислород воздуха производит образование озона)

Рентгеновское излучение - это электромагнитное ионизирующее излучение, занимающее спектральную область между гамма - и ультрафиолетовым излучением в пределах длин волн от 0,01 – 10 нм, (частот 3*1016 - 3-1020 Гц). Рентгеновское излучение было открыто в 1895 году немецким физиком В. К. Рентгеном. Наиболее распространенным источником рентгеновского излучения является рентгеновская трубка, в которой ускоренные электрическим полем электроны бомбардируют металлический анод. Рентгеновское излучение может быть получено при бомбардировке мишени ионами высокой энергии. В качестве источников рентгеновского излучения могут служить также некоторые радиоактивные изотопы, синхротроны - накопители электронов. Естественными источниками рентгеновского излучения является Солнце и другие космические объекты

Изображения предметов в рентгеновском излучении получают на специальной рентгеновской фотопленке. Рентгеновское излучение можно регистрировать с помощью ионизационной камеры, сцинтилляционного счетчика, вторично-электронных или каналовых электронных умножителей, микроканальных пластин. Рентгеновские лучи проходят сквозь непрозрачные предметы, ионизируют воздух, оказывают химическое действие, слабо отражаются, не преломляются. Благодаря высокой проникающей способности, рентгеновское излучение применяется в рентгеноструктурном анализе (исследовании структуры кристаллической решетки), при изучении структуры молекул, обнаружении дефектов в образцах, в медицине (рентгеновские снимки, флюорография, лечение раковых заболеваний), в дефектоскопии (обнаружение дефектов в отливках, рельсах), в искусствоведении (обнаружение старинной живописи, скрытой под слоем поздней росписи), в астрономии (при изучении рентгеновских источников), криминалистике. Большая доза рентгеновского излучения приводит к ожогам и изменению структуры крови человека. Создание приемников рентгеновского излучения и размещение их на космических станциях позволило обнаружить рентгеновское излучение сотен звезд, а также оболочек сверхновых звезд и целых галактик.

Научные и технические успехи человечества в ХХ веке трудно представить без использования невидимых лучей, которые называют рентгеновскими. Эти лучи используются и в технике, и в науке, и в медицине. Впервые их получил и применил для получения снимков наш соотечественник Иван Пулюй ...(видео)

Дополнительный материал

Родился Иван Пулюй 2 февраля 1845 в селе Гримайловке Тернопольской области. Гимназию окончил в Тернополе, а дальше - Вена, Прага, Страсбург - тернистый путь к вершинам мировой науки.

Иван Пулюй успешно работал во многих областях науки и техники - физике, электротехнике, математике, астрономии, философии, педагогике. Он сконструировал телефонный сигнальный аппарат, серебряный выпрямитель обратной связи, индуктор для трехфазных токов, станцию ​​для охраны жизни от электрических токов высокого напряжения и др. Много работал над объяснением природы электрона, проводил работы с ураном ... А еще был полиглотом - знал 15 языков. В сотрудничестве с П.Кулишем и Нечуй-Левицким перевел с древнееврейской языка "Псалтырь" и с греческого "Евангелие".

В то же время работал и для единства Украины. Он утверждал, что Украина была и является государством - единственной наследницей княжества. Широкий резонанс имела его работа "Украина и ее международное политическое значение».

Именно Пулюй, а не Рентген, разработал трубку, отдельный вид анода - антикатод. Иван Пулюй посвятил в свои опыты с катодной лампой сербского студента Николу Тесла и Конрада Рентгена. Они тогда вместе работали в физическом кабинете у известного немецкого физика профессора А.Кундта. Иван Пулюй показал действие этих Х-лучей (1895 г.), А Рентген повторил опыты и в январе 1896 выступил с публичным докладом о Х-лучи, продемонстрировал снимки. Именно эта сенсационность, подогретая газетчиками, сыграла решающую роль в присуждении именно Рентгену впоследствии (в 1901 г.) Нобелевской премии.

Рентген отказался прочитать предполагаемой процедуре "Нобелевскую лекцию", в которой лауреаты излагают суть своего открытия. Почему ?! И в письмо Пулюя, в котором он спрашивал Рентгена, пользовался тот подаренными ему лампами, Рентген не ответил.

А лампа Пулюя, «которая выделяет сильные лучи, была одной из лучших ламп в Америке. Теперь она хранится в Дермонтовському музее США", - отмечает в своих воспоминаниях сын Пулюя - Александр.

Известный журналист того времени Еривн Киш читал: "Пулюй ... двадцать лет делал опыты без того, чтобы с ними выступать публично. Во время демонстрации лампы Пулюя мы убедились в чистоте фотоснимков. Напротив того, фотоснимки, сделанные Рентгеном, неясны и для точного установления диагноза в медицине, специально для хирургии, не имеют значения. На исследовательскую работу Рентгена смотрели скептически ... »Но поведение Рентгена оставалась непонятной. Пулюй, в силу своего характера, смирился. Интересно здесь вспомнить слова великого Эйнштейна (они дружили, жили рядом в Праге в 1911-12 годах):

«- Не могу Вас ничем утешить: что произошло – не изменишь. Пусть остается при Вас сатисфакция, что Вы вложили свой труд в это эпохальное открытие!»

И имя Ивана Пулюя возвращается к нам из забвения. Фундаментальные его труды по физике и электротехнике, публицистические работы и др. актуальны сегодня, когда украинское государство утверждает свою независимость.

Гамма излучение - коротковолновое электромагнитное излучение, занимающее весь диапазон частот  = 8∙1014- 10 17 Гц, что соответствует длинам волн менее 0,05 нм. Гамма-излучение было открыто французским ученым Полем Вилларом в 1900 году. Изучая излучение радия в сильном магнитном поле, Виллар обнаружил коротковолновое электромагнитное излучение, не отклоняющееся, как и свет, магнитным полем. Оно было названо гамма-излучением. Гамма-излучение имеет наибольшую проникающую способность, может ионизировать вещество. Гамма-излучение связано с ядерными процессами, явлениями радиоактивного распада, происходящими с некоторыми веществами, как на Земле, так и в космосе. Гамма-излучение можно регистрировать с помощью ионизационных и пузырьковых камер, а также с помощью специальных фотоэмульсий. Используются при исследовании ядерных процессов, в дефектоскопии. Гамма-излучение отрицательно воздействует на человека, но в то же время направленное и дозированное гамма-излучение применяют прм лечении онкологических заболеваний – для уничтожения раковых клеток.

Радиоволны занимают диапазон частот 3·105 - 3·1011 Гц. Им соответствует длина волны от 0,1 мм до 10 км и больше. Источником радиоволн, так же как и низкочастотного излучения является переменный ток. Также источником являются генератор радиочастот, звезды, в том числе Солнце, галактики и метагалактики. Индикаторами являются вибратор Герца, колебательный контур.

Большая частота радиоволн, по сравнению с низкочастотным излучением приводит к заметному излучению радиоволн в пространство. Это позволяет использовать их для передачи информации на различные расстояния. Передаются речь, музыка (радиовещание), телеграфные сигналы (радиосвязь), изображения различных объектов (радиолокация). Медики утверждают, что сотовый телефон -опасный источник электромагнитного излучения, тем более что он часто находится вблизи мозга и глаз человека. Поглощаясь тканями головного мозга, зрительными и слуховыми анализаторами, волны передают им энергия. Со временем это может привести к нарушениям нервной, эндокринной и сердечно-сосудистой системы.

Радиоволны используются для изучения структуры вещества и свойств той среды, в которой они распространяются. Исследование радиоизлучения космических объектов – предмет радиоастрономии. В радиометеорологии изучают процессы по характеристикам принимаемых волн.

Низкочастотное излучение возникает в диапазоне частот от 3 · 10-3 до 3 • 105 Гц. Этому излучению соответствует длина волны от 1013 - 105 м. Излучением таких, сравнительно малых частот, можно пренебречь. Источником низкочастотного излучения являются генераторы переменного тока, линии электропередач. Применения низкочастотные излучения не имеют. Но переменный ток используют широко.

Мы рассмотрели шкалу электромагнитных излучений.

Сколько составляющих имеет шкала?

Правильно, 7. Какое слово имеет корень «семь». Слово «СЕМЬЯ» - семь таких Я – совокупность равноправных видов волн.

Назовите их в порядке убывания длины излучения.

Итак, низкочастотное излучение, радиоволны, инфракрасное излучение, видимое излучение, ультрафиолетовое излучение, рентгеновское излучение, -излучение. Получили широкий непрерывный спектр – шкалу электромагнитных излучений (учитель показывает шкалу). К опасным видам излучения относятся: гамма-излучение, рентгеновские лучи и ультрафиолетовое излучение, остальные – безопасны.

Деление электромагнитных излучений по диапазонам условное. Четкой границы между областями нет. Названия областей сложились исторически, они лишь служат удобным средством классификации источников излучений.

Все диапазоны шкалы электромагнитных излучений имеют общие свойства:

физическая природа всех излучений одинакова;

все излучения распространяются в вакууме с одинаковой скоростью, равной 3*108 м/с;

все излучения обнаруживают общие волновые свойства (отражение, преломление, интерференцию, дифракцию, поляризацию)

5 Закрепление новых знаний и умений

Расположите электромагнитные волны в порядке увеличения их длины волны:

  1. видимый свет; 2) ультрафиолетовое излучение;

  2. радиоволны; 4) рентгеновское излучение

Ответ: 4, 2, 1, 3.

2. Установите соответствие между излучателем и электромагнитными волнами,которые он в основном излучает.

1 Мобильний телефон

А γ-излучение

2 Батарея отопления

Б Рентгеновское излучение

3 Светлячок

В Инфракрасное излучение

4 Радиоактивный препарат

Г Видимый свет

Д Радиоволны

Ответ: 1—Д, 2—В, 3—Г, 4—А

6 Подведение итогов урока

Беседа по вопросам

1. Назовите известные вам виды электромагнитных волн

2. Что общего между всеми видами электромагнитных волн? В чём их отличие?

3. Приведите примеры использования разных видов электромагнитных волн

4. Как избежать негативного влияния некоторых видов электромагнитного излучения на здоровье человека?

7 Домашнее задание

Зная длины волн, определите какой вид излучения имеет наибольшую частоту.

Відображення документу є орієнтовним і призначене для ознайомлення із змістом, та може відрізнятися від вигляду завантаженого документу

Опис документу:
Этот материал поможет рассмотреть шкалу электромагнитных волн, дать характеристику волнам разных диапазонов частот
  • Додано
    28.02.2018
  • Розділ
    Фізика
  • Клас
    11 Клас
  • Тип
    Конспект
  • Переглядів
    229
  • Коментарів
    0
  • Завантажень
    1
  • Номер матеріала
    WD248227
  • Вподобань
    0
Курс:«Створення та ведення власного блогу на платформі Blogger»
Левченко Ірина Михайлівна
36 годин
1400 грн
290 грн
Свідоцтво про публікацію матеріала №WD248227
За публікацію цієї методичної розробки Петренко Галина Юріївна отримав(ла) свідоцтво №WD248227
Завантажте Ваші авторські методичні розробки на сайт та миттєво отримайте персональне свідоцтво про публікацію від ЗМІ «Всеосвіта»
Шкільна міжнародна дистанційна олімпіада «Всеосвiта Зима – 2018-2019»

Бажаєте дізнаватись більше цікавого?


Долучайтесь до спільноти