Конспект урока по физике на тему Спектр электромагнитных волн (11 класс)

Название предмета Физика
Класс 11
УМК Физика. 11 класс. В.А. Касьянов (базовый уровень), 2014 год
Уровень обучения базовый
Тема урока Спектр электромагнитных волн
Общее количество часов, отведённое на изучение темы 1
Место урока в системе уроков по теме 4 урок по теме «Излучение и прием электромагнитных волн радио- и СВЧ-диапазона», 5 часов
Цель урока Рассмотреть спектр электромагнитных волн. Научить расчленять материал на смысловые части и систематизировать их в виде таблицы.
Задачи урока Обучающие: рассмотреть спектр электромагнитных колебаний; научить работать с научной литературой.
Развивающие: научить анализировать материал, научить систематизировать полученные знания.
Воспитательные: развивать навык работать в группах
Планируемые результаты Систематизированная информация по теме спектр электромагнитных волн.
Техническое обеспечение урока Интерактивная доска или документ-камера для демонстрации работы в группе, доступ к сети Интернет.
Дополнительное методическое и дидактическое обеспечение урока Дополнительный материал для работы в группах на тему «Спектр электромагнитных волн».
Содержание урока
Организационный этап.
Приветствие обучающихся. Проверка явки и готовности обучающихся к уроку.
Постановка цели и задач урока. Мотивация учебной деятельности обучающихся.
Мы продолжаем изучать электромагнитные волны. В повседневной жизни мы часто используем электромагнитные волны для передачи информации. Но информация может быть разной – простая последовательность сигналов, речь диктора, изображение предмета или видео фрагмент.
Возможно, ли это осуществить с помощью одной и той же электромагнитной волны? По всей видимости, нет! Значит, нам нужны разные волны.
А какие волны использовать для чего?
В этом вопросе нам и предстоит разобраться.
Рассмотрев природу волн, их свойства, механизм распространения, сегодня на уроке мы должны познакомиться со спектром электромагнитных волн, разобраться в многообразии электромагнитных волн и областях применения их человеком.
Актуализация знаний.
Повторение пройденного материала (фронтальный опрос).
Что такое электромагнитная волна?
Что такое частота и длина волны?
Какой формулой они связаны?
Каковы особенности распространения электромагнитных волн в разных средах?
Первичное усвоение новых знаний.
Объяснение нового материала.
Основные тезисы:
Спектр электромагнитных волн.
Диапазон частот, используемых в данное время.
Колеблющаяся заряженная частица как источник электромагнитного излучения.
(Работа в группах с информационными источниками – текст учебника, дополнительный материла – таблица №1, электронные информационные ресурсы).
Класс делиться на семь групп, каждой из которых дается задание приготовить небольшое сообщение об определенном диапазоне электромагнитных волн, используя содержание школьного учебника и дополнительной информации, в том числе электронных ресурсов. Перед выполнением задания, учитель обращает внимание на основные тезисы доклада.
Диапазон частот
Диапазон длин волн
Источники данного вида излучения
Проникающая способность
Уникальные свойства
Использование человеком
Систематизация материала в виде таблицы.
(От каждой группы вызывается по одному человеку, который заполняет соответствующую данному диапазону строку в таблице, нарисованную на доске).
Таблица №1. Дополнительный материал
Шкала электромагнитных волн

Длины электромагнитных волн, которые могут быть зарегистрированы приборами, лежат в очень широком диапазоне. Все эти волны обладают общими свойствами: поглощение, отражение, интерференция, дифракция, дисперсия. Свойства эти могут, однако, проявляться по-разному. Различными являются источники и приемники волн.
Радиоволны
ν=105- 1011 Гц, λ=10-3-103 м.
Получают с помощью колебательных контуров и макроскопических вибраторов. Свойства. Радиоволны различных частот и с различными длинами волн по-разному поглощаются и отражаются средами. Применение Радиосвязь, телевидение, радиолокация. В природе радиоволны излучаются различными внеземными источниками (ядра галактик, квазары).
Инфракрасное излучение (тепловое)
ν=3-1011- 4.1014 Гц, λ=8.10-7 - 2.10-3 м.
Излучается атомами и молекулами вещества.
Инфракрасное излучение дают все тела при любой температуре.
Человек излучает электромагнитные волны λ≈9.10-6  м.
Свойства
Проходит через некоторые непрозрачные тела, а также сквозь дождь, дымку, снег.
Производит химическое действие на фотопластинки.
Поглощаясь веществом, нагревает его.
Вызывает внутренний фотоэффект у германия.
Невидимо.
Регистрируют тепловыми методами, фотоэлектрическими и фотографическими.
Применение. Получают изображения предметов в темноте, приборах ночного видения (ночные бинокли), тумане. Используют в криминалистике, в физиотерапии, в промышленности для сушки окрашенных изделий, стен зданий, древесины, фруктов.
Видимое излучение
Часть электромагнитного излучения, воспринимаемая глазом (от красного до фиолетового):
Свойства. Воздействует на глаз.
Ультрафиолетовое  излучение
(меньше, чем у фиолетового света)
Источники: газоразрядные лампы с трубками из кварца (кварцевые лампы).
Излучается всеми твердыми телами, у которых T>1000°С, а также светящимися парами ртути.
Свойства. Высокая химическая активность (разложение хлорида серебра, свечение кристаллов сульфида цинка), невидимо, большая проникающая способность, убивает микроорганизмы, в небольших дозах благотворно влияет на организм человека (загар), но в больших дозах оказывает отрицательное биологическое воздействие: изменения в развитии клеток и обмене веществ, действие на глаза.
Рентгеновские лучи
Излучаются при большом ускорении электронов, например их торможение в металлах. Получают при помощи рентгеновской трубки: электроны в вакуумной трубке (р= 10-3-10-5 Па) ускоряются электрическим полем при высоком напряжении, достигая анода, при соударении резко тормозятся. При торможении электроны движутся с ускорением и излучают электромагнитные волны с малой длиной (от 100 до 0,01 им). Свойства Интерференция, дифракция рентгеновских лучей на кристаллической решетке, большая проникающая способность. Облучение в больших дозах вызывает лучевую болезнь.  Применение. В медицине (диагностика заболеваний внутренних органов), в промышленности (контроль внутренней структуры различных изделий, сварных швов).
γ-излучение
Источники: атомное ядро (ядерные реакции). Свойства. Имеет огромную проникающую способность, оказывает  сильное биологическое воздействие. Применение. В медицине, производстве (γ-дефектоскопия). Применение. В медицине, в промышленности.
Общим свойством электромагнитных волн является также то, 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.
Первичная проверка понимания.
Анализ таблицы №2.
Таблица 2. Спектр электромагнитных волн
ЭМИ Диапазон частот
Диапазон длин волн
Источники излучения Проникающая способность
Уникальные свойства
Использование
(После выступления представителей из всех групп, на интерактивной доске образуется таблица, содержащая характеристики всех видов излучения. С помощью учителя обучающиеся анализируют каждый столбец отдельно).Первичное закрепление.

(Учитель задает вопросы по таблице, затрагивающих некоторые аспекты применения и значения видов излучения. Опрос проводиться в виде обратной связи вопрос-ответ).Какое излучение опасно для человека?
Какое излучение используется для передачи информации?
Какое излучение воспринимается человеческим глазом?
Какое излучение имеет самую высокую проникающую способность?
Информация о домашнем задании, инструктаж по его выполнению.
§ 51, вопросы (устно).
Ученикам предлагается самим придумать вопросы по таблице №2 (письменно).
8. Рефлексия (подведение итогов занятия)
Оцените по пятибалльной системе работу других групп.
Спасибо за урок.