Реферат: Шкала электромагнитных волн
| Название: Шкала электромагнитных волн Раздел: Промышленность, производство Тип: реферат Добавлен 01:13:33 06 июля 2010 Похожие работы Просмотров: 3991 Комментариев: 36 Оценило: 15 человек Средний балл: 4.2 Оценка: 4 Скачать | ||||||
| Название диапазона | Основные методы генерации | Область применения | ||||
| До 10 | Более 3 10 | электротехника | ||||
| 10 | 3 10 | Радиоволны | Излучение молекул и атомов при тепловых и электрических воздействиях | Излучение атомов при воздействии ускоренных электронов | Атомные процессы при воздействии Ускоренных заряженных частиц (возникает в результате изменения состояний электронов на внутренних оболочках атома или в результате резкого торможения электронов и др. заряженных частиц) | Ионизационный метод меченых атомов |
Основные способы получения и
Получаются в рентгеновских трубках и
Других приборах, где происходит
Дополнительные сведения об некоторых излучениях
Область спектра за красным его краем впервые экспериментально была исследована в 1880 году английским
Астрономом Вильямом Гершелем (1738-1822). Гершель поместил термометр с зачерненным шариком за красный край спектра и обнаружил повышение температуры. Шарик термометра нагревался излучением, невидимым глазом. Это излучение назвали инфракрасным.
Инфракрасное излучение – это электромагнитные волны, которые испускает любое нагретое тело, даже если оно не светится.
Инфракрасные волны также тепловые волны, т.к. многие источники этих волн вызывают заметное нагревание окружающих тел.
(от красного до фиолетового света волны)
Все сведения об окружающем мире человек получает с помощью зрения.
Свет — обязательное условие для развития зеленых растений; необходимое условие для существования жизни на Земле.
1801 год – немецкий ученый Иоганн Риттер (1776-1810) открыл, что за фиолетовым краем имеется область, создаваемая невидимыми глазом лучами. Эти лучи воздействуют на некоторые химические соединения.
В малых дозах ультрафиолетовые лучи целебны. Ультрафиолет способствует росту и укреплению организма.
Образует в коже защитные пигменты (загар, витамин Д), обладает бактерицидным действием, оказывает влияние на Ц.Н.С.
В больших количествах эти лучи вредны: разрушается сетчатка глаза, поэтому нужно носить защитные очки (солнечные очки). Разрушается также кожа.
Ультрафиолет попадает на Землю, т.к. недостаточно поглощается верхними слоями атмосферы.
Время открытия: ноябрь 1895г. Вильгельм Рентген (1845-1923) Провел опыт с электрическим разрядом в газах. Применение разнообразно: медицина (диагностика + лечение заболеваний), физика, химия, биология, техника, криминалистика, искусствоведение.
Особенность: ярко выраженные корпускулярные свойства.
Гамма-излучение возникает при переходе атомных ядер из одного энергетического состояния в другое, более низкое, подобное тому, как это имеет место в атоме. Источником гамма лучей могут быть радиоактивные ядра, либо ядра, бомбардируемые, например, альфа частицами.
По мере уменьшения длины волны проявляются и существенные качественные различия электромагнитных волн. Излучения различных длин волн отличаются друг от друга по способу их получения и методом регистрации, то есть по характеру взаимодействия с веществами.
Источник
Конспект урока-путешествия по шкале ЭМВ (электромагнитных волн)
Разделы: Физика
Цели:
- обобщить и систематизировать знания учащихся по теме, показать практическое применение ЭМВ, рассмотреть влияние различных участков шкалы на здоровье человека;
- продолжить развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей учащихся в процессе самостоятельного приобретения знаний и умений по физике с использованием различных источников информации, в том числе средств современных информационных технологий, выбирать главное, систематизировать материал, сравнивать свойства ЭМВ;
- воспитания навыков сотрудничества в процессе совместной работы, развития способности давать морально-этическую оценку фактам и событиям; продолжить формирование представлений о единстве и взаимосвязи явлений природы, раскрыть роль русских и советских учёных в изучении и применении ЭМВ
Тип урока: обобщающий.
Форма проведения: урок-путешествие.
Оборудование: мультимедийный проектор.
| Деятельность учителя: | Длительность этапа урока. | Деятельность учащихся: |
| Девизом сегодняшнего урока я выбрала слова И.В.Курчатова: “Хороша физика, но жизнь коротка!”, который как нельзя полно показывает цель урока, не только хорошо разбираться в физических вопросах, но и знать, как это влияет на здоровье человека. Сегодня мы с вами проведем урок в виде путешествия, путешествия по шкале ЭМВ. Вселенная – океан ЭМ излучений. Мы живем в этом океане, 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 ЭМ излучений, человечество в течение XX столетия освоило и поставило себе на службу самые различные его виды. Вы тоже сделали для себя много открытий при подготовке к этому уроку, многому научились. “В будущем неграмотным будет считаться не тот, кто не умеет читать, а тот, кто не умеет обучаться” При подготовке к этому путешествию я предложила работать по следующему плану:
Это примерный план, если ему следовать, то времени урока нам не хватит. Поэтому, каждая группа представит свой вариант защиты своего материала (мини-проекта). | ||
| Первая группа представляет нам “Галерею первооткрывателей”. | 3 мин | Путешествие по галерее проводит один из членов 1 группы (Приложение 1). |
| Вторая группа в виде фотовыставки расскажет о радиоволнах. | 3 мин | Заочная экскурсия по фотовыставке в музее А.С.Попова (Приложение 2). |
| Третья группа изучала видимую часть спектра, ту часть шкалы ЭМВ, через которую мы с вами разглядываем мир, в котором живем. | 3 мин | Ученики 3 группы предлагают шуточный тест по видимой части спектра (Приложение 3). |
| Поэтому главным инструментом являются наши глаза. Для себя любимых и для своих одноклассников они предлагают памятку в виде закладки и зарядку для глаз. | 3 мин | Проводят зарядку для всего класса для глаз и раздают памятки-закладки (Приложение 4). |
| После зарядки продолжаем свое путешествие по шкале ЭМВ. Четвертая группа изучала инфракрасное излучение, они представляют свой результат в виде буклета. | 3 мин | О своем буклете говорят ученики 4 группы и предлагают познакомиться с ним остальных (Приложение 5). |
| Следующая часть шкалы была открыта не случайно, и пятая группа познакомит нас с брошюрой об ультрафиолетовом излучении. | 3 мин | С брошюрой знакомят ученики 5 группы (Приложение 6). |
| Наше путешествие подошло к самым загадочным ЭМВ. Шестая группа приготовила электронную презентацию о Х-лучах. | 4 мин | Об истории изучениярентгеновского излучения в своей электронной презентации показали ученики 6 группы (Приложение 7). |
Шкалу ЭМВ заканчивают  — излучения, буклет о которых подготовила седьмая группа. | 3 мин | О своем буклете говорят ученики 7 группы и предлагают познакомиться с ним остальных (Приложение 8). |
| За — излучением идут фотоны космических лучей, а что мы о них знаем? (Анонс по научным статьям (Приложение 9)). | 3 мин | |
| Ну, вот и все! Путешествие закончилось, но заканчивается оно только сегодня. Мы подвели некоторый промежуточный итог. Давайте взглянем на шкалу с другой стороны (Рисунок 1). Что изменяется при движении по шкале? Что вы заметили при нашем путешествии? Источник Урок по теме “Путешествие по шкале электромагнитных волн”.Урок по теме “Путешествие по шкале электромагнитных волн”. Цель урока: обобщение знаний учащихся по теме “Шкала электромагнитных волн” Обобщить знания учащихся по теме “Шкала электромагнитных волн”. Проверить уровень знаний учащихся по теме “Шкала электромагнитных волн”. Продолжить формирование умений самостоятельно работать с информацией. Продолжить формирование умений работать с таблицами. Показать роль различных видов излучений в жизни человека. Показать влияние различных видов излучений на человека. Продолжить формирование познавательного интереса через содержание изучаемого материала. Продолжить формирование умений работать самостоятельно. Учитель: ”Сегодня наш с вами урок называется « Путешествие по шкале электромагнитных волн » ”. Диапазоны шкалы электромагнитных излучений: Видимое излучение (свет) 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. Н о знание — сила: открыв природу электромагнитного излучения, человечество в течение XX столетия освоило и поставило к себе на службу самые различные его виды. 2. Диапазоны шкалы электромагнитных волн: Учитель: «Сегодня на уроке мы с вами рассмотрим различные виды излучений. Каждое излучение мы будем изучать по следующему обобщенному плану». Обобщенный план для изучения излучения: 1. Название диапазона 4. Кем был открыт 8. Действие на человека «Шкала электромагнитных излучений»Действие на человека 2.1 Низкочастотное излучение Низкочастотное излучение возникает в диапазоне частот от 0 до 2 • 10 4 Гц. Этому излучению соответствует длина волны от 1,5 • 10 4 до м. Излучением таких, сравнительно малых частот, можно пренебречь. Источником низкочастотного излучения являются генераторы переменного тока. Применяются при плавке и закалке металлов. Радиоволны занимают диапазон частот 2*10 4 -10 9 Гц. Им соответствует длина волны 0,3-1,5*10 4 м. Источником радиоволн, так же как и низкочастотного излучения является переменный ток. Также источником являются генератор радиочастот, звезды, в том числе Солнце, галактики и метагалактики. Индикаторами являются вибратор Герца, колебательный контур. Большая частота радиоволн, по сравнению с низкочастотным излучением приводит к заметному излучению радиоволн в пространство. Это позволяет использовать их для передачи информации на различные расстояния. Передаются речь, музыка (радиовещание), телеграфные сигналы (радиосвязь), изображения различных объектов (радиолокация). Радиоволны используются для изучения структуры вещества и свойств той среды, в которой они распространяются. Исследование радиоизлучения космических объектов – предмет радиоастрономии. В радиометеорологии изучают процессы по характеристикам принимаемых волн. 2.3 Инфракрасное излучение (ИК) Инфракрасное излучение занимают диапазон частот 3*10 11 — 3,85*10 14 Гц. Им соответствует длина волны 780нм –1мм. Инфракрасное излучение было открыто в 1800 году астрономом Уильямом Гершлем. Изучая повышение температуры термометра, нагреваемого видимым светом, Гершель обнаружил наибольшее нагревание термометра вне области видимого света (за красной областью). Невидимое излучение, учитывая его место в спектре, было названо инфракрасным. Источником инфракрасного излучения является излучение молекул и атомов при тепловых и электрических воздействиях. Мощный источник инфракрасного излучения – Солнце, около 50% его излучения лежит в инфракрасной области. На инфракрасное излучение приходится значительная доля (от 70 до 80 %) энергии излучения ламп накаливания с вольфрамовой нитью. Инфракрасное излучение испускает электрическая дуга и различные газоразрядные лампы. Излучения некоторых лазеров лежит в инфракрасной области спектра. Индикаторами инфракрасного излучения являются фото и терморезисторы, специальные фотоэмульсии. Инфракрасное излучение используют для сушки древесины, пищевых продуктов и различных лакокрасочных покрытий (инфракрасный нагрев), для сигнализации при плохой видимости, дает возможность применять оптические приборы, позволяющие видеть в темноте, а также при дистанционном управлении. Инфракрасные лучи используются для наведения на цель снарядов и ракет, для обнаружения замаскированного противника. Эти лучи позволяют определить различие температур отдельных участков поверхности планет, особенности строения молекул вещества (спектральный анализ). Инфракрасная фотография применяется в биологии при изучении болезней растений, в медицине при диагностике кожных и сосудистых заболеваний, в криминалистике при обнаружении подделок. При воздействии на человека вызывает повышение температуры человеческого тела. 2.4. Видимое излучение (свет) Видимое излучение — единственный диапазон электромагнитных волн, воспринимаемым человеческим глазом. Световые волны занимают достаточно узкий диапазон: 380-780 нм ( = 3,85 •10 14 — 7,89 • 10 14 Гц). Источником видимого излучения являются валентные электроны в атомах и молекулах, изменяющие свое положение в пространстве, а также свободные заряды, движущиеся ускоренно. Эта часть спектра дает человеку максимальную информацию об окружающем мире. По своим физическим свойствам она аналогична другим диапазонам спектра, являясь лишь малой частью спектра электромагнитных волн. Излучение, имеющее разную длину волны (частоты) в диапазоне видимого излучения, оказывает различное физиологическое воздействие на сетчатку человеческого глаза, вызывая психологическое ощущение света. Цвет — не свойство электромагнитной световой волны самой по себе, а проявление электрохимического действия физиологической системы человека: глаз, нервов, мозга. Приблизительно можно назвать семь основных цветов, различаемых человеческим глазом в видимом диапазоне (в порядке возрастания частоты излучения): красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. Запоминание последовательности основных цветов спектра облегчает фраза, каждое слово которой начинается с первой буквы названия основного цвета: «Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан». Видимое излучение может влиять па протекание химических реакций в растениях (фотосинтез) и в организмах животных и человека. Видимое излучение испускают отдельные насекомые (светлячки) и некоторые глубоководные рыбы за счет химических реакций в организме. Поглощение растениями углекислого газа в результате процесса фотосинтеза и выделения кислорода способствует поддержанию биологической жизни на Земле. Также видимое излучение применяется при освещении различных объектов. Свет — источник жизни на Земле и одновременно источник наших представлении об окружающем мире. 2.5. Ультрафиолетовое излучение Ультрафиолетовое излучение, не видимое глазом электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между видимым и рентгеновским излучением в пределах длин волн 10 – 380 нм( =8*10 14 -3*10 16 Гц). Ультрафиолетовое излучение было открыто в 1801 году немецким ученым Иоганном Риттером. Изучая почернение хлористого серебра под действием видимого света, Риттер обнаружил, что серебро чернеет еще более эффективно в области, находящейся за фиолетовым краем спектра, где видимое излучение отсутствует. Невидимое излучение, вызвавшее это почернение, было названо ультрафиолетовым. Источник ультрафиолетового излучения — валентные электроны атомов и молекул, также ускорено движущиеся свободные заряды. Излучение накаленных до температур — 3000 К твердых тел содержит заметную долю ультрафиолетового излучения непрерывного спектра, интенсивность которого растет с увеличением температуры. Более мощный источник ультрафиолетового излучения — любая высокотемпературная плазма. Для различных применений ультрафиолетового излучения используются ртутные, ксеноновые и др. газоразрядные лампы. Естественные источники ультрафиолетового излучения — Солнце, звезды, туманности и другие космические объекты. Однако лишь длинноволновая часть их излучения ( >290 нм) достигает земной поверхности. Для регистрации ультрафиолетового излучения при = 230 нм используются обычные фотоматериалы, в более коротковолновой области к нему чувствительны специальные маложелатиновые фотослои. Применяются фотоэлектрические приемники, использующие способность ультрафиолетового излучения, вызывать ионизацию и фотоэффект: фотодиоды, ионизационные камеры, счетчики фотонов, фотоумножители. В малых дозах ультрафиолетовое излучение оказывает благотворное, оздоровительное влияние на человека, активизируя синтез ви т амина D в организме, а также вызывая загар. Большая доза ультрафиолетового излучения может вызвать ожог кожи и раковые новообразования (в 80 % излечимые). Кроме того, чрезмерное ультрафиолетовое излучение ослабляет иммунную систему организма, способствуя развитию некоторых заболеваний. Ультрафиолетовое излучение оказывает также бактерицидное действие: под действие этого излучения гибнут болезнетворные бактерии. Ультрафиолетовое излучение применяется в люминесцентных лампах, в криминалистике (по снимкам обнаруживают подделки документов), в искусствоведении (с помощью ультрафиолетовых лучей можно обнаружить на картинах не видимые глазом следы реставрации). Практически не пропускает ультрафиолетовое излучение оконное стекло, т.к. его поглощает оксид железа, входящий в состав стекла. По этой причине даже в жаркий солнечный день нельзя загореть в комнате при закрытом окне. Человеческий глаз не видит ультрафиолетовое излучение, т.к. роговая оболочка глаза и глазная линза поглощают ультрафиолет. Ультрафиолетовое излучение видят некоторые животные. Например, голубь ориентируется по Солнцу даже в пасмурную погоду. 2.6. Рентгеновское излучение Рентгеновское излучение — это электромагнитное ионизирующее излучение, занимающее спектральную область между гамма- и ультрафиолетовым излучением в пределах длин волн от 10 -12 — 1 0 -8 м (частот 3*10 16 -3-10 20 Гц ). Рентгеновское излучение было открыто в 1895 году немецким физиком В. К. Рентгеном. Наиболее распространенным источником рентгеновского излучения является рентгеновская трубка, в которой ускоренные электрическим нолем электроны бомбардируют металлический анод. Рентгеновское излучение может быть получено при бомбардировке мишени ионами высокой энергии. В качестве источников рентгеновского излучения могут служить также некоторые радиоактивные изотопы, синхротроны накопители электронов. Естественными источниками рентгеновского излучения является Солнце и др. космические объекты Изоб ранения предметов в рентгеновском излучении получают на специальной рентгеновской фотопленке. Рентгеновское излучение можно регистрировать с помощью ионизационной камеры, сцинтилляционным счетчиком, вторично-электронных или каналовых электронных умножителей, микроканальных пластин. Благодаря высокой проникающей способности рентгеновское излучение применяется в рентгеноструктурном анализе (исследовании структуры кристаллической решетки), при изучении структуры молекул, обнаружении дефектов в образцах, в медицине (рентгеновские снимки, флюорография, лечение раковых заболеваний), в дефектоскопии (обнаружение дефектов в отливках, рельсах), в искусствоведении(обнаружение старинной живописи, скрытой под слоем поздней росписи), в астрономии(при изучении рентгеновских источников), криминалистике. Большая доза рентгеновского излучения приводит к ожогам и изменению структуры крови человека. Создание приемников рентгеновского излучения и размещение их на космических станциях позволило обнаружить рентгеновское излучение сотен звезд, а также оболочек сверхновых звезд и целых галактик. 2.7. Гамма излучение ( — лучи) Гамма излучение — коротковолновое электромагнитное излучение, занимающее весь диапазон частот > З*10 20 Гц, что соответствует длинам волн -12 м. Гамма излучение было открыто французским ученым Полем Вилларом в 1900 году. Изучая излучение радия в сильном магнитном поле, Виллар обнаружил коротковолновое электромагнитное излучение, не отклоняющееся, как и свет, магнитным полем. Оно было названо I гамма излучением. Гамма излучение связано с ядерными процессами, явлениями радиоактивного распада, происходящими с некоторыми веществами, как на Земле, так и в космосе. Гамма излучение можно регистрировать с помощью ионизационных и пузырьковых камер, а также с помощью специальных фотоэмульсий. Используются при исследовании ядерных процессов, в дефектоскопии. Гамма излучение отрицательно воздействует на человека. Заключительная частьНизкочастотное излучение, радиоволны, инфракрасное излучение, видимое излучение, ультрафиолетовое излучение, рентгеновское излучение, -излучение представляют собой различные виды электромагнитного излучения. Если мысленно разложить эти виды по возрастанию частоты или убыванию длины волны, то получится широкий непрерывный спектр – шкала электромагнитных излучений (учитель показывает шкалу). Деление электромагнитных излучений по диапазонам условное. Четкой границы между областями нет. Названия областей сложились исторически, они лишь служат удобным средством классификации источников излучений. Все диапазоны шкалы электромагнитных излучений имеют общие свойства: Физическая природа всех излучений одинакова Все излучения распространяются в вакууме с одинаковой скоростью, равной 3*10 8 м/с Все излучения обнаруживают общие волновые свойства (отражение, преломление, интерференцию, дифракцию, поляризацию) В конце урока мы предложили учащимся выполнить тест: 1. Инфракрасное излучение имеет длину волны: А. Меньше 4*10 -7 м. Б. Больше 7,6*10 -7 м В. Меньше 10 –8 м 2. Ультрафиолетовое излучение: А. Возникает при резком торможении быстрых электронов. Б. Интенсивно испускается нагретыми до высокой температуры телами. В. Испускается любым нагретым телом. 3. Каков диапазон длин волн видимого излучения? А. 4*10 -7 — 7,5* 10 -7 м. Б. 4*10 -7 — 7,5* 10 -7 см. В. 4*10 -7 — 7,5* 10 -7 мм. 4. Наибольшую проходящую способность имеет: А. Видимое излучение Б. Ультрафиолетовое излучение В. Рентгеновское излучение 5. Изображение предмета в темноте получают при помощи: А. Ультрафиолетового излучения. Б. Рентгеновского излучения. В. Инфракрасного излучения. 6. Кем впервые было открыто –излучение? 7. С какой скоростью распространяется инфракрасное излучение? А. Больше чем 3*10 8 м/с Б. Меньше чем 3*10 8 м/с 8. Рентгеновское излучение: А. Возникает при резком торможении быстрых электронов Б. Испускается твердыми телами, нагретыми до большой температуры В. Испускается любым нагретым телом 9. Какие излучения используются в медицине? В. Все излучения 10. Обычное стекло практически не пропускает: А. Видимое излучение. Б. Ультрафиолетовое излучение. После проведения теста был осуществлен самоконтроль учащимися. Источник  Маленькие дети в самолете вызывают противоречивые эмоции.  Соблюдать правила гигиены в поездках, конечно, сложнее, чем дома. |