Обобщающий урок Шкала электромагнитных излучений
Обобщающий урок "Шкала электромагнитных излучений"
Милостивая Наталья Юрьевна, учитель физики и информатики
Разделы: Преподавание физики
Цель урока: обеспечить в ходе урока повторение основных законов, свойств электромагнитных волн;
Образовательная: Систематизировать материал по теме, осуществить коррекцию знаний, некоторое ее углубление;
Развивающая: Развитие устной речи учащихся, творческих навыков учащихся, логики, памяти; познавательных способностей;
Воспитательная: Формировать интерес учащихся к изучению физики. воспитывать аккуратность и навыки рационального использования своего времени;
Тип урока: урок повторения и коррекции знаний;
Оборудование : компьютер, проектор, презентация «Шкала электромагнитных излучений», диск « Физика. Библиотека наглядных пособий».
Ход урока:
1. Объяснение нового материала.
1. Мы знаем, что длина электромагнитных волн бывает самой различной: от значений порядка 1013 м (низкочастотные колебания) до 10 -10 м (g- лучи). 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. 2. Принято выделять низкочастотное излучение, радиоизлучение, инфракрасные лучи, видимый свет, ультрафиолетовые лучи, рентгеновские лучи и g-излучение. Со всеми этими излучениями, кроме g-излучения, вы уже знакомы. Самое коротковолновое g-излучение испускают атомные ядра.3. Принципиального различия между отдельными излучениями нет. Все они представляют собой электромагнитные волны, порождаемые заряженными частицами. Обнаруживаются электромагнитные волны, в конечном счете, по их действию на заряженные частицы. В вакууме излучение любой длины волны распространяется со скоростью 300 000 км/с. Границы между отдельными областями шкалы излучений весьма условны. 4. Излучения различной длины волны отличаются друг от друга по способу их получения (излучение антенны, тепловое излучение, излучение при торможении быстрых электронов и др.) и методам регистрации. 5. Все перечисленные виды электромагнитного излучения порождаются также космическими объектами и успешно исследуются с помощью ракет, искусственных спутников Земли и космических кораблей. В первую очередь это относится к рентгеновскому и g-излучениям, сильно поглощаемом атмосферой. 6. По мере уменьшения длины волны количественные различия в длинах волн приводят к существенным качественным различиям. 7. Излучения различной длины волны очень сильно отличаются друг от друга по поглощению их веществом. Коротковолновые излучения (рентгеновское и особенно g-лучи) поглощаются слабо. Непрозрачные для волн оптического диапазона вещества прозрачны для этих излучений. Коэффициент отражения электромагнитных волн также зависит от длины волны. Но главное различие между длинноволновым и коротковолновым излучениями в том, что коротковолновое излучение обнаруживает свойства частиц.
Обобщим знания о волнах и запишем все виде таблиц.
1. Низкочастотные колебания
Низкочастотные колебания
Длина волны(м) 1013 - 105
Частота(Гц) 3· 10 -3 - 3 ·10 3
Энергия(ЭВ) 1 – 1,24 ·10 -10
Источник Реостатный альтернатор, динамомашина,Вибратор Герца,Генераторы в электрических сетях (50 Гц)Машинные генераторы повышенной ( промышленной) частоты ( 200 Гц) Телефонные сети ( 5000Гц)Звуковые генераторы ( микрофоны, громкоговорители)
Приемник Электрические приборы и двигатели
История открытия Лодж ( 1893 г.), Тесла ( 1983 )
Применение Кино, радиовещание( микрофоны, громкоговорители)
2. Радиоволны
Радиоволны
Длина волны(м) 10 5 - 10 -3
Частота(Гц) 3 ·103 - 3 ·10 11
Энергия(ЭВ) 1,24 ·10-10 - 1,24 · 10 -2
Источник Колебательный контурМакроскопические вибраторы
Приемник Искры в зазоре приемного вибратораСвечение газоразрядной трубки, когерера
История открытия Феддерсен ( 1862 г.), Герц ( 1887 г.), Попов , Лебедев, Риги
Применение Сверхдлинные- Радионавигация, радиотелеграфная связь, передача метеосводок Длинные – Радиотелеграфная и радиотелефонная связь, радиовещание, радионавигацияСредние- Радиотелеграфия и радиотелефонная связь радиовещание, радионавигация Короткие- радиолюбительская связьУКВ- космическая радио связьДМВ- телевидение, радиолокация, радиорелейная связь, сотовая телефонная связьСМВ- радиолокация, радиорелейная связь, астронавигация, спутниковое телевидение ММВ- радиолокация
Инфракрасное излучение
Длина волны(м) 2 ·10 -3 - 7,6· 10 -7
Частота(Гц) 3 ·1011 - 3 ·10 14
Энергия(ЭВ) 1,24· 10 -2 – 1,65
Источник Любое нагретое тело: свеча, печь, батарея водяного отопления, электрическая лампа накаливанияЧеловек излучает электромагнитные волны длиной 9 10 -6 м
Приемник Термоэлементы, болометры, фотоэлементы, фоторезисторы, фотопленки
История открытия Рубенс и Никольс ( 1896 г.),
Применение В криминалистике, фотографирование земных объектов в тумане и темноте, бинокль и прицелы для стрельбы в темноте, прогревание тканей живого организма ( в медицине), сушка древесины и окрашенных кузовов автомобилей, сигнализация при охране помещений, инфракрасный телескоп,
4. Видимое излучение
Видимое излучение
Длина волны(м) 6,7· 10-7 - 3,8 ·10 -7
Частота(Гц) 4· 1014 - 8· 1014
Энергия(ЭВ) 1,65 – 3,3 ЭВ
Источник Солнце, лампа накаливания, огонь
Приемник Глаз, фотопластинка, фотоэлементы, термоэлементы
История открытия Меллони Применение ЗрениеБиологическая жизнь
5. Ультрафиолетовое излучение
Ультрафиолетовое излучение
Длина волны(м) 3,8 10 -7 - 3 ·10 -9
Частота(Гц) 8 ·1014 - 10 17
Энергия(ЭВ) 3,3 – 247,5 ЭВ
Источник Входят в состав солнечного светаГазоразрядные лампы с трубкой из кварцаИзлучаются всеми твердыми телами , у которых температура больше 1000 ° С, светящиеся ( кроме ртути)
Приемник Фотоэлементы,Фотоумножители,Люминесцентные вещества
История открытия Иоганн Риттер, Лаймен Применение Промышленная электроника и автоматика, Люминисценнтные лампы,Текстильное производствоСтерилизация воздуха
6. Рентгеновское излучение
Рентгеновское излучение
Длина волны(м) 10 -9 - 3 ·10 -12
Частота(Гц) 3 ·1017 - 3 ·10 20
Энергия(ЭВ) 247,5 – 1,24 ·105 ЭВ
Источник Электронная рентгеновская трубка ( напряжение на аноде – до 100 кВ. давление в баллоне – 10-3– 10-5 н/м2, катод – накаливаемая нить . Материал анодов W,Mo, Cu, Bi, Co, Tl и др.Η = 1-3%, излучение – кванты большой энергии)Солнечная корона
Приемник Фотопленка,Свечение некоторых кристаллов
История открытия В. Рентген , Милликен Применение Диагностика и лечение заболеваний ( в медицине), Дефектоскопия ( контроль внутренних структур, сварных швов)
7. Гамма - излучение
Гамма - излучение
Длина волны(м) 3,8 ·10 -11 - меньше
Частота(Гц) 8· 1014 - больше
Энергия(ЭВ) 9,03 ·103 – 1, 24 ·1016 ЭВ
Источник Радиоактивные атомные ядра, ядерные реакции, процессы превращения вещества в излучение
Приемник счетчики
История открытия
Применение Дефектоскопия;Контроль технологических процессов;Терапия и диагностика в медицине
ВыводВся шкала электромагнитных волн является свидетельством того, что все излучения обладают одновременно квантовыми и волновыми свойствами. Квантовые и волновые свойства в этом случае не исключают, а дополняют друг друга. Волновые свойства ярче проявляются при малых частотах и менее ярко — при больших. И наоборот, квантовые свойства ярче проявляются при больших частотах и менее ярко — при малых. Чем меньше длина волны, тем ярче проявляются квантовые свойства, а чем больше длина волны, тем ярче проявляются волновые свойства. Все это служит подтверждением закона диалектики (переход количественных изменений в качественные ).
Приложение 1 шкала электромагнитных излучений.pptПриложение 2Литература:
« Физика- 11» Мякишев
Диск «Уроки физики Кирилла и Мефодия. 11 класс»( ))) «Кирилл и Мефодий, 2006)Диск « Физика. Библиотека наглядных пособий. 7-11 классы»( ( 1С: «Дрофа» и «Формоза» 2004)Ресурсы Интернета
Поделиться…