Конспект урока физики "Свойства эл.магн. волн. Шкала электромагнитных волн" (11 класс)

Урок физики 11 класс

Тема: Свойства эл.магн. волн. Шкала электромагнитных волн

Цель: Познакомить учащихся с понятием электромагнитной волны, с ее видами и свойствами

Ход урока:

1. Организационный момент

2. Проверка ранее изученного материала (Закончи предложение)

1. Эл.магн волны - это -

2. Они распространяются со скоростью ...

3. Эл.магн волны характеризуются величинами...

4. Они были предсказаны...

5. Экспериментально получены...

6. Применены на практике...

7. Эл.цепь, состоящая из конденсатора и катушки...

8. Их следует различать...

9. Они отличаются друг от друга...

10. Эл.магн волна отличается от механической тем, что она распространяется...

3. Решение задачи (на флипчарте) стр 73 №12.1 (в учебнике)

4. Изучение нового материала

Разделить класс на четыре группы

Задание 1 группы: стр 80 §3.5

1. Перечислите и охарактеризуйте основные свойства эл. магн. волн.

Задание 2 группы: стр 90 §3.8

1. Назовите границы всех диапазонов радиоволн

2. За счет чего распространяется каждый вид радиоволн?

3. Что такое радиолокация?

Задание 3 группы: стр 98 §3.10

1. Перечислите и охарактеризуйте эл. магн. волны разных диапазонов

2. Заполните таблицу

Задание 4 группы: стр 100 §3.11

1. Электромагнитные волны – это вред или польза?

2. Заполните таблицу

5. Обобщение

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. 

6. Рефлексия

7. Итог урока

Свойства электромагнитных волн. Исследования показали, что электромагнитные волны отражаются от любых проводящих тел. Переменное электрическое поле падающей электромагнитной волны возбуждает вынужденные колебания свободных зарядов в проводнике, колебания электрических зарядов порождают отраженную волну.
Свойство отражения электромагнитных волн используется на практике для определения местоположения кораблей и самолётов, ракет и космических кораблей.
Устройства, посылающие радиоволны в заданном направлении и принимающие отражённый сигнал, называются радиолокаторами. С помощью радиолокатора расстояние / до самолёта определяют путем измерения интервала времени t между моментами отправления электромагнитной волны и возвращения отражённой волны. Искомое расстояние l равно: 
l = с/t, где с — скорость распространения радиоволн. 
При переходе электромагнитной волны из одного диэлектрика в другой может изменяться направление её распространения. Это явление называется преломлением волн. Преломление происходит из-за изменения скорости распространения волн при переходе из одного диэлектрика в другой.
У края препятствия электромагнитные волны могут отклоняться от прямолинейного пути распространения. Это явление называется дифракцией волн.
Если на пути электромагнитной волны находится экран с двумя отверстиями, то в различных точках за экраном в результате сложения колебаний от двух источников амплитуда колебаний может иметь различное значение в зависимости от разности расстояний до двух источников. Это явление называется интерференцией волн.


Таблица 1. Классификация радиоволн.

Распространение радиоволн.

Как распространяется радиоволна – вопрос не второстепенный. На практике от решения этого вопроса зависит качество при приеме.

На распространение радиоволн влияют следующие факторы:

a.    Физические и геометрические свойства поверхности Земли;

b.    Наличие ионосферы, т.е. ионизированного газа на высоте 100 – 300 км;

Искусственные сооружения или объекты (дома, самолеты и т.п.)

Ионизация воздуха вызвана электромагнитным излучением Солнца и потоками заряженных частиц, излучаемых им. Проводящая ионосфера отражает радиоволны 10м. Но способность ионосферы отражать и поглощать радиоволны существенно меняется в зависимости от времени суток и времени года.

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 внутри их 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. Инфракрасное излучение применяется в технике для прогревания и сушки материалов и изделий.
 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. Это излучение видит глаз человека, поэтому его называют видимым светом.
 Ультрафиолетовое излучение. При температуре вещества выше -10 000 °С 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. Это его свойство 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 называютрентгеновским излучением или рентгеновскими лучами. Это излучение возникает при торможении быстрых электронов в веществе или при переходах электронов внутри атомов с одной орбиты на другую. 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, называют гамма-излучением или гамма-лучами. 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.
Инфракрасное излучение (тепловое)  Излучается атомами или молекулами вещества. Инфракрасное излучение дают все тела при любой температуре. Свойства: проходит через некоторые непрозрачные тела, а также сквозь дождь, дымку, снег, туман; производит химическое действие (фотопластинки); поглощаясь веществом, нагревает его; невидимо; способно к явлениям интерференции и дифракции;
регистрируется тепловыми методами. Применение: Прибор ночного видения, криминалистика, физиотерапия, II промышленности для сушки изделий, древесины, фруктов.
Видимое излучение Часть электромагнитного излучения, воспринимаемая глазом. Свойства: отражение, преломление, воздействует на глаз, способно к явлению дисперсии, интерференции, дифракции.
Ультрафиолетовое излучение Источники: газоразрядные лампы с кварцевыми трубками. Излучается всеми твердыми телами, у которых температура > 1000°С, а также светящимися парами ртути.
Свойства: Высокая химическая активность, невидимо, большая проникающая способность, убивает микроорганизмы, в небольших дозах благоприятно влияет на организм человека (загар), но в больших дозах оказывает отрицательное воздействие, изменяет развитие клеток, обмен веществ.
Применение: в медицине, в промышленности.
Рентгеновские лучи  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
(свойства: интерференция, дифракция рентгеновских лучей на кристаллической решетке, большая проникающая способность. Облучение в больших количествах вызывает лучевую болезнь.
Применение: в медицине с целью диагностики заболеваний внутренних органов; в промышленности для контроля внутренней структуры различных изделий.
Гамма-излучение Источники: атомное ядро(ядерные реакции)
Свойства: имеют огромную проникающую способность, оказывают сильное биологическое воздействие.

Предполагаемые ответы по выделению минусов - Отрицательные моменты:
• Генная мутация, за счёт которой возрастает вероятность возникновения онкологических заболеваний.
• Нарушения нормальной электрофизиологии человеческого организма,  что вызывает головные боли, бессонницу, тахикардию.
• Повреждения глаз, вызывающие различные офтальмологические заболевания, в тяжёлых случаях – вплоть до полной потери зрения.
• Видоизменение сигналов, подаваемых гормонами околощитовидных желёз на мембранах клеток, торможение роста костного материала у детей.
• Нарушение трансмембранного потока ионов кальция, что препятствует нормальному развитию организма у детей и подростков.
• Накопительный эффект, который возникает при многократном вредоносном воздействии излучения, в конечном счёте приводит к необратимым негативным изменениям.

Предполагаемые ответы по выделению плюсов - Положительные моменты:

·         В электротехнике.

·         Сотовая связь, беспроводный интернет,

·         Радио, телевидение, пульты управления,

·          СВЧ-печи,

·         Радары и т. п.,

·         Инфракрасные приборы ночного видения, 

·         Ультрафиолетовые детекторы фальшивых купюр,

·         Рентгеновские аппараты в медицине, 

·         Гамма-телескопы на космических обсерваториях,

·         Термическая обработка, сушка, нагрев,

·          В радиосвязи,

·          В медицине, физиотерапии,  магнитотерапии, стоматологии,

·         Спектральный анализ в криминалистике и науке,

·         Дефектоскопия в промышленности.

Задание 1 группы: стр 80 §3.5

1. Перечислите и охарактеризуйте основные свойства эл. магн. волн.

Задание 2 группы: стр 90 §3.8

1. Назовите границы всех диапазонов радиоволн

2. За счет чего распространяется каждый вид радиоволн?

3. Что такое радиолокация?

Задание 3 группы: стр 98 §3.10

1. Перечислите и охарактеризуйте эл. магн. волны разных диапазонов

2. Заполните таблицу

Задание 4 группы: стр 100 §3.11

1. Электромагнитные волны – это вред или польза?

2. Заполните таблицу