Що таке шкала електромагнітних випромінювань Тема: «Види випромінювань

Земцова Катерина.

Дослідницька робота.

Завантажити:

Попередній перегляд:

Щоб скористатися попереднім переглядом презентацій, створіть собі обліковий запис Google і увійдіть до нього: https://accounts.google.com

Підписи до слайдів:

"Шкала електромагнітних випромінювань." Роботу виконала учениця 11 класу: Земцова Катерина Керівник: Фірсова Наталія Євгенівна Волгоград 2016

Зміст Введення Електромагнітне випромінювання Шкала електромагнітних випромінювань Радіохвилі Вплив радіохвиль на організм людини Як можна захиститися від радіохвиль? Інфрачервоне випромінювання Вплив інфрачервоного випромінювання Ультрафіолетове випромінювання Рентгенівське випромінювання Вплив рентгена на людину Вплив ультрафіолетового випромінювання Гамма-випромінювання Вплив радіаційного випромінюванняна живий організм Висновки

Електромагнітні хвилі - неминучі супутники побутового комфорту. Вони пронизують простір навколо нас і наші тіла: джерела ЕМ-випромінювання зігрівають та освітлюють будинки, служать для приготування їжі, забезпечують миттєвий зв'язок із будь-яким куточком світу.

Актуальність Вплив електромагнітних хвиль на організм людини сьогодні є предметом частих суперечок. Однак, небезпечні не самі електромагнітні хвилі, без яких дійсно жоден апарат не зміг би працювати, а їхня інформаційна складова, яку не можна виявити звичайними осцилографами. * Осцилограф - прилад, призначений для дослідження амплітудних параметрів електричного сигналу *

Завдання: Розглянути кожен вид електромагнітного випромінювання докладно Виявити, який вплив він впливає на здоров'я людини

Електромагнітне випромінювання - це обурення, що поширюється в просторі (зміна стану) електромагнітного поля. Електромагнітне випромінювання підрозділяється на: радіохвилі (починаючи з наддовгих), інфрачервоне випромінювання, ультрафіолетове випромінювання, рентгенівське випромінюваннягама випромінювання (жорстке)

Шкала електромагнітних випромінювань – сукупність усіх діапазонів частот електромагнітного випромінювання. В якості спектральної характеристикиелектромагнітного випромінювання використовують наступні величини: Довжина хвилі Частота коливань Енергія фотона (кванта електромагнітного поля)

Радіохвилі - електромагнітне випромінюванняз довжинами хвиль у електромагнітний спектрдовше за інфрачервоне світло. Радіохвилі мають частоту від 3 кГц до 300 ГГц і відповідну довжину хвилі від 1 міліметра до 100 кілометрів. Як і всі інші електромагнітні хвилі, радіохвилі поширюються зі швидкістю світла. Природними джереламирадіохвиль є блискавки та астрономічні об'єкти. Штучно створені радіохвилі використовуються для стаціонарного та мобільного радіозв'язку, радіомовлення, радіолокації та інших навігаційних систем, супутників зв'язку, комп'ютерних мережта інших незліченних додатків.

Радіохвилі поділяються на частотні діапазони: довгі хвилі, середні хвилі, короткі хвилі, і ультракороткі хвилі. Хвилі цього діапазону називаються довгими, оскільки їх низька частота відповідає велика довжина хвилі. Вони можуть поширюватися на тисячі кілометрів, оскільки здатні огинати земну поверхню. Тому багато міжнародних радіостанцій ведуть мовлення на довгих хвилях. Довгі хвилі.

Поширюються не дуже великі відстаніоскільки можуть відбиватися тільки від іоносфери (одного з шарів атмосфери Землі). Передачі на середніх хвиль краще приймають вночі, коли підвищується відбивна здатність іоносферного шару. Середні хвилі

Короткі хвилі багаторазово відбиваються від поверхні Землі і від іоносфери, завдяки чому поширюються на дуже великі відстані. Передачі радіостанції, що працює на коротких хвилях, можна приймати з іншого боку земної кулі. -можуть відбиватися тільки від поверхні Землі і тому придатні для мовлення лише на дуже малі відстані. На хвилях УКХ-діапазону часто передають стереозвук, тому що на них слабші перешкоди. Ультракороткі хвилі (УКХ)

Вплив радіохвиль на організм людини За якими параметрами різниться вплив радіохвиль на організм? Термічну дію можна пояснити на прикладі людського тіла: зустрічаючи по дорозі перешкода – тіло людини, хвилі проникають у нього. У людини вони поглинаються верхнім шаромшкіри. При цьому утворюється теплова енергія, що виводиться системою кровообігу 2. Нетермічна дія радіохвиль. Типовий приклад – хвилі, що походять від антени мобільного телефону. Тут можна звернути увагу на досліди, які проводять вчені з гризунами. Вони змогли довести вплив на них нетермічних радіохвиль. Однак, не зуміли довести їхню шкоду на організм людини. Чим успішно користуються і прихильники, і противники мобільного зв'язкуманіпулюючи свідомістю людей.

Шкірний покрив людини, точніше його зовнішні шари, абсорбує (поглинає) радіохвилі, внаслідок чого виділяється тепло, яке абсолютно точно можна зафіксувати експериментально. Максимально допустиме підвищення температури для організму людини становить 4 градуси. З цього випливає, що для серйозних наслідків людина повинна зазнавати тривалого впливу досить потужних радіохвиль, що малоймовірно у повсякденних. побутових умовах. Широко відомо, що електромагнітне випромінювання перешкоджає якісному прийому телесигналу. Смертельно небезпечні радіохвилі для власників електричних кардіостимуляторів – останні мають чіткий пороговий рівень, вище якого електромагнітне випромінювання, що оточує людину, не підніматиметься.

Прилади, з якими людина стикається у процесі своєї життєдіяльності мобільні телефони; радіопередаючі антени; радіотелефони системи DECT; мережеві бездротові пристрої; Bluetooth-пристрої; сканери тіла; бебіфони; побутові електроприлади; високовольтні лінії електропередач.

Як можна захиститися від радіохвиль? Єдиний дієвий метод– перебувати від них далі. Доза випромінювання знижується пропорційно відстані: тим менше, що далі від випромінювача перебуває людина. Побутові прилади (дрилі, пилососи) утворюють електромагнітні поля навколо шнура живлення за умови неграмотно встановленої електропроводки. Чим більше потужністьприладу, тим більше його вплив. Захиститися можна їх розташуванням якнайдалі від людей. Прилади, що не використовуються, повинні відключатися від мережі.

Інфрачервоне випромінювання також називають «тепловим» випромінюванням, оскільки інфрачервоне випромінювання від нагрітих предметів сприймається шкірою як відчуття тепла. При цьому довжини хвиль, що випромінюються тілом, залежать від температури нагрівання: чим вища температура, тим коротша довжина хвилі і вища інтенсивність випромінювання. Спектр випромінювання абсолютно чорного тіла за відносно невисоких (до кількох тисяч Кельвінів) температур лежить в основному саме в цьому діапазоні. Інфрачервоне випромінювання випромінюють збуджені атоми чи іони. Інфрачервоне випромінювання

Глибина проникнення і прогріву організму інфрачервоним випромінюванням залежить від довжини хвилі. Короткохвильове випромінювання здатне проникати в організм на глибину кількох сантиметрів і нагріває внутрішні органи, тоді як довгохвильове випромінювання затримується вологою, що міститься в тканинах, і підвищує температуру покривів тіла. Особливо небезпечним є вплив інтенсивного інфрачервоного випромінювання на мозок - воно може викликати тепловий удар. На відміну від інших видів випромінювань, наприклад рентгенівського, НВЧ та ультрафіолету, інфрачервоне випромінювання нормальної інтенсивності не надає негативного впливуна організм. Вплив інфрачервоного випромінювання організм

Ультрафіолетове випромінювання – це невидиме оком електромагнітне випромінювання, що розташовується на спектрі між видимим та рентгенівським випромінюваннями. Ультрафіолетове випромінювання Діапазон ультрафіолетового випромінювання, що сягає поверхні Землі, становить 400 – 280 нм, а короткі хвилі, що від Сонця поглинаються ще стратосфері з допомогою озонового шару.

Властивості УФ випромінювання хімічна активність(прискорює перебіг хімічних реакційі біологічних процесів) проникаюча здатність знищення мікроорганізмів, сприятливий вплив на організм людини (у невеликих дозах) здатністю викликати люмінесценцію речовин (їх свічення з різним забарвленням світла, що випускається)

Вплив ультрафіолетового випромінювання Вплив ультрафіолетового випромінювання на шкіру, що перевищує природну захисну здатністьшкіри до засмаги, призводить до опіків різного ступеня. Ультрафіолетове випромінювання може призводити до утворення мутацій (ультрафіолетовий мутагенез). Утворення мутацій, своєю чергою, може викликати рак шкіри, меланому шкіри та її передчасне старіння. Ефективним засобом захисту від ультрафіолетового випромінювання служить одяг і спеціальні креми від засмаги c числом «SPF» більше 10. Ультрафіолетове випромінювання середньохвильового діапазону (280-315 нм) практично невідчутне для очей людини і в основному поглинається епітелієм рогівки, що при інтенсивному - опік рогівки (електроофтальмія). Це проявляється посиленою сльозотечею, світлобоязню, набряком епітелію рогівки. Для захисту очей використовуються спеціальні захисні окуляри, що затримують до 100% ультрафіолетового випромінювання та прозорі у видимому спектрі. Для ще більш коротких хвиль немає відповідного за прозорістю матеріалу для лінз об'єктива, і доводиться застосовувати відбивну оптику - увігнуті дзеркала.

Рентгенівське випромінювання - електромагнітні хвилі, енергія фотонів яких лежить на шкалі електромагнітних хвиль між ультрафіолетовим випромінюваннямі гамма-випромінюванням Застосування рентгенівського випромінювання в медицині Причиною застосування рентгенівського випромінювання в діагностиці послужила їхня висока проникаюча здатність. Спочатку після відкриття, рентгенівське випромінювання використовувалося здебільшого, для дослідження переломів кісток і визначення розташування сторонніх тіл (наприклад, куль) в тілі людини. Нині застосовують кілька методів діагностики з допомогою рентгенівських променів.

Рентгеноскопія Після проходження рентгенівських променів через тіло пацієнта лікар спостерігає його тіньове зображення. Між екраном та очима лікаря має бути встановлене свинцеве вікно для того, щоб захистити лікаря від шкідливої ​​дії рентгенівських променів. Цей метод дозволяє вивчити функціональний стан деяких органів. Недоліки цього – недостатньо контрастні зображення і порівняно великі дози випромінювання, одержувані пацієнтом під час процедури. Флюорографія Використовують зазвичай для попереднього дослідження стану внутрішніх органів пацієнтів за допомогою малих доз рентгенівського випромінювання. Рентгенографія Це метод дослідження за допомогою рентгенівських променів, під час якого зображення записується на фотографічну плівку. Рентгенівські фотографії містять більше деталей і тому є більш інформативними. Можуть бути збережені для подальшого аналізу. Загальна доза випромінювання менша, ніж застосована в рентгеноскопії.

Рентгенівське випромінювання є іонізуючим. Воно впливає на тканини живих організмів і може бути причиною променевої хвороби, променевих опіків та злоякісних пухлин. Тому при роботі з рентгенівським випромінюванням необхідно дотримуватися заходів захисту. Вважається, що поразка прямо пропорційно поглиненою дозою випромінювання. Рентгенівське випромінювання є мутагенним фактором.

Вплив рентгена на організм Рентгенівські промені мають велику проникаючу здатність, тобто. вони здатні безперешкодно проникати крізь органи, що вивчаються, і тканини. Вплив рентгена на організм проявляється тим, що рентгенівське випромінювання іонізує молекули речовин, що призводить до порушення початкової структури молекулярної будови клітин. Тим самим формуються іони (позитивно чи негативно заряджені частинки), і навіть молекули, що стають активними. Ці зміни тією чи іншою мірою можуть бути причиною розвитку променевих опіків шкіри та слизових, променевої хвороби, а також мутацій, що призводить до формування пухлини, у тому числі й злоякісної. Однак ці зміни можуть виникнути лише в тому випадку, якщо тривалість та частота впливу рентгену на організм є значною. Чим потужніший рентгенівський промінь і чим триваліший вплив, тим вищий ризик отримання негативних ефектів.

У сучасній рентгенології використовуються прилади, які мають дуже маленьку енергію променя. Вважається, що ризик розвитку онкологічних захворюваньпісля проведення одного стандартного рентгенівського дослідження вкрай малий і не перевищує 1 тисячної відсотка. У клінічній практицізастосовується дуже короткий проміжок часу за умови, що потенційна користь від отримання даних про стан організму, значно вища за його потенційну небезпеку. Лікарі-рентгенологи, а також техніки та лаборанти повинні дотримуватися обов'язкових заходів захисту. Лікар, який проводить маніпуляцію одягається в спеціальний захисний фартух, який є захисними свинцевими пластинами. Крім того, лікарі-рентгенологи мають індивідуальний дозиметр і як тільки він зафіксує, що доза опромінення велика, лікар усувається від роботи з рентгеном. Таким чином, рентгенівське випромінювання, хоч і має потенційно небезпечні ефекти щодо організму, на практиці безпечне.

Гамма-випромінювання - вид електромагнітного випромінювання з надзвичайно малою довжиною хвилі - менше 2 10-10 м має найвищу проникаючу здатність. Такий вид випромінювання може затримати товста свинцева чи бетонна плита. Небезпека радіації полягає в її іонізуючому випромінюванні, що взаємодіє з атомами та молекулами, які цей вплив перетворює на позитивне заряджені іони, тим самим розриваючи хімічні зв'язкимолекул, що становлять живі організми, та викликаючи біологічно важливі зміни.

Потужність дози - показує яку дозу опромінення протягом часу отримає предмет, чи живий організм. Одиниця виміру - Зіверт/год. Річні ефективні еквівалентні дози, мкЗв/рік Космічне випромінювання 32 Опромінення від будматеріалів та на місцевості 37 Внутрішнє опромінення 37 Радон-222, Радон-220 126 Медичні процедури 169 Випробування ядерної зброї 1,5 Ядерна енергетика 0,01 Всього 400

Таблиця результатів одноразового впливу гамма-випромінювань на організм людини, що вимірюється в зівертах.

Вплив радіаційного випромінювання на живий організм викликає в ньому різні оборотні та незворотні біологічні зміни. І ці зміни поділяються на дві категорії - соматичні зміни, що викликаються безпосередньо у людини, та генетичні, що виникають у нащадків. Тяжкість впливу радіації на людину залежить від того, як відбувається ця дія - відразу або порціями. Більшість органів встигає відновитися в тій чи іншій мірі від радіації, тому вони краще переносять серію короткочасних доз порівняно з тією ж сумарною дозою опромінення, що отримується за один раз. Червоний кістковий мозок і органи кровотворної системи, репродуктивні органи та органи зору найбільш сильно схильні до впливу радіації Діти сильніше схильні до впливу радіації, ніж доросла людина. Більшість органів дорослої людини не так схильні до радіації - це нирки, печінка, сечовий міхурхрящових тканин.

Висновки Детально розглянуті види електромагнітного випромінювання Виявлено, що інфрачервоне випромінювання при нормальній інтенсивності не впливає на організм рентгенівське випромінювання може бути причиною променевих опіків і злоякісних пухлин гама

Дякую за увагу

Цілі уроку:

Тип уроку:

Форма проведення:лекція з презентацією

Карасьова Ірина Дмитрівна, 17.12.2017

2492 287

Вміст розробки

Конспект уроку на тему:

Види випромінювань. Шкала електромагнітних хвиль

Урок розроблено

вчителем ГУ ЛНР «ЛОУСОШ № 18»

Карасьової І.Д.

Цілі уроку:розглянути шкалу електромагнітних хвиль, дати характеристику хвиль різних діапазонівчастот; показати роль різних видів випромінювань у житті, вплив різних видів випромінювань на людини; систематизувати матеріал за темою та поглибити знання учнів про електромагнітні хвилі; розвивати усне мовленняучнів, творчі навички учнів, логіку, пам'ять; пізнавальні здібності; формувати інтерес учнів до вивчення фізики; виховувати акуратність, працьовитість.

Тип уроку:урок формування нових знань

Форма проведення:лекція з презентацією

Обладнання:комп'ютер, мультимедійний проектор, презентація «Види випромінювань.

Шкала електромагнітних хвиль»

Хід уроку

Організаційний момент.

Мотивація навчальної та пізнавальної діяльності.

Всесвіт – це океан електромагнітних випромінювань. Люди живуть у ньому, здебільшого, не помічаючи хвиль, що пронизують навколишній простір. Гріючись біля каміна або запалюючи свічку, людина змушує працювати джерело цих хвиль, не замислюючись про їхні властивості. Знання - сила: відкривши природу електромагнітного випромінювання, людство протягом XX століття освоїло і поставило собі на службу різні його види.

Постановка теми та цілей уроку.

Сьогодні ми з вами здійснимо подорож шкалою електромагнітних хвиль, розглянемо види електромагнітного випромінювання різних діапазонів частот. Запишіть тему уроку: «Види випромінювань. Шкала електромагнітних хвиль» (Слайд 1)

Кожне випромінювання ми вивчатимемо за наступним узагальненим планом (Слайд 2).Узагальнений план вивчення випромінювання:

1. Назва діапазону

2. Довжина хвилі

3. Частота

4. Ким було відкрито

5. Джерело

6. Приймач (індикатор)

7. Застосування

8. Дія на людину

Під час вивчення теми ви маєте заповнити таку таблицю:

Таблиця "Шкала електромагнітних випромінювань"

Викладення нового матеріалу.

(Слайд 3)

Довжина електромагнітних хвиль буває різною: від значень порядку 10 13 м (низькочастотні коливання) до 10 -10 м ( -Промені). Світло становить незначну частину широкого спектра електромагнітних хвиль. Тим не менш, саме при вивченні цієї малої частини спектру були відкриті інші випромінювання з незвичайними властивостями.
Прийнято виділяти низькочастотне випромінювання, радіовипромінювання, інфрачервоні промені, видиме світло, ультрафіолетові промені, рентгенівське промінняі -випромінювання.Найбільш короткохвильове -випромінювання випромінює атомні ядра.

Принципової різниці між окремими випромінюваннями немає. Всі вони є електромагнітними хвилями, що породжуються зарядженими частинками. Виявляються електромагнітні хвилі, зрештою, за їх впливом на заряджені частки . У вакуумі випромінювання будь-якої довжини хвилі поширюється зі швидкістю 300 000 км/с.Межі між окремими областями шкали випромінювань дуже умовні.

(Слайд 4)

Випромінювання різної довжини хвилі відрізняються один від одного за способом їх отримання(випромінювання антени, теплове випромінювання, випромінювання при гальмуванні швидких електронів та ін.) та методів реєстрації.

Всі перелічені види електромагнітного випромінювання породжуються також космічними об'єктами та успішно досліджуються за допомогою ракет, штучних супутниківЗемлі та космічних кораблів. Насамперед, це стосується рентгенівського і -випромінювання, що сильно поглинається атмосферою.

Кількісні відмінності у довжинах хвиль призводять до суттєвих якісних відмінностей.

Випромінювання різної довжини хвилі дуже відрізняються один від одного по поглинанню їх речовиною. Короткохвильові випромінювання (рентгенівське та особливо -Промені) поглинаються слабо. Непрозорі хвиль оптичного діапазону речовини прозорі для цих випромінювань. Коефіцієнт відбиття електромагнітних хвиль також залежить від довжини хвилі. Але головна відмінність між довгохвильовим та короткохвильовим випромінюваннями в тому, що короткохвильове випромінювання виявляє властивості частинок.

Розглянемо кожне випромінювання.

(Слайд 5)

Низькочастотне випромінюваннявиникає у діапазоні частот від 3 · 10 -3 до 3 10 5 Гц. Цьому випромінюванню відповідає довжина хвилі від 1013 - 105 м. Випроміненням таких, порівняно малих частот, можна знехтувати. Джерелом низькочастотного випромінювання є генератори змінного струму. Застосовуються при плавці та загартуванні металів.

(Слайд 6)

Радіохвилізаймають діапазон частот 3 · 10 5 - 3 · 10 11 Гц. Їм відповідає довжина хвилі 105 - 10 -3 м. Джерелом радіохвиль, так само як інизькочастотного випромінювання є змінний струм. Також джерелом є генератор радіочастот, зірки, у тому числі Сонце, галактики та метагалактики. Індикаторами є вібратор Герца, коливальний контур.

Велика частота радіохвиль, в порівнянні знизькочастотним випромінюванням призводить до помітного випромінювання радіохвиль у простір. Це дозволяє використовувати їх передачі інформації на різні відстані. Передаються мова, музика (радіомовлення), телеграфні сигнали (радіозв'язок), зображення різних об'єктів (радіолокація).

Радіохвилі використовуються для вивчення структури речовини та властивостей того середовища, в якому вони поширюються. Дослідження радіовипромінювання космічних об'єктів – предмет радіоастрономії. У радіометеорології вивчають процеси за характеристиками хвиль, що приймаються.

(Слайд 7)

Інфрачервоне випромінюваннязаймає діапазон частот 3 · 1011 - 3,85 · 1014 Гц. Їм відповідає довжина хвилі 2 · 10 -3 - 7,6 · 10 -7 м.

Інфрачервоне випромінювання було відкрито 1800 року астрономом Вільямом Гершелем. Вивчаючи підвищення температури термометра, що нагрівається видимим світлом, Гершель виявив найбільше нагрівання термометра за межами видимого світла (за червоною областю). Не видиме випромінювання, враховуючи його місце у спектрі, було названо інфрачервоним. Джерелом інфрачервоного випромінювання є випромінювання молекул і атомів при теплових і електричних впливів. Потужне джерело інфрачервоного випромінювання – Сонце, близько 50% його випромінювання лежить у інфрачервоної області. На інфрачервоне випромінювання припадає значна частка (від 70 до 80%) енергії випромінювання ламп розжарювання з вольфрамовою ниткою. Інфрачервоне випромінювання випромінює електрична дуга та різні газорозрядні лампи. Випромінювання деяких лазерів лежить в інфрачервоній області спектра. Індикаторами інфрачервоного випромінювання є фото та терморезистори, спеціальні фотоемульсії. Інфрачервоне випромінювання використовують для сушіння деревини, харчових продуктів та різних лакофарбових покриттів (інфрачервоне нагрівання), для сигналізації при поганій видимості, дає можливість застосовувати оптичні прилади, що дозволяють бачити у темряві, а також при дистанційному управлінні. Інфрачервоні променівикористовуються для наведення на ціль снарядів та ракет, для виявлення замаскованого супротивника. Ці промені дозволяють визначити відмінність температур окремих ділянок поверхні планет, особливості будови молекул речовини. спектральний аналіз). Інфрачервона фотографія застосовується в біології при вивченні хвороб рослин, у медицині при діагностиці шкірних та судинних захворювань, у криміналістиці при виявленні підробок При дії людини викликає підвищення температури людського тіла.

(Слайд 8)

Видиме випромінювання - Єдиний діапазон електромагнітних хвиль, що сприймається людським оком. Світлові хвилізаймають досить вузький діапазон: 380 – 670 нм ( = 3,85 10 14 – 8 10 14 Гц). Джерелом видимого випромінювання є валентні електронив атомах і молекулах, що змінюють своє становище у просторі, а також вільні заряди, що рухаються прискорено. Цячастина спектру дає людині максимальну інформацію про навколишній світ. За своїм фізичним властивостямвона аналогічна іншим діапазонам спектра, будучи лише малою частиною спектра електромагнітних хвиль. Випромінювання, що має різну довжинухвилі (частоти) в діапазоні видимого випромінювання, надає різний фізіологічний вплив на сітківку людського ока, викликаючи психологічне відчуттясвітла. Колір - не властивість електромагнітної світлової хвилі самої по собі, а прояв електрохімічної дії фізіологічної системилюдини: очей, нервів, мозку. Приблизно можна назвати сім основних кольорів, що розрізняються людським оком у видимому діапазоні (у порядку зростання частоти випромінювання): червоний, помаранчевий, жовтий, зелений, синій, фіолетовий. Запам'ятовування послідовності основних кольорів спектру полегшує фраза, кожне слово якої починається з першої літери назви основного кольору: «Кожен Мисливець Бажає Знати, Де Сидить Фазан». Видиме випромінювання може впливати на протікання хімічних реакцій в рослинах (фотосинтез) і в організмах тварин і людини. Видиме випромінювання випускають окремі комахи (світлячки) та деякі глибоководні риби за рахунок хімічних реакцій в організмі. Поглинання рослинами Вуглекислий газв результаті процесу фотосинтезу та виділення кисню сприяє підтримці біологічного життяна землі. Також видиме випромінювання застосовується під час освітлення різних об'єктів.

Світло - джерело життя Землі і водночас джерело наших поглядів на навколишній світ.

(Слайд 9)

Ультрафіолетове випромінювання,не видиме оком електромагнітне випромінювання, що займає спектральну область між видимим і рентгенівським випромінюванням в межах довжин хвиль 3,8 ∙10 -7 - 3∙10 -9 м. (=8*10 14 - 3*10 16 Гц). Ультрафіолетове випромінювання було відкрито 1801 року німецькою вченим ЙоганномРиттер. Вивчаючи почорніння срібла хлористого під дією видимого світла, Ріттер виявив, що срібло чорніє ще більш ефективно в області, що знаходиться за фіолетовим краєм спектра, де видиме випромінювання відсутня. Невидиме випромінювання, що спричинило це почорніння, було названо ультрафіолетовим.

Джерело ультрафіолетового випромінювання - валентні електрони атомів і молекул, що також прискорено рухаються вільні заряди.

Випромінювання розжарених до температур - 3000 К твердих тіл містить помітну частку ультрафіолетового випромінювання безперервного спектру, інтенсивність якого зростає зі збільшенням температури. Більше потужне джерелоультрафіолетового випромінювання - будь-яка високотемпературна плазма. Для різних застосуваньультрафіолетового випромінювання використовуються ртутні, ксенонові та ін газорозрядні лампи. Природні джерела ультрафіолетового випромінювання – Сонце, зірки, туманності та інші космічні об'єкти. Однак лише довгохвильова частина їхнього випромінювання (  290 нм) досягає земної поверхні. Для реєстрації ультрафіолетового випромінювання при

 = 230 нм використовуються звичайні фотоматеріали, у більш короткохвильовій ділянці до нього чутливі спеціальні маложелатинові фотошари. Застосовуються фотоелектричні приймачі, що використовують здатність ультрафіолетового випромінювання викликати іонізацію та фотоефект: фотодіоди, іонізаційні камери, лічильники фотонів, фотопомножувачі.

У малих дозах ультрафіолетове випромінювання надає сприятливий, оздоровчий вплив на людину, активізуючи синтез вітаміну D в організмі, а також викликаючи засмагу. Велика доза ультрафіолетового випромінювання може викликати опік шкіри та ракові новоутворення (80 % виліковні). Крім того, надмірне ультрафіолетове випромінювання послаблює імунну системуорганізму, сприяючи розвитку деяких хвороб. Ультрафіолетове випромінювання має також бактерицидну дію: під дією цього випромінювання гинуть хвороботворні бактерії.

Ультрафіолетове випромінювання застосовується у люмінесцентних лампах, у криміналістиці (за знімками виявляють підробки документів), у мистецтвознавстві (за допомогою ультрафіолетових променівможна виявити на картинах не видимі оком сліди реставрації). Майже не пропускає ультрафіолетове випромінювання шибку, т.к. його поглинає оксид заліза, що входить до складу скла. Тому навіть у спекотний сонячний день не можна засмагнути в кімнаті при закритому вікні.

Людське окобачить ультрафіолетове випромінювання, т.к. рогова оболонка ока та очна лінза поглинають ультрафіолет. Ультрафіолетове випромінювання бачать деякі тварини. Наприклад, голуб орієнтується Сонцем навіть у похмуру погоду.

(Слайд 10)

Рентгенівське випромінювання - це електромагнітне іонізуюче випромінювання, Що займає спектральну область між гамма - і ультрафіолетовим випромінюванням в межах довжин хвиль від 10 -12 - 10 -8 м (частот 3 * 10 16 - 3-10 20 Гц). Рентгенівське випромінювання було відкрито 1895 року німецьким фізиком У. До. Рентгеном. Найбільш поширеним джерелом рентгенівського випромінювання є рентгенівська трубка, у якій прискорені електричним нулем електрони бомбардують металевий анод. Рентгенівське випромінювання може бути отримано при бомбардуванні мішені іонами високої енергії. Як джерела рентгенівського випромінювання можуть служити також деякі радіоактивні ізотопи, синхротрони - накопичувачі електронів Природними джерелами рентгенівського випромінювання є Сонце та інші космічні об'єкти

Зображення предметів у рентгенівському випромінюванні одержують на спеціальній рентгенівській фотоплівці. Рентгенівське випромінювання можна реєструвати за допомогою іонізаційної камери, сцинтиляційного лічильника, вторинноелектронних або каналових електронних помножувачів, мікроканальних пластин. Завдяки високій проникаючій здатності рентгенівське випромінювання застосовується в рентгеноструктурному аналізі (дослідженні структури кристалічних ґрат), при вивченні структури молекул, виявленні дефектів у зразках, в медицині (рентгенівські знімки, флюорографія, лікування ракових захворювань), у дефектоскопії (виявлення дефектів у виливках, рейках), у мистецтвознавстві (виявлення старовинного живопису, прихованого під шаром пізнього розпису), в астрономії (під час вивчення рентгенівських джерел), криміналістиці. Велика доза рентгенівського випромінювання призводить до опіків та зміни структури крові людини. Створення приймачів рентгенівського випромінювання та розміщення їх на космічних станціяхдозволило виявити рентгенівське випромінювання сотень зірок, а також оболонок наднових зірокта цілих галактик.

(Слайд 11)

Гамма випромінювання - короткохвильове електромагнітне випромінювання, що займає весь діапазон частот  = 8∙10 14 - 10 17 Гц, що відповідає довжинам хвиль  = 3,8·10 -7 - 3∙10 -9 м. було відкрито французьким вченим Полем Вілларом у 1900 році.

Вивчаючи випромінювання радію в сильному магнітному полі, Віллар виявив короткохвильове електромагнітне випромінювання, що не відхиляється, як і світло, магнітним полем. Воно було названогамма-випромінюванням. Гамма-випромінювання пов'язані з ядерними процесами, явищами радіоактивного розпаду, які з деякими речовинами, як у Землі, і у космосі. Гамма-випромінювання можна реєструвати за допомогою іонізаційних та бульбашок камер, а також за допомогою спеціальних фотоемульсій. Використовуються для дослідження ядерних процесів, в дефектоскопії. Гамма-випромінювання негативно впливає на людину.

(Слайд 12)

Отже, низькочастотне випромінювання, радіохвилі, інфрачервоне випромінювання, видиме випромінювання, ультрафіолетове випромінювання, рентгенівське випромінювання,-випромінювання є різні видиелектромагнітного випромінювання

Якщо подумки розкласти ці види щодо зростання частоти або зменшення довжини хвилі, то вийде широкий безперервний спектр - шкала електромагнітних випромінювань (Вчитель показує шкалу). До небезпечним видамвипромінювання відносяться: гамма-випромінювання, рентгенівські промені та ультрафіолетове випромінювання, інші – безпечні.

Розподіл електромагнітних випромінювань за діапазонами умовний. Чіткого кордону між областями немає. Назви областей склалися історично, вони лише служать зручним засобомкласифікації джерел випромінювань

(Слайд 13)

Усі діапазони шкали електромагнітних випромінювань мають загальні властивості:

фізична природавсіх випромінювань однакова

всі випромінювання поширюються у вакуумі з однаковою швидкістю, що дорівнює 3*10 8 м/с

всі випромінювання виявляють загальні хвильові властивості (віддзеркалення, заломлення, інтерференцію, дифракцію, поляризацію)

5. Підбиття підсумків уроку

На закінчення уроку учні закінчують роботу над таблицею.

(Слайд 14)

Висновок:

Вся шкала електромагнітних хвиль є свідченням того, що всі випромінювання мають одночасно квантові та хвильові властивості.

Квантові та хвильові властивості в цьому випадку не виключають, а доповнюють одна одну.

Хвильові властивості яскравіше виявляються при малих частотах і менш яскраво – при великих. І навпаки, квантові властивості яскравіше виявляються при великих частотах і менш яскраво – при малих.

Чим менша довжина хвилі, тим яскравіше виявляються квантові властивості, а чим більше довжинахвилі, тим яскравіше виявляються хвильові властивості.

Все це є підтвердженням закону діалектики (перехід кількісних змінякісні).

Конспект (вивчити), заповнити у таблиці

останній стовпець (дія ЕМІ на людину) та

підготувати повідомлення про застосування ЕМІ

Вміст розробки

ГУ ЛНР «ЛОУСОШ № 18»

м. Луганська

Карасьова І.Д.

УЗАГАЛЬНИЙ ПЛАН ВИВЧЕННЯ ВИПРОМІНЮВАННЯ

1. Назва діапазону.

2. Довжина хвилі

3. Частота

4. Ким було відкрито

5. Джерело

6. Приймач (індикатор)

7. Застосування

8. Дія на людину

ТАБЛИЦЯ «ШКАЛА ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ ХВИЛЬ»

Назва випромінювання

Довжина хвилі

Частота

Ким відкритий

Джерело

Приймач

Застосування

Дія на людину

Випромінювання відрізняються один від одного:

• за способом одержання;
• методом реєстрації.

Кількісні відмінності в довжинах хвиль призводять до суттєвих якісних відмінностей, по-різному поглинаються речовиною (короткохвильові випромінювання – рентгенівське та гамма-випромінювання) – поглинаються слабо.

Короткохвильове випромінювання виявляє властивості частинок.

Низькочастотні коливання

Довжина хвилі (м)

10 13 - 10 5

Частота (Гц)

3 · 10 -3 - 3 · 10 5

Джерело

Реостатний альтернатор, динамомашина,

Вібратор Герца,

Генератори в електричних мережах(50 Гц)

Машинні генератори підвищеної (промислової) частоти (200 Гц)

Телефонні мережі (5000Гц)

Звукові генератори (мікрофони, гучномовці)

Приймач

Електричні прилади та двигуни

Історія відкриття

Олівер Лодж (1893 р.), Нікола Тесла (1983)

Застосування

Кіно, радіомовлення (мікрофони, гучномовці)

Радіохвилі

Довжина хвилі(м)

Частота (Гц)

10 5 - 10 -3

Джерело

3 · 10 5 - 3 · 10 11

Коливальний контур

Макроскопічні вібратори

Зірки, галактики, метагалактики

Приймач

Історія відкриття

Іскри у зазорі приймального вібратора (вібратор Герца)

Світлення газорозрядної трубки, когерера

Б. Феддерсен (1862), Г. Герц (1887), А.С. Попов, О.М. Лебедєв

Застосування

Наддовгі- Радіонавігація, радіотелеграфний зв'язок, передача метеозведень

Довгі– Радіотелеграфний та радіотелефонний зв'язок, радіомовлення, радіонавігація

Середні- Радіотелеграфія та радіотелефонний зв'язок радіомовлення, радіонавігація

Короткі- радіоаматорський зв'язок

УКХ- космічний радіозв'язок

ДМВ- телебачення, радіолокація, радіорелейний зв'язок, стільниковий телефонний зв'язок

СМВ-радіолокація, радіорелейний зв'язок, астронавігація, супутникове телебачення

ММВ- радіолокація

Інфрачервоне випромінювання

Довжина хвилі(м)

2 · 10 -3 - 7,6∙10 -7

Частота (Гц)

3∙10 11 - 3,85∙10 14

Джерело

Будь-яке нагріте тіло: свічка, піч, батарея водяного опалення, електрична лампа розжарювання

Людина випромінює електромагнітні хвилі довжиною 9 · 10 -6 м

Приймач

Термоелементи, болометри, фотоелементи, фоторезистори, фотоплівки

Історія відкриття

У. Гершель (1800 р.), Р. Рубенс та Е. Нікольс (1896 р.),

Застосування

У криміналістиці, фотографування земних об'єктів у тумані та темряві, бінокль та приціли для стрільби у темряві, прогрівання тканин живого організму (у медицині), сушіння деревини та пофарбованих кузовів автомобілів, сигналізація при охороні приміщень, інфрачервоний телескоп.

Видиме випромінювання

Довжина хвилі(м)

6,7∙10 -7 - 3,8 ∙10 -7

Частота (Гц)

4∙10 14 - 8 ∙10 14

Джерело

Сонце, лампа розжарювання, вогонь

Приймач

Око, фотопластинка, фотоелементи, термоелементи

Історія відкриття

М. Меллоні

Застосування

Зір

Біологічне життя

Ультрафіолетове випромінювання

Довжина хвилі(м)

3,8 ∙10 -7 - 3∙10 -9

Частота (Гц)

8 ∙ 10 14 - 3 · 10 16

Джерело

Входять до складу сонячного світла

Газорозрядні лампи з трубкою із кварцу

Випромінюються всіма твердими тілами, у яких температура більше 1000°С, що світяться (крім ртуті)

Приймач

Фотоелементи,

Фотопомножувачі,

Люмінесцентні речовини

Історія відкриття

Йоганн Ріттер, Лаймен

Застосування

Промислова електроніка та автоматика,

Люмінісценнтні лампи,

Текстильне виробництво

Стерилізація повітря

Медицина, косметологія

Рентгенівське випромінювання

Довжина хвилі(м)

10 -12 - 10 -8

Частота (Гц)

3∙10 16 - 3 · 10 20

Джерело

Електронна рентгенівська трубка (напруга на аноді – до 100 кВ, катод – нитка, що розжарюється, випромінювання – кванти великої енергії)

Сонячна корона

Приймач

Фотоплівка,

Світіння деяких кристалів

Історія відкриття

В. Рентген, Р. Міллікен

Застосування

Діагностика та лікування захворювань (у медицині), Дефектоскопія (контроль внутрішніх структур, зварних швів)

Гамма - випромінювання

Довжина хвилі(м)

3,8 · 10 -7 - 3∙10 -9

Частота (Гц)

8∙10 14 - 10 17

Енергія(ЕВ)

9,03 10 3 – 1, 24 10 16 Ев

Джерело

Радіоактивні атомні ядра, ядерні реакції, процеси перетворення речовини на випромінювання

Приймач

лічильники

Історія відкриття

Поль Віллар (1900 р.)

Застосування

Дефектоскопія

Контроль технологічних процесів

Дослідження ядерних процесів

Терапія та діагностика в медицині

ЗАГАЛЬНІ ВЛАСТИВОСТІ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ ВИПРОМІНЮВАНЬ

фізична природа

всіх випромінювань однакова

всі випромінювання поширюються

у вакуумі з однаковою швидкістю,

рівної швидкості світла

всі випромінювання виявляють

загальні хвильові властивості

поляризація

відображення

заломлення

дифракція

інтерференція

• Вся шкала електромагнітних хвиль є свідченням того, що всі випромінювання мають одночасно квантові та хвильові властивості.
• Квантові та хвильові властивості в цьому випадку не виключають, а доповнюють одна одну.
• Хвильові властивості яскравіше виявляються при малих частотах і менш яскраво – при великих. І навпаки, квантові властивості яскравіше виявляються при великих частотах і менш яскраво – при малих.
• Чим менша довжина хвилі, тим яскравіше виявляються квантові властивості, а чим більша довжина хвилі, тим яскравіше виявляються хвильові властивості.

• § 68 (читати)
• заповнити останній стовпець таблиці (дія ЕМІ на людину)
• підготувати повідомлення про застосування ЕМІ

Джерелом електромагнітного випромінювання завжди є речовина.Норізні рівні організації матерії в речовині маютьрізний механізмзбудження електромагнітних хвиль.

Так електромагнітні хвилі мають своїм джерелом струми, що протікають у провідниках, електрична змінна напруга на металевих поверхнях (антеннах) і т. п. Інфрачервоне випромінювання має своїм джерелом нагріті предмети і генеруються коливаннями молекул тіл. Оптичне випромінювання відбувається у результаті переходу електронів атомів з одних орбіт збуджених) інші (стаціонарні). Рентгенівські промені мають у своїй основі збудження електронних оболонок атомів зовнішніми впливами, наприклад, бомбардуванням електронними цибульками. Гамма-випромінювання має джерелом збуджені ядра атомів, збудження може бути природним, а може бути результатом наведеної радіоактивності.

Шкала електромагнітних хвиль:

Електромагнітні хвилі інакше називаються радіохвилями. Радіохвилі поділяються на піддіапазони (див. таблицю).

Довгі та середні хвилі огинають поверхню, хороші для ближнього і далекого радіозв'язку, але мають малу місткість;

короткі хвилі - відбиваються від поверхні і мають більшу місткість, використовуються для далекого радіозв'язку;

УКХ - поширюються лише у зоні прямої видимості, використовуються для радіозв'язку й у телебаченні;

ІКІ - застосовуються для різноманітних теплових приладів;

видиме світло - використовується у всіх оптичних приладах;

УФІ - застосовується у медицині;

Рентгенівське випромінювання використовується в медичній та в приладах контролю якості виробів;

гамма-промені - коливання поверхні нуклонів, що входять до складу ядра. використовуються в парамагнітному резонансі для визначення складу та структури речовини.

2. Зміна полів під час руху об'єктів. Ефект Доплера та його застосування в техніці

При русі об'єкта у якомусь силовому полі - електричному, магнітному чи електромагнітному сприйняття їм дій цього поля змінюється. Це пов'язано з тим, що взаємодія об'єкта та поля залежить від відносної швидкості руху матерії поля та об'єкта, а тому не залишається постійною величиною. Найбільш яскраво це проявляється у так званому доплерівському ефекті.

Ефект Доплера - зміна частоти коливань та довжини хвилі, що сприймаються приймачем коливань внаслідок руху джерела хвиль та спостерігача щодо один одного. Основна причина ефекту - зміна числа хвиль, що укладаються на шляху розповсюдження між джерелом та приймачем.

Доплерівський ефект для звукових хвильспостерігається безпосередньо. Він проявляється у підвищенні тону (частоти) звуку, коли джерело звуку і спостерігач зближуються і у зниження тону звуку, що вони видаляються.

Доплерівський ефект знайшов застосування для визначення швидкості руху об'єктів - при визначенні швидкості автомашини, що рухається, при вимірюванні швидкості літаків, при вимірюванні швидкостей зближення або видалення літаків один від одного.

У першому випадку регулювальник спрямовує промінь переносного радіолокатора назустріч автомашині, і по різниці частот посланого та відбитого променя визначає її швидкість.

У другому випадку сам Доплерівський вимірювач складових швидкості встановлюється безпосередньо літаком. Випромінюються похило вниз три чи чотири промені - вліво вперед, вправо вперед, вліво назад і вправо назад. частоти сигналів, що приймаються, порівнюються з частотами випромінюваних сигналів, різниці частот дають уявлення про складову руху літака у напрямку променя, а далі перерахуванням отриманої інформації з урахуванням положення променів щодо літака вираховуються швидкість і кут зносу літака.

У третьому випадку в радіолокаторі, встановленому на літаку, визначаються не тільки дальність до іншого літака, як у звичайних радіолокаторах, але ще й доплерівський зсув частот, що дозволяє не тільки знати відстань до іншого літака (мети), але і його швидкість. На тлі такий спосіб дозволяє відрізнити ціль, що рухається, від нерухомої.

Застосування ефекту Доплера разом із спектрометрами в астрономії дозволяє отримувати великий обсяг інформації щодо поведінки далеких від нас зіркових об'єктів та утворень.

У міру розвитку науки та техніки було виявлено різні види випромінювань: радіохвилі, видиме світло, рентгенівські промені, гамма - випромінювання.Всі ці випромінювання мають ту саму природу. Вони є електромагнітними хвилями. Різноманітність властивостей цих випромінювань зумовлена ​​їх частотою (або довжиною хвилі).Між окремими видами випромінювань немає різкої межі, один вид випромінювання плавно перетворюється на інший. Відмінність властивостей стає помітним лише тому випадку, коли довжини хвиль різняться кілька порядків.

Для систематизації всіх видів випромінювань складено єдину шкалу електромагнітних хвиль:

Шкала електромагнітних хвиль це безперервна послідовність частот (довжин хвиль) електромагнітних випромінювань. Розбиття шкали ЕМВ на діапазони дуже умовне.

Відомі електромагнітні хвилі охоплюють величезний діапазон довжин хвиль від 10 4 до 10 -10 м. за способу отриманняможна виділити такі області довжин хвиль:

1. Низькочастотні хвиліпонад 100 км (10 5 м). Джерело випромінювання - генератори змінного струму

2. Радіохвилі від 105 м до 1 мм. Джерело випромінювання - відкритий коливальний контур (антена)Виділяються області радіохвиль:

ДВ довгі хвилі - понад 10 3 м,

СВ середні - від 103 до 100 м,

КВ короткі – від 100 м до 10 м,

УКХ ультракороткі – від 10 м до 1 мм;

3 Інфрачервоне випромінювання (ІЧ) 10 -3 -10 -6 м. Область ультракоротких радіохвиль стуляється з ділянкою інфрачервоних променів. Кордон між ними умовна і визначається способом їх отримання: ультракороткі радіохвилі одержують за допомогою генераторів (радіотехнічні методи), а інфрачервоні промені випромінюються нагрітими тілами в результаті атомних переходів з одного енергетичного рівняна іншій.

4. Бачне світло 770-390 нм Джерело випромінювання – електронні переходив атомах. Порядок кольорів у видимій частині спектру, починаючи з довгохвильової області КОЖЗГСФ.Випромінюються в результаті атомних переходів з одного енергетичного рівня на інший.

5 . Ультрафіолетове випромінювання (УФ) від 400 нм до 1 нм. Ультрафіолетові промені одержують за допомогою тліючого розряду, зазвичай у парах ртуті. Випромінюються в результаті атомних переходів з одного енергетичного рівня на інший.

6 . Рентгенівське проміння від 1 нм до 0,01 нм. Випромінюються в результаті атомних переходів з одного внутрішнього енергетичного рівня на інший.

7. За рентгенівськими променями йде область гамма-променів (γ)з довжинами хвиль менше ніж 0,1 нм. Випромінюються при ядерних реакціях.

Область рентгенівських та гамма-променів частково перекривається, і розрізняти ці хвилі можна не за властивостями, а за методом отримання: рентгенівські промені виникають у спеціальних трубках, а гамма-промені випускаються при радіоактивному розпаді ядер деяких елементів.

У міру зменшення довжини хвилі кількісні відмінності у довжинах хвиль призводять до суттєвих якісних відмінностей. Випромінювання різної довжини хвилі дуже сильно відрізняються один від одного по поглинання речовиною. Коефіцієнт відбиття речовиноюЕлектромагнітні хвилі також залежить від довжини хвилі.

Електромагнітні хвилі відбиваються і переломлюються згідно із законами відображення та заломлення.

Для електромагнітних хвиль можна спостерігати хвильові явища. інтерференції, дифракції, поляризації, дисперсії

Тема: «Види випромінювань. Джерела світла. Шкала електромагнітних хвиль».

Мета: встановити загальні властивості та відмінності на тему «Електромагнітні випромінювання»; порівняти різні види випромінювань.

Обладнання: презентація "Шкала електромагнітних хвиль".

Хід уроку.

I. Організаційний момент.

ІІ. Актуалізація знань.

Фронтальна розмова.

Якою хвилею є світло? Що таке когерентність? Які хвилі називають когерентними? Що називають інтерференцією хвиль, і за яких умов відбувається це явище? Що називають різницею ходу? Оптичною різницею ходу? Як записуються умови утворення інтерференційних максимумів та мінімумів? Застосування інтерференції у техніці. Що називають дифракцією світла? сформулюйте принцип Гюйгенса; принцип Ґюйгенса-Френеля. Назвіть дифракційні картини різних перешкод. Що являє собою дифракційна решітка? Де застосовують дифракційні грати? Що таке поляризація світла? Навіщо використовують поляроїди?

ІІІ. Вивчення нового матеріалу.

Всесвіт – це океан електромагнітних випромінювань. Люди живуть у ньому, здебільшого, не помічаючи хвиль, що пронизують навколишній простір. Гріючись біля каміна або запалюючи свічку, людина змушує працювати джерело цих хвиль, не замислюючись про їхні властивості. Але знання - сила: відкривши природу електромагнітного випромінювання, людство протягом XX століття освоїло і поставило себе на службу різні його види.

Ми знаємо, що довжина електромагнітних хвиль буває різною. Світло становить незначну частину широкого спектра електромагнітних хвиль. При вивченні цієї малої частини спектра відкрили інші випромінювання з незвичайними властивостями. Прийнято виділяти низькочастотне випромінювання, радіовипромінювання, інфрачервоні промені, видиме світло, ультрафіолетові промені, рентгенівські промені та г-випромінювання.

Понад сто років, фактично з початку XIXв., продовжувалося відкриття нових і нових хвиль. Єдність хвиль була підтверджена теорією Максвелла. До нього багато хвиль розглядалися як явища різної природи. Розглянемо шкалу електромагнітних хвиль, яка поділена на діапазони за частотою, а й за способом випромінювання. Суворих меж між окремими діапазонами електромагнітних хвиль немає. На межах діапазонів вид хвилі встановлюють за способом її випромінювання, тобто електромагнітна хвиля з однієї і тієї ж частоти може бути в тому чи іншому випадку віднесена до різного виду хвиль. Наприклад, випромінювання з довжиною хвилі 100 мкм може бути віднесено до радіохвиль або до інфрачервоним хвилям. Виняток – видиме світло.

Види випромінювань.

Подібність та відмінності.

Загальні властивості та характеристики електромагнітних хвиль.

У міру зменшення довжини хвилі кількісні відмінності у довжинах хвиль призводять до суттєвих якісних відмінностей. Випромінювання різної довжини хвилі дуже відрізняються один від одного по поглинанню їх речовиною. Короткохвильові випромінювання поглинаються слабо. Непрозорі хвиль оптичного діапазону речовини прозорі для цих випромінювань. Коефіцієнт відбиття електромагнітних хвиль також залежить від довжини хвилі. Але головне різницю між довгохвильовим і короткохвильовим випромінюваннями у цьому, що короткохвильове випромінювання виявляє властивості частинок.

1 Низькочастотне випромінювання

Низькочастотне випромінювання виникає в діапазоні частот від 0 до 2104 Гц. Цьому випромінюванню відповідає довжина хвилі від1,5 104 до ∞ м. Випроміненням таких порівняно малих частот можна знехтувати. Джерелом низькочастотного випромінювання є генератори змінного струму. Застосовуються при плавці та загартуванні металів.

2 Радіохвилі

Радіохвилі займають діапазон частот 2*104-109 Гц. Їм відповідає довжина хвилі 0,3-1,5 * 104 м. Джерелом радіохвиль, як і низькочастотного випромінювання є змінний струм. Також джерелом є генератор радіочастот, зірки, у тому числі Сонце, галактики та метагалактики. Індикаторами є вібратор Герца, коливальний контур.

Велика частота радіохвиль, порівняно з низькочастотним випромінюванням, призводить до помітного випромінювання радіохвиль в простір. Це дозволяє використовувати їх передачі інформації на різні відстані. Передаються мова, музика (радіомовлення), телеграфні сигнали (радіозв'язок), зображення різних об'єктів (радіолокація). Радіохвилі використовуються для вивчення структури речовини та властивостей того середовища, в якому вони поширюються. Дослідження радіовипромінювання космічних об'єктів – предмет радіоастрономії. У радіометеорології вивчають процеси за характеристиками хвиль, що приймаються.

3 Інфрачервоне випромінювання (ІЧ)

Інфрачервоне випромінювання займають діапазон частот 3 * 1011-3,85 * 1014 Гц. Їм відповідає довжина хвилі 780нм -1мм. Інфрачервоне випромінювання було відкрито 1800 року астрономом Вільямом Гершлем. Вивчаючи підвищення температури термометра, що нагрівається видимим світлом, Гершель виявив найбільше нагрівання термометра за межами видимого світла (за червоною областю). Невидиме випромінювання, враховуючи його місце у спектрі, було названо інфрачервоним. Джерелом інфрачервоного випромінювання є випромінювання молекул та атомів при теплових та електричних впливах. Могутнє джерело інфрачервоного випромінювання – Сонце, близько 50% його випромінювання лежить в інфрачервоній області. На інфрачервоне випромінювання припадає значна частка (від 70 до 80%) енергії випромінювання ламп розжарювання з вольфрамовою ниткою. Інфрачервоне випромінювання випромінює електрична дуга та різні газорозрядні лампи. Випромінювання деяких лазерів лежить в інфрачервоній області спектра. Індикаторами інфрачервоного випромінювання є фото та терморезистори, спеціальні фотоемульсії. Інфрачервоне випромінювання використовують для сушіння деревини, харчових продуктів та різних лакофарбових покриттів (інфрачервоне нагрівання), для сигналізації при поганій видимості, дає можливість застосовувати оптичні прилади, що дозволяють бачити в темряві, а також при дистанційному керуванні. Інфрачервоні промені використовуються для наведення на ціль снарядів та ракет, для виявлення замаскованого супротивника. Ці промені дозволяють визначити відмінність температур окремих ділянок поверхні планет, особливості будови молекул речовини (спектральний аналіз). Інфрачервона фотографія застосовується в біології щодо хвороб рослин, в медицині при діагностиці шкірних та судинних захворювань, в криміналістиці при виявленні підробок. При дії людини викликає підвищення температури людського тіла.

Видиме випромінювання (світло)

Видиме випромінювання - єдиний діапазон електромагнітних хвиль, що сприймається людським оком. Світлові хвилі займають досить вузький діапазон: 380-780 нм ( = 3,85 1014-7,89 1014 Гц). Джерелом видимого випромінювання є валентні електрони в атомах і молекулах, що змінюють своє становище у просторі, а також вільні заряди, що прискорено рухаються. Ця частина спектру дає людині максимальну інформацію про навколишній світ. За своїми фізичними властивостями вона аналогічна до інших діапазонів спектру, будучи лише малою частиною спектра електромагнітних хвиль. Випромінювання, що має різну довжину хвилі (частоти) у діапазоні видимого випромінювання, надає різну фізіологічну дію на сітківку людського ока, викликаючи психологічне відчуття світла. Колір – не властивість електромагнітної світлової хвилі самої по собі, а прояв електрохімічної дії фізіологічної системи людини: очей, нервів, мозку. Приблизно можна назвати сім основних кольорів, що розрізняються людським оком у видимому діапазоні (у порядку зростання частоти випромінювання): червоний, помаранчевий, жовтий, зелений, синій, фіолетовий. Запам'ятовування послідовності основних кольорів спектру полегшує фраза, кожне слово якої починається з першої літери назви основного кольору: «Кожен Мисливець Бажає Знати, Де Сидить Фазан». Видиме випромінювання може впливати на протікання хімічних реакцій в рослинах (фотосинтез) і в організмах тварин і людини. Видиме випромінювання випускають окремі комахи (світлячки) та деякі глибоководні риби за рахунок хімічних реакцій в організмі. Поглинання рослинами вуглекислого газу внаслідок процесу фотосинтезу виділення кисню сприяє підтримці біологічного життя Землі. Також видиме випромінювання застосовується під час освітлення різних об'єктів.

Світло - джерело життя на Землі і водночас джерело наших уявлень про навколишній світ.

5. Ультрафіолетове випромінювання

Ультрафіолетове випромінювання, не видиме оком електромагнітне випромінювання, що займає спектральну область між видимим і рентгенівським випромінюванням в межах довжин хвиль 10 - 380 нм (=8 * 1014-3 * 1016 Гц). Ультрафіолетове випромінювання було відкрито 1801 року німецьким вченим Йоганном Ріттером. Вивчаючи почорніння срібла хлористого під дією видимого світла, Ріттер виявив, що срібло чорніє ще більш ефективно в області, що знаходиться за фіолетовим краєм спектра, де видиме випромінювання відсутня. Невидиме випромінювання, що спричинило це почорніння, було названо ультрафіолетовим. Джерело ультрафіолетового випромінювання - валентні електрони атомів і молекул, також прискорено вільні заряди, що рухаються. Випромінювання розжарених до температур - 3000 К твердих тіл містить помітну частку ультрафіолетового випромінювання безперервного спектру, інтенсивність якого зростає зі збільшенням температури. Більш потужне джерело ультрафіолетового випромінювання – будь-яка високотемпературна плазма. Для різних застосувань ультрафіолетового випромінювання використовуються ртутні, ксенонові та ін газорозрядні лампи. Природні джерела ультрафіолетового випромінювання – Сонце, зірки, туманності та інші космічні об'єкти. Однак лише довгохвильова частина їхнього випромінювання (λ>290 нм) досягає земної поверхні. Для реєстрації ультрафіолетового випромінювання при λ= 230 нм використовуються звичайні фотоматеріали, більш короткохвильової області до нього чутливі спеціальні маложелатинові фотошари. Застосовуються фотоелектричні приймачі, що використовують здатність ультрафіолетового випромінювання, викликати іонізацію та фотоефект: фотодіоди, іонізаційні камери, лічильники фотонів, фотопомножувачі.

У малих дозах ультрафіолетове випромінювання надає сприятливий, оздоровчий вплив на людину, активізуючи синтез вітаміну D в організмі, а також викликаючи засмагу. Велика доза ультрафіолетового випромінювання може викликати опік шкіри та ракові новоутворення (80 % виліковні). Крім того, надмірне ультрафіолетове випромінювання послаблює імунну систему організму, сприяючи розвитку деяких захворювань. Ультрафіолетове випромінювання має також бактерицидну дію: під дію цього випромінювання гинуть хвороботворні бактерії.

Ультрафіолетове випромінювання застосовується в люмінесцентних лампах, в криміналістиці (за знімками виявляють підробки документів), у мистецтвознавстві (за допомогою ультрафіолетових променів можна виявити на картинах сліди реставрації, що не видно оком). Практично не пропускає ультрафіолетове випромінювання шибку, тому що його поглинає оксид заліза, що входить до складу скла. Тому навіть у спекотний сонячний день не можна засмагнути в кімнаті при закритому вікні. Людське око не бачить ультрафіолетове випромінювання, тому що рогова оболонка ока та очна лінза поглинають ультрафіолет. Ультрафіолетове випромінювання бачать деякі тварини. Наприклад, голуб орієнтується Сонцем навіть у похмуру погоду.

6. Рентгенівське випромінювання

Рентгенівське випромінювання - це електромагнітне іонізуюче випромінювання, що займає спектральну область між гамма - та ультрафіолетовим випромінюванням в межах довжин хвиль від 10-12-10-8 м (частот 3 * 1016-3-1020 Гц). Рентгенівське випромінювання було відкрито 1895 року німецьким фізиком. Найбільш поширеним джерелом рентгенівського випромінювання є рентгенівська трубка, у якій прискорені електричним нулем електрони бомбардують металевий анод. Рентгенівське випромінювання може бути отримано під час бомбардування мішені іонами високої енергії. Як джерела рентгенівського випромінювання можуть служити також деякі радіоактивні ізотопи, синхротрони накопичувачі електронів. Природними джерелами рентгенівського випромінювання є Сонце та ін.

Вибрання предметів у рентгенівському випромінюванні одержують на спеціальній рентгенівській фотоплівці. Рентгенівське випромінювання можна реєструвати за допомогою іонізаційної камери, сцинтиляційним лічильником, вторинно-електронних або каналових електронних помножувачів, мікроканальних пластин Завдяки високій проникаючій здатності рентгенівське випромінювання застосовується в рентгеноструктурному аналізі (дослідженні структури кристалічної решітки), при вивченні структури молекул, виявленні дефектів у зразках, в медицині (рентгенівські знімки, флюорографія, лікування ракових захворювань), в дефектоскопії (виявлення дефектів у відливах) , в мистецтвознавстві (виявлення старовинного живопису, прихованого під шаром пізнього розпису), в астрономії (при вивченні рентгенівських джерел), криміналістиці. Велика доза рентгенівського випромінювання призводить до опіків та зміни структури крові людини. Створення приймачів рентгенівського випромінювання та розміщення їх на космічних станціях дозволило виявити рентгенівське випромінювання сотень зірок, а також оболонок наднових зірок та цілих галактик.

7. Гамма випромінювання (γ - промені)

Гамма випромінювання - короткохвильове електромагнітне випромінювання, що займає весь діапазон частот > З*1020Гц, що відповідає довжинам хвиль λ<10-12 м. Гамма излучение было открыто французским ученым Полем Вилларом в 1900 году. Изучая излучение радия в сильном магнитном поле, Виллар обнаружил коротковолновое электромагнитное излучение, не отклоняющееся, как и свет, магнитным полем. Оно было названо Iгамма 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.

IV. Закріплення дослідженого матеріалу.

Низькочастотне випромінювання, радіохвилі, інфрачервоне випромінювання, видиме випромінювання, ультрафіолетове випромінювання, рентгенівське випромінювання, γ-випромінювання є різними видами електромагнітного випромінювання.

Якщо подумки розкласти ці види за зростанням частоти або зменшення довжини хвилі, то вийде широкий безперервний спектр - шкала електромагнітних випромінювань (вчитель показує шкалу). Розподіл електромагнітних випромінювань за діапазонами умовний. Чіткого кордону між областями немає. Назви областей склалися історично, вони лише є зручним засобом класифікації джерел випромінювань.

Усі діапазони шкали електромагнітних випромінювань мають спільні властивості:

Всі випромінювання поширюються у вакуумі з однаковою швидкістю, що дорівнює 3*108 м/с. Всі випромінювання виявляють загальні хвильові властивості (відображення, заломлення, інтерференцію, дифракцію, поляризацію).

А). Виконайте завдання щодо визначення виду випромінювання та його фізичної сутності.

1. Чи випромінюють електромагнітні хвилі дрова, що горять? Негорячі? (Випромінюють. Гарячі – інфрачервоні та видимі промені, а негорючі – інфрачервоні).

2. Чим пояснюється білий колір снігу, чорний колір сажі, зелений колір листя, червоний колір паперу? (Сніг усі хвилі відбиває, сажа все поглинає, листя відбиває зелені, папір – червоні).

3. Яку роль грає атмосфера у житті Землі? (Захист від ультрафіолету).

4. Чому темне скло захищає очі зварювальника? (Скло не пропускає ультрафіолет, а темне скло та яскраве видиме випромінювання полум'я, яке виникає при зварюванні).

5. Коли через іонізовані шари атмосфери проходять супутники чи космічні кораблі, вони стають джерелами рентгенівського випромінювання. Чому? (В атмосфері швидко рухаються електрони ударяються по стінках об'єктів, що рухаються, і виникає рентгенівське випромінювання).

6.Що таке НВЧ-випромінювання і де використовується? (Надвисокочастотне випромінювання, мікрохвильові печі).

б). Перевірочний тест.

1. Інфрачервоне випромінювання має довжину хвилі:

А. Менше 4*10-7 м. Б. Більше 7,6*10-7 м В. Менше 10 –8 м

2. Ультрафіолетове випромінювання:

А. Виникає при різкому гальмуванні швидких електронів.

Б. Інтенсивно випромінюється нагрітими до високої температури тілами.

В. Випускається будь-яким нагрітим тілом.

3. Який діапазон довжин хвиль видимого випромінювання?

А. 4*10-7- 7,5*10-7 м. Б. 4*10-7- 7,5*10-7 см. В. 4*10-7- 7,5*10-7 мм .

4. Найбільшу здатність, що проходить, має:

А. Видиме випромінювання Б. Ультрафіолетове випромінювання В. Рентгенівське випромінювання

5. Зображення предмета у темряві отримують за допомогою:

А. Ультрафіолетового випромінювання. Б. Рентгенівського випромінювання.

В. Інфрачервоного випромінювання.

6. Ким вперше було відкрито γ-випромінювання?

А. Рентгеном Б. Віларом В. Гершелем

7. З якою швидкістю поширюється інфрачервоне випромінювання?

А. Більше ніж 3*108 м/с Б. Менше ніж 3*10 8 м/с В. 3*108 м/с

8. Рентгенівське випромінювання:

А. Виникає при різкому гальмуванні швидких електронів

Б. Випускається твердими тілами, нагрітими до великої температури

В. Випускається будь-яким нагрітим тілом

9. Які випромінювання використовуються у медицині?

Інфрачервоне випромінювання Ультрафіолетове випромінювання Видиме випромінювання Рентгенівське випромінювання

А. 1,2,4 Б. 1,3 В. Усі випромінювання

10. Звичайне скло практично не пропускає:

А. Видиме випромінювання. Б. Ультрафіолетове випромінювання. В. Інфрачервоне випромінювання Правильні відповіді: 1 (Б); 2 (Б); 3(А); 4 В); 5(В); 6(Б); 7(В); 8(А); 9(А); 10(Б).

Шкала оцінок: 5 – 9-10 завдань; 4 – 7-8 завдань; 3 – 5-6 завдань.

IV. Підсумок уроку.

V. Домашнє завдання: § 80,86.