Урок - семинар по теме

«Шкала электромагнитных излучений».

Цели урока:

Ø  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;

Ø  развивающие: создание условий для обобщения и расширения знаний учащихся о различных видах электромагнитных волн и понимания их практической значимости.

Ø  воспитательные: 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.

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»; компьютерные презентации, буклет, изображение дерева.

Предполагаемый результат:

- учащиеся получат доказательство необходимости знаний для применения в практической деятельности, что в свою очередь, стимулирует процесс познавательной активности и самообразования;

- будут сформированы интегрированные знания (физика-биология-медицина- информатика-экономика).

Ход урока.

Вселенная – это океан электромагнитных излучений. Если частоты или длины волн отложить в определенном масштабе на горизонтальной оси, то мы получим шкалу электромагнитных волн. Она олицетворяет, говоря словами поэта Ф.И.Тютчева, «Невозмутимый строй во всем / Созвучье полное в природе ...». (таблица «Шкала электромагнитных излучений»). Люди живут, по большей части, не замечая пронизывающие окружающее пространство волны. Греясь у камина или зажигая свечу, человек заставляет работать источник этих волн, не задумываясь об их свойствах.

На прошлом уроке мы сформировали 6 групп и распределили для самостоятельного изучения виды электромагнитного излучения. На сегодняшнем уроке вы поделитесь информацией о природе, свойствах, применении инфракрасного, ультрафиолетового, рентгеновского, гамма-излучений. Причём, форма подачи собранного материала будет различной: электронная презентация, буклет. Содержание должно соответствовать обобщённому плану:

1. Кем и когда было открыто и изучено … излучение?
2. Что является источниками …излучения?
3. Какими свойствами обладает … излучение.
4. Применение.
5. Влияние на здоровье человека.

Это примерный план, если ему следовать, то времени урока нам не хватит. Поэтому, каждая группа представит свой вариант защиты своего материала (мини-проекта).        Время для выступления – не более 3-х  минут. В ходе выступлений учащиеся заполняют технологическую карту, которая в целях  экономии времени распечатана и находится у каждого на столе.

            Название диапазона

Длина волны, частота

Источники (примеры)

Характерные свойства

Применение

Действие на человека

Радиоволны

 

 

 

 

 

Инфракрасное излучение

 

 

 

 

 

Видимое излучение

 

 

 

 

 

Ультрафиолетовое излучение

 

 

 

 

 

Рентгеновское излучение

 

 

 

 

 

Гамма-излучение

 

 

 

 

 

Группа… познакомит нас с буклетом об инфракрасном  излучении.

Следующая часть шкалы была открыта не случайно. Группа…приготовила презентацию о рентгеновских лучах.

Группа… изучала гамма - излучение, они представляют свой результат также в виде презентации.

1. Инфракрасное излучение

Электромагнитное излучение, занимающее на шкале электромагнитных волн область между красными лучами и радиоизлучением, чему соответствует диапазон длин волн

от ~ 760 нм до ~ 2 мм.

ИК-излучение было открыто в 1800 г. английским физиком и астрономом Вильямом Гершелем. Частота этого излучения меньше частоты красного света. Диапазон частот ИК-излучения находится между 3*1011—4*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 λ »9*10-6 м.

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.

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.

1. Рентгеновское излучение

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.

Свой вклад в известность Рентгена внесла также знаменитая фотография руки его жены, которую он опубликовал в своей статье.

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.

Длина рентгеновских лучей λ: 10-9 – 10-11 м (в некоторых источниках диапазон волн иной, т.к. точных границ длин нет)

Частота достигает ν :  3•1016 Гц до 1020 Гц

СВОЙСТВА Х-ЛУЧЕЙ:

-   Невидимы

-   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.)

Применение

-        В медицине (диагностика заболеваний внутренних органов)

-        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).

1. γ-излучение

Это коротковолновое электромагнитное излучение с длиной волны λ=3,3* 10-11 м и частотой ν=3•1020 Гц и более

Источники: атомное ядро (ядерные реакции).

Свойства: Имеет огромную проникающую способность, оказывает сильное биологическое воздействие.

Применение: В медицине, производстве (γ-дефектоскопия).

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.

Итоги урока                Выслушав все выступления, так и хочется перефразировать детское стихотворение и сказать «Волны всякие нужны, волны всякие важны». Давайте подведем итоги. Действительно, каждый диапазон длин волн имеет важное значение для жизни на Земле.

Что вы заметили общего и какие различия в ЭМВ? (Ответы учащихся, после которых делаем вывод.)  Слайд на экране – общие свойства и различия ЭМВ.

Общие свойства электромагнитных излучений

Скорость электромагнитных волн в вакууме постоянна и равна 300 000 км/с.

Все волны поглощаются веществом, но с различными коэффициентами поглощения.

Все волны на границе раздела двух сред частично отражаются, частично преломляются.

Все электромагнитные излучения проявляют свойства волн: складываются, огибают препятствия. Несколько волн одновременно могут существовать в одной области пространства. Волны между собой не взаимодействуют

Различияустановлены такие:

• разная частота, поэтому волны имеют разную интенсивность
• разное биологическое действие и воздействие на человека                    
• разная способность взаимодействовать с веществом.

Мы сегодня представляли ЭМВ в виде шкалы, обобщали в виде таблицы, а теперь давайте попробуем изобразить ЭМВ в виде дерева. У дерева есть корни, ствол, ветви и листья. Какую аналогию можно провести между частями дерева и ЭМВ? (Ответы учащихся).

 Учитель ( на предварительно нарисованном дереве ) подписывает:

- корни – Ускоренно движущийся заряд

- ствол –   Электромагнитная волна

- ветви – Диапазоны длин волн или частот (радиоволны, инфракрасное излучение, видимое, ультрафиолетовое, рентгеновское, гамма-излучение)

- листья – Применение и действие на человека

               Еще Дж.К.Максвелл сказал, что “Наука захватывает нас только тогда, когда, заинтересовавшись жизнью великих исследователей, мы начинаем следить за историей их открытий”, я желаю вам еще много таких открытий в вашей жизни!

 

Литература

Мякишев, Г.Я. Физика. 11 класс [Текст]: учебник для общеобразовательных организаций с приложением на электронном носителе: базовый и профил. уровни/ Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, В.М.Чаругин; под редакцией Н.А.Парфёновой.-23-е изд.-М.-Просвещение, 2014.-399с., [4] л.ил. –40000 экз. – ISBN-978-5-09-032373-4