Конспект урока «Шкала электромагнитных излучений».

Урок по теме
«Шкала электромагнитных излучений».
Цели урока:
образовательные: ознакомить с видами электромагнитных излучений; изучить природу, свойства и применение электромагнитных волн; проанализировать виды электромагнитных излучений и показать, как с изменением длины волны изменяются свойства излучений.
развивающие: развитие интереса к предмету, кругозора, умения логически мыслить;
воспитательные: прививать любовь к точным наукам; способность к коллективным логическим рассуждениями.
Организация урока. Урок строится как семинар, в ходе которого рассматриваются характеристики всех видов излучения, с учетом ранее изученных радиоволн и света. Весь материал систематизируется и обобщается в виде заполнения таблицы.
Оборудование: таблица «Шкала электромагнитных излучений» у каждого ученика; стенд «Шкала электромагнитных излучений»; компьютерная презентация.
План урока.
Оргмомент
Радиоволны
Инфракрасное излучение
Свет (видимое излучение)
Ультрафиолетовое излучение
Рентгеновское излучение

·-излучение
Итоги урока. Домашнее задание.
Ход урока.
слайд
Оргмомент (знакомство с темой, целями и содержанием урока)
Ранее на уроках мы с вами изучили радиоволны и видимое излучение (свет). На сегодняшнем уроке мы познакомимся с остальными видами излучений, и систематизируем все знания по электромагнитным волнам в виде заполнения технологической карты (Приложение 1), которая у вас находится на столах. В ней все виды излучений распределены в соответствии с их частотами, что и представляет собой шкалу электромагнитных излучений.
А стенд и таблица на форзаце учебника будут для нас помощью для заполнения этой карты.
слайд
Радиоволны
Начнём с заполнения характеристик радиоволн. Изучив радиоволны, нам не составит труда заполнить соответствующие графы таблицы.
Что такое радиоволны? Как их получают? Каковы свойства? Где применяются?
Радиоволны – это электромагнитные волны с длиной волны
·=10-3103 м., а частотный диапазон их
· = 1051011 Гц. Определите диапазоны по таблице сами.
Получают радиоволны с помощью колебательных контуров и макроскопических вибраторов.
слайд
Свойства:
Радиоволны различных частот и с различными длинами волн по-разному поглощаются и отражаются средами, проявляют свойства дифракции и интерференции.
Применение: Радиосвязь, телевидение, радиолокация.
Проверьте, все ли вы указали в графах, и допишите то, что забыли.
слайд
Инфракрасное излучение
Самостоятельная работа с учебником стр. 153, § 63.
слайд
электромагнитное излучение, занимающее на шкале электромагнитных волн область между красными лучами и радиоизлучением, чему соответствует диапазон длин волн
от ~ 760 нм до ~ 2 мм.
Диск «Электронные уроки», «Колебания и волны», урок 12, стр. 5
Солнечное излучение включает в себя также э/м волны, частоты которых ниже или выше видимого диапазона.
Видеофрагмент об обнаружении инфракрасных лучей.
ИК-излучение было открыто в 1800 г. английским физиком и астрономом Вильямом Гершелем. Частота этого излучения меньше частоты красного света. Диапазон ИК-излучения находится между 3*10114*1014 Гц.
Источники ИК-излучения: Солнце (50% его полного излучения), лампы накаливания с вольфрамовой нитью (70–80% их излучения), угольная электрическая дуга, и, вообще, любое нагретое тело; излучается атомами и молекулами вещества.
Человек излучает электромагнитные волны
·»9*10-6 м.
Проверьте, все ли вы указали в графах, и допишите то, что забыли.
слайд
Свойства:
1.Проходит через некоторые непрозрачные тела, также сквозь дождь, дымку, снег.
2.Производит химическое действие на фотопластинки.
3.Поглощаясь веществом, нагревает его.
4.Вызывает внутренний фотоэффект у германия.
5.Невидимо.
6.Способно к явлениям интерференции и дифракции.
Проверьте, все ли вы указали в графах, и допишите то, что забыли.
слайд
Применение:
Получают изображения предметов в темноте, приборах ночного видения (ночные бинокли), тумане.
слайд
Используют в криминалистике, в физиотерапии.
в промышленности для сушки окрашенных изделий, стен зданий, древесины, фруктов.
Проверьте, все ли вы указали в графах, и допишите то, что забыли.
слайд
Свет (видимое излучение)
Часть электромагнитного излучения, воспринимаемая человеческим глазом (от красного до фиолетового):
Диапазон длин волн:
·=8*10-74*10-7 м.
Частотный диапазон:
·=4*10148*1014 Гц.

Свет – волна или частица?
Он частица и волна.
С этим стоит согласится,
Доказательств здесь сполна.
В подтверждении свойств света,
Как волны, можно назвать
Разложение его в спектр
По цвета, их наблюдать
Может каждый, где бы не был,
Видя радугу на небе.
Ну, а то, что свет – частица,
Наблюдать еще сложней.
(Без прибора не годится.)
Тем не менее о ней
Ни один написан том,
И название есть – фотон.
Так, что свет, распространяясь,
Как волна себя ведет.
Излучаясь, поглощаясь, -
Как частица: «давит», «рвет».
Вячеслав Сергеев
Август, 2007 год.

слайд
Источники:
Естественные
Искусственные
Излучаются при ускоренном движении заряженных частиц.
Свойства:
Отражение
преломление
воздействие на глаз
дисперсия
интерференция
дифракция
поглощение
излучение
Применение:
Во всей повседневной жизни
Проверьте, все ли вы указали в графах, и допишите то, что забыли.
слайд
Ультрафиолетовое излучение
электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между фиолетовыми лучами и рентгеновским излучением, чему соответствует диапазон длин волн 10-84*10-7 м
Диск «Электронные уроки», «Колебания и волны», урок 12, стр. 6
УФ-излучение было открыто в 1801 г. при влиянии волн различной длины на активность химических веществ. Хлорид серебра распадается не только под действием видимого излучения (это явление используется в фотографии), но также под действием ультрафиолета.
Частота УФ-излучения гораздо выше, чем у видимого. Она находится в пределах от 8*10143*1016 Гц.
Распространенным источником УФ-излучения (кроме Солнца) является кварцевая лампа [фото1]. Благодаря бактерицидным свойствам УФ свет нашел применение в медицине и при так называемых косметических операциях (облучение послеоперационных рубцов).
Заметную долю ультрафиолетового излучения содержит излучение накаленных до 3000 К твердых тел. Мощным источником этого излучения является также любая высокотемпературная плазма. Для различных применений ультрафиолетового излучения используются специальные ртутные и другие газоразрядные лампы.
Озоновый слой, окружающий Землю, защищает нас от избытка УФ света.
[Видео 2]
слайд
Таким образом, к основным свойствам УФ-излучения можно отнести:
Невидимо
Высокая химическая активность
большая проникающая способность
Убивает микроорганизмы
В небольших дозах благотворно влияет на организм человека (загар)
В больших дозах оказывает отрицательное биологическое воздействие: изменения в развитии клеток и обмене веществ, действие на глаза.
Применение: В медицине, в промышленности
Диск «Библиотека наглядных пособий 7-11 кл.», видеофрагмент № 40. (48 с.)
Рентгеновское излучение
(сообщение учащегося)
2 слайд
РЕНТГЕН, ВИЛЬГЕЛЬМ КОНРАД (1845–1923)
Родился 27 марта 1845 в Леннепе, небольшом городке близ Ремшейда в Пруссии, единственный ребенок в семье преуспевающего торговца текстильными товарами Фридриха Конрада Рентгена и Шарлотты Констанцы.
1895 г. Рентген открыл коротковолновое электромагнитное излучение. За открытие рентгеновских лучей Рентгену в 1901 году была присуждена первая Нобелевская премия по физике, причём нобелевский комитет подчёркивал практическую важность его открытия.
Первое опубликованное сообщение Рентгена об его исследованиях в конце 1895 года вызвало огромный интерес и в научных кругах, и у широкой публики. «Вскоре мы обнаружили, – писал Рентген, – что все тела прозрачны для этих лучей, хотя и в весьма различной степени». Эксперименты Рентгена были немедленно подтверждены другими учеными.
Так, открыв неизвестное ранее излучение, Рентген внес существенный вклад в ту революцию в физике в начале 20 в., а также революционизировал методы медицинской диагностики.
Рентген никогда не помышлял ни о патенте, ни о финансовом вознаграждении. Был удостоен многих наград, в том числе медали Румфорда (Лондонское королевское общество), золотой медали Барнарда за выдающиеся заслуги перед наукой (Колумбийский университет). Почетный член и член-корреспондент научных обществ многих стран.
Он ушел в отставку со своих постов в Мюнхене в 1920 году вскоре после смерти жены.
Умер 10 февраля 1923 от рака.
слайд
Открытие рентгеновского излучения приписывается Вильгельму Рентгену. Он был первым, кто опубликовал статью о рентгеновских лучах, которые он назвал икс-лучами (x-ray). Статья Рентгена под названием «О новом типе лучей» была опубликована 28-го декабря 1895 года в журнале Вюрцбургского физико-медицинского общества.
Свой вклад в известность Рентгена внесла также знаменитая фотография руки его жены, которую он опубликовал в своей статье.
слайд
Получение X-лучей.
Естественным источником рентгеновского излучения являются некоторые радиоактивные изотопы, Солнце и другие космические объекты
Наиболее распространенным искусственным источником рентгеновского излучения является рентгеновская трубка, в которой это излучение возникает при торможении испускаемых катодом (в виде вольфрамовой нити) электронов, приобретающих при подлете к аноду, представляющий собой пластинку, установленную под определенным углом к нити, большую скорость.
Бомбардировка анода электронами и вызывает появление электромагнитных волн. При торможении электронов возникают рентгеновские лучи, состоящие из набора разных длин волн.
Рентгеновское излучение можно получать также и на ускорителях заряженных частиц.
слайд
Длина рентгеновских лучей зависит от скорости движения электронов, а скорость - от величины анодного электрического напряжения.

·: 10-9 – 10-11 м (в некоторых источниках диапазон волн иной, т.к. точных границ длин нет)
Частота, с которой излучаются рентгеновские волны, достигает

· : 31016 Гц до 1020 Гц
Длина волн рентгеновских лучей измеряется ангстремами. Ангстрем равен одной стомиллионной доле сантиметра.. 1Е= 10-8 см = 10-10 м.

слайд
СВОЙСТВА Х-ЛУЧЕЙ:
Невидимы
Интерференция, дифракция на кристаллической решётке
Вызывают определенное свечение некоторых кристаллов (Эффект люминесценции. Рентгеновские лучи способны вызывать у некоторых веществ свечение (флюоресценцию). Этот эффект используется в медицине при рентгеновской съёмке)
Большая проникающая способность (Рентгеновские лучи могут проникать сквозь вещество, причём различные вещества по-разному их поглощают.)
Облучение в больших дозах вызывает лучевую болезнь. (Рентгеновское излучение является ионизирующим. Оно воздействует на ткани живых организмов и может быть причиной лучевой болезни и рака. По причине этого при работе с рентгеновским излучением необходимо соблюдать меры защиты.)
слайд
Применение
В медицине (диагностика заболеваний внутренних органов)
Диск «Библиотека наглядных пособий 7-11 кл.», видеофрагмент № 32. (1 мин.23 с.)
слайд
В промышленности (контроль внутренней структуры различных изделий, сварных швов).
В научных исследованиях (определение структуры кристаллов, молекул белка и длины волны рентгеновских лучей, которое осуществляется на основе свойства рентгеновских лучей дифрагировать на кристаллической решётке).
слайд

·-излучение
Что можно сказать о длине волны данного излучения по сравнению с остальными?
коротковолновое электромагнитное излучение с длиной волны
·=3,3* 10-11 м и частотой
·=31020 Гц и более
Как вы думаете, что является источником
·-излучение?
Источники: атомное ядро (ядерные реакции).
Свойства: Имеет огромную проникающую способность, оказывает сильное биологическое воздействие.
Применение: В медицине, производстве (
·-дефектоскопия).
Из-за малой длины волны волновые свойства гамма-излучения проявляются слабо, и на первый план выступают корпускулярные свойства, в связи с чем его представляют в виде потока гамма-квантов (фотонов). Являясь одним из трех основных видов радиоактивных излучений, гамма-излучение сопровождает распад радиоактивных ядер. Из всех видов радиоактивных излучений гамма-излучение обладает самой большой проникающей способностью. Гамма-излучение возникает не только при радиоактивных распадах ядер, но и при аннигиляции частиц и античастиц, в ядерных реакциях, при торможении быстрых заряженных частиц в веществе (тормозное излучение), при распаде мезонов и входит в состав космического излучения.

Итоги урока:
Вся 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.
Проанализируем изменения свойств электромагнитных волн в зависимости от её длины.
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.
Домашнее задание:
§ 63-65 (таблица)


Закрепление
I. Интерактивные задания
Диск «Электронные уроки», «Колебания и волны», урок 12, стр. 14, задания 3, 4.
II. Задания в презентации расположены в порядке возрастания сложности?
Для какого вида излучения свойственно явление дисперсии?
а) инфракрасное; б) видимое; в) рентгеновское.
Какой вид излучения по-другому называют «тепловым»?
а) инфракрасное; б)
·-излучение; в) видимое.
Самая большая проникающая способность характерна для:
а) рентгеновского излучения; б) ультрафиолетового излучения; в)
·-излучения.
Высокотемпературная плазма является источником:
а)
·-излучения; б) ультрафиолетового излучения; в) инфракрасного излучения.
Что общего между радиоволнами, УФ-излучением, ИК-излучением, рентгеновским излучением и
·-излучением?
а) применяются и в медицине, и в промышленности; б) общий источник излучения - Солнце; в) невидимы.

Спасибо за урок!




Приложение 1.
Шкала электромагнитных излучений


Вид излучения
Диапазон длин (частот) волн
Источник
(примеры)
Свойства
Применение

Радиоволны





Инфракрасное
(тепловое)





Видимое





Ультрафиолетовое





Рентгеновское






·-излучение






Заголовок 315