Az elektromágneses hullámok felfedezése figyelemre méltó példa a kísérlet és az elmélet közötti kölcsönhatásra. Megmutatja, hogy a fizika hogyan ötvözte a látszólag teljesen eltérő tulajdonságokat - elektromosságot és mágnesességet -, feltárva bennük ugyanannak a fizikai jelenségnek - az elektromágneses kölcsönhatásnak - különböző aspektusait. Ma egyike a négy ismert alapvető fizikai kölcsönhatásnak, amely magában foglalja az erős és gyenge nukleáris kölcsönhatásokat és a gravitációt is. Már megalkották az elektrogyenge kölcsönhatás elméletét, amely az elektromágneses és a gyenge nukleáris erőket egységes nézőpontból írja le. Létezik a következő egyesítő elmélet - a kvantumkromodinamika -, amely az elektrogyenge és erős kölcsönhatásokat fedi le, de pontossága valamivel kisebb. leírni összes Az egységes pozícióból alapvető kölcsönhatások még nem valósultak meg, bár intenzív kutatások folynak ebben az irányban a fizika olyan területein belül, mint a húrelmélet és a kvantumgravitáció.
Az elektromágneses hullámokat elméletileg a nagy angol fizikus, James Clark Maxwell jósolta meg (valószínűleg először 1862-ben "On Physical Lines of Force" című munkájában, bár Részletes leírás elmélet 1867-ben jelent meg). Szorgalmasan és nagy tisztelettel igyekezett szigorú matematikai nyelvezetre fordítani Michael Faraday kissé naiv, elektromos és mágneses jelenségeket leíró képeit, valamint más tudósok eredményeit. Miután minden elektromos és mágneses jelenséget egyformán rendezett, Maxwell számos ellentmondást és a szimmetria hiányát fedezte fel. Faraday törvénye szerint váltakozó mágneses mezők keletkeznek elektromos mezők. De nem ismert, hogy a váltakozó elektromos mezők generálnak-e mágneses teret. Maxwellnek sikerült megszabadulnia az ellentmondástól, és helyreállítania az elektromos és mágneses mező szimmetriáját egy további tag beiktatásával az egyenletekbe, amely az elektromos tér megváltozásakor a mágneses tér megjelenését írja le. Ekkor már Oersted kísérleteinek köszönhetően ismerték, hogy az egyenáram állandó mágneses teret hoz létre a vezető körül. Az új kifejezés a mágneses tér egy másik forrását írja le, de ez felfogható valamiféle képzeletbeli elektromos áramnak, amelyet Maxwell ún. előfeszítő áram megkülönböztetni a szokásos áramtól a vezetőkben és az elektrolitokban - vezetési áram. Ennek eredményeként kiderült, hogy a váltakozó mágneses mezők elektromos mezőket, a váltakozó elektromos mezők pedig mágneseseket hoznak létre. És akkor Maxwell rájött, hogy egy ilyen kombinációban az oszcilláló elektromos és mágneses mezők elszakadhatnak az őket létrehozó vezetőktől, és bizonyos, de nagyon nagy sebességgel mozoghatnak a vákuumon. Kiszámolta ezt a sebességet, és kiderült, hogy körülbelül háromszázezer kilométer per másodperc.
Az eredménytől megdöbbent Maxwell így ír William Thomsonnak (Lord Kelvin, aki különösen az abszolút hőmérsékleti skálát vezette be): „A mi hipotetikus közegünkben a transzverzális hullámoszcillációk sebessége, amelyet Kohlrausch és Weber elektromágneses kísérletei alapján számítunk ki, egybeesik pontosan a Fizeau optikai kísérleteiből kiszámolt fénysebességgel aligha tagadhatjuk meg azt a következtetést a fény ugyanazon közeg keresztirányú rezgéseiből áll, ami elektromos és mágneses jelenségek okozója". A levélben pedig tovább: „Az egyenleteimet a tartományban élve kaptam, és nem sejtettem, hogy az általam talált mágneses hatások terjedési sebessége közel van a fénysebességhez, ezért úgy gondolom, hogy minden okom megvan arra, hogy figyelembe vegyem a mágneses hatást. és a világító közeg egy és ugyanaz a közeg..."
A Maxwell-egyenletek messze túlmutatnak egy iskolai fizikatanfolyam keretein, de annyira szépek és tömörek, hogy a fizika tanteremben jól látható helyre kell őket helyezni, mert az ember számára jelentős természeti jelenségek többsége egyszerűen leírható. ezeknek az egyenleteknek néhány sora. Így tömörül az információ, ha korábban eltérő tényeket kombinálunk. Itt van a Maxwell-egyenletek egyik típusa a differenciálábrázolásban. Csodál.
Hangsúlyozni szeretném, hogy Maxwell számításaiból egy elrettentő következmény született: az elektromos és a mágneses tér rezgései keresztirányúak (amit ő maga is folyamatosan hangsúlyoz). A keresztirányú rezgések pedig csak szilárd anyagokban terjednek, folyadékokban és gázokban nem. Ekkorra már megbízhatóan mérhető volt, hogy a szilárd testekben a keresztirányú rezgések sebessége (egyszerűen hangsebesség) minél nagyobb, durván szólva minél keményebb a közeg (annál nagyobb a Young-modulus és annál kisebb a sűrűség) és másodpercenként több kilométert is elér. A keresztirányú elektromágneses hullám sebessége csaknem százezerszer nagyobb volt, mint a szilárd testek hangsebessége. És meg kell jegyezni, hogy a merevségi jellemző benne van a hangsebesség egyenletében a gyökér alatti szilárd testben. Kiderült, hogy a közeg, amelyen az elektromágneses hullámok (és a fény) áthaladnak, szörnyű rugalmassági jellemzőkkel rendelkezik. Felmerült egy rendkívül nehéz kérdés: „Hogyan mozoghatnak más testek egy ilyen szilárd közegben, és nem érzik azt?” A hipotetikus közeget - éternek - nevezték, egyben furcsa és általában véve egymást kizáró tulajdonságokat - óriási rugalmasságot és rendkívüli könnyedséget - tulajdonítottak neki.
Maxwell munkája sokkot keltett a kortárs tudósokban. Faraday maga írta meglepetten: "Először még meg is ijedtem, amikor láttam, hogy ilyen matematikai erőt alkalmaznak a kérdésre, de aztán meglepődve láttam, hogy a kérdés ilyen jól bírja." Annak ellenére, hogy Maxwell nézetei megdöntöttek minden akkori elképzelést a transzverzális hullámok terjedéséről és általában a hullámokról, a messzelátó tudósok megértették, hogy a fénysebesség és az elektromágneses hullámok egybeesése alapvető eredmény, ami azt mondja, hogy itt vár a fizikára a fő áttörés.
Sajnos Maxwell korán meghalt, és nem élte meg számításai megbízható kísérleti megerősítését. A nemzetközi tudományos vélemény megváltozott Heinrich Hertz kísérletei következtében, aki 20 évvel később (1886–89) kísérletsorozatban demonstrálta az elektromágneses hullámok keltését és vételét. Hertz nemcsak a laboratóriumi csendben érte el a helyes eredményt, hanem szenvedélyesen és megalkuvás nélkül védte Maxwell nézeteit. Sőt, nem korlátozódott az elektromágneses hullámok létezésének kísérleti bizonyítására, hanem alapvető tulajdonságaikat is vizsgálta (tükrökről való visszaverődés, fénytörés prizmában, diffrakció, interferencia stb.), megmutatva az elektromágneses hullámok teljes azonosságát a fénnyel.
Érdekes, hogy hét évvel a Hertz előtt, 1879-ben David Edward Hughes angol fizikus (Hughes - D. E. Hughes) más jelentős tudósoknak (köztük volt a briliáns fizikusnak és matematikusnak, Georg-Gabriel Stokesnak is) bebizonyította, hogy az angol fizikus milyen hatást fejt ki. elektromágneses hullámok a levegőben. A megbeszélések eredményeként a tudósok arra a következtetésre jutottak, hogy látják a Faraday-féle elektromágneses indukció jelenségét. Hughes ideges volt, nem hitt magában, és csak 1899-ben tette közzé az eredményeket, amikor a Maxwell-Hertz elmélet általánosan elfogadottá vált. Ez a példa azt mutatja, hogy a tudományban a kapott eredmények kitartó terjesztése és propagandája gyakran nem kevésbé fontos, mint maga a tudományos eredmény.
Heinrich Hertz a következőképpen foglalta össze kísérleteinek eredményeit: "A leírt kísérletek, legalábbis számomra úgy tűnik, kiküszöbölik a kételyeket a fény, a hősugárzás és az elektrodinamikus hullámmozgás azonosságával kapcsolatban."
egyéb előadások összefoglalója"Feszültségtranszformátor" - A transzformátor feltalálója. Generátor. Átalakítási arány. Feszültség. Transzformátor. fizikai eszköz. A nagyfeszültségű távvezeték feltételes diagramja. Az áram pillanatnyi értékének egyenlete. Villamosenergia átvitel. A transzformátor működési elve. Transzformátor készülék. Időszak. Ellenőrizd le magadat.
"Ampererő" - Az MP áramkörre történő orientáló hatását a magnetoelektromos rendszer elektromos mérőműszereiben használják - ampermérők és voltmérők. Ampère André Marie. Mágneses mező hatása árammal rendelkező vezetőkre. Amper teljesítmény. Az Amper-erő hatására a tekercs a hangszóró tengelye mentén áramingadozással időben ingadozik. Határozza meg a mágneses teret létrehozó mágnes pólusainak helyzetét! Ampererő alkalmazása.
"Mechanikai hullámok fizika 11. osztály" - fizikai jellemzők hullámok. Hang. A hullámok fajtái. Visszhang. A hang jelentése. Hullámok terjedése rugalmas közegben. A hullám a térben terjedő rezgés. Hanghullámok különböző médiában. Egy kis történelem. Hangterjedési mechanizmus. Mi a hang. mechanikai hullámok. A hanghullámok jellemzői. Hanghullámok típusa. A repülés alatt a denevérek dalokat énekelni. Ez érdekes. Hanghullám-vevők.
"Ultrahang az orvostudományban" - Ultrahangos kezelés. Az ultrahang születése. Terv. Az ultrahang káros? Ultrahangos eljárások. Ultrahangos eljárás. Ultrahang az orvostudományban. Gyermekenciklopédia. Az ultrahangos kezelés káros? Ultrahang segít a gyógyszerészeknek.
„Fény interferencia” – Kvalitatív feladatok. Newton gyűrűi. Képletek. Fény interferencia. A fényhullámok koherenciájának feltételei. A fényhullámok interferenciája. Hullámok hozzáadása. Mechanikai hullámok interferenciája. Két (vagy több) koherens hullám összeadása a térben. Óracélok. Young tapasztalata. Hogyan változik a gyűrűk sugara. Newton gyűrűi visszavert fényben.
""Fényhullámok" fizika" - A lencse nagyításának kiszámítása. Huygens elv. Fényhullámok. A fény visszaverődésének törvénye. Teljes tükröződés. A lencse alapvető tulajdonságai. A fénytörés törvénye. Fény interferencia. Az ismétlés kérdései. A fény diffrakciója. fény szórása.
Vissza előre
Figyelem! A dia előnézete csak tájékoztató jellegű, és nem feltétlenül képviseli a bemutató teljes terjedelmét. Ha érdekli ez a munka, töltse le a teljes verziót.
"Körülöttünk, bennünk, mindenhol és mindenhol, örökké változó, egybeeső és ütköző, különböző hullámhosszú sugárzások mennek... Velük együtt változik a Föld arca, nagyrészt formálódnak"
V.I.Vernadszkij
Az óra tanulási céljai:
- Tanulja meg a hiányos tanulói tapasztalat alábbi elemeit egyetlen leckében: alacsony frekvenciájú sugárzás, rádióhullámok, infravörös sugárzás, látható sugárzás, ultraibolya sugárzás, röntgen, gamma-sugárzás; alkalmazásukat az emberi életben.
- Az elektromágneses hullámokkal kapcsolatos ismeretek rendszerezése és általánosítása.
Az óra fejlesztési céljai:
- folytassa az elektromágneses hullámok ismeretén alapuló tudományos világkép kialakítását.
- feladatok komplex megoldását mutatják be a fizika és számítástechnika ismeretei alapján.
- az elemző-szintetikus és figuratív gondolkodás fejlődésének elősegítése, melyhez ösztönözni kell a tanulókat az ok-okozati összefüggések megértésére, megtalálására.
- kulcskompetenciák kialakítására és fejlesztésére: információs, szervezési, önszerveződő, kommunikációs.
- Párban és csoportban végzett munka során a tanuló olyan fontos tulajdonságait és készségeit alakítsa ki, mint:
részvételi vágy közös tevékenységek, a sikerbe vetett bizalom, a közös tevékenységekből származó pozitív érzelmek érzése;
önmaga és munkája bemutatásának képessége;
építési képesség üzleti kapcsolat a közös tevékenységekben a leckében (elfogadja a közös tevékenységek célját és az ahhoz kapcsolódó utasításokat, megosztja a felelősséget, megállapodik a javasolt cél eredményének elérésének módjaiban);
elemzi és értékeli az interakció tapasztalatait.
Az óra nevelési céljai:
- ízlés fejlesztése, a prezentáció eredeti dizájnjára összpontosítva animációs effektusokkal.
- az elméleti anyagok észlelésének kultúrájának ápolása számítógép segítségével, hogy ismereteket szerezzen az elektromágneses hullámok felfedezésének történetéről, tulajdonságairól és alkalmazásáról
- a szülőföld iránti büszkeség érzését, a hazai tudósokat, akik az elektromágneses hullámok területén dolgoztak, alkalmazták az emberi életben.
Felszerelés:
Laptop, projektor, elektronikus könyvtár "Enlightenment" lemez 1 (10-11. osztály), anyagok az internetről.
Tanterv:
1. A tanár bevezető beszéde.
2. Új anyag elsajátítása.
- Alacsony frekvenciájú elektromágneses sugárzás: a felfedezés története, források és vevők, tulajdonságok és alkalmazások.
- Rádióhullámok: a felfedezés története, források és vevők, tulajdonságok és alkalmazások.
- Infravörös elektromágneses sugárzás: a felfedezés története, források és vevők, tulajdonságok és alkalmazások.
- Látható elektromágneses sugárzás: a felfedezés története, források és vevők, tulajdonságok és alkalmazások.
- Ultraibolya elektromágneses sugárzás: a felfedezés története, források és vevők, tulajdonságok és alkalmazások.
- Röntgensugárzás: a felfedezés története, források és vevők, tulajdonságok és alkalmazások.
- Gammasugárzás: a felfedezés története, források és vevők, tulajdonságok és alkalmazások.
Minden csoport otthon készített egy táblázatot:
Történész tanulmányozta és táblázatába rögzítette a sugárzás felfedezésének történetét,
Konstruktőr tanulmányozta a különböző típusú sugárzások forrásait és vevőit,
polihisztor teoretikus az elektromágneses hullámok jellemző tulajdonságait tanulmányozta,
Gyakorló tanulmányozta az elektromágneses sugárzás gyakorlati alkalmazását az emberi tevékenység különböző területein.
A leckéhez minden tanuló 7 táblázatot rajzolt, ebből egyet ő töltött ki otthon.
Tanár: Az EM sugárzási skála két részből áll:
- 1 szakasz - vibrátorok sugárzása;
- 2. szakasz - molekulák, atomok, magok sugárzása.
Az 1. szakasz 2 részre (tartományra) oszlik: alacsony frekvenciájú sugárzásra és rádióhullámokra.
A 2. szakasz 5 tartományt tartalmaz: infravörös sugárzás, látható sugárzás, ultraibolya sugárzás, röntgen- és gamma-sugárzás.
A vizsgálatot alacsony frekvenciájú elektromágneses hullámokkal kezdjük, az 1. csoport koordinátora kap szót.
1. koordinátor:
Az alacsony frekvenciájú elektromágneses sugárzás 107-105 m hullámhosszú elektromágneses hullám
,
Nyitási előzmények:
Először hívta fel a figyelmet az alacsony frekvenciára
elektromágneses hullámok szovjet fizikus Vologdin V.P., a modern nagyfrekvenciás elektrotechnika megalkotója. Felfedezte, hogy a nagyfrekvenciás indukciós generátorok működése során 500 méter és 30 km közötti elektromágneses hullámok keletkeztek.
Vologdin V.P.
Források és úti célok
Alacsony frekvenciájú elektromos rezgéseket generátorok generálnak elektromos hálózatok 50 Hz-es frekvencia, 200 Hz-ig megnövelt frekvenciájú mágneses generátorok, valamint 5000 Hz-es telefonhálózatokban.
A 10 km-nél hosszabb elektromágneses hullámokat alacsony frekvenciájú hullámoknak nevezzük. Egy oszcillációs áramkör segítségével elektromágneses hullámok (rádióhullámok) nyerhetők. Ez azt bizonyítja, hogy nincs éles határ az LF és az RF között. Az LF hullámokat elektromos gépek és oszcillációs áramkörök generálják.
Tulajdonságok
Reflexió, fénytörés, abszorpció, interferencia, diffrakció, transzverzális (az E és B bizonyos irányú rezgési hullámokat polarizáltnak nevezzük),
Gyors fakulás;
Örvényáramok indukálódnak az anyagban, amely áthatol az alacsony frekvenciájú hullámokon, ami az anyag mély felmelegedését okozza.
Alkalmazás
Az alacsony frekvenciájú elektromágneses tér örvényáramot indukál, ami mély felmelegedést okoz – ez az induktotermia. Az LF-t erőművekben, motorokban és az orvostudományban használják.
Tanár: Meséljen nekünk az alacsony frekvenciájú elektromágneses sugárzásról.
A diákok beszélgetnek.
Tanár: A következő sáv a rádióhullámok, a szót a koordinátor kapja 2 .
2. koordinátor:
rádióhullámok
rádióhullámok- ezek több km-től néhány mm-ig terjedő hullámhosszú, 105-1012 Hz frekvenciájú elektromágneses hullámok.
A felfedezés története
James Maxwell 1868-ban beszélt először a rádióhullámokról műveiben. Olyan egyenletet javasolt, amely a fényt és a rádióhullámokat elektromágneses hullámként írja le.
1896-ban Heinrich Hertz kísérletileg megerősítette
Maxwell elmélete, miután laboratóriumában több tíz centiméter hosszú rádióhullámokat kapott.
1895. május 7-én A.S. Popov beszámolt az Orosz Fizikai és Kémiai Társaságnak egy olyan eszköz feltalálásáról, amely képes rögzíteni és regisztrálni az elektromos kisüléseket.
1896. március 24-én e hullámok felhasználásával 250 méteres távolságban továbbította a világ első kétszavas rádiógramját, a „Heinrich Hertz”-et.
1924-ben A.A. Glagoleva-Arkadjeva az általa létrehozott tömegsugárzó segítségével még rövidebb EM hullámokat kapott az IR sugárzás tartományába.
M. A. Levitskaya, a voronyezsi professzor Állami Egyetem sugárzó vibrátorként fémgolyókat és üvegre ragasztott kis drótokat vett. 30 mikron hullámhosszú EM hullámokat kapott.
M.V. Shuleikin kidolgozta a rádiókommunikációs folyamatok matematikai elemzését.
B. A. Vvedensky kidolgozta a Föld rádióhullámok általi megkerekítésének elméletét.
O.V.Losev felfedezte a kristálydetektor azon tulajdonságát, hogy csillapítatlan rezgéseket generál.
Források és úti célok
Az RV-ket vibrátorok bocsátják ki (csöves vagy félvezető generátorokhoz csatlakoztatott antennák. A generátorok és a vibrátorok a céltól függően eltérő kialakításúak lehetnek, de az antenna mindig átalakítja a hozzá szállított EM hullámokat.
A természetben az RS-nek mindenben vannak természetes forrásai frekvenciasávok. Ezek csillagok, a Nap, galaxisok, metagalaxisok.
Az RS a föld légkörében végbemenő egyes folyamatok során is keletkezik, például villámkisülés során.
Az RV-ket antennák is fogadják, amelyek a rájuk eső EM-hullámokat alakítják át elektromágneses rezgések, amelyek azután a vevőegységre hatnak (TV, rádió, számítógép stb.)
A rádióhullámok tulajdonságai:
Reflexió, fénytörés, interferencia, diffrakció, polarizáció, abszorpció, a rövidhullámok jól visszaverődnek az ionoszférából, az ultrarövid hullámok áthatolnak az ionoszférán.
Az emberi egészségre gyakorolt hatás
Az orvosok szerint az emberi test elektromágneses sugárzásra legérzékenyebb rendszerei a következők: idegi, immunrendszer, endokrin és szexuális.
A rádiósugárzás hatásának tanulmányozása a mobiltelefonok az embereken adja az első kiábrándító eredményeket.
A 90-es évek elején Clark amerikai tudós felhívta a figyelmet arra, hogy az egészség javul... rádióhullámok!
Az orvostudományban még egy irány is létezik - a magnetoterápia, és néhány tudós, például az orvostudományok doktora, V.A. professzor. Ivancsenko ezen az elven működő orvosi eszközeit gyógyászati célokra használja.
Hihetetlennek tűnik, de olyan frekvenciákat találtak, amelyek mikroorganizmusok és protozoonok százai számára károsak, és bizonyos frekvenciákon a szervezet felépül, miután néhány percre bekapcsolja a készüléket, és bizonyos gyakoriságtól függően a szervek Amikor a betegek helyreállítják funkcióikat, a normál tartományba kerüljenek.
Védelem a negatív hatásoktól
Korántsem az utolsó szerepet játszhatják a textilanyag alapú egyéni védőeszközök.
Számos külföldi cég készített olyan anyagokat, amelyek hatékonyan védik az emberi testet a legtöbb elektromágneses sugárzástól.
Rádióhullámok alkalmazása
Távcső– rádiós méréseket tesz lehetővé az óriás.
Komplex "Spectrum-M" lehetővé teszi bármely minta elemzését a spektrum bármely régiójában: szilárd, folyékony, gáznemű.
Egyedülálló mikroendoszkóp javítja a diagnózis pontosságát.
Rádióteleszkóp A szubmilliméteres tartomány az univerzum egy részéből származó sugárzást regisztrálja, amelyet kozmikus porréteg borít.
Kompakt fényképezőgép. Előny: képes törölni a képeket.
A rádiótechnikai módszereket és eszközöket az automatizálás, a számítástechnika, a csillagászat, a fizika, a kémia, a biológia, az orvostudomány stb.
A mikrohullámú sütőt gyorsételek készítéséhez használják. mikrohullámú sütők.
Voronyezs- a rádióelektronika városa. Magnók és televíziók, rádiók és rádióállomások, telefon és távíró, rádió és televízió.
Tanár: Mesélj a rádióhullámokról. Hasonlítsa össze az alacsony frekvenciájú sugárzás tulajdonságait a rádióhullámok tulajdonságaival.
A pupillák elmondják.A rövid hullámok jól visszaverődnek az ionoszféráról. Az ultrarövidek behatolnak az ionoszférába.
Az óra céljai:
Az óra típusa:
Lebonyolítási forma: előadás bemutatóval
Karaseva Irina Dmitrievna, 17.12.2017
3355 349
Fejlesztési tartalom
Óra összefoglalója a témában:
A sugárzás fajtái. Elektromágneses hullám skála
Leckét terveztek
az LPR "LOUSOSH No. 18" Állami Intézményének tanára
Karaseva I.D.
Az óra céljai: mérlegelje az elektromágneses hullámok skáláját, jellemezze a különböző frekvenciatartományú hullámokat; bemutatja a különböző típusú sugárzások szerepét az emberi életben, a különböző típusú sugárzások hatását az emberre; rendszerezi a témával kapcsolatos anyagot és elmélyíti a tanulók elektromágneses hullámokkal kapcsolatos ismereteit; fejleszti a tanulók szóbeli beszédét, a tanulók alkotókészségét, logikáját, memóriáját; kognitív képességek; a tanulók érdeklődésének felkeltése a fizika tanulmányozása iránt; pontosságra, szorgalomra nevel.
Az óra típusa: lecke az új ismeretek kialakításában.
Lebonyolítási forma: előadás bemutatóval
Felszerelés: számítógép, multimédiás projektor, előadás „Sugárzástípusok.
Az elektromágneses hullámok skálája »
Az órák alatt
Idő szervezése.
Az oktatási és kognitív tevékenység motivációja.
A világegyetem az elektromágneses sugárzás óceánja. Az emberek nagyrészt benne élnek, nem veszik észre a környező térbe behatoló hullámokat. A kandalló mellett melegedve vagy gyertyát gyújtva az ember működésre kényszeríti ezeknek a hullámoknak a forrását, anélkül, hogy a tulajdonságaikra gondolna. De a tudás hatalom: miután az emberiség felfedezte az elektromágneses sugárzás természetét, a 20. század folyamán elsajátította és szolgálatába állította annak legkülönfélébb típusait.
Az óra témájának és célkitűzéseinek meghatározása.
Ma az elektromágneses hullámok skáláján teszünk egy utazást, mérlegeljük a különböző frekvenciatartományú elektromágneses sugárzás típusait. Írd le az óra témáját: „A sugárzás fajtái. Az elektromágneses hullámok skálája » (1. dia)
Minden egyes sugárzást a következő általánosított terv szerint fogunk tanulmányozni (2. dia).A sugárzás tanulmányozásának általános terve:
1. Tartomány neve
2. Hullámhossz
3. Gyakoriság
4. Kit fedeztek fel
5. Forrás
6. Vevő (jelző)
7. Jelentkezés
8. Cselekvés egy személyre
A téma tanulmányozása során a következő táblázatot kell kitöltenie:
táblázat "Az elektromágneses sugárzás mértéke"
| Név sugárzás | Hullámhossz | Frekvencia | Ki volt nyisd ki | Forrás | Vevő | Alkalmazás | Cselekvés egy személyre |
Új anyag bemutatása.
(3. dia)
Az elektromágneses hullámok hossza nagyon eltérő: a 10-es nagyságrendű értékektől
13
m (alacsony frekvenciájú rezgések) 10-ig
-10
m (
-sugarak). A fény jelentéktelen része széles választék elektromágneses hullámok. A spektrum ezen kis részének vizsgálata során azonban más, szokatlan tulajdonságokkal rendelkező sugárzásokat fedeztek fel.
Kiosztani szokás alacsony frekvenciájú sugárzás, rádiósugárzás, infravörös sugárzás, látható fény, ultraibolya sugarak, röntgensugarak és
-sugárzás. A legrövidebb -a sugárzás atommagokat bocsát ki.
Nincs alapvető különbség az egyes sugárzások között. Mindegyik elektromágneses hullám, amelyet töltött részecskék generálnak. Az elektromágneses hullámokat végső soron a töltött részecskékre gyakorolt hatásuk érzékeli . Vákuumban bármilyen hullámhosszú sugárzás 300 000 km/s sebességgel halad. A sugárzási skála egyes területei közötti határok nagyon önkényesek.
(4. dia)
Különböző hullámhosszú sugárzások módjukban különböznek egymástól fogadása(antennasugárzás, hősugárzás, gyors elektronok lassítása közbeni sugárzás stb.) és a regisztráció módjai.
Az összes felsorolt elektromágneses sugárzást űrobjektumok is generálják, és sikeresen tanulmányozzák őket rakéták, mesterséges földi műholdak és űrhajók segítségével. Először is ez vonatkozik a röntgen- és a légkör által erősen elnyelt sugárzás.
A hullámhosszok mennyiségi különbségei jelentős minőségi különbségekhez vezetnek.
A különböző hullámhosszú sugárzások anyagi elnyelésüket tekintve nagymértékben különböznek egymástól. Rövidhullámú sugárzás (röntgen és különösen sugarak) gyengén szívódnak fel. Az optikai hullámhosszra átlátszatlan anyagok átlátszóak ezekre a sugárzásokra. Az elektromágneses hullámok visszaverődési együtthatója a hullámhossztól is függ. De a fő különbség a hosszú és a rövidhullámú sugárzás között az a rövidhullámú sugárzás felfedi a részecskék tulajdonságait.
Tekintsük az egyes sugárzásokat.
(5. dia)
alacsony frekvenciájú sugárzás a 3 · 10 -3 és 3 10 5 Hz közötti frekvenciatartományban fordul elő. Ez a sugárzás 10 13 - 10 5 m hullámhossznak felel meg.Az ilyen viszonylag alacsony frekvenciájú sugárzás elhanyagolható. Az alacsony frekvenciájú sugárzás forrásai a generátorok. Fémek olvasztására és keményítésére használják.
(6. dia)
rádióhullámok a 3·10 5 - 3·10 11 Hz frekvenciatartományt foglalják el. 10 5 - 10 -3 m hullámhossznak felelnek meg. rádióhullámok, valamint az alacsony frekvenciájú sugárzás váltakozó áram. Ezenkívül a forrás egy rádiófrekvenciás generátor, csillagok, köztük a Nap, galaxisok és metagalaxisok. A mutatók a Hertz vibrátor, az oszcillációs áramkör.
Nagy frekvencia rádióhullámok képest az alacsony frekvenciájú sugárzás rádióhullámok észrevehető kisugárzásához vezet az űrbe. Ez lehetővé teszi számukra, hogy különböző távolságokra információkat továbbítsanak. Beszédet, zenét (műsorszórás), távírójeleket (rádiókommunikáció), különféle tárgyak képét (radar) továbbítják.
A rádióhullámokat arra használják, hogy tanulmányozzák az anyag szerkezetét és a közeg tulajdonságait, amelyben terjednek. Rádióemissziós kutatás űrobjektumok rádiócsillagászat tárgya. A radiometeorológiában a folyamatokat a vett hullámok jellemzői szerint vizsgálják.
(7. dia)
Infravörös sugárzás a 3 10 11 - 3,85 10 14 Hz frekvenciatartományt foglalja el. 2 10 -3 - 7,6 10 -7 m hullámhossznak felelnek meg.
Az infravörös sugárzást William Herschel csillagász fedezte fel 1800-ban. A látható fénnyel felmelegített hőmérő hőmérséklet-emelkedését vizsgálva Herschel a látható fénytartományon kívül (a vörös tartományon túl) a hőmérő legnagyobb felmelegedését találta. A láthatatlan sugárzást, tekintettel a spektrumban elfoglalt helyére, infravörösnek nevezték. Az infravörös sugárzás forrása a molekulák és atomok termikus és elektromos hatások hatására kisugárzása. Az infravörös sugárzás erős forrása a Nap, sugárzásának körülbelül 50%-a az infravörös tartományban található. Az infravörös sugárzás a wolframszálas izzólámpák sugárzási energiájának jelentős részét (70-80%) teszi ki. Az infravörös sugárzást elektromos ív és különféle gázkisüléses lámpák bocsátják ki. Egyes lézerek sugárzása a spektrum infravörös tartományában található. Az infravörös sugárzás indikátorai a foto- és termisztorok, speciális fotoemulziók. Az infravörös sugárzást fa, élelmiszeripari termékek és különféle festék- és lakkbevonatok szárítására (infravörös fűtés), rossz látási viszonyok esetén jelzésre használják, lehetővé teszi a sötétben látást lehetővé tevő optikai eszközök használatát, valamint távirányítóval ellenőrzés. Az infravörös sugarakat lövedékek és rakéták célba irányítására, álcázott ellenség észlelésére használják. Ezek a sugarak lehetővé teszik a bolygók felületének egyes szakaszainak hőmérséklet-különbségének, az anyag molekuláinak szerkezeti jellemzőinek meghatározását (spektrális elemzés). Az infravörös fényképezést a biológiában a növényi betegségek tanulmányozásában, az orvostudományban a bőr- és érbetegségek diagnosztizálásában, a törvényszéki orvostudományban a hamisítványok felderítésében használják. Ha egy személynek van kitéve, az emberi test hőmérsékletének növekedését okozza.
(8. dia)
Látható sugárzás - az emberi szem által érzékelt elektromágneses hullámok egyetlen tartománya. A fényhullámok meglehetősen szűk tartományt foglalnak el: 380 - 670 nm ( \u003d 3,85 10 14 - 8 10 14 Hz). A látható sugárzás forrása az atomokban és molekulákban lévő vegyértékelektronok, amelyek megváltoztatják a térbeli helyzetüket, valamint a szabad töltések, gyorsan mozog. Ez a spektrum egy része maximális információt ad az embernek az őt körülvevő világról. A sajátjuk által fizikai tulajdonságok hasonló a spektrum többi tartományához, mivel csak egy kis része az elektromágneses hullámok spektrumának. sugárzás, amely rendelkezik különböző hosszúságú hullámok (frekvenciák) a látható tartományban, eltérő élettani hatást gyakorolnak az emberi szem retinájára, pszichológiai fényérzetet okozva. A szín nem önmagában az elektromágneses fényhullám sajátja, hanem az emberi élettani rendszer: szem, ideg, agy elektrokémiai hatásának megnyilvánulása. Körülbelül hét alapszínt különböztethet meg az emberi szem a látható tartományban (a sugárzási gyakoriság növekvő sorrendjében): vörös, narancs, sárga, zöld, kék, indigó, ibolya. A spektrum alapszíneinek sorrendjére való emlékezést egy mondat segíti, amelynek minden szava az alapszín nevének első betűjével kezdődik: "Minden vadász tudni akarja, hol ül a fácán". A látható sugárzás befolyásolhatja a kémiai reakciók lefolyását növényekben (fotoszintézis), valamint állati és emberi szervezetben. Látható sugárzást egyes rovarok (szentjánosbogarak) és egyes mélytengeri halak bocsátanak ki a szervezetben végbemenő kémiai reakciók következtében. A fotoszintézis folyamata és az oxigén felszabadulás eredményeként a növények szén-dioxid-felvétele hozzájárul a biológiai élet fenntartásához a Földön. A látható sugárzást különféle tárgyak megvilágítására is használják.
A fény a földi élet forrása és egyben a minket körülvevő világról alkotott elképzeléseink forrása.
(9. dia)
Ultraibolya sugárzás, a szem számára láthatatlan elektromágneses sugárzás, amely a látható és a röntgensugárzás közötti spektrális tartományt foglalja el 3,8 ∙10 -7 - 3 ∙10 -9 m hullámhosszon ( \u003d 8 * 10 14 - 3 * 10 16 Hz). Az ultraibolya sugárzást Johann Ritter német tudós fedezte fel 1801-ben. Az ezüst-klorid látható fény hatására történő elfeketedésének tanulmányozásával Ritter azt találta, hogy az ezüst még hatékonyabban feketedik a spektrum ibolya végén túli régióban, ahol nincs látható sugárzás. A feketedést okozó láthatatlan sugárzást ultraibolya sugárzásnak nevezték.
Az ultraibolya sugárzás forrása az atomok és molekulák vegyértékelektronjai, szintén gyorsan mozgó szabad töltések.
A -3000 K hőmérsékletre hevített szilárd anyagok sugárzása a folytonos spektrumú ultraibolya sugárzás jelentős hányadát tartalmazza, melynek intenzitása a hőmérséklet emelkedésével nő. Az ultraibolya sugárzás erősebb forrása bármely magas hőmérsékletű plazma. Az ultraibolya sugárzás különféle alkalmazásaihoz higanyt, xenont és más kisülőlámpákat használnak. Az ultraibolya sugárzás természetes forrásai - a Nap, csillagok, ködök és más űrobjektumok. Kisugárzásuknak azonban csak a hosszú hullámhosszú része ( 290 nm) eléri a Föld felszíne. Az ultraibolya sugárzás regisztrációjához a
= 230 nm, közönséges fényképészeti anyagokat használnak, a rövidebb hullámhosszú tartományban speciális alacsony zselatintartalmú fényképészeti rétegek érzékenyek rá. Olyan fotoelektromos vevőkészülékeket használnak, amelyek az ultraibolya sugárzás ionizációt és fotoelektromos hatást okozó képességét használják fel: fotodiódák, ionizációs kamrák, fotonszámlálók, fénysokszorozók.
Kis dózisban az ultraibolya sugárzás jótékony, gyógyító hatással van az emberre, aktiválja a D-vitamin szintézisét a szervezetben, és leégést is okoz. A nagy dózisú ultraibolya sugárzás bőrégést és rákos daganatokat okozhat (80%-ban gyógyítható). Ezenkívül a túlzott ultraibolya sugárzás gyengíti a szervezet immunrendszerét, hozzájárulva bizonyos betegségek kialakulásához. Az ultraibolya sugárzásnak baktericid hatása is van: ennek a sugárzásnak a hatására a kórokozó baktériumok elpusztulnak.
Ultraibolya sugárzást alkalmaznak fénycsövekben, kriminalisztika (a képekről okirat-hamisítást észlelnek), művészettörténetben (ultibolya sugarak segítségével kimutatható a festményeken nem szemmel látható helyreállítás nyomai). Gyakorlatilag nem engedi át az ultraibolya sugárzást az ablaküvegen azóta. az üveg részét képező vas-oxid elnyeli. Emiatt még forró napsütéses napon sem napozhat csukott ablakú szobában.
Az emberi szem nem látja az ultraibolya sugárzást, mert. A szem szaruhártya és a szemlencse elnyeli az ultraibolya fényt. Egyes állatok láthatják az ultraibolya sugárzást. Például egy galambot felhős időben is a Nap vezet.
(10. dia)
röntgensugárzás - ez elektromágneses ionizáló sugárzás, amely a gamma és az ultraibolya sugárzás közötti spektrális tartományt foglalja el 10 -12 - 10 -8 m hullámhosszon belül (3 * 10 16 - 3-10 20 Hz frekvenciák). A röntgensugárzást W. K. Roentgen német fizikus fedezte fel 1895-ben. A leggyakoribb röntgenforrás a röntgencső, amelyben az elektromos tér által felgyorsított elektronok egy fémanódot bombáznak. Röntgensugarakat kaphatunk, ha nagy energiájú ionokkal bombázunk egy célpontot. Egyes radioaktív izotópok, szinkrotronok - elektronakkumulátorok röntgensugárzás forrásaként is szolgálhatnak. A röntgensugárzás természetes forrása a Nap és más űrobjektumok.
A röntgensugárzásban lévő tárgyak képeit egy speciális röntgenfényképes filmen készítik. A röntgensugárzás rögzíthető ionizációs kamra, szcintillációs számláló, másodlagos elektron- vagy csatornaelektron-sokszorozók és mikrocsatornás lemezek segítségével. A röntgensugarakat nagy áthatolóképessége miatt alkalmazzák a röntgendiffrakciós elemzésben (a kristályrács szerkezetének vizsgálata), a molekulák szerkezetének vizsgálatában, a minták hibáinak kimutatásában, az orvostudományban (X -sugarak, fluorográfia, rákkezelés), hibafeltárásban (öntvények, sínek hibáinak feltárása), művészettörténetben (késői festményréteg alatt megbúvó ősi festmények felfedezése), csillagászatban (röntgenforrások vizsgálatakor) és a törvényszéki tudomány. A nagy dózisú röntgensugárzás égési sérülésekhez és az emberi vér szerkezetének megváltozásához vezet. A röntgenvevők létrehozása és űrállomásokon való elhelyezése lehetővé tette több száz csillag röntgensugárzásának, valamint szupernóvák és egész galaxisok héjának észlelését.
(11. dia)
Gamma sugárzás - rövidhullámú elektromágneses sugárzás, amely a teljes frekvenciatartományt elfoglalja \u003d 8 10 14 - 10 17 Hz, ami a \u003d 3,8 10 -7 - 3 10 -9 m hullámhossznak felel meg. Gamma sugárzás Paul Villars francia tudós fedezte fel 1900-ban.
A rádium erős mágneses térben történő kisugárzását tanulmányozva Villars rövidhullámú elektromágneses sugárzást fedezett fel, amelyet a fényhez hasonlóan nem térít el a mágneses tér. Gamma-sugárzásnak hívták. A gammasugárzás a nukleáris folyamatokhoz, a radioaktív bomlás jelenségeihez kapcsolódik, amelyek bizonyos anyagoknál előfordulnak, mind a Földön, mind az űrben. A gammasugárzás ionizációs és buborékkamrák, valamint speciális fényképészeti emulziók segítségével rögzíthető. A nukleáris folyamatok tanulmányozásában, hibafelismerésben használják őket. A gammasugárzás negatív hatással van az emberre.
(12. dia)
Tehát alacsony frekvenciájú sugárzás, rádióhullámok, infravörös sugárzás, látható sugárzás, ultraibolya sugárzás, röntgensugárzás, A -sugárzás az elektromágneses sugárzás különböző típusai.
Ha gondolatban lebontja ezeket a típusokat növekvő frekvencia vagy csökkenő hullámhossz alapján, akkor széles folytonos spektrumot kap - az elektromágneses sugárzás skáláját (a tanár mutatja a skálát). A sugárzás veszélyes típusai a következők: gamma-sugárzás, röntgen- és ultraibolya sugárzás, a többi biztonságos.
Az elektromágneses sugárzás tartományokra való felosztása feltételes. Nincs egyértelmű határ a régiók között. A régiók elnevezése történelmileg alakult ki, csupán a sugárforrások osztályozásának kényelmes eszközeként szolgál.
(13. dia)
Az elektromágneses sugárzási skála minden tartományának közös tulajdonságai vannak:
minden sugárzás fizikai természete ugyanaz
minden sugárzás vákuumban azonos sebességgel terjed, egyenlő 3 * 10 8 m/s
minden sugárzásnak közös hullámtulajdonságai vannak (visszaverődés, törés, interferencia, diffrakció, polarizáció)
5. A lecke összegzése
Az óra végén a tanulók elvégzik a munkát az asztalon.
(14. dia)
Következtetés:
Az elektromágneses hullámok teljes skálája bizonyítja, hogy minden sugárzásnak kvantum- és hullámtulajdonságai is vannak.
A kvantum- és hullámtulajdonságok ebben az esetben nem zárják ki, hanem kiegészítik egymást.
A hullámtulajdonságok hangsúlyosabbak alacsony frekvenciákon, és kevésbé hangsúlyosak magas frekvenciákon. Ezzel szemben a kvantumtulajdonságok hangsúlyosabbak magas frekvenciákon, és kevésbé hangsúlyosak alacsony frekvenciákon.
Minél rövidebb a hullámhossz, annál kifejezettebbek a kvantumtulajdonságok, és minél hosszabb a hullámhossz, annál hangsúlyosabbak a hullámtulajdonságok.
Mindez megerősíti a dialektika (a mennyiségi változások átmenete minőségivé) törvényét.
Absztrakt (tanuljon), töltse ki a táblázatot
az utolsó oszlop (az EMP hatása egy személyre) és
jelentést készíteni az EMR használatáról
Fejlesztési tartalom
GU LPR "LOUSOSH No. 18"
Lugansk
Karaseva I.D.
ÁLTALÁNOS SUGÁRZÁSI TANULMÁNY TERV
1. Tartomány neve.
2. Hullámhossz
3. Gyakoriság
4. Kit fedeztek fel
5. Forrás
6. Vevő (jelző)
7. Jelentkezés
8. Cselekvés egy személyre
TÁBLÁZAT "AZ ELEKTROMÁGNESES HULLÁMOK LÉTESÉRE"
Sugárzás neve
Hullámhossz
Frekvencia
Ki nyitott
Forrás
Vevő
Alkalmazás
Cselekvés egy személyre
A sugárzások különböznek egymástól:
- a megszerzés módja szerint;
- regisztrációs módszer.
A hullámhosszok mennyiségi különbségei jelentős minőségi különbségekhez vezetnek, ezeket eltérően nyeli el az anyag (rövidhullámú sugárzás - röntgen- és gammasugárzás) - gyengén nyeli el.
A rövidhullámú sugárzás felfedi a részecskék tulajdonságait.
Alacsony frekvenciájú rezgések
Hullámhossz (m)
10 13 - 10 5
Frekvencia Hz)
3 · 10 -3 - 3 · 10 5
Forrás
Reosztatikus generátor, dinamó,
Hertz vibrátor,
Generátorok elektromos hálózatokban (50 Hz)
Megnövelt (ipari) frekvenciájú (200 Hz) gépgenerátorok
Telefonhálózatok (5000 Hz)
Hanggenerátorok (mikrofonok, hangszórók)
Vevő
Elektromos készülékek és motorok
A felfedezés története
Oliver Lodge (1893), Nikola Tesla (1983)
Alkalmazás
Mozi, műsorszórás (mikrofonok, hangszórók)
rádióhullámok
Hullámhossz (m)
Frekvencia Hz)
10 5 - 10 -3
Forrás
3 · 10 5 - 3 · 10 11
Oszcillációs áramkör
Makroszkópikus vibrátorok
Csillagok, galaxisok, metagalaxisok
Vevő
A felfedezés története
Szikra a vevővibrátor résében (Hertz vibrátor)
A gázkisülési cső izzása, koherens
B. Feddersen (1862), G. Hertz (1887), A.S. Popov, A.N. Lebegyev
Alkalmazás
Extra hosszú- Rádiónavigáció, rádiótávíró kommunikáció, időjárás-jelentés továbbítása
Hosszú– Rádiótávíró és rádiótelefon kommunikáció, rádióműsorszórás, rádiónavigáció
Közepes- Rádiótávíró és rádiótelefon rádióműsorszórás, rádiónavigáció
Rövid- rádióamatőr
VHF- űr rádiókommunikáció
DMV- televízió, radar, rádiórelé kommunikáció, mobiltelefonos kommunikáció
SMV- radar, rádiórelé kommunikáció, űrhajózás, műholdas televízió
IIM- radar
Infravörös sugárzás
Hullámhossz (m)
2 · 10 -3 - 7,6∙10 -7
Frekvencia Hz)
3∙10 11 - 3,85∙10 14
Forrás
Bármilyen fűtött test: gyertya, tűzhely, vízmelegítő akkumulátor, elektromos izzólámpa
Egy személy 9 hosszúságú elektromágneses hullámokat bocsát ki · 10 -6 m
Vevő
Hőelemek, bolométerek, fotocellák, fotoellenállások, fotófilmek
A felfedezés története
W. Herschel (1800), G. Rubens és E. Nichols (1896),
Alkalmazás
A kriminalisztika területén földi objektumok fényképezése ködben és sötétben, távcső és irányzék a sötétben fényképezéshez, élő szervezet szöveteinek melegítése (gyógyászatban), fa és festett autókarosszériák szárítása, helyiségek védelmére szolgáló riasztók, infratávcső.
Látható sugárzás
Hullámhossz (m)
6,7∙10 -7 - 3,8 ∙10 -7
Frekvencia Hz)
4∙10 14 - 8 ∙10 14
Forrás
Nap, izzólámpa, tűz
Vevő
Szem, fotólemez, fotocellák, hőelemek
A felfedezés története
M. Melloni
Alkalmazás
Látomás
biológiai élet
Ultraibolya sugárzás
Hullámhossz (m)
3,8 ∙10 -7 - 3∙10 -9
Frekvencia Hz)
8 ∙ 10 14 - 3 · 10 16
Forrás
Napfényben benne van
Kisülőlámpák kvarccsővel
Kisugárzik minden szilárd anyag, amelynek hőmérséklete meghaladja az 1000 °C-ot, világító (kivéve a higanyt)
Vevő
fotocellák,
fénysokszorozók,
Lumineszcens anyagok
A felfedezés története
Johann Ritter, Leiman
Alkalmazás
Ipari elektronika és automatizálás,
fénycsövek,
Textilgyártás
Levegős sterilizálás
Orvostudomány, kozmetológia
röntgensugárzás
Hullámhossz (m)
10 -12 - 10 -8
Frekvencia Hz)
3∙10 16 - 3 · 10 20
Forrás
Elektronikus röntgencső (feszültség az anódon - 100 kV-ig, katód - izzószál, sugárzás - nagy energiájú kvantumok)
napkorona
Vevő
Filmtekercs,
Néhány kristály ragyogása
A felfedezés története
W. Roentgen, R. Milliken
Alkalmazás
Betegségek diagnosztizálása és kezelése (gyógyászatban), Defektoszkópia (belső szerkezetek, hegesztések ellenőrzése)
Gamma sugárzás
Hullámhossz (m)
3,8 · 10 -7 - 3∙10 -9
Frekvencia Hz)
8∙10 14 - 10 17
Energia (EV)
9,03 10 3 – 1, 24 10 16 Ev
Forrás
Radioaktív atommagok, magreakciók, az anyag sugárzássá való átalakulásának folyamatai
Vevő
számlálók
A felfedezés története
Paul Villard (1900)
Alkalmazás
Defektoszkópia
Folyamatirányítás
Nukleáris folyamatok kutatása
Terápia és diagnosztika az orvostudományban
AZ ELEKTROMÁGNESES SUGÁRZÁSOK ÁLTALÁNOS TULAJDONSÁGAI
fizikai természet
minden sugárzás egyforma
minden sugárzás terjed
vákuumban, azonos sebességgel,
egyenlő a fénysebességgel
minden sugárzást észlel
általános hullámtulajdonságok
polarizáció
visszaverődés
fénytörés
diffrakció
interferencia
- Az elektromágneses hullámok teljes skálája bizonyítja, hogy minden sugárzásnak kvantum- és hullámtulajdonságai is vannak.
- A kvantum- és hullámtulajdonságok ebben az esetben nem zárják ki, hanem kiegészítik egymást.
- A hullámtulajdonságok hangsúlyosabbak alacsony frekvenciákon, és kevésbé hangsúlyosak magas frekvenciákon. Ezzel szemben a kvantumtulajdonságok hangsúlyosabbak magas frekvenciákon, és kevésbé hangsúlyosak alacsony frekvenciákon.
- Minél rövidebb a hullámhossz, annál kifejezettebbek a kvantumtulajdonságok, és minél hosszabb a hullámhossz, annál hangsúlyosabbak a hullámtulajdonságok.
- § 68 (olvasva)
- töltse ki a táblázat utolsó oszlopát (az EMP hatása egy személyre)
- jelentést készíteni az EMR használatáról
Az óra célja: az óra során az elektromágneses hullámok alaptörvényeinek, tulajdonságainak megismétlését biztosítani;
Nevelési: Rendszerezze a témával kapcsolatos anyagot, végezze el az ismeretek korrekcióját, egyes elmélyítését;
Nevelési: A tanulók szóbeli beszédének, a tanulók alkotókészségének, logikájának, memóriájának fejlesztése; kognitív képességek;
Nevelési: A tanulók érdeklődésének felkeltése a fizika iránt. pontosságra és készségekre nevelni az idő ésszerű felhasználását;
Az óra típusa: ismétlés és ismeretek javításának órája;
Felszerelés: számítógép, projektor, prezentáció "Scale of electromagnetic radiation", lemez "Physics. Szemléltetőeszközök könyvtára.
Az órák alatt:
1. Új anyag magyarázata.
1. Tudjuk, hogy az elektromágneses hullámok hossza nagyon eltérő: 1013 m nagyságrendű értéktől (alacsony frekvenciájú rezgések) 10-10 m-ig (g-sugarak). A fény az elektromágneses hullámok széles spektrumának jelentéktelen része. A spektrum ezen kis részének vizsgálata során azonban más, szokatlan tulajdonságokkal rendelkező sugárzásokat fedeztek fel.
2. Szokás kiemelni alacsony frekvenciájú sugárzás, rádiósugárzás, infravörös sugárzás, látható fény, ultraibolya sugarak, röntgensugarak ésg sugárzás. Mindezekkel a sugárzásokkal, kivéve g-sugárzás, már ismerős. A legrövidebb g az atommagok által kibocsátott sugárzás.
3. Nincs alapvető különbség az egyes sugárzások között. Mindegyik elektromágneses hullám, amelyet töltött részecskék generálnak. Az elektromágneses hullámokat végső soron a töltött részecskékre gyakorolt hatásuk érzékeli . Vákuumban bármilyen hullámhosszú sugárzás 300 000 km/s sebességgel halad.
A sugárzási skála egyes területei közötti határok nagyon önkényesek.
4. Különböző hullámhosszú sugárzások módjukban különböznek egymástól fogadása(antennasugárzás, hősugárzás, gyors elektronok lassítása közbeni sugárzás stb.) és a regisztráció módjai.
5. Az összes felsorolt elektromágneses sugárzást űrobjektumok is generálják, és sikeresen tanulmányozzák őket rakéták, mesterséges földi műholdak és űrhajók segítségével. Először is ez vonatkozik a röntgen- és g a légkör által erősen elnyelt sugárzás.
6. A hullámhossz csökkenésével a hullámhosszok mennyiségi különbségei jelentős minőségi különbségekhez vezetnek.
7. A különböző hullámhosszú sugárzások anyagi elnyelésüket tekintve nagymértékben különböznek egymástól. Rövidhullámú sugárzás (röntgen és különösen g sugarak) gyengén szívódnak fel. Az optikai hullámhosszra átlátszatlan anyagok átlátszóak ezekre a sugárzásokra. Az elektromágneses hullámok visszaverődési együtthatója a hullámhossztól is függ. De a fő különbség a hosszú és a rövidhullámú sugárzás között az a rövidhullámú sugárzás felfedi a részecskék tulajdonságait.
Foglaljuk össze a hullámokkal kapcsolatos ismereteket, és írjunk le mindent táblázatok formájában.
1. Alacsony frekvenciájú rezgések
| Alacsony frekvenciájú rezgések | |
| Hullámhossz (m) | 10 13 - 10 5 |
| Frekvencia Hz) | 3 10 -3 - 3 10 3 |
| Energia (EV) | 1 - 1,24 10 -10 |
| Forrás | Reosztatikus generátor, dinamó, Hertz vibrátor, Generátorok elektromos hálózatokban (50 Hz) Megnövelt (ipari) frekvenciájú (200 Hz) gépgenerátorok Telefonhálózatok (5000 Hz) Hanggenerátorok (mikrofonok, hangszórók) |
| Vevő | Elektromos készülékek és motorok |
| A felfedezés története | Lodge (1893), Tesla (1983) |
| Alkalmazás | Mozi, műsorszórás (mikrofonok, hangszórók) |
2. Rádióhullámok
| rádióhullámok | |
| Hullámhossz (m) | 10 5 - 10 -3 |
| Frekvencia Hz) | 3 10 3 - 3 10 11 |
| Energia (EV) | 1,24 10-10 - 1,24 10-2 |
| Forrás | Oszcillációs áramkör Makroszkópikus vibrátorok |
| Vevő | Szikrák a vevővibrátor résében A gázkisülési cső izzása, koherens |
| A felfedezés története | Feddersen (1862), Hertz (1887), Popov, Lebegyev, Rigi |
| Alkalmazás | Extra hosszú- Rádiónavigáció, rádiótávíró kommunikáció, időjárás-jelentés továbbítása Hosszú– Rádiótávíró és rádiótelefon kommunikáció, rádióműsorszórás, rádiónavigáció Közepes- Rádiótávíró és rádiótelefon rádióműsorszórás, rádiónavigáció Rövid- rádióamatőr VHF- űr rádiókommunikáció DMV- televízió, radar, rádiórelé kommunikáció, mobiltelefonos kommunikáció SMV- radar, rádiórelé kommunikáció, űrhajózás, műholdas televízió IIM- radar |
| Infravörös sugárzás | |
| Hullámhossz (m) | 2 10 -3 - 7,6 10 -7 |
| Frekvencia Hz) | 3 10 11 - 3 10 14 |
| Energia (EV) | 1,24 10 -2 - 1,65 |
| Forrás | Bármilyen fűtött test: gyertya, tűzhely, vízmelegítő akkumulátor, elektromos izzólámpa Egy személy 9 10 -6 m hosszúságú elektromágneses hullámokat bocsát ki |
| Vevő | Hőelemek, bolométerek, fotocellák, fotoellenállások, fotófilmek |
| A felfedezés története | Rubens és Nichols (1896), |
| Alkalmazás | A kriminológiában földi objektumok fényképezése ködben és sötétben, távcső és irányzék a sötétben fényképezéshez, élő szervezet szöveteinek melegítése (gyógyászatban), fa és festett karosszéria szárítása, helyiségek védelmére szolgáló riasztók, infratávcső, |
4. Látható sugárzás
5. Ultraibolya sugárzás
| Ultraibolya sugárzás | |
| Hullámhossz (m) | 3,8 10 -7 - 3 10 -9 |
| Frekvencia Hz) | 8 10 14 - 10 17 |
| Energia (EV) | 3,3 - 247,5 EV |
| Forrás | Napfényben benne van Kisülőlámpák kvarccsővel Kisugárzik minden szilárd anyag, amelynek hőmérséklete meghaladja az 1000 °C-ot, világító (kivéve a higanyt) |
| Vevő | fotocellák, fénysokszorozók, Lumineszcens anyagok |
| A felfedezés története | Johann Ritter, Leiman |
| Alkalmazás | Ipari elektronika és automatizálás, fénycsövek, Textilgyártás Levegős sterilizálás |
6. röntgensugárzás
| röntgensugárzás | |
| Hullámhossz (m) | 10 -9 - 3 10 -12 |
| Frekvencia Hz) | 3 10 17 - 3 10 20 |
| Energia (EV) | 247,5 - 1,24 105 EV |
| Forrás | Elektronikus röntgencső (feszültség az anódon - 100 kV-ig. nyomás a hengerben - 10 -3 - 10 -5 N / m 2, katód - izzószál. Anód anyaga W, Mo, Cu, Bi, Co, Tl stb. Η = 1-3%, sugárzás – nagy energiájú kvantumok) napkorona |
| Vevő | Filmtekercs, Néhány kristály ragyogása |
| A felfedezés története | W. Roentgen, Milliken |
| Alkalmazás | Betegségek diagnosztizálása és kezelése (gyógyászatban), Defektoszkópia (belső szerkezetek, hegesztések ellenőrzése) |
7. Gamma sugárzás
Következtetés
Az elektromágneses hullámok teljes skálája bizonyítja, hogy minden sugárzásnak kvantum- és hullámtulajdonságai is vannak. A kvantum- és hullámtulajdonságok ebben az esetben nem zárják ki, hanem kiegészítik egymást. A hullámtulajdonságok hangsúlyosabbak alacsony frekvenciákon, és kevésbé hangsúlyosak magas frekvenciákon. Ezzel szemben a kvantumtulajdonságok hangsúlyosabbak magas frekvenciákon, és kevésbé hangsúlyosak alacsony frekvenciákon. Minél rövidebb a hullámhossz, annál kifejezettebbek a kvantumtulajdonságok, és minél hosszabb a hullámhossz, annál hangsúlyosabbak a hullámtulajdonságok. Mindez megerősíti a dialektika (a mennyiségi változások átmenete minőségivé) törvényét.
Irodalom:
- "Fizika-11" Myakishev
- Lemez „Cyril és Metód fizika órái. 11. osztály "()))" Cirill és Metód, 2006)
- Lemez "Fizika. Szemléltetőeszközök könyvtára. 7-11. osztály "((1C: Bustard és Formosa 2004)
- Internetes források
Betöltés...