Ученица 11 класса Егян Клара Ш К А Л А Э Л Е К Т Р О М А Г Н И Т Н Ы Х И З Л У Ч Е Н И Й
Вся информация от звезд, туманностей, галактик и других астрономических объектов поступает в виде электромагнитного излучения. Шкала электромагнитного излучения. По горизонтальной оси отложены: внизу – длина волны в метрах, вверху – частота колебаний в герцах
Шкала электромагнитных волн Шкала электромагнитных волн простирается от длинных радиоволн до гамма – лучей. Электромагнитные волны различной длины условно делят на диапазоны по различным признакам (способу получения, способу регистрации, характеру взаимодействия с веществом).
Скорость света Всякое излучение можно рассматривать как поток квантов – фотонов, распространяющихся со скоростью света, равной c = 299 792 458 м/с. Скорость света связана с длиной и частотой волны соотношением c = λ ∙ ν
Спектр электромагнитных волн Спектр электромагнитного излучения в порядке увеличения частоты составляют: 1) Радиоволны 2) Инфракрасное излучение 3) Световое излучение 4) Рентгеновское излучение 5) Гамма -излучение Спектром электромагнитных волн называется полоса частот электромагнитных волн, существующих в природе.
Радиоволны Радиоволны представляют собой электромагнитные волны, длины которых превосходят 0.1мм
Виды радиоволн 1. Сверхдлинные волны с длиной волны больше 10км 2. Длинные волны в интервале длин от10км до 1км 3. Средние волны в интервале длин от1км до 100м
Виды радиоволн (продолжение) 4. Короткие волны в интервале длин волн от 100м до 10м 5. Ультракороткие волны с длиной волны меньше 10м
Инфракрасное излучение 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.
Световое излучение Световое излучение - поток лучистой энергии из инфракрасной, видимой и ультрафиолетовой области спектра, действует в течение нескольких секунд, источником является светящаяся область взрыва.
Рентгеновское излучение Рентгеновское излучение возникает при торможении быстрых заряженных частиц (электронов, протонов и пр.), а также в результате процессов, происходящих внутри электронных оболочек атомов. Применение: медицина, физика, химия, биология, техника, криминалистика, искусствоведение
Гамма-излучение Особенность: ярко выраженные корпускулярные свойства. Гамма излучение является следствием явлений, происходящих внутри атомных ядер, а также в результате ядерных реакций.
Вывод 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.
Министерство образования и молодежной политики Чувашской Республики «Предметы изучения, видимо, должны строится не по отдельным дисциплинам, а по проблемам». В.И. Вернадский. Размышления натуралиста. – М., 1977. Кн. 2. С. 54. Тема: ШКАЛА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ Работу выполнила ученица 10 И класса общеобразовательной средней школы №39 Гаврилова Екатерина Работу проверил(а): учитель физики высшей категории Гаврилова Галина Николаевна Чебоксары - 2004 2. Цели исследования 1.Прикоснуться к современным теориям физических явлений, благодаря которым можно проникнуть в суть вещей науки о неживой природе 2. Исследовать тенденций развития знаний об электромагнитных излучениях. 3. Дополнить новыми сведениями имеющуюся «школьную» шкалу электромагнитных волн. 4. Доказать познаваемость мира и наше развитие в нем. 5. Провести анализ усвоения информации изучаемой темы моими ровесниками. 6. Спрогнозировать результат изучения темы. Ход исследования I этап. Изучение литературы: учебники, энциклопедии, справочники, периодическая печать, Интернет. II этап. Создание проекта – презентации (слайды № 1-19). III этап. Исследование усвоения материала школьного курса физики с новациями: Составление анкеты №1, №2. Ознакомление учащихся с анкетой №1. 3. Ознакомление учащихся с проектом – презентацией. 4. Ознакомление учащихся с анкетой №2. 5. Анализ анонимных анкет (прогноз, результат). Тип выборки при работе с анкетой – доступная. Количество опрошенных - 93человека. 6. Построение графиков. IV этап. Выводы ученика (слайд №19). Чебоксары - 2004 3. Задачи моего исследования 1. 2. 3. 4. Отразить на шкале электромагнитных волн области действия «биоСВЧ», террагерционных и торсионных полей. Указать их источники, свойства и применение. Исследовать влияние мною созданного проекта-презентации на усвоение материала школьного курса физики по теме «Электромагнитная шкала» моими ровесниками из школы №39 и музыкального училища (I курс). Проверить предположения о том, что эффективность подготовки к экзаменам при знакомстве с моим проектом повышается. Чебоксары - 2004 4. Шкала электромагнитных волн - Видимый свет - Гамма лучи - Инфракрасное излучение - Рентгеновские лучи - Ультрафиолетовые волны - Микроволны - Радиоволны Чебоксары - 2004 5. Источники излучений Низкочастотные волны Токи высокой частоты, генератор переменного тока, электрические машины. Радиоволны Колебательный контур, вибратор Герца, полупроводниковые приборы, лазеры. Средние и длинные волны АМ радио-антены-излучатели. Ультракороткие волны TV и FM радио-антены-излучатели. Сантиметровые волны Радио-антены-излучатели. Био - СВЧ Биологические клетки живых организмов (солитоны на ДНК). Инфракрасное излучение Солнце, электролампы, космос, ртутно-кварцевая лампа, лазеры, все нагретые тела. Терагерцовые волны Электрический контур с быстрыми колебаниями частиц, свыше сотен миллиардов (10 10) в секунду. Видимые лучи Солнце, электрическая лампа, люминесцентная лампа, лазер, электрическая дуга. Ультрафиолетовые излучение Космос, солнце, лазер, электрическая лампа. Рентгеновские лучи Небесные тела, солнечная корона, бетатроны, лазеры, трубки Рентгена. Гамма лучи Космос, радиоактивный распад, бетатрон. Чебоксары - 2004 6. Шкала длин волн и распределение на области излучений Инфракрасное излучение, нм 15000 10000 8000 6000 4000 2000 1500 1000 760 Е, эВ 0,08 0,12 0,16 0,21 0,31 0,62 0,83 1,24 1,63 Видимое излучение красный оранжевый желтый зеленый голубой синий фиолетовый, нм 760 620 590 560 500 4130 450 380 Е, эВ 1,63 2,00 2,10 2,23 2,48 2,59 2,76 3,27 Ультрафиолетовое излучение, нм 380 350 300 250 200 Е, эВ 3,27 3,55 4,14 4,97 6,21 Чебоксары - 2004 Е (эВ) 1242 (нм) 7. Классификация радио волн Наименование радиоволн Диапазон частот, = [Герц = Гц = 1/с] Диапазон длин волн, [ =עметр = м] < 3*104 СВЫШЕ 10 000 Длинные 3*104 - 3*105 10 000 – 1000 Средние 3*105 - 3*106 1000 – 100 Короткие 3*106 - 3*107 100 – 10 УКВ. Метровые 3*107 - 3*108 10 – 1 УКВ. Дециметровые 3*108 - 3*109 1 – 0,1 УКВ. Сантиметровые 3*109 - 3*1010 0,1 – 0,01 УКВ. Миллиметровые 3*1010 - 3*1011 0,01 – 0,001 УКВ. Микроволновые 3*1011 - 3*1012 0,001 – 0,000 001 Сверхдлинные Чебоксары - 2004 Сведения УВЧ –терапия, СВЧ – терапия, эндорадиозонды Используются в телеграфии, радиовещании, телевидении, радиолокации. Используются для исследования свойств вещества. Получают в магнитронных, клистронных генераторах и мазерах. Применяются в радиолокации, радиоспектроскопии и радиоастрономии. Диагностика с помощью картирования тепловых полей организма 8. Область действия «био – СВЧ» ! =9,8 нм. Область действия «био-СВЧ» - вся шкала электромагнитных волн. Пик максимального воздействия при =9,8 нм. В 26 лет китайский врач Цзян Каньчжена, который параллельно с медициной занимался кибернетикой, квантовой механикой, радиотехникой, в1959 году высказал гипотезу: «В процессе жизнедеятельности любого организма его атомы и молекулы обязательно связаны между собой единым носителем энергии и информации – биоэлектромагнитным полем» в работе «Теория управления полями», где обосновал возможность прямой передачи информации от одного мозга к другому с помощью радио волн. Каеьчжен фокусировал с помощью линзы из диэлектрика электромагнитное излучение мозга оператора-индуктора, а затем пропускал через чувствительный усилитель, собственной конструкции, направлял на реципиента. 90% реципиентов утверждали, что возникающие у них образы становились чрезвычайно четкими. Такая система пропускала электромагнитные волны только сверхвысокой частоты, следовательно существование био-СВЧ-связи можно было считать доказанным. В 1987 году в Советском Союзе доктор Цзян поставил опыт на себе, позже метод омоложения захотел проверить на себе его 80-летний отец, в результате исчезли 20-30 летние хронические заболевания, аллергический зуд, шум в ушах, доброкачественная опухоль. На месте лысины через полгода выросли волосы, а седые стали черными. Через год вырос зуб на месте выпавшего 20 лет назад. Способы лечения рака и СПИДа привели в 1991году к изобретению: «Способ регулирования иммунологических реакций в области борьбы с раком и трансплантации органов». При передаче интегральной информации, считанной с ДНК донора на всю ДНК реципиента возможен не только положительный, но и отрицательный эффект в виде куроуток, козокроликов и мух с глазами по всему телу, лапкам и усикам. Поэтому метод переброски генетической информации полевым путем требует дальнейших углубленных исследований и всеобщей научной поддержки. Чебоксары - 2004 9. Свойства электромагнитных излучений Низкочастотные волны Невидимы. Волновые свойства сильно проявлены, намагничивают ферромагнитные материалы, поглощаются воздухом слабо. Радиоволны Невидимы. Подразделяются на диапазоны: сверхдлинные, длинные, средние, короткие, УКВ – ултракороткие (метровые, деци-, санти-, миллиметровые).При действии на вещество поляризуют диэлектрики, способствуют возникновению токов проводимости в биологических жидкостях. Средние и длинные волны Невидимы. Хорошо распростронаются в воздухе, отражаются от облаков и атмосферы. Ультракороткие волны Невидимы. TV и FM радио волны проходят сквозь ионосферу без отражения от неё. Сантиметровые волны Невидимы. Проходят сквозь ионосферу без отражения от неё. Био - СВЧ Невидимы. Выполняют свойства сверхвысокочастотных электромагнитных волн. Инфракрасное излучение При действии на вещество усиливаются фотобиологические процессы. У живых организмов активизируются терморецепторы. Невидимы. Хорошо поглощается телами, изменяет электрическое сопротивление тел, действует на термоэлементы, фотоматериалы, проявляет волновые свойства, хорошо проходит через туман, другие непрозрачные тела, невидимо. Терагерцовые волны При действии на вещество усиливаются фотобиологические процессы. Огибают препятствия (кристаллические решётки), фокусируются, с их помощью можно заглянуть в глубь живого организма, не нанося ему ущерба. Сочетают качества излучений соседних диапазонов. Видимые лучи При действии на вещество усиливаются фотобиологические процессы. Способствуют фотосинтезу растений, фотоэффекту в металлах и полупроводниках, появлению свободных электронов. Преломляются, отражаются, интерферируют, дифрагируют, разлагаются в спектр. Делают видимыми окружающие предметы, активизируют зрительные рецепторы. Ультрафиолетовые излучение При действии на вещество усиливаются фотобиологические процессы. Невидимо, в малых дозах лечебно, оказывает бактерицидные воздействия, вызывает фотохимические реакции, поглощается озоном, действует на фотоэлементы, фотоумножители, люминесцентные вещества. Рентгеновские лучи При действии на вещество дают когерентное рассеяние., ионизацию, фото- и камптон-эффекты. Невидимы. Обладают большой проникающей способностью, вызывают люминесценцию, активно воздействуют на клетки живого организма, фотоэмульсию, ионизируют газы, взаимодействуют с атомами (ионами) кристаллической решётки, проявляют корпускулярные свойства. Гамма лучи Невидимы. Ионизируют атомы и молекулы тел. Дают фото- и камптон-эффект. Разрушают живые клетки. Не взаимодействуют с электрическими и магнитными полями. Имеют очень высокую проникающую способность. Чебоксары - 2004 10. Звук. Область звуковых волн v = 20Гц – 20 000Гц Инфразвук Слышимый звук = 17м – 17мм Интенсивность или громкость звука (определяется в деци Беллах в честь изобретателя телефона Александра Грэхема Белла) Ультразвук При длительном и интенсивном воздействии одного и того же раздражителя у человека наступает «запредельное торможение», как охранная, приспособительная реакция организма. Скорость звука зависит от упругих свойств среды и от температуры, например: в воздухе =331м/с (при =00С) и =331,7м/с (при =10С); в воде =1 400м/с; в стали =5000м/с, в вакууме®®® =0м/с Чебоксары - 2004 Звук Интенсивность, мкВт/м2 Уровень звука, дБ Порог слышимости 0,000 001 0 Спокойное дыхание 0,000 01 10 Шум спокойного сада 0,000 1 20 Перелистывание страниц газеты 0,001 30 Обычный шум в доме 0,01 40 Пылесос 0,1 50 Обычный разговор 1,0 60 Радио 10 70 Оживленное уличное движение 100 80 Поезд на эстакаде 1 000,0 90 Шум в вагоне метро 10 000,0 100 Гром 100 000,0 110 Порог ошущений 1 000 000,0 120 11. Применение электромагнитных излучений Низкочастотные волны Плавка и закалка металлов, изготовление постоянных магнитов, в электротехнической промышленности. Радиоволны Радиосвязь, телевидение, радиолокация. УВЧ-терапия, эндорадиозонды. Био - СВЧ СВЧ-терапия. Инфракрасное излучение Тепловое излучение в медицыне. Фотографирование в темноте и тумане. Резка, плавка, сварка тугоплавких металлов лазерами, сушка свежеокрашенных металлических поверхностей. В приборах ночного видения. Терагерцовые волны Можно обнаружить болезни, кариес зубов, процессы старения. В астрономии. Спецслужбам на таможне можно читать закрытые документы, наблюдать за людьми в их собственных домах, разглядеть спрятанное оружие, т.к. всё прозрачно для этих волн, даже твёрдые тела. Применяются в биологии, химии, медицине, экологии. Видимые лучи В медицине светолечение, лазерная терапия.Освещение, голография, фотоэффект, лазеры. Ультрафиолетовые излучение В медицине светолечение УФ-терапия, синтез витамина Д. Закаливание живых организмов, свечение микроорганизмов, лазеры, люминесценция в газоразрядных лампах. Рентгеновские лучи Рентгенотерапия, рентгеноструктурный анализ, рентгенография, лазеры. Гамма лучи Выявление внутренних структур атома. В медицине терапия и диагностика. В геологии каротаж. Лазеры. Военное дело. Дефектоскопия и контроль технологических процессов. Чебоксары - 2004 12. Свойства торсионных полей (торсионное = спинорное = аксионное поле) 1. Образуется вокруг вращающегося объекта и представляет собой совокупность микровихрей пространства. Так как вещество состоит из атомов и молекул, а атомы и молекулы имеют собственный спин - момент вращения, вещество всегда имеет ТП. Вращающееся массивное тело тоже имеет ТП. Существует волновое и статическое ТП. Может возникать за счет особой геометрии пространства. Еще один источник электромагнитные поля. 2. Связь с вакуумом. Составляющая вакуума - фитон - содержит два кольцевых пакета, вращающихся в противоположных направлениях (правый и левый спин). Первоначально они скомпенсированы и суммарный момент вращения равен нулю. Поэтому вакуум никак себя не проявляет. Среда распространения торсионных зарядов - физический вакуум. 3. Свойства магнита. Торсионные заряды одноименного знака (направления вращения) - притягиваются, разноименного - отталкиваются. 4. Свойство памяти. Объект, создает в пространстве (в вакууме) устойчивую спиновую поляризацию, остающуюся в пространстве после удаления самого объекта. 5. Скорость распространения - практически мгновенно из любой точки Вселенной в любую точку Вселенной. 6. Данное поле имеет свойства информационного характера - оно не передает энергию, а передает информацию. Торсионные поля - это основа Информационного Поля Вселенной. 7. Энергия - как вторичное следствие изменения торсионного поля. Изменения в торсионных полях сопровождаются изменением физических характеристик вещества, выделением энергии. 8. Распространение через физические среды. Так как ТП не имеет энергетических потерь, то оно не ослабляется при прохождении физических сред. От него нельзя спрятаться. 9. Человек может непосредственно воспринимать и преобразовывать торсионные поля. Мысль имеет торсионную природу. 10. Для торсионных полей нет ограничения во времени. Торсионные сигналы от объекта могут восприниматься из прошлого, настоящего и будущего объекта. 11. Торсионные поля являются основой мироздания. Чебоксары - 2004 Оранжевый 620 – 585 35 Желтый 585 – 575 10 Желто-зеленый 575 – 550 25 Зеленый 550 – 510 40 Голубой 510 – 480 30 Синий 480 – 450 30 Фиолетовый 450 – 390 60 Длина волны, нм Чебоксары - 2004 1,2 180 1 800 – 620 0,8 Красный 0,6 Ширина участка, нм 0,4 Длина волны, нм 0,2 Цвет 760 740 720 700 680 660 640 620 600 580 560 555 540 520 500 480 460 440 420 400 Белый 0 13.Свет –видимое излучение Дисперсия света Чувствительность глаза, усл. ед. 14. Анкета № 1 (О необходимости создания проекта – презентации) 1. Что вы думаете о свете и звуке: да нет а) Это колебания? 84 9 б) Это электромагнитные явления? 77 16 2. Можно ли ноту «до» и ли «ре» выразить в Герцах? 79 14 3. «Поле» в физике – это колебания? 55 38 4. Вы знаете о «био –СВЧ» ? 2 91 5. Вы хотите узнать? 93 0 6. Вы знаете о торсионном, спинорном, аксионном поле? 3 90 7. Вы хотите узнать? 93 0 8. Вы знаете о террагерцовом излучении? 2 91 9. Вы хотите узнать? 93 0 10. Будете ли вы использовать проект-презентацию, выполненную на лазерном диске, для изучения заданных в этой анкете вопросов? 93 0 а) На домашнем компьютере? 40 53 б) В школьных условиях? 53 40 11. Можно ли использовать ваши анонимные ответы в проекте-презентации? Спасибо. 93 0 Чебоксары - 2004 15. Анкета № 2. (Об использовании готовой презентации) 1. Какова классификация электромагнитных излучений? 2. Их источники? 3. Их свойства? 4. Их применение? 5. Каков диапазон волн «био-СВЧ» и терагерцовых лучей? 6. Их источники? 7. Их свойства? 8. Их применение? 9. Диапазон «видимых» и «слышимых» колебаний и их особенности. Если правильных ответов 10, то «+». Если правильных ответов 5, то «+-». Если правильных ответов менее 5,то «-». Выводы: 1. Имеется научная информация, она доступна не всем. 2.Возникла необходимость передачи информации (по результатам анализа анкеты №1). 3. Проект – презентация – способ передачи информации. Чебоксары - 2004 16. Анализ исследовательской работы Отрицательный результат проверок знаний (в %% от количества учащихся) 80 73,68 66,67 70 60 39,29 50 25,93 40 30 18,4211,11 20 0 10 0 2,63 Итоговая проверка После ознакомления До ознакомления 0 Чебоксары - 2004 10 А 10 Б 1 курс 17. Анализ исследовательской работы Удовлетворительный результат проверок знаний (в %% от количества учащихся) 44,44 45 42,86 40 22,22 35 30 21,43 21,05 25 25,93 35,71 28,95 20 15 10 5 10,53 10 А 10 Б 1 курс Итоговая проверка После ознакомления До ознакомления 0 Чебоксары - 2004 18. Анализ исследовательской работы Хороший и отличный результат проверок знаний (в %% от количества учащихся) 90 80 86,84 74,07 70 60 50 40 30 20 10 0 64,29 29,63 46,43 52,63 Чебоксары - 2004 После ознакомления До ознакомления 5,26 1 курс 10 Б 10 А 39,29 Итоговая проверка 11,11 19. Выводы: Природа постепенно открывает свои тайны людям для изучения и использования их во благо всей Земли и ради Жизни на ней. Шкала электромагнитных волн есть отражение проявлений природы и наших знаний о них только на сегодняшний день. Чебоксары - 2004 20. Слайд учителя физики Гавриловой Галины Николаевны 1. Материалы данного проекта используются учениками с разным уровнем подготовленности для изучения, закрепления, повторения материала; подготовки к обобщающим, зачетным, контрольным работам и экзаменам. 2. Учитель и ученик стали сотрудничать в ходе создания проекта – презентации по инициативе не учителя, а ученика. 3. Проект потребовал от ученика и от учителя овладение навыками работы в Интернете, создал реальную возможность общения со всем миром. 4. Проект дал возможность дистанционного обучения детей не имеющих возможности посещать школу, но желающих приобрести знания. 5. Проект обеспечивает благоприятные условия самостоятельного изучения материала в выбранном темпе с различной глубиной погружения и желаемым числом повторений. 6. Проект качественно изменяет содержание методических разработок учителя, которые теперь могут быть предложены коллегам. 7. Проект – презентация, выполнен ученицей осмысленно, структурирована информация, произведены расчеты, построены графики, сделаны выводы, что значительно повышает качество исследовательской работы. Чебоксары - 2004 21. Литература. 1. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б.Физика 11. – М.: Просвещение, 1991. –С.157 – 158. 2. Башарин В.Ф., Горбушин Ш.А. Тезаурус курса физики средней школы: Фонд образовательного стандарта по физике средней школы (понятия, явления, законы, методы познания) («Для тех, кто учит – для тех, кто учится»).- Ижевск: Издательство Удмуртского университета, 2000. –С. 166 – 169. 3. Енохович А.С. Справочник по физике. - 2-е изд., перераб. И доп.- М.: Просвещение, 1990.-С.215. 4. Николаев С. Территория ТЕРА // Юный техник. – 2003. - №2. - С.12 – 19. 5. Доусвелл П. Неизвестное об известном. – М.: РОСМЭН, 2000. – С.79. 6. Крейг А., Росни К. НАУКА. Энциклопедия. – М.: РОСМЭН, 1998. - С.69. 7.Мэйнард К. Космос. Энциклопедия юного ученого. – М.: РОСМЭН, !999. – С.89. 8. Эллиот Л., Уилкокс У. ФИЗИКА. – М.: Наука, 1975. – С.356. 9. Демкин С. Сенсационные открытия доктора Цзян Каньчжена. Интернет. 10. Пути развития цивилизации. Взгляд из ХХI века: Сборник научных статей / Сост. Р.А. Парошина. – Красноярск, 2003. – С.64. 11. Уваров В.В. Волчок на столе. Природа торсионных полей. // Свет. - 1991. - №12. – С.21. Чебоксары - 2004
Цели урока:
Тип урока:
Форма проведения: лекция с презентацией
Карасёва Ирина Дмитриевна, 17.12.2017
3355 349
Содержимое разработки
Конспект урока на тему:
Виды излучений. Шкала электромагнитных волн
Урок разработан
учителем ГУ ЛНР «ЛОУСОШ № 18»
Карасёвой И.Д.
Цели урока: рассмотреть шкалу электромагнитных волн, дать характеристику волнам разных диапазонов частот; показать роль различных видов излучений в жизни человека, влияние различных видов излучений на человека; систематизировать материал по теме и углубить знания учащихся об электромагнитных волнах; развивать устную речь учащихся, творческие навыки учащихся, логику, память; познавательные способности; формировать интерес учащихся к изучению физики; воспитывать аккуратность, трудолюбие.
Тип урока: урок формирования новых знаний.
Форма проведения: лекция с презентацией
Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, презентация «Виды излучений.
Шкала электромагнитных волн»
Ход урока
Организационный момент.
Мотивация учебной и познавательной деятельности.
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 себе на службу самые различные его виды.
Постановка темы и целей урока.
Сегодня мы с вами совершим путешествие по шкале электромагнитных волн, рассмотрим виды электромагнитного излучения разных диапазонов частот. Запишите тему урока: «Виды излучений. Шкала электромагнитных волн» (Слайд 1)
Каждое излучение мы будем изучать по следующему обобщенному плану (Слайд 2) .Обобщенный план для изучения излучения:
1. Название диапазона
2. Длина волны
3. Частота
4. Кем был открыт
5. Источник
6. Приёмник (индикатор)
7. Применение
8. Действие на человека
В ходе изучения темы вы должны заполнить следующую таблицу:
Таблица "Шкала электромагнитных излучений"
| Название излучения | Длина волны | Частота | Кем было открыто | Источник | Приёмник | Применение | Действие на человека |
Изложение нового материала.
(Слайд 3)
Длина электромагнитных волн бывает самой различной: от значений порядка 10
13
м (низкочастотные колебания) до 10
-10
м (
-лучи). Свет составляет ничтожную часть широкого спектра электромагнитных волн. Тем не менее, именно при изучении этой малой части спектра были открыты другие излучения с необычными свойствами.
Принято выделять низкочастотное излучение, радиоизлучение, инфракрасные лучи, видимый свет, ультрафиолетовые лучи, рентгеновские лучи и
-излучение.
Самое коротковолновое -излучение испускает атомные ядра.
Принципиального различия между отдельными излучениями нет. Все они представляют собой электромагнитные волны, порождаемые заряженными частицами. Обнаруживаются электромагнитные волны, в конечном счете, по их действию на заряженные частицы. В вакууме излучение любой длины волны распространяется со скоростью 300 000 км/с. Границы между отдельными областями шкалы излучений весьма условны.
(Слайд 4)
Излучения различной длины волны отличаются друг от друга по способу их получения (излучение антенны, тепловое излучение, излучение при торможении быстрых электронов и др.) и методам регистрации.
Все перечисленные виды электромагнитного излучения порождаются также космическими объектами и успешно исследуются с помощью ракет, искусственных спутников Земли и космических кораблей. В первую очередь, это относится к рентгеновскому и -излучению, сильно поглощаемым атмосферой.
Количественные различия в длинах волн приводят к существенным качественным различиям.
Излучения различной длины волны очень сильно отличаются друг от друга по поглощению их веществом. Коротковолновые излучения (рентгеновское и особенно -лучи) поглощаются слабо. Непрозрачные для волн оптического диапазона вещества прозрачны для этих излучений. Коэффициент отражения электромагнитных волн также зависит от длины волны. Но главное различие между длинноволновым и коротковолновым излучениями в том, что коротковолновое излучение обнаруживает свойства частиц.
Рассмотрим каждое излучение.
(Слайд 5)
Низкочастотное излучение возникает в диапазоне частот от 3 · 10 -3 до 3 10 5 Гц. Этому излучению соответствует длина волны от 10 13 - 10 5 м. Излучением таких, сравнительно малых частот, можно пренебречь. Источником низкочастотного излучения являются генераторы переменного тока. Применяются при плавке и закалке металлов.
(Слайд 6)
Радиоволны занимают диапазон частот 3·10 5 - 3·10 11 Гц. Им соответствует длина волны 10 5 - 10 -3 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.
(Слайд 7)
Инфракрасное излучение занимает диапазон частот 3 · 10 11 - 3,85 · 10 14 Гц. Им соответствует длина волны 2·10 -3 - 7,6 ·10 -7 м.
Инфракрасное излучение было открыто в 1800 году астрономом Уильямом Гершелем. 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.
(Слайд 8)
Видимое излучение - единственный диапазон электромагнитных волн, воспринимаемым человеческим глазом. Световые волны занимают достаточно узкий диапазон: 380 - 670 нм ( = 3,85 10 14 - 8 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 представлений об окружающем мире.
(Слайд 9)
Ультрафиолетовое излучение, не видимое глазом электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между видимым и рентгеновским излучением в пределахдлин волн 3,8 ∙10 -7 - 3∙10 -9 м. (=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 ускоренно 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 вит 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 действием 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.
(Слайд 10)
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 другие космические объекты
Изоб ражения предметов в рентгеновском излучении получают на специальной рентгеновской фотопленке. Рентгеновское излучение можно регистрировать с помощью ионизационной камеры, сцинтилляционного счетчика, 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.
(Слайд 11)
Гамма излучение - коротковолновое электромагнитное излучение, занимающее весь диапазон частот = 8∙10 14 - 10 17 Гц, что соответствует длинам волн = 3,8·10 -7 - 3∙10 -9 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 названогамма-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.
(Слайд 12)
Итак, низкочастотное 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). К опасным видам излучения относятся: гамма-излучение, рентгеновские лучи и ультрафиолетовое излучение, остальные – безопасны.
Деление электромагнитных излучений по диапазонам условное. Четкой границы между областями нет. Названия областей сложились исторически, они лишь служат удобным средством классификации источников излучений.
(Слайд 13)
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)
5. Подведение итогов урока
В заключение урока учащиеся заканчивают работу над таблицей.
(Слайд 14)
Вывод:
Вся шкала электромагнитных волн является свидетельством того, что все излучения обладают одновременно квантовыми и волновыми свойствами.
Квантовые и волновые свойства в этом случае не исключают, а дополняют друг друга.
Волновые свойства ярче проявляются при малых частотах и менее ярко - при больших. И наоборот, квантовые свойства ярче проявляются при больших частотах и менее ярко - при малых.
Чем меньше длина волны, тем ярче проявляются квантовые свойства, а чем больше длина волны, тем ярче проявляются волновые свойства.
Все это служит подтверждением закона диалектики (переход количественных изменений в качественные).
Конспект (выучить), заполнить в таблице
последний столбец (действие ЭМИ на человека) и
подготовить сообщение о применении ЭМИ
Содержимое разработки
ГУ ЛНР «ЛОУСОШ № 18»
г. Луганска
Карасёва И.Д.
ОБОБЩЁННЫЙ ПЛАН ИЗУЧЕНИЯ ИЗЛУЧЕНИЯ
1. Название диапазона.
2. Длина волны
3. Частота
4. Кем был открыт
5. Источник
6. Приёмник (индикатор)
7. Применение
8. Действие на человека
ТАБЛИЦА «ШКАЛА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН»
Название излучения
Длина волны
Частота
Кем открыт
Источник
Приёмник
Применение
Действие на человека
Излучения отличаются друг от друга:
- по способу получения;
- по методу регистрации.
Количественные различия в длинах волн приводят к существенным качественным различиям, по-разному поглощаются веществом (коротковолновые излучения – рентгеновское и гамма-излучения) – поглощаются слабо.
Коротковолновое излучение обнаруживает свойства частиц.
Низкочастотные колебания
Длина волны (м)
10 13 - 10 5
Частота (Гц)
3 · 10 -3 - 3 · 10 5
Источник
Реостатный альтернатор, динамомашина,
Вибратор Герца,
Генераторы в электрических сетях (50 Гц)
Машинные генераторы повышенной (промышленной) частоты (200 Гц)
Телефонные сети (5000Гц)
Звуковые генераторы (микрофоны, громкоговорители)
Приемник
Электрические приборы и двигатели
История открытия
Оливер Лодж (1893 г.), Никола Тесла (1983)
Применение
Кино, радиовещание (микрофоны, громкоговорители)
Радиоволны
Длина волны(м)
Частота(Гц)
10 5 - 10 -3
Источник
3 · 10 5 - 3 · 10 11
Колебательный контур
Макроскопические вибраторы
Звёзды, галактики, метагалактики
Приемник
История открытия
Искры в зазоре приемного вибратора (вибратор Герца)
Свечение газоразрядной трубки, когерера
Б. Феддерсен (1862 г.), Г. Герц (1887 г.), А.С. Попов, А.Н. Лебедев
Применение
Сверхдлинные - Радионавигация, радиотелеграфная связь, передача метеосводок
Длинные – Радиотелеграфная и радиотелефонная связь, радиовещание, радионавигация
Средние - Радиотелеграфия и радиотелефонная связь радиовещание, радионавигация
Короткие - радиолюбительская связь
УКВ - космическая радио связь
ДМВ - телевидение, радиолокация, радиорелейная связь, сотовая телефонная связь
СМВ- радиолокация, радиорелейная связь, астронавигация, спутниковое телевидение
ММВ - радиолокация
Инфракрасное излучение
Длина волны(м)
2 · 10 -3 - 7,6∙10 -7
Частота (Гц)
3∙10 11 - 3,85∙10 14
Источник
Любое нагретое тело: свеча, печь, батарея водяного отопления, электрическая лампа накаливания
Человек излучает электромагнитные волны длиной 9 · 10 -6 м
Приемник
Термоэлементы, болометры, фотоэлементы, фоторезисторы, фотопленки
История открытия
У. Гершель (1800 г.), Г. Рубенс и Э. Никольс (1896 г.),
Применение
В криминалистике, фотографирование земных объектов в тумане и темноте, бинокль и прицелы для стрельбы в темноте, прогревание тканей живого организма (в медицине), сушка древесины и окрашенных кузовов автомобилей, сигнализация при охране помещений, инфракрасный телескоп.
Видимое излучение
Длина волны(м)
6,7∙10 -7 - 3,8 ∙10 -7
Частота(Гц)
4∙10 14 - 8 ∙10 14
Источник
Солнце, лампа накаливания, огонь
Приемник
Глаз, фотопластинка, фотоэлементы, термоэлементы
История открытия
М. Меллони
Применение
Зрение
Биологическая жизнь
Ультрафиолетовое излучение
Длина волны(м)
3,8 ∙10 -7 - 3∙10 -9
Частота(Гц)
8 ∙ 10 14 - 3 · 10 16
Источник
Входят в состав солнечного света
Газоразрядные лампы с трубкой из кварца
Излучаются всеми твердыми телами, у которых температура больше 1000 ° С, светящиеся (кроме ртути)
Приемник
Фотоэлементы,
Фотоумножители,
Люминесцентные вещества
История открытия
Иоганн Риттер, Лаймен
Применение
Промышленная электроника и автоматика,
Люминисценнтные лампы,
Текстильное производство
Стерилизация воздуха
Медицина, косметология
Рентгеновское излучение
Длина волны(м)
10 -12 - 10 -8
Частота(Гц)
3∙10 16 - 3 · 10 20
Источник
Электронная рентгеновская трубка (напряжение на аноде – до 100 кВ, катод – накаливаемая нить, излучение – кванты большой энергии)
Солнечная корона
Приемник
Фотопленка,
Свечение некоторых кристаллов
История открытия
В. Рентген, Р. Милликен
Применение
Диагностика и лечение заболеваний (в медицине), Дефектоскопия (контроль внутренних структур, сварных швов)
Гамма - излучение
Длина волны(м)
3,8 · 10 -7 - 3∙10 -9
Частота(Гц)
8∙10 14 - 10 17
Энергия(ЭВ)
9,03 10 3 – 1, 24 10 16 Эв
Источник
Радиоактивные атомные ядра, ядерные реакции, процессы превращения вещества в излучение
Приемник
счетчики
История открытия
Поль Виллар (1900 г.)
Применение
Дефектоскопия
Контроль технологических процессов
Исследование ядерных процессов
Терапия и диагностика в медицине
ОБЩИЕ СВОЙСТВА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ
физическая природа
всех излучений одинакова
все излучения распространяются
в вакууме с одинаковой скоростью,
равной скорости света
все излучения обнаруживают
общие волновые свойства
поляризация
отражение
преломление
дифракция
интерференция
- Вся шкала электромагнитных волн является свидетельством того, что все излучения обладают одновременно квантовыми и волновыми свойствами.
- Квантовые и волновые свойства в этом случае не исключают, а дополняют друг друга.
- Волновые свойства ярче проявляются при малых частотах и менее ярко - при больших. И наоборот, квантовые свойства ярче проявляются при больших частотах и менее ярко - при малых.
- Чем меньше длина волны, тем ярче проявляются квантовые свойства, а чем больше длина волны, тем ярче проявляются волновые свойства.
- § 68 (читать)
- заполнить последний столбец таблицы (действие ЭМИ на человека)
- подготовить сообщение о применении ЭМИ
Низкочастотные колебания
Длина волны (м)
10 13 - 10 5
Частота (Гц)
3 · 10 -3 - 3 · 10 5
Источник
Реостатный альтернатор, динамомашина,
Вибратор Герца,
Генераторы в электрических сетях (50 Гц)
Машинные генераторы повышенной (промышленной) частоты (200 Гц)
Телефонные сети (5000Гц)
Звуковые генераторы (микрофоны, громкоговорители)
Приемник
Электрические приборы и двигатели
История открытия
Оливер Лодж (1893 г.), Никола Тесла (1983)
Применение
Кино, радиовещание (микрофоны, громкоговорители)
Радиоволны
Длина волны(м)
10 5 - 10 -3
Частота(Гц)
3 · 10 5 - 3 · 10 11
Источник
Колебательный контур
Макроскопические вибраторы
Звёзды, галактики, метагалактики
Приемник
Искры в зазоре приемного вибратора (вибратор Герца)
Свечение газоразрядной трубки, когерера
История открытия
Б. Феддерсен (1862 г.), Г. Герц (1887 г.), А.С. Попов, А.Н. Лебедев
Применение
Сверхдлинные - Радионавигация, радиотелеграфная связь, передача метеосводок
Длинные – Радиотелеграфная и радиотелефонная связь, радиовещание, радионавигация
Средние - Радиотелеграфия и радиотелефонная связь радиовещание, радионавигация
Короткие - радиолюбительская связь
УКВ - космическая радио связь
ДМВ - телевидение, радиолокация, радиорелейная связь, сотовая телефонная связь
СМВ- радиолокация, радиорелейная связь, астронавигация, спутниковое телевидение
ММВ - радиолокация
Инфракрасное излучение
Длина волны(м)
2 · 10 -3 - 7,6∙10 -7
Частота (Гц)
3∙10 11 - 3,85∙10 14
Источник
Любое нагретое тело: свеча, печь, батарея водяного отопления, электрическая лампа накаливания
Человек излучает электромагнитные волны длиной 9 · 10 -6 м
Приемник
Термоэлементы, болометры, фотоэлементы, фоторезисторы, фотопленки
История открытия
У. Гершель (1800 г.), Г. Рубенс и Э. Никольс (1896 г.),
Применение
В криминалистике, фотографирование земных объектов в тумане и темноте, бинокль и прицелы для стрельбы в темноте, прогревание тканей живого организма (в медицине), сушка древесины и окрашенных кузовов автомобилей, сигнализация при охране помещений, инфракрасный телескоп,
Видимое излучение
Длина волны(м)
6,7∙10 -7 - 3,8 ∙10 -7
Частота(Гц)
4∙10 14 - 8 ∙10 14
Источник
Солнце, лампа накаливания, огонь
Приемник
Глаз, фотопластинка, фотоэлементы, термоэлементы
История открытия
М. Меллони
Применение
Зрение
Биологическая жизнь
Ультрафиолетовое излучение
Длина волны(м)
3,8 ∙10 -7 - 3∙10 -9
Частота(Гц)
8 ∙ 10 14 - 3 · 10 16
Источник
Входят в состав солнечного света
Газоразрядные лампы с трубкой из кварца
Излучаются всеми твердыми телами, у которых температура больше 1000 ° С, светящиеся (кроме ртути)
Приемник
Фотоэлементы,
Фотоумножители,
Люминесцентные вещества
История открытия
Иоганн Риттер, Лаймен
Применение
Промышленная электроника и автоматика,
Люминисценнтные лампы,
Текстильное производство
Стерилизация воздуха
Медицина, косметология
Рентгеновское излучение
Длина волны(м)
10 -12 - 10 -8
Частота(Гц)
3∙10 16 - 3 · 10 20
Источник
Электронная рентгеновская трубка (напряжение на аноде – до 100 кВ, катод – накаливаемая нить, излучение – кванты большой энергии)
Солнечная корона
Приемник
Фотопленка,
Свечение некоторых кристаллов
История открытия
В. Рентген, Р. Милликен
Применение
Диагностика и лечение заболеваний (в медицине), Дефектоскопия (контроль внутренних структур, сварных швов)
Гамма - излучение
Длина волны(м)
3,8 · 10 -7 - 3∙10 -9
Частота(Гц)
8∙10 14 - 10 17
Энергия(ЭВ)
9,03 10 3 – 1, 24 10 16 Эв
Источник
Радиоактивные атомные ядра, ядерные реакции, процессы превращения вещества в излучение
Приемник
счетчики
История открытия
Поль Виллар (1900 г.)
Применение
Дефектоскопия
Контроль технологических процессов
Исследование ядерных процессов
Терапия и диагностика в медицине
ОБЩИЕ СВОЙСТВА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ
физическая природа
всех излучений одинакова
все излучения распространяются
в вакууме с одинаковой скоростью,
равной скорости света
все излучения обнаруживают
общие волновые свойства
поляризация
отражение
преломление
дифракция
интерференция
ВЫВОД:
Вся шкала электромагнитных волн является свидетельством того, что все излучения обладают одновременно квантовыми и волновыми свойствами. Квантовые и волновые свойства в этом случае не исключают, а дополняют друг друга. Волновые свойства ярче проявляются при малых частотах и менее ярко - при больших. И наоборот, квантовые свойства ярче проявляются при больших частотах и менее ярко - при малых. Чем меньше длина волны, тем ярче проявляются квантовые свойства, а чем больше длина волны, тем ярче проявляются волновые свойства.
ШКАЛА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ Ученица 11 класса Егян Ани
Вся информация от звезд, туманностей, галактик и других астрономических объектов поступает в виде электромагнитного излучения. Электромагнитное излучение
Длины электромагнитных волн радиодиапазона заключены в пределах от 10 км до 0,001 м (1 мм). Диапазон от 1 мм до видимого излучения называется инфракрасным диапазоном. Электромагнитные волны с длиной волны короче 390 нм называются ультрафиолетовыми волнами. Наконец, в самой коротковолновой части спектра лежит излучение рентгеновского и гамма-диапазона.
Интенсивность излучения
Всякое излучение можно рассматривать как поток квантов – фотонов, распространяющихся со скоростью света, равной c = 299 792 458 м/с. Скорость света связана с длиной и частотой волны соотношением c = λ ∙ ν
Энергию квантов света E можно найти, зная его частоту: E = h ν , где h – постоянная Планка, равная h ≈ 6,626∙10 –34 Дж∙с. Энергия квантов измеряется в джоулях или электрон-вольтах: 1 эВ = 1,6∙10 –19 Дж. Кванту с энергией в 1 эВ соответствует длина волны λ = 1240 нм. Глаз человека воспринимает излучение, длина волны которого находится в промежутке от λ = 390 нм (фиолетовый свет) до λ = 760 нм (красный свет). Это – видимый диапазон.
Принято выделять низкочастотное излучение, радиоизлучение, инфракрасные лучи, видимый свет, ультрафиолетовые лучи, рентгеновские лучи и g-излучение. Со всеми этими излучениями, кроме g -излучения, вы уже знакомы. Самое коротковолновое g -излучение испускают атомные ядра. Принципиального различия между отдельными излучениями нет. Все они представляют собой электромагнитные волны, порождаемые заряженными частицами. Обнаруживаются электромагнитные волны в конечном счете по их действию на заряженные частицы. Границы между отдельными областями шкалы излучений весьма условны. Излучения различной длины волны отличаются друг от друга по способу их получения (излучение антенны, тепловое излучение, излучение при торможении быстрых электронов и др.) и методам регистрации.
По мере уменьшения длины волны количественные различия в длинах волн приводят к существенным качественным различиям.
Радиоволны
Радиоволны Длина волны(м) 10 5 - 10 -3 Частота(Гц) 3 ·10 3 - 3 ·10 11 Энергия(ЭВ) 1,24 ·10-10 - 1,24 · 10 -2 Источник Колебательный контур Макроскопические вибраторы Приемник Искры в зазоре приемного вибратора Свечение газоразрядной трубки, когерера История открытия Феддерсен (1862 г.), Герц (1887 г.), Попов, Лебедев, Риги Применение Сверхдлинные - Радионавигация, радиотелеграфная связь, передача метеосводок Длинные – Радиотелеграфная и радиотелефонная связь, радиовещание, радионавигация Средние - Радиотелеграфия и радиотелефонная связь радиовещание, радионавигация Короткие - радиолюбительская связь УКВ - космическая радио связь ДМВ - телевидение, радиолокация, радиорелейная связь, сотовая телефонная связь СМВ- радиолокация, радиорелейная связь, астронавигация, спутниковое телевидение ММВ - радиолокация
Инфракрасное излучение Длина волны(м) 2 ·10 -3 - 7,6· 10 -7 Частота(Гц) 3 ·10 11 - 3 ·10 14 Энергия(ЭВ) 1,24· 10 -2 – 1,65 Источник Любое нагретое тело: свеча, печь, батарея водяного отопления, электрическая лампа накаливания Человек излучает электромагнитные волны длиной 9 10 -6 м Приемник Термоэлементы, болометры, фотоэлементы, фоторезисторы, фотопленки История открытия Рубенс и Никольс (1896 г.), Применение В криминалистике, фотографирование земных объектов в тумане и темноте, бинокль и прицелы для стрельбы в темноте, прогревание тканей живого организма (в медицине), сушка древесины и окрашенных кузовов автомобилей, сигнализация при охране помещений, инфракрасный телескоп,
Рентгеновское излучение
Длина волны менее 0,01 нм. Самое высокоэнергетическое излучение. Имеет огромную проникающую способность, оказывает сильное биологическое воздействие. Применение: В медицине, производстве (гамма-дефектоскопия). Гамма-излучение
Гамма-излучение зарегистрировано от Солнца, активных ядер галактик, квазаров. Но самое поразительное открытие в гамма- астрономии сделано при регистрации гамма- всплесков. Распределение гамма - вспышек на небесной сфере
Вся шкала электромагнитных волн является свидетельством того, что все излучения обладают одновременно квантовыми и волновыми свойствами. Квантовые и волновые свойства в этом случае не исключают, а дополняют друг друга. Волновые свойства ярче проявляются при малых частотах и менее ярко - при больших. И наоборот, квантовые свойства ярче проявляются при больших частотах и менее ярко - при малых. Чем меньше длина волны, тем ярче проявляются квантовые свойства, а чем больше длина волны, тем ярче проявляются волновые свойства. Все это служит подтверждением закона диалектики (переход количественных изменений в качественные). Вывод
