Розробка уроку на тему:

«ШКАЛА ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ ВИПРОМІНЮВАНЬ.  РІЗНІ ВИДИ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ ВИПРОМІНЮВАНЬ.»

Підготувала вчитель : Солдатенко І.О.           

 ШКАЛА ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ ВИПРОМІНЮВАНЬ.  РІЗНІ ВИДИ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ ВИПРОМІНЮВАНЬ.

Мета уроку: познайомити із видами електромагнітних хвиль, їх властивостями, методами одержання та регестрації, акцентувати увагу учнів на взаємозв’язок зміни частоти випромінювань та їх властивостей,показати застосування електромагнітних хвиль у природі та техніці, показати вплив досліджень фізики на розвиток суспільства , ознайомити учнів з історією розвитку науки,формувати матеріалістичний світогляд учнів, розвивати навички самостійної роботи .

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу

Демонстації6 шкала електромагнітних хвиль

План викладення нового матеріалу:

1.      Загальна характеристика шкали електромагнітних випромінювань.

2.      Електричні коливання низької частоти.

3.      Радіохвилі.

4.      Інфрачервоне випромінювання.

5.      Видиме випромінювання.

6.        Ультрафіолетове випромінювання

7.         Рентгенівські промені

8.        Y- промені

9.        Загальні закономірності шкали електромагнітних випромінювань

Викладення нового матеріалу

1. Загальна характеристика шкали електромагнітних випромінювань.

Шкала електромагнітних хвиль — неперервна послідовність частот і довжин хвиль електромагнітних випромінювань, які являють сси бою змінне електромагнітне поле, що поширюється у просторі.

Оптичне випромінювання разом із у-випромінюванням із боку коротких хвиль оптичного діапазону та радіовипромінювання з боку довгих хвиль цього діапазону складають усю шкалу електромагнітних випромінювань. Прийнято виділяти низькочастотне радіо- та γ -випромінювання, інфрачервоні, ультрафіолетові та рентгенівські промені, видиме світло.

Принципової різниці між цими видами випромінювання немає. Всі вони являють собою електромагнітні хвилі, збуджувані зарядженими частинками. Врешті-решт, електромагнітні хвилі виявляються за їхньою дією на заряджені частинки.

Випромінювання різної довжини хвилі відрізняються одне від одног за способами їх одержання і методами реєстрації.

2. Електричні коливання низької частоти Електромагнітні хвилі завдовжки більш як 10 км називаються низькочастотними. Електричні коливання низької частоти створюються генераторами в електричних мережах (50 Гц), машинними генераторами підвищеної частоти (до 200 Гц,а також у  телефонних мережах (5000 Гц).  .

Основні характеристики діапазону
Фізична величина	Значення величини
Довжина хвиль  у   вакуумі	∞  - 10 км
Частота	0  -  3*104Гц
Ширина смуги частоти	3 * 101 ГЦ
Енергія квантів	0   -   1,98*1029 Дж

3. Радіохвилі. Весь радіодіапазон електромагнітних хвиль розподіляється на довгі, середні, короткі та ультракороткі радіохвилі. Вперше електромагнітні хвилі одержав Г. Герц. За допомогою електромагнітних хвиль здійснюється радіомовлення, радіолокація, радіо- і космічний зв'язок тощо.

Основні характеристики діапазону
Фізична величина	Значення величини
Довжина хвиль  увакуумі	10 км-0,1мм
Частота	3*104Гц-3*1012Гц
Ширина смуги частоти	Близько 3*1012 Гц
Енергія квантів	1,98*1029 Дж-1,98*10-21 Дж

4. Інфрачервоне випромінювання. Природними джерелами інфрачервоного випромінювання є Сонце, зірки, планети. Штучним джерелом інфрачервоного випромінювання є будь-яке тіло, температура якого вища за температуру навколишнього середовища.

Приймачами інфрачервоного випромінювання є болометри, термометри, фоторезистори, фотоелементи та ін.

Механізм утворення інфрачервоного випромінювання такий. У нагрітому тілі енергія теплового руху перетворюється на внутрішню енергію під час зіткнення частинок між собою. При цьому збільшується енергія, головним чином, коливального й обертального руху частинок, тобто частинки збуджуються. Збуджені атоми та молекули випускають енергію у вигляді електромагнітних хвиль і при цьому переходять зі збудженого стану в нормальний. Поглинувши енергію теплового руху, атоми знову переходять у збуджений стан, а потім повертаються до нормального і т. д. Описане випромінювання називається тепловим і за природою є електромагнітним. Воно існує за будь-якої температури, відмінної від абсолютного  нуля. Властивості інфрачервоного випромінювання: проходить крізь картон, чорний папір, тонкий шар ебоніту, асфальт, атмосферу Землі, сильно поглинається водяною парою.

Застосування інфрачервоного випромінювання:

1)      фотографування земних об'єктів у тумані й темряві;

2)      прогрівання тканин живого організму;

3)      сушіння деревини, пофарбованих поверхонь, підігрівання матеріалів;

4)      встановлення охоронної сигналізації у приміщеннях;

5)      застосування у сфері медицини, геодезії, криміналістики

6)      у військовій справі (прилади нічного бачення тощо)."

Основні характеристики діапазону
Фізична величина	Значення величини
Довжина хвиль  увакуумі	0,1мм-770нм
Частота	3*1012Гц-3*1014Гц-
Ширина смуги частоти	Близько 4*1014 Гц
Енергія квантів	1,98*10-21 Дж-2,64*10-19Дж

5. Видиме випромінювання — частина електромагнітного випромінювання, яке сприймається оком. Оскільки колір світлового пучка визначається частотою коливань, то так зване біле світло складається з набору електромагнітних хвиль різних частот, які постійно переходять одна в одну. Корисно вказати приблизні межі, що займають окремі кольори видимого спектра:

колір	Довжина хвилі
червоний	770-620 нм
жовтогарячий	620-585 нм
жовтий	585-575 нм
зелений	575-510 нм
блакитний	510-480 нм
синій	480-450 нм
фіолетовий	450-380 нм

Основні характеристики діапазону
Фізична величина	Значення величини
Довжина хвиль  у вакуумі	770нм-380 нм
Частота	4*1014Гц-8*1014Гц-
Ширина смуги частоти	Близько   4*1014 ГЦ
Енергія квантів	2,64*10-19 Дж-5,28*10-19Дж

Властивості видимого випромінювання: відбивається, заломлюється, діє на око, для нього характерні явища дисперсії, інтерференції, дифракції.

6. Ультрафіолетове випромінювання. Випромінювання, що виявляється безпосередньо за фіолетовою частиною видимого спектра, називається ультрафіолетовим. Ультрафіолетове випромінювання входить до складу сонячного світла, світла електричної дуги. Воно випускається також спеціальними газорозрядними лампами. Ультрафіолетове випромінювання виявляється за допомогою фотоелементів, фотомножувачів, люмінесцентних речовин, за його хімічною та біологічною дією.

Властивості ультрафіолетового випромінювання:  

1)      викликає люмінесценцію;

2)      викликає фотоефект;

3)      спричиняє фотохімічні реакції;

4)      справляє бактерицидну дію;

5)      впливає на центральну нервову систему, стимулюючи багато важливих життєвих функцій в організмі;

6)      різні дози ультрафіолетового випромінювання, діючи на тканини шкіри, спричиняють утворення захисного пігменту — засмаги (вітамін D2).

Застосування ультрафіолетового випромінювання:

1)   в люмінесцентних лампах; люмінесцентному аналізі та дефектоскопії;

2)    у промисловій електроніці й автоматиці;

3)    у текстильному виробництві; відіграє важливу роль у фізіології тварин і рослин;

4)    для стерилізації повітря в промислових приміщеннях;

5)    у медичній практиці.

Основні характеристики діапазону
Фізична величина	Значення величини
Довжина хвиль  у вакуумі	380 нм – 5 нм
Частота	8*1014Гц  -  6*1016Гц
Ширина смуги частоти	Близько 5,92*  1016 Гц
Енергія квантів	5,28*10-19 Дж - 3,96*10-17Дж

7. Рентгенівські промені. Спочатку пояснюємо механізм виникнення рентгенівського випромінювання. Звертаємо увагу на існування електромагнітного поля поблизу електрона, який летить із великою швидкістю. Під час різкого гальмування електрона відбувається зміна електромагнітного поля, у результаті чого виникає електромагнітна хвиля довжиною від 5 до 0,01 нм. Ці хвилі й являють собою рентгенівське випромінювання.

Мала довжина хвилі рентгенівських променів, велика їх «жорсткість»

є причиною, що зумовлює основні властивості рентгенівського випромі

нювання.   

Властивості рентгенівського випромінювання:

1)      має високу проникаючу й іонізуючу здатність;

2)      не відхиляється електричним і магнітним полями;

3)      викликає люмінесценцію;

4)      справляє фотохімічну дію;

5)      справляє досить сильну біологічну дію на живі клітини, тканини й організм у цілому;      ,

6)      поширення, відбивання, заломлення, інтерференція та дифракція відбуваються аналогічно видимому випромінюванню.

Деякі з цих властивостей знаходять.практичне застосування в медицині та рентгеноструктурному аналізі.

Основні характеристики діапазону
Фізична величина	Значення величини
Довжина хвиль  увакуумі	5-10-2 нм
Частота	6*1016 -3*1019Гц
Ширина смуги частоти	2,994*101 9Гц
Енергія квантів	3,96*10-17 Дж-1,98*10-14 Дж

8. у-випромінювання. За своїми властивостями у-промені дуже нагадують рентгенівські, але їхня проникаюча здатність є набагато більшою.

Властивості випромінювання: мають величезну проникаючу здатність, чинять сильну біологічну дію.

Застосування у-випромінювання: у медицині, на виробництві (дефектоскопія).

(

Основні характеристики діапазону
Фізична величина	Значення величини
Довжина хвиль  увакуумі	0,137-10-13 нм
Частота	2,19*1018 -3*1030Гц
Ширина смуги частоти	3*1030  Гц
Енергія квантів	1,45*10-15 Дж-1,98*10-3 Дж

2. Загальна закономірність шкали електромагнітних хвиль. Цю частину уроку можна провести у вигляді семінару. У короткій бесіді з'ясовуємо, що розглянуті низькочастотні хвилі, радіохвилі, інфрачервоне, видиме, ультрафіолетове, рентгенівське та у -випромінювання мають спільну природу. Вони являють собою процес поширення у просторі швидкозмінних електричних і магнітних полів. Незважаючи на спільну природу електромагнітні хвилі мають різні властивості. Уся сукупність електромагнітних хвиль являє собою величезний безперервний спектр.

Учні роблять висновок, що кількісні характеристики хвиль, довжина й частота, визначають їхню якість. Це є ілюстрацією закону діалектики про перехід кількісних змін у якісні.

Загальна закономірність шкали електромагнітних хвиль така: у міру переходу від більш довгих хвиль (малих частот) до більш коротких (великих частот) хвильові властивості електромагнітного випромінювання виявляються слабкіше, а квантові властивості виявляються сильніше.

Таким чином, короткохвильове випромінювання виявляє властивості частинок. Про це піде мова в розділі «Світлові кванти».

Запитання до учнів у ході викладення нового матеріалу

1.      У чому подібність і відмінність радіо- і світлових хвиль?

2.      Які явища свідчать про те, що світло являє собою електромагнітні хвилі?

3.      Які ви знаєте методи збудження електромагнітних хвиль і способи їх реєстрації?

4.      Чи залежать властивості електромагнітних хвиль від способу їх збудження? Наведіть приклади на підтвердження правильності вашої відповіді.

Пілсумокуроку:

 Закономірність шкали електромагнітних хвиль: у міру переходу від більш довгих хвиль (малих частот) до більш коротких (великих частот) хвильові властивості електромагнітного випромінювання виявляються слабкіше, а квантові властивості виявляються сильніше.

Домашнє завдання.