Конспект урока № 41 Шкала электромагнитных волн

Бардикова А.Г.--------------------------------------------------------Гимназия № 52 г. Луганск

Физика                                                                                               11 – А, Б классы

Урок № 41                                                                                                            01.02

Тема: Шкала электромагнитных волн

Цель: повторение и закрепление знаний по теме «Электромагнитные волны», дать понятие шкалы электромагнитных волн.

Задачи: Образовательные:  Повторить, обобщить и систематизировать знания учащихся по теме " Электромагнитные волны ". Доказать единство материального мира. Показать, что материальные объекты имеют множество различных физических свойств, которые имеют количественные и качественные изменения, связанные друг с другом.

Воспитательные: продолжить формирование познавательного интереса учащихся; в целях интернационального воспитания обратить внимание учащихся, что физика развивается благодаря работам ученых различных стран и исторических времен; продолжить формирование стремления к глубокому усвоения теоретических знаний через решение задач.

Развивающие: активизация мыслительной деятельности (способом сопоставления), формирование алгоритмического мышления; развитие умений сравнивать, выявлять закономерности, обобщать, логически мыслить; научить применять полученные знания в нестандартных ситуациях для решения графических и аналитических задач.

Тип  урока: урок предьявления новых знаний (усвоения новых предметных ЗУНов)

Методы: беседа, рассказ, объяснительно-иллюстративный, проблемный, метод суждений.

Оборудование: компьютер, видеоматериал,

V - /9.12/ Шкала электромагнитных волн (до 8.26)

ХОД УРОКА

І. Оргмомент. Учитель приветствует детей, отмечает отсутствующих.

Обучающиеся записывают за учителем дату и тему урока.

П. Актуализация  чувственного опыта  и  опорных знаний/

Вселенная – это океан электромагнитных излучений. Люди живут в нем, по большей части, не замечая пронизывающих окружающее пространство волн. Греясь у камина или зажигая свечу, человек заставляет работать источник этих волн, не задумываясь об их свойствах. Но знание - сила: открыв природу электромагнитного излучения, человечество в течение XX столетия освоило и поставило к себе на службу самые различные его виды.

III.  Новый материал.

Мы знаем, что длина электромагнитных волн бывает самой разной. Свет составляет ничтожную часть широкого спектра электромагнитных волн. При изучении этой малой части спектра были открыты другие излучения с необычными свойствами. Принято выделять низкочастотное излучение, радиоизлучение, инфракрасные лучи, видимый свет, ультрафиолетовые лучи, рентгеновские лучи и γ-излучение.

Вид излучения	источник	приемник	диапазон	свойства	применение
Радиоволны Инфракрасное Видимое Ультрафиолетовое Рентгеновское Гамма излучение	Открытый колебательный контур Нагретое тело Нагретое тело до 800С Солнце, кварцевые лампы Рентгеновская трубка Радиоактивные ядра	Антенна Болометр, тепловизор Глаз Фотопластинки Фотопленка Дозиметры, счетчик Гейгера	3кГц-3* 1012 Гц -1014Гц  4*1014 8* 10 14 Гц 3*1016 Гц - 3*10 20 Гц Более 1020 Гц	Несет информацию, отражается от ионосферы Нагревает поверхность Вызывает зрительные образы Ионизация, загар,дезинфекция, фотосинтез Высокая проникающая способность  Наибольшая проникающая способность	Радиосвязь Cушка, приборы ночного видения Оптические приборы Медицина, дактилоскопия Диагностика,лечение Диагностика, лечение, астрономия

Радиоволны. Электромагнитные волны с длиной волны примерно от одного миллиметра до нескольких километров называются радиоволнами. Радиоволны излучаются антеннами радио- и телепередатчиков, радиолокаторов, мобильными телефонами, грозовыми разрядами, звёздами и веществом в межзвёздном пространстве.

Инфракрасное излучение. Электромагнитные волны с длиной волны примерно от 1 мм до 0,8 мкм называются инфракрасным излучением. Любые тела при нагревании вследствие теплового движения заряженных частиц (атомов или молекул) внутри тел испускают электромагнитное излучение. При температуре от —263 до -3000 °С основная часть электромагнитного излучения относится к области инфракрасного излучения. Органы чувств человека воспринимают инфракрасное излучение как тепло, идущее от горячих предметов. Свойства: проходит через некоторые непрозрачные тела, а также сквозь дождь, дымку, снег, туман; производит химическое действие (фотопластинки); поглощаясь веществом, нагревает его; невидимо; регистрируется тепловыми методами. Применение: Прибор ночного видения, криминалистика, физиотерапия, в промышленности для сушки изделий, древесины, фруктов.

Видимый свет. При температуре от -3000 до -10000 °С, какую имеют поверхности Солнца и звёзд, в составе излучений любых тел имеются электромагнитные волны с длиной волны примерно от 0,8 до 0,4 мкм. Часть электромагнитного излучения, воспринимаемая глазом. При температуре вещества выше >10 000 °С 1000°С, а также светящимися парами ртути.

Значительная часть излучения приходится на ультрафиолетовое излучение. Ультрафиолетовым излучением называются электромагнитные волны с длиной волны от 0,4 до 0,01 мкм. Оно обладает большой биологической активностью. Под действием ультрафиолетового излучения погибают болезнетворные бактерии и вирусы, используется в медицине для обработки инструментов и материалов. Из-за биологической активности ультрафиолетовое излучение может быть опасным для человека. Поэтому излишнее солнечное облучение кожи вредно для здоровья человека из-за наличия ультрафиолетового излучения в составе солнечного света.

Рентгеновские лучи. Электромагнитные излучения с длиной волны менее 0,01 мкм. Это излучение возникает при торможении быстрых электронов в веществе или при переходах электронов внутри атомов с одной орбиты на другую. Излучаются при больших ускорениях электронов. В 1895 г. немецкий физик Вильгельм Рентген открыл излучение, обладающее большой энергией и проникающей способностью, известное сегодня как рентгеновские лучи, которые возникают, когда катодные лучи (электроны), испускаемые отрицательным электродом (катодом) электронно-вакуумной лампы, ударяют в другую часть лампы во время высоковольтного разряда. Рентгеновские лучи при прохождении через вещество обладают большой проникающей способностью. Это их свойство используется в медицине для получения снимков костного скелета человека.

 Гамма-излучение. Электромагнитные излучения с длиной волны менее 0,01 мкм, испускаемые атомными ядрами или элементарными частицами при их превращениях. Рентгеновское и гамма-излучения обладают сильным биологическим действием и при больших дозах могут принести серьёзный вред живому организму. Их угнетающее действие на живые клетки используется в медицине для подавления развития злокачественных опухолей.

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)

Излучение в окружающем  мире:

1. Каким образом ориентируются змеи в темноте? Это - две ямки на голове, внешне напоминающие вторую пару ноздрей, оказалось, что это исключительно чувствительный орган, при помощи которого гремучая змея "видит" инфракрасные лучи, змея улавливает разницу в тысячную долю градуса. Достаточно появиться ночью полевой мыши на расстоянии в 200 метрах от змеи, и ее чувствительный прибор подскажет присутствие мыши.

2. Каково воздействие ультрафиолетовых лучей на человека? В ткани организма ультрафиолет проникает на глубину от 0,1 до 1 мм, но вызывают при этом химическую реакцию, следствием которой является покраснение кожи. Биологическое действие зависит от длины волны. Волны длиной от 400 до 350 мкм отличаются укрепляющим, закаливающим действием на организм. Поэтому эти волны используются в оздоровительных целях. Излучения с длиной волны от 315 до 280 мкм используют в лечебных целях (в основном для людей которые живут на севере). Волны длиной 280-200мкм убивают бактерий, поэтому это излучение используют для дезинфекции.

3. Не так давно датская фирма "Лего" стала добавлять в свою продукцию сульфат бария, хорошо заметный в рентгеновских лучах. Чтобы при рентгеновском исследовании обнаружить игрушку, проглоченную малышом.

4. Как используют ультрафиолет для определения качества продуктов? Некоторые продукты под действием ультрафиолетовых лучей люминесцируют в затемненном помещении разным цветом.

Непрерывный индустриальный прогресс и стремительное развитие  науки в современную эпоху ведут к широкому использованию различных домашних электроприборов и электронного оборудования. Это создаёт людям огромные удобства в работе, учёбе и повседневной жизни, и, одновременно, наносит скрытый вред их здоровью. 
  Наукой доказано, что вся бытовая электроника в процессе применения в разной степени генерирует электромагнитные волны разной частоты. Электромагнитные волны не имеют цвета, запаха, невидимы, неосязаемы, но при этом обладают большой проникающей силой, так, что человек беззащитен перед ними. Они уже стали новым источником загрязнения окружающей среды, исподволь подтачивая человеческий организм, отрицательно воздействуют на здоровье человека,  вызывая различные заболевания. 
Электронное излучение уже стало новым экологическим бедствием общемирового масштаба. 

III. Закрепление.

1.Радиолокатор работает на волне 15 см и дает 4 000 импульсов в секунду. Длительность каждого импульса 2 мкс. Сколько колебаний содержится в каждом импульсе и какова наибольшая глубина разведки локатора. Скорость света в воздухе 3х10 ⁸ м\с.

Дано:           СИ                     Решение:

l₀=15 см       0, 15 м      Собственная рабочая частота локатора ν₀=с/l_0, число колебаний в импульсе n= ν₀=с/l₀х

ν =4000 имп/с                 n=3х10⁸м/с /0,15 м х 2х10^-6с = 4000

=2 мкс          2х10^-6с     Время Т между излучениями двух последовательных импульсов равно Т=1/ ν=2l/с

n-?, l-?                              l=с/2 ν=3х10⁸м/с/ 2х4000с^-1 = 3, 75 х 10⁴м=37,5 км.

IV. Подведение итогов. Домашнее задание: §68