Sažetak iz fizike na temu elektromagnetskih valova. Sažetak lekcije s prezentacijom "Vrste zračenja
"Elektromagnetski valovi".
Ciljevi lekcije:
Obrazovni:
- upoznati učenike sa značajkama širenja elektromagnetskih valova;
- razmotriti faze stvaranja teorije elektromagnetskog polja i eksperimentalne potvrde te teorije;
Obrazovni: upoznati učenike sa zanimljivim epizodama iz biografije G. Hertza, M. Faradaya, Maxwella D.K., Oersteda H.K., A.S. Popova;
Razvojni: promicati razvoj interesa za predmet.
Demonstracije : slajdovi, video.
TIJEKOM NASTAVE
Danas ćemo se upoznati sa značajkama širenja elektromagnetskih valova, uočiti faze stvaranja teorije elektromagnetskog polja i eksperimentalne potvrde ove teorije, te se zadržati na nekim biografskim podacima.
Ponavljanje.
Da bismo postigli ciljeve lekcije, moramo ponoviti neka pitanja:
Što je val, posebno mehanički val? (Širenje vibracija čestica tvari u prostoru)
Koje veličine karakteriziraju val? (valna duljina, brzina vala, period titranja i frekvencija titranja)
Kakav je matematički odnos između valne duljine i perioda titranja? (valna duljina je jednaka umnošku brzine vala i perioda titranja)
Učenje novog gradiva.
Elektromagnetski val je u mnogočemu sličan mehaničkom valu, ali postoje i razlike. Glavna razlika je u tome što ovaj val ne zahtijeva medij za širenje. Elektromagnetski val rezultat je prostiranja izmjeničnog električnog polja i izmjeničnog magnetskog polja u prostoru, tj. elektromagnetsko polje.
Elektromagnetsko polje nastaje ubrzanim kretanjem nabijenih čestica. Njegova prisutnost je relativna. Ovo je posebna vrsta materije, koja je kombinacija promjenjivih električnih i magnetskih polja.
Elektromagnetski val je širenje elektromagnetskog polja u prostoru.
Razmotrite graf širenja elektromagnetskog vala.
Dijagram širenja elektromagnetskog vala prikazan je na slici. Potrebno je zapamtiti da su vektori jakosti električnog polja, magnetske indukcije i brzine širenja valova međusobno okomiti.
Faze stvaranja teorije elektromagnetskog vala i njezina praktična potvrda.
Hans Christian Oersted (1820.) danski fizičar, stalni tajnik Kraljevskog danskog društva (od 1815.).
Od 1806. - profesor na ovom sveučilištu, od 1829. istodobno direktor Politehničke škole u Kopenhagenu. Oerstedovi radovi posvećeni su elektricitetu, akustici i molekularnoj fizici.
Godine 1820. otkrio je djelovanje električne struje na magnetsku iglu, što je dovelo do nastanka novog područja fizike – elektromagnetizma. Ideja o odnosu između različitih prirodnih pojava karakteristična je za Oerstedov znanstveni rad; posebno je bio jedan od prvih koji je izrazio ideju da je svjetlost elektromagnetski fenomen. 1822.-1823., neovisno o J. Fourieru, ponovno je otkrio termoelektrični efekt i izradio prvi termoelement. Eksperimentalno je proučavao stlačivost i elastičnost tekućina i plinova te je izumio pijezometar (1822). Provodio je istraživanja o akustici, posebice pokušavajući otkriti pojavu električnih fenomena uzrokovanih zvukom. Istraživao odstupanja od Boyle-Mariotteovog zakona.
Ørsted je bio briljantan predavač i popularizator, organizirao je Društvo za širenje prirodnih znanosti 1824. godine, stvorio prvi fizikalni laboratorij u Danskoj i pridonio poboljšanju nastave fizike u obrazovnim institucijama u zemlji.
Oersted je počasni član mnogih akademija znanosti, osobito Petrogradske akademije znanosti (1830).
Michael Faraday (1831.)
Briljantni znanstvenik Michael Faraday bio je samouk. U školi sam stekao samo osnovno obrazovanje, a potom sam zbog životnih problema radio i paralelno proučavao znanstveno-popularnu literaturu iz fizike i kemije. Kasnije je Faraday postao laboratorijski pomoćnik poznatog kemičara tog vremena, a zatim je nadmašio svog učitelja i učinio mnogo važnih stvari za razvoj takvih znanosti kao što su fizika i kemija. Godine 1821. Michael Faraday saznao je za Oerstedovo otkriće da električno polje stvara magnetsko polje. Nakon razmišljanja o ovom fenomenu, Faraday je krenuo stvoriti električno polje iz magnetskog polja i nosio je magnet u džepu kao stalni podsjetnik. Deset godina kasnije, svoj je moto proveo u djelo. Pretvorio magnetizam u elektricitet: stvara magnetsko polje - električnu struju
Teoretski znanstvenik izveo je jednadžbe koje nose njegovo ime. Ove jednadžbe govore da izmjenična magnetska i električna polja stvaraju jedna druga. Iz ovih jednadžbi proizlazi da izmjenično magnetsko polje stvara vrtložno električno polje, koje stvara izmjenično magnetsko polje. Osim toga, u njegovim jednadžbama postojala je konstantna vrijednost - to je brzina svjetlosti u vakuumu. Oni. iz te je teorije slijedilo da se elektromagnetski val u prostoru širi brzinom svjetlosti u vakuumu. Doista briljantan rad cijenili su mnogi znanstvenici tog vremena, a A. Einstein je rekao da mu je tijekom studija najfascinantnija bila Maxwellova teorija.
Heinrich Hertz (1887.)
Heinrich Hertz rođen je kao boležljivo dijete, ali je postao vrlo pametan učenik. Volio je sve predmete koje je učio. Budući znanstvenik volio je pisati poeziju i raditi na tokarskom stroju. Nakon što je završio srednju školu, Hertz je ušao u višu tehničku školu, ali nije želio biti uski stručnjak i ušao je na Sveučilište u Berlinu kako bi postao znanstvenik. Nakon ulaska na sveučilište, Heinrich Hertz tražio je studij u laboratoriju za fiziku, ali za to je bilo potrebno riješiti natjecateljske probleme. I krenuo je s rješavanjem sljedećeg problema: ima li električna struja kinetičku energiju? Ovaj rad je zamišljen da traje 9 mjeseci, ali ga je budući znanstvenik riješio za tri mjeseca. Istina, negativan rezultat je netočan sa suvremenog gledišta. Točnost mjerenja trebalo je povećati tisuće puta, što u to vrijeme nije bilo moguće.
Još kao student Hertz je obranio doktorsku disertaciju s izvrsnom ocjenom i dobio titulu doktora. Bile su mu 22 godine. Znanstvenik se uspješno bavio teorijskim istraživanjem. Proučavajući Maxwellovu teoriju, pokazao je visoku eksperimentalnu vještinu, izradio je uređaj koji se danas naziva antenom i uz pomoć odašiljačkih i prijamnih antena stvarao i primao elektromagnetske valove te proučavao sva svojstva tih valova. Shvatio je da je brzina širenja ovih valova konačna i jednaka brzini svjetlosti u vakuumu. Nakon što je proučavao svojstva elektromagnetskih valova, dokazao je da su oni slični svojstvima svjetlosti. Nažalost, ovaj je robot potpuno narušio zdravlje znanstvenika. Prvo su mi otkazale oči, zatim su me počele boljeti uši, zubi i nos. Ubrzo je umro.
Heinrich Hertz dovršio je ogroman posao koji je započeo Faraday. Maxwell je Faradayeve ideje pretočio u matematičke formule, a Hertz matematičke slike u vidljive i čujne elektromagnetske valove. Slušajući radio, gledajući televizijske programe, moramo zapamtiti ovu osobu. Nije slučajno što je jedinica za frekvenciju titranja nazvana po Hertzu i nije nimalo slučajno da su prve riječi koje je prenio ruski fizičar A.S. Popov koristeći bežičnu komunikaciju bili su "Heinrich Hertz", šifrirani Morseovom azbukom.
Popov Aleksandar Sergejevič (1895.)
Popov je poboljšao prijemnu i odašiljačku antenu i isprva se komunikacija odvijala na udaljenosti od 250 m, zatim na 600 m. A 1899. znanstvenik je uspostavio radio komunikaciju na udaljenosti od 20 km, a 1901. - na 150 km. Godine 1900. radiokomunikacije su pomogle u provođenju operacija spašavanja u Finskom zaljevu. Godine 1901. talijanski inženjer G. Marconi ostvario je radioveze preko Atlantskog oceana.
Pogledajmo video isječak koji govori o nekim svojstvima elektromagnetskih valova. Nakon pregleda odgovaramo na pitanja.
Zašto žarulja u prijemnoj anteni mijenja intenzitet kad se umetne metalna šipka?
Zašto se to ne događa kada metalnu šipku zamijenite staklenom?
Konsolidacija.
Odgovori na pitanja:
Što je elektromagnetski val?
Tko je stvorio teoriju elektromagnetskih valova?
Tko je proučavao svojstva elektromagnetskih valova?
Ispunite tablicu s odgovorima u svojoj bilježnici, označivši broj pitanja.
Kako valna duljina ovisi o frekvenciji vibracije?
(Odgovor: Obrnuto proporcionalno)
Što će se dogoditi s valnom duljinom ako se period titranja čestice udvostruči?
(Odgovor: Povećat će se 2 puta)
Kako će se promijeniti frekvencija titranja zračenja pri prelasku vala u gušću sredinu?
(Odgovor: Neće se promijeniti)
Što uzrokuje emisiju elektromagnetskih valova?
(Odgovor: Nabijene čestice koje se kreću ubrzano)
Gdje se koriste elektromagnetski valovi?
(Odgovor: mobitel, mikrovalna pećnica, televizija, radio emisija itd.)
(Odgovori na pitanja)
Domaća zadaća.
Potrebno je pripremiti referate o različitim vrstama elektromagnetskog zračenja, navesti njihova svojstva i govoriti o njihovoj primjeni u životu čovjeka. Poruka mora biti duga pet minuta.
- Vrste elektromagnetskih valova:
- Valovi zvučne frekvencije
- Radio valovi
- Mikrovalno zračenje
- Infracrveno zračenje
- Vidljivo svjetlo
- Ultraljubičasto zračenje
- X-zračenje
- Gama zračenje
Sažimajući.
Književnost.
- Kasyanov V.A. Fizika 11. razred. - M.: Bustard, 2007
- Rymkevich A.P. Zbirka zadataka iz fizike. - M.: Prosvjetljenje, 2004.
- Maron A.E., Maron E.A. Fizika 11. razred. Didaktički materijali. - M.: Bustard, 2004.
- Tomilin A.N. Svijet električne energije. - M.: Bustard, 2004.
- Enciklopedija za djecu. Fizika. - M.: Avanta+, 2002.
- Yu. A. Khramov Fizika. Biografski priručnik, - M., 1983
Općinska proračunska obrazovna ustanova -
srednja škola br. 6 nazvana po. Konovalova V.P.
Klintsy, regija Bryansk
Razvio učitelj fizike prve kvalifikacijske kategorije:
Sviridova Nina Grigorievna.
Ciljevi i ciljevi:
Obrazovni:
Uvesti pojam elektromagnetskog polja i elektromagnetskog vala;
Nastaviti formirati ispravne predodžbe o fizičkoj slici svijeta;
Proučiti proces nastanka elektromagnetskog vala;
Proučiti vrste elektromagnetskog zračenja, njihova svojstva, primjenu i djelovanje na ljudski organizam;
Upoznati povijest otkrića elektromagnetskih valova
Razviti vještine rješavanja kvalitativnih i kvantitativnih problema.
Obrazovni:
Razvijanje analitičkog i kritičkog mišljenja (sposobnost analize prirodnih pojava, eksperimentalnih rezultata, sposobnost uspoređivanja i utvrđivanja zajedničkih i posebnosti, sposobnost ispitivanja tabličnih podataka, sposobnost rada s informacijama)
Razvoj govora učenika
Edukativni
Njegovanje spoznajnog interesa za fiziku, pozitivnog odnosa prema znanju i poštivanja zdravlja.
Oprema: prezentacija; tablica “Ljestvica elektromagnetskih valova”, radni list sa zadacima za samostalan obrazovni rad, tjelesni pribor.
Demonstracijski pokusi i fizikalna oprema.
1) Oerstedov pokus (izvor struje, magnetska igla, vodič, spojni vodovi, ključ)
2) djelovanje magnetskog polja na vodič s strujom (izvor struje, magnet u obliku luka, vodič, spojni vodovi, ključ)
3) fenomen elektromagnetske indukcije (zavojnica, trakasti magnet, pokazni galvanometar)
Međupredmetne veze
Matematika (rješavanje računskih zadataka);
Povijest (malo o otkriću i istraživanju elektromagnetskog zračenja);
Životna sigurnost (racionalno i sigurno korištenje uređaja koji su izvori elektromagnetskog zračenja);
Biologija (utjecaj zračenja na ljudski organizam);
Astronomija (elektromagnetsko zračenje iz svemira).
1. Motivacijska faza -7 min.
Press konferencija “Elektricitet i magnetizam”
Učitelj: Suvremeni svijet koji okružuje ljude ispunjen je širokom raznolikošću tehnologije. Računala i mobiteli, televizori postali su naši najbliži neizostavni pomoćnici, pa čak i zamjenjuju našu komunikaciju s prijateljima.Brojna istraživanja pokazuju da nam pomoćnici ujedno oduzimaju ono najvrjednije - zdravlje. Pitaju li se vaši roditelji često što uzrokuje veću štetu: mikrovalna pećnica ili mobitel?
Na ovo ćemo pitanje odgovoriti kasnije.
Sada - press konferencija na temu "Električnost i magnetizam".
Studenti. Novinar: Elektricitet i magnetizam, poznati od antike, sve do početka 19. stoljeća smatrani su fenomenima međusobno nepovezanim i proučavani su u različitim granama fizike.
Novinar: Izvana se elektricitet i magnetizam manifestiraju na potpuno različite načine, ali zapravo su blisko povezani i mnogi su znanstvenici uvidjeli tu vezu. Navedite primjer analogija, odnosno općih svojstava električnih i magnetskih pojava.
Stručnjak – fizičar.
Na primjer, privlačnost i odbojnost. U elektrostatici različitog i sličnog naboja. U magnetizmu suprotnih i sličnih polova.
Novinar:
Razvoj fizikalnih teorija uvijek se odvijao na temelju prevladavanja proturječja između hipoteze, teorije i eksperimenta.
Novinar: Početkom 19. stoljeća francuski znanstvenik Francois Arago objavio je knjigu “Grom i munje”. Sadrži li ova knjiga neke vrlo zanimljive unose?
Evo nekoliko odlomaka iz knjige Thunder and Lightning: “...U lipnju 1731. trgovac je u kut svoje sobe u Wexfieldu stavio veliku kutiju punu noževa, vilica i drugih predmeta od željeza i čelika... Munje ušao u kuću točno kroz kut u kojem je stajala kutija, razbio je i razbacao sve stvari koje su se u njoj nalazile. Sve ove vilice i noževi... pokazalo se da su jako magnetizirani...")
Koju bi hipotezu mogli iznijeti fizičari nakon analize ulomaka iz ove knjige?
Stručnjak - fizičar: Predmeti su bili magnetizirani kao posljedica udara groma, u to vrijeme se znalo da je munja električna struja, ali znanstvenici u to vrijeme nisu mogli teoretski objasniti zašto se to dogodilo.
Slajd br. 10
Novinar: Eksperimenti s električnom strujom privukli su znanstvenike iz mnogih zemalja.
Eksperiment je kriterij za istinitost hipoteze!
Koji su pokusi 19. stoljeća pokazali povezanost električnih i magnetskih pojava?
Stručnjak – fizičar. Demonstracijski pokus – Oerstedov pokus.
Godine 1820. Oersted je izveo sljedeći pokus (Oerstedov pokus, magnetska igla se okreće u blizini vodiča sa strujom) U prostoru oko vodiča sa strujom postoji magnetsko polje.
U nedostatku opreme, demonstracijsko iskustvo može se zamijeniti TsOR-om
Novinar. Oersted je eksperimentalno dokazao da su električni i magnetski fenomeni međusobno povezani. Je li postojala teorijska osnova?
Stručnjak – fizičar.
Francuski fizičar Ampere 1824. godine Ampere je proveo niz pokusa i proučavao učinak magnetskog polja na vodiče s strujom.
Demonstracijski pokus – djelovanje magnetskog polja na vodič kroz koji teče struja.
Ampere je prvi spojio dva prethodno odvojena fenomena - elektricitet i magnetizam - s jednom teorijom elektromagnetizma i predložio da ih se smatra rezultatom jednog prirodnog procesa
Učitelj: pojavio se problem: Teorija je naišla na nepovjerenje mnogih znanstvenika!?
Stručni fizičar. Demonstracijski pokus - pojava elektromagnetske indukcije (zavojnica miruje, magnet se giba).
Godine 1831. engleski fizičar M. Faraday otkrio je fenomen elektromagnetske indukcije i utvrdio da je samo magnetsko polje sposobno generirati električnu struju.
Novinar. Problem: Znamo da struja može nastati u prisutnosti električnog polja!
Stručnjak – fizičar. Hipoteza: Električno polje nastaje kao posljedica promjene magnetskog polja. Ali u to vrijeme nije bilo dokaza za ovu hipotezu.
Novinar: Do sredine 19. stoljeća nakupilo se dosta informacija o električnim i magnetskim pojavama?
Te su informacije zahtijevale sistematizaciju i integraciju u jedinstvenu teoriju; tko je stvorio tu teoriju?
Stručni fizičar. Ovu teoriju stvorio je izvanredni engleski fizičar James Maxwell. Maxwellova teorija riješila je niz temeljnih problema u teoriji elektromagnetizma. Njegove glavne odredbe objavljene su 1864. u djelu "Dinamička teorija elektromagnetskog polja"
Učitelj: Dečki, što ćemo proučavati na lekciji, formulirajte temu lekcije.
Učenici formuliraju temu lekcije.
Učitelj: Zapišite temu lekcije u sažeti radni list s kojim ćemo raditi danas tijekom lekcije.
|
Radni list sa sažetkom lekcije za učenika 9. razreda………………………………………………………………… Tema lekcije:……………………………………………………………………………………………………………………………… ……………… ……………. 1) Izmjenična električna i magnetska polja koja se međusobno generiraju tvore jedno………………………………………………………………………………………………… …………… ………………………………………………………………… 2) Izvori elektromagnetskog polja -………………….…………………naboji, kreće se sa ……………………………………………………………… 3) Elektromagnetski val……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………….................. 4) Elektromagnetski valovi se ne šire samo u materiji, već iu ……………………………….. 5) Vrsta vala -…………………………………………… 6) Brzina elektromagnetskih valova u vakuumu označava se latiničnim slovom c: sa ≈………………………………………………………… Brzina elektromagnetskih valova u materiji………………….nego u vakuumu………… 7) Valna duljina λ=……………………………………………………………… |
Što biste željeli naučiti na nastavi, koje ćete si ciljeve postaviti?
Učenici formuliraju ciljeve sata.
Učitelj: Danas ćemo na satu naučiti što je elektromagnetsko polje, proširiti znanje o električnom polju, upoznati se s procesom nastanka elektromagnetskog vala i nekim svojstvima elektromagnetskih valova,
2.Obnavljanje temeljnih znanja - 3 min.
Frontalno ispitivanje
1. Što je magnetsko polje?
2. Što stvara magnetsko polje?
3. Kako se označava vektor magnetske indukcije? Navedite mjerne jedinice magnetske indukcije.
4.Što je električno polje. Gdje postoji električno polje?
5. Što je pojava elektromagnetske indukcije?
6. Što je val? Koje su vrste valova? Koji se val naziva transverzalnim?
7. Zapiši formulu za izračunavanje valne duljine?
3. Operativno-kognitivni stadij - 25 min
1)Uvod u pojam elektromagnetskog polja
Prema Maxwellovoj teoriji, izmjenična električna i magnetska polja ne mogu postojati odvojeno: promjenjivo magnetsko polje stvara izmjenično električno polje, a promjenjivo električno polje stvara izmjenično magnetsko polje. Ova izmjenična električna i magnetska polja koja se međusobno generiraju čine jedno elektromagnetsko polje.
Rad s udžbenikom – čitanje definicije 180. str
Definicija iz udžbenika: Svaka promjena magnetskog polja tijekom vremena dovodi do pojave izmjeničnog električnog polja, a svaka promjena električnog polja tijekom vremena stvara izmjenično magnetsko polje.
ELEKTROMAGNETSKO POLJE
Ova izmjenična električna i magnetska polja koja se međusobno generiraju čine jedno elektromagnetsko polje.
Rad s planom-bilješkom (učenici dopunjuju bilješke u procesu učenja novog gradiva).
1) Promjenjiva električna i magnetska polja koja stvaraju jedno drugo čine jedno ………………… (elektromagnetsko polje)
2) Izvori elektromagnetskog polja -……(električni) naboji koji se kreću s…………………(ubrzanje)
Izvor elektromagnetskog polja. Udžbenik strana 180
Izvori elektromagnetskog polja mogu biti:
Električni naboj koji se kreće ubrzano, na primjer oscilira (električno polje koje stvaraju mijenja se povremeno)
(za razliku od naboja koji se kreće konstantnom brzinom, npr. kod istosmjerne struje u vodiču ovdje nastaje konstantno magnetsko polje).
Kvalitativni zadatak.
Koje polje se pojavljuje oko elektrona ako:
1) elektron miruje;
2) kreće se stalnom brzinom;
3) kreće li se ubrzano?
Električno polje uvijek postoji oko električnog naboja, u svakom referentnom sustavu, magnetsko polje postoji u onom u odnosu na koji se električni naboji kreću,
Elektromagnetsko polje je u referentnom okviru u odnosu na koji se električni naboji gibaju ubrzano.
2) Objašnjenje mehanizma nastanka indukcijske struje, e u slučaju kada vodič miruje. (Rješavanje problema formuliranog u motivacijskoj fazi tijekom press konferencije)
1) Izmjenično magnetsko polje stvara izmjenično električno polje (vrtlog) pod čijim se utjecajem počinju kretati slobodni naboji.
2) Električno polje postoji bez obzira na vodič.
Problem: razlikuje li se električno polje koje stvara izmjenično magnetsko polje od polja stacionarnog naboja?
3) Uvođenje pojma napetosti, opisivanje linija sila električnog polja, elektrostatičkih i vrtložnih, isticanje razlika. (Rješavanje problema formuliranog u motivacijskoj fazi tijekom press konferencije)
Uvod u pojam napetosti i silnica elektrostatskog polja.
Što možete reći o linijama elektrostatičkog polja?
Po čemu se elektrostatsko polje razlikuje od vrtložnog električnog polja?
Vrtložno polje nije povezano s nabojem, linije sile su zatvorene. Elektrostatika je povezana s nabojem, vrtlog se stvara izmjeničnim magnetskim poljem i nije povezan s nabojem. Općenito je električno polje.
4)Uvod u pojam elektromagnetskog vala. Posebna svojstva elektromagnetskih valova.
Prema Maxwellovoj teoriji, izmjenično magnetsko polje stvara izmjenično električno polje, koje opet stvara magnetsko polje, uslijed čega se elektromagnetsko polje širi prostorom u obliku vala.
Održavanje 3 definicije, prve 2), zatim učenici čitaju definiciju u udžbeniku, stranica 182, u bilješke zapisuju definiciju koju smatraju lakšom za pamćenje ili onu koja vam se svidjela.
3)Elektromagnetski val…………….
1) je sustav promjenjivih (vrtložnih) električnih i magnetskih polja koja se međusobno generiraju i šire u prostoru.
2) ovo je elektromagnetsko polje koje se širi u prostoru konačnom brzinom ovisno o svojstvima medija.
3) Poremećaj u elektromagnetskom polju koje se širi prostorom naziva se elektromagnetski val.
Svojstva elektromagnetskih valova.
Po čemu se elektromagnetski valovi razlikuju od mehaničkih valova? Vidjeti udžbenik na stranici 181 i dodati napomene uz 4. odlomak.
4) Elektromagnetski valovi ne šire se samo u materiji, već i u……(vakuum)
Ako se mehanički val širi, tada se vibracije prenose s čestice na česticu.
Što uzrokuje osciliranje elektromagnetskog vala? Na primjer, u vakuumu?
Koje se fizikalne veličine u njemu periodički mijenjaju?
Napetost i magnetska indukcija se mijenjaju tijekom vremena!
Kako su vektori E i B međusobno usmjereni u elektromagnetskom valu?
Je li elektromagnetski val uzdužan ili poprečan?
5) tip vala………(poprečni)
Animacija "Elektromagnetski val"
Brzina elektromagnetskih valova u vakuumu. Stranica 181 - pronaći brojčanu vrijednost brzine elektromagnetskih valova.
6) Brzina elektromagnetskih valova u vakuumu označava se latiničnim slovom c: c ≈ 300 000 km/s=3*108 m/s;
Što se može reći o brzini elektromagnetskih valova u tvari?
Brzina elektromagnetskih valova u tvari……(manja) nego u vakuumu.
U vremenu koje je jednako periodi titranja, val je prešao udaljenost duž osi koja je jednaka valnoj duljini.
Za elektromagnetske valove vrijede isti odnosi između valne duljine, brzine, perioda i frekvencije kao i za mehaničke valove. Brzina je označena slovom c.
7) valna duljina λ= c*T= c/ ν.
Ponovimo i provjerimo podatke o elektromagnetskim valovima. Učenici uspoređuju bilješke na radnim listićima i na slajdu.
Učitelj: Svaka teorija u fizici mora se podudarati s eksperimentom.
Učenje poruka. Eksperimentalno otkriće elektromagnetskih valova.
Godine 1888. njemački fizičar Heinrich Hertz eksperimentalno je dobio i snimio elektromagnetske valove.
Kao rezultat Hertzovih pokusa otkrivena su sva svojstva elektromagnetskih valova koja je teorijski predvidio Maxwell!
5) Proučavanje razmjera elektromagnetskog zračenja.
Elektromagnetski valovi podijeljeni su po valnoj duljini (i, sukladno tome, po frekvenciji) u šest raspona: granice raspona su vrlo proizvoljne.
Skala elektromagnetskih valova
Niskofrekventno zračenje.
1.Radio valovi
2. Infracrveno zračenje (toplinsko)
3. Vidljivo zračenje (svjetlo)
4.Ultraljubičasto zračenje
5. X-zrake
6.γ - zračenje
Učitelj: Koje se informacije mogu dobiti ako ispitate skalu elektromagnetskih valova.
Učenici: Iz slika možete odrediti koja su tijela izvori valova ili gdje se koriste elektromagnetski valovi.
Zaključak: Živimo u svijetu elektromagnetskih valova.
Koja su tijela izvori valova.
Kako se mijenjaju valna duljina i frekvencija ako prijeđemo na ljestvicu od radio valova do gama zračenja?
Što mislite zašto ova tablica prikazuje svemirske objekte kao primjere?
Učenici: Astronomski objekti (zvijezde i sl.) emitiraju elektromagnetske valove.
Istraživanje i usporedba informacija o skalama elektromagnetskih valova.
Usporediti 2 ljestvice na slajdu? Koja je razlika? Koje zračenje nije na drugoj ljestvici?
Zašto na drugom nema niskofrekventnih oscilacija?
Studentska poruka.
Maxwell: da bi se stvorio intenzivan elektromagnetski val koji bi mogao zabilježiti uređaj na određenoj udaljenosti od izvora, potrebno je da se oscilacije vektora napetosti i magnetske indukcije javljaju na dovoljno visokoj frekvenciji (oko 100 000 oscilacija u sekundi ili više) . Frekvencija struje koja se koristi u industriji i svakodnevnom životu je 50 Hz.
Navedite primjere tijela koja emitiraju niskofrekventno zračenje.
Studentska poruka.
Utjecaj niskofrekventnog elektromagnetskog zračenja na ljudski organizam.
Elektromagnetsko zračenje frekvencije 50 Hz koje stvaraju kabeli za izmjeničnu struju uzrokuje
Umor,
Glavobolja,
Razdražljivost,
Brzo umor
Gubitak pamćenja
Poremećaj spavanja…
Učitelj: Imajte na umu da se pamćenje pogoršava ako dugo radite za računalom ili gledate TV, što nas sprječava da dobro učimo. Usporedimo dopuštene standarde za elektromagnetsko zračenje kućanskih aparata, električnih vozila itd. Koji su električni uređaji štetniji za ljudsko zdravlje? Što je opasnije: mikrovalna pećnica ili mobitel? Ovisi li snaga o snazi uređaja?
Studentska poruka. Pravila koja će vam pomoći da ostanete zdravi.
1) Razmak između električnih uređaja mora biti najmanje 1,5-2 m. (Kako se ne bi povećao učinak elektromagnetskog zračenja u kućanstvu)
Vaši kreveti trebaju biti jednako udaljeni od televizora ili računala.
2) držite se što dalje od izvora elektromagnetskih polja i što je moguće kraće vrijeme.
3) Isključite sve uređaje koji ne rade.
4) Uključite što manje uređaja u isto vrijeme.
Istražimo još dvije ljestvice elektromagnetskih valova.
Koje je zračenje prisutno na drugoj ljestvici?
Učenici: Na drugoj skali ima mikrovalnog zračenja, a na prvoj nema.
Iako je frekvencijsko područje okvirno, pripadaju li mikrovalni valovi radio valovima ili infracrvenom zračenju, ako uzmemo u obzir ljestvicu broj 1?
Učenici: Mikrovalno zračenje - radio valovi.
Gdje se koriste mikrovalni valovi?
Studentska poruka.
Mikrovalno zračenje naziva se ultravisokofrekventno (mikrovalno) zračenje jer ima najveću frekvenciju u radijskom području. Ovo frekvencijsko područje odgovara valnim duljinama od 30 cm do 1 mm; stoga se još naziva i decimetarsko i centimetarsko valno područje.
Mikrovalno zračenje igra veliku ulogu u životu moderne osobe, jer ne možemo odbiti takva dostignuća znanosti: mobilne komunikacije, satelitska televizija, mikrovalne pećnice ili mikrovalne pećnice, radar, čiji se princip rada temelji na korištenju mikrovalova. .
Rješavanje problemskog pitanja postavljenog na početku lekcije.
Što je zajedničko mikrovalnoj pećnici i mobitelu?
Studenti. Princip rada ne temelji se na korištenju mikrovalnih radio valova.
Učitelj: Zanimljive podatke o izumu mikrovalne pećnice možete pronaći na internetu – domaća zadaća.
Učitelj: Živimo u “moru” elektromagnetskih valova, koje emitira sunce (cijeli spektar elektromagnetskih valova) i drugi svemirski objekti - zvijezde, galaksije, kvazari, moramo zapamtiti da svako elektromagnetsko zračenje može, donosi i jedno i drugo koristi i štete. Proučavanje ljestvica elektromagnetskih valova pokazuje nam koliki je značaj elektromagnetskih valova u ljudskom životu.
6) Samostalni rad - rad u paru uz udžbenik str. 183-184 i na temelju životnog iskustva. 5 test pitanja je obavezno za sve, zadatak 6 je računski zadatak.
1.Proces fotosinteze odvija se pod utjecajem
B) vidljivo zračenje-svjetlo
2. Ljudska koža tamni kada je izložena
A) ultraljubičasto zračenje
B) vidljivo zračenje-svjetlo
3. U medicini se koriste fluorografski pregledi
A) ultraljubičasto zračenje
B) X-zrake
4. Za televizijsku komunikaciju koriste
A) radio valovi
B) X-zrake
5. Kako bi izbjegli opekline mrežnice od sunčevog zračenja, ljudi koriste staklene „sunčane naočale“, jer staklo apsorbira značajan dio
A) ultraljubičasto zračenje
B) vidljivo zračenje-svjetlo
6. Na kojoj frekvenciji brodovi odašilju SOS signal za pomoć ako bi prema međunarodnom ugovoru duljina radio vala trebala biti 600m? Brzina širenja radio valova u zraku jednaka je brzini elektromagnetskih valova u vakuumu 3*108 m/s.
4) Refleksivno-evaluacijski stadij. Sažetak lekcije -4,5 min
1) Provjera samostalnog rada uz samovrednovanje.Ako su svi testni zadaci riješeni ocjena “4”, ako su učenici uspjeli riješiti zadatak ocjena “5”
Zadano je: λ = 600 m, s = 3*108 m/s
Rješenje: ν = s/λ = 3*10^8 \ 600 = 0,005 * 10^8 = 0,5 * 10^6 Hz== 5 * 10^5 Hz
Odgovor: 500 000 Hz = 500 kHz = 0,5 MHz
2) Zbrajanje i ocjenjivanje i samovrednovanje učenika.
Što je elektromagnetsko polje?
Što je elektromagnetski val?
Što sada znate o elektromagnetskim valovima?
Koje je značenje gradiva koje ste učili u vašem životu?
Što vam se najviše svidjelo na lekciji?
5. Domaća zadaća - 0,5 min P. 52,53 vježbe. 43, pr. 44(1)
Povijest izuma mikrovalne pećnice-Internet.
Refleksija elektromagnetskih valova A B 1 irir C D 2 Refleksija elektromagnetskih valova: metalni lim 1; metalni lim 2; i upadni kut; r refleksijski kut. Refleksija elektromagnetskog vala: metalni lim 1; metalni lim 2; i upadni kut; r refleksijski kut. (upadni kut jednak kutu refleksije)
Lom elektromagnetskih valova (omjer sinusa kuta upada i sinusa kuta loma konstantna je vrijednost za dva dana medija i jednak je omjeru brzine elektromagnetskih valova u prvom mediju i brzine elektromagnetskih valova u drugom mediju i naziva se indeks loma drugog medija u odnosu na prvi) Lom valnih fronti na granici dvije sredine
Širenje radiovalova Širenje radiovalova je pojava prijenosa energije elektromagnetskih valova u radiofrekvencijskom području. Širenje radiovalova događa se u prirodnim okruženjima, odnosno radiovalovi su pod utjecajem Zemljine površine, atmosfere i svemira blizu Zemlje (širenje radio valova u prirodnim vodenim površinama, kao i u krajolicima koje je stvorio čovjek).
100 m (pouzdana radijska komunikacija na ograničenim udaljenostima s dovoljnom snagom) Kratki valovi - od 10 do 100 m Ultrakratki radio valovi - 100 m (pouzdana radio komunikacija na ograničenim udaljenostima s dovoljnom snagom) Kratki valovi - od 10 do 100 m Ultrakratki radio valovi - 9 Srednji i dugi valovi - > 100 m (pouzdana radijska komunikacija na ograničenim udaljenostima s dovoljnom snagom) Kratki valovi - od 10 do 100 m Ultrakratki valovi - 100 m (pouzdana radio komunikacija na ograničenim udaljenostima s dovoljnom snagom) Kratki valovi - od 10 do 100 m Ultrakratki radio valovi - 100 m (pouzdana radio komunikacija na ograničenim udaljenostima s dovoljnom snagom) Kratki valovi - od 10 do 100 m Ultrakratki radio valovi - 100 m (pouzdana radio komunikacija na ograničenim udaljenostima s dovoljnom snagom) Kratki valovi - od 10 do 100 m Ultrakratki radio valovi - 100 m (pouzdana radio komunikacija na ograničenim udaljenostima s dovoljnom snagom) Kratki valovi - od 10 do 100 m Ultrakratki radio valovi - title="Srednji i dugi valovi - > 100 m (pouzdana radio komunikacija preko ograničene udaljenosti s dovoljnom snagom) Kratki valovi - od 10 do 100 m Ultrakratki radiovalovi -
Pitanja Koje je svojstvo elektromagnetskih valova prikazano na slici? Odgovor: refleksija Elektromagnetski valovi su... valovi. Odgovor: poprečno Pojava prijenosa energije elektromagnetskih oscilacija u radiofrekvencijskom području je .... Odgovor: širenje radio valova
Tema lekcije: Svojstva elektromagnetskih valova. Širenje i primjena elektromagnetskih valova.
Svrha lekcije : ponoviti mehaničke valove i njihove karakteristike; pojam elektromagnetskog vala; njihova svojstva, rasprostranjenost i primjena. Pokažite ulogu eksperimenta u pobjedi teorije. Proširite horizonte učenika.
Na stolu plakat koji označava faze rada u razredu: "Zapamtite - pogledajte - izvucite zaključke - podijelite zanimljive ideje."
Oprema za nastavu :
Na stolu je set instrumenata za proučavanje svojstava elektromagnetskih valova, zvučnik, univerzalni ispravljač VUP, niskofrekventno pojačalo i žice.
Model ravno polariziranog vala
Tablica br. 1 "Klasifikacija radio valova i njihovo područje primjene."
Tablica br. 2 “Širenje radio valova.” (Referenca: tablice i model elektromagnetskih valova ispunili učenici)
Studentska izvješća (gore spomenuta).
Svaki učenik ima radni list sa zadatkom (samostalni rad)
Portreti znanstvenika (D. Maxwell, G. Hertz, A.S. Popov)
Formulacija problema.
U ovoj lekciji proučavat ćemo svojstva elektromagnetskih valova koristeći radiovalove kao primjer (od mm do djelića stotina km). Značajke njihove distribucije i primjene. Poslušajte zanimljive poruke svojih kolega o njihovoj upotrebi. Na stolu ispred vas stoje papirići sa zadacima koje ćete ispunjavati tijekom sata.
Koraci lekcije :
Obnavljanje temeljnih znanja (frontalni razgovor)
Elektromagnetski val nema grba (dolina), u njemu se vektor jakosti električnog polja E i magnetske indukcije B mijenjaju po sinusoidalnom zakonu, međusobno okomite jedna na drugu i na smjer širenja vala. Demonstriran je model elektromagnetskog vala od papira u boji na igli za pletenje. (Kod njegove rotacije čini se da se vektori E i B mijenjaju u svim mogućim smjerovima okomito na smjer njegovog kretanja). (Sl. 65, str. 70 Fizika-11, G. Ya. Myakishev, B. B. Bukhovtsev)
II.Učenje novog gradiva .
Razvijajući teoriju elektromagnetskog polja, D. Maxwell je 60-ih godina 19. stoljeća teorijski potkrijepio mogućnost postojanja elektromagnetskih valova (na temelju diferenciranih jednadžbi koje je sastavio) i čak izračunao brzinu njihova širenja. Poklopila se s brzinom svjetlosti v=s=3*10 8 m/s. To je Maxwellu dalo razloga da zaključi: svjetlost je vrsta elektromagnetskog vala.
Maxwellove zaključke nisu priznavali svi fizičari – Maxwellovi suvremenici. Bila je potrebna eksperimentalna potvrda postojanja elektromagnetskih valova. Teorija bez prakse je mrtva!
Takav pokus izveo je 1888. godine njemački fizičar G. Hertz. Hertzovi pokusi briljantno su potvrdili Maxwellovu teoriju. Ali njemački fizičar nije vidio nikakve izglede za njihovu upotrebu. A. S. Popov, ruski fizičar, uspio im je pronaći praktičnu primjenu, tj. dao im početak u životu. Bežična komunikacija ostvarena je pomoću elektromagnetskih valova.
Da bi se proizveo elektromagnetski val, potrebno je stvoriti visokofrekventne oscilacije naboja. To se može učiniti u otvorenom oscilatornom krugu. Intenzitet zračenja elektromagnetskog vala proporcionalan je 4. potenciji frekvencije. Antena ne emitira niskofrekventne vibracije (zvuk).
Pokus: Suvremeni tehnički uređaji omogućuju dobivanje elektromagnetskih valova i proučavanje njihovih svojstava. Bolje je koristiti centimetarske valove (=3 cm). Kilometarske valove emitira poseban ultravisokofrekventni (mikrovalni) generator. Generator emitira elektromagnetske valove pomoću horne antene. Elektromagnetski val koji dopire do prijemnika pretvara se u električne vibracije i pojačava pomoću pojačala te dovodi do zvučnika. Antena sirene emitira elektromagnetske valove u smjeru od sirene. Prijemna antena u obliku istog roga prima valove koji se šire duž svoje osi. (Opći pogled na instalaciju prikazan je na sl. 81)
Prikazana su svojstva elektromagnetskih valova :
Prolaz i apsorpcija valova (karton, staklo, drvo, plastika itd.);
Odraz s metalne ploče;
Promjena smjera na dielektričnoj granici (lom);
Transverzalna priroda elektromagnetskih valova dokazuje se polarizacijom pomoću metalnih šipki;
smetnje;
Nakon demonstracije učenici zapisuju svojstva elektromagnetskih valova (zadatak A).
Zadatak A .
Svojstva elektromagnetskih valova:
Odraženo od... (dirigenti); (Sl.82)
Prolazi kroz... (dielektrik);
Na granici se lome... (dielektrik); (Sl.83)
Ometati -…;
Su... (poprečno);
Tako su pokusi dokazali postojanje elektromagnetskih valova i pomogli u proučavanju njihovih svojstava.
Podjela elektromagnetskih valova - (radiovalovi).
Učenicima se skreće pozornost na tablicu br. 1 u kojoj su radio valovi raspoređeni po vrstama, duljinama, frekvencijama i naznačeno je njihovo područje primjene. Nakon studija nastupajuzadatak “B”:
Koji se elektromagnetski valovi nazivaju radio valovima?
U čemu se radiovalovi koriste:
A) radijsko emitiranje
B) televizija
B) svemirske komunikacije
Tablica 1. Klasifikacija radio valova.
Ekstra dugSVD
10 5 – 10 4
3*10 -3 – 3*10 -2
Radiotelegrafska komunikacija, prijenos vremenskih izvješća i signala točnog vremena, komunikacija s podmornicom.
Dugi valovi
Daleki istok
10 4 – 10 3
3*10 -2 – 3*10 -1
Radiodifuzija, radiotelegrafske veze i radiotelefonske veze, radiodifuzija.
Srednji valovi
NE
10 3 – 10 2
3*10 -1 - 3
Isti
Kratkovalni HF
10 2 - 10
3 - 30
Radiodifuzija, radiotelegrafske veze, veze sa svemirskim satelitima, amaterske radio komunikacije itd.
Ultrakratki val VHF
10 – 0,001
30 – 3*10 5
Radiodifuzija, televizija, radioamaterstvo, svemir itd.
Širenje radio valova.
Kako se radiovalovi šire nije sporedno pitanje. U praksi, kvaliteta prijema ovisi o rješenju ovog pitanja.
Sljedeći čimbenici utječu na širenje radiovalova:
Fizička i geometrijska svojstva Zemljine površine;
Prisutnost ionosfere, tj. ionizirani plin na visini od 100 – 300 km;
Umjetne strukture ili objekti (kuće, zrakoplovi, itd.)
Ionizacija zraka uzrokovana je elektromagnetskim zračenjem Sunca i strujama nabijenih čestica koje ono emitira. Vodljiva ionosfera reflektira radio valove 10 m. Ali sposobnost ionosfere da reflektira i apsorbira radio valove značajno varira ovisno o dobu dana i godišnjem dobu.
Tablica br. 2 (vidi str. 85 udžbenika) prikazuje najtipičnije mogućnosti širenja radio valova različitih raspona u blizini površine Zemlje. Kada radio valovi prolaze, opažaju se i interferencija i difrakcija (savijanje oko konveksne površine Zemlje)
Primjena radio valova.
Kratke poruke učenika:
Radio kao sredstvo komunikacije – Baisheva Capitalina.
Nastanak jakutskog radija - Julija Potapova.
Povijest mobilnih komunikacija u Jakutiji (Horizon-RT) – Dmitrij Markov.
Satelitske komunikacije – Vasiliev Alexander.
Mikrovalna terapija – Anya Alexandrova.
Radiotelemetrija (str. 258-259, N.M. Liventsev, Tečaj fizike za medicinska sveučilišta) – Pechenkina Larisa.
Proučavanje novog materijala je završeno. Molimo ispunite zadatak “C”.
Odredite na kojoj duljini rade lokalne radio postaje:
Opcija 1. Frekvencije postaja.
Opcije su navedene na vašim listovima.
Konsolidacija :
Zašto je radijski prijem bolji zimi i noću nego ljeti i danju?
Zašto radio loše radi kada automobil prolazi ispod nadvožnjaka ili mosta?
Zašto su tornjevi televizijskog centra podignuti visoko?
Zašto se pri radu na kratkim valovima pojavljuju tihe zone?
Zašto je nemoguće uspostaviti radio komunikaciju između podmornica koje se nalaze na nekoj dubini u oceanu?
Domaća zadaća: §§ 35,36,37, ponoviti §§ 28-30.
Hvala na sudjelovanju i pomoći. Lekcija je gotova.
Predmet. Skala elektromagnetskih valova. Svojstva elektromagnetskih valova različitih frekvencijskih područja. Elektromagnetski valovi u prirodi i tehnici
Ciljevi lekcije: razmotriti ljestvicu elektromagnetskih valova, karakterizirati valove različitih frekvencijskih područja; pokazati ulogu raznih vrsta zračenja u životu čovjeka, utjecaj raznih vrsta zračenja na čovjeka; usustaviti gradivo o temi i produbiti znanje učenika o elektromagnetskim valovima; razvijati usmeni govor učenika, kreativne sposobnosti učenika, logiku, pamćenje; kognitivne sposobnosti; razvijati interes učenika za proučavanje fizike; njegovati točnost i marljivost
Vrsta lekcije: lekcija u formiranju novih znanja
Oblik: predavanje s prezentacijom
Oprema: računalo, multimedijski projektor, prezentacija “Skala elektromagnetskih valova”
Tijekom nastave
1. Organiziranje vremena
2. Motivacija za obrazovne i kognitivne aktivnosti
Svemir je ocean elektromagnetskog zračenja. Ljudi u njemu žive, uglavnom, ne primjećujući valove koji prožimaju okolni prostor. Dok se grije uz kamin ili pali svijeću, čovjek tjera izvor ovih valova na rad, ne razmišljajući o njihovim svojstvima. Ali znanje je moć: otkrivši prirodu elektromagnetskog zračenja, čovječanstvo je tijekom 20. stoljeća ovladalo i stavilo mu u službu najrazličitije njegove vrste.
3. Postavljanje teme i ciljeva lekcije
Danas ćemo krenuti na putovanje duž ljestvice elektromagnetskih valova, razmotriti vrste elektromagnetskog zračenja u različitim frekvencijskim rasponima. Zapišite temu lekcije: “Ljestvica elektromagnetskih valova. Svojstva elektromagnetskih valova različitih frekvencijskih područja. Elektromagnetski valovi u prirodi i tehnici".
Proučavat ćemo svako zračenje prema sljedećem općem planu. Opći plan za proučavanje zračenja:
1. Naziv raspona
2. Učestalost
3. Valna duljina
4. Tko ga je otkrio?
5. Izvor
6. Indikator
7. Primjena
8. Učinak na ljude
Dok proučavate temu, morate ispuniti sljedeću tablicu:
"Ljestvica elektromagnetskog zračenja"
4. Prezentacija novog materijala
Duljina elektromagnetskih valova može biti vrlo različita: od vrijednosti reda 1013 m (niskofrekventne vibracije) do 10-10 m (g-zrake). Svjetlost čini maleni dio širokog spektra elektromagnetskih valova. Međutim, tijekom proučavanja ovog malog dijela spektra otkrivena su druga zračenja s neobičnim svojstvima.
Uobičajeno je razlikovati niskofrekventno zračenje, radio zračenje, infracrvene zrake, vidljivu svjetlost, ultraljubičaste zrake, X-zrake i g-zračenje. G-zračenje najkraće valne duljine emitiraju atomske jezgre.
Ne postoji temeljna razlika između pojedinih zračenja. Sve su to elektromagnetski valovi koje generiraju nabijene čestice. Elektromagnetski valovi se u konačnici detektiraju po njihovom učinku na nabijene čestice. U vakuumu zračenje bilo koje valne duljine putuje brzinom od 300 000 km/s. Granice između pojedinih područja ljestvice zračenja vrlo su proizvoljne.
Zračenja različitih valnih duljina međusobno se razlikuju po načinu nastanka (zračenje antene, toplinsko zračenje, zračenje pri usporavanju brzih elektrona itd.) i metodama registracije.
Sve navedene vrste elektromagnetskog zračenja stvaraju i svemirski objekti te se uspješno proučavaju pomoću raketa, umjetnih Zemljinih satelita i svemirskih letjelica. Prije svega, to se odnosi na rendgensko i gama zračenje, koje atmosfera snažno apsorbira.
Kako se valna duljina smanjuje, kvantitativne razlike u valnim duljinama dovode do značajnih kvalitativnih razlika.
Zračenja različitih valnih duljina međusobno se jako razlikuju po apsorpciji od strane tvari. Kratkovalno zračenje (X-zrake i posebno g-zrake) se slabo apsorbiraju. Tvari koje su neprozirne za optičke valove prozirne su za ta zračenja. O valnoj duljini ovisi i koeficijent refleksije elektromagnetskih valova. Ali glavna razlika između dugovalnog i kratkovalnog zračenja je u tome što kratkovalno zračenje pokazuje svojstva čestica.
Razmotrimo svako zračenje.
Niskofrekventno zračenje javlja se u frekvencijskom području od 3 · 10-3 do 3. 105 Hz. To zračenje odgovara valnoj duljini od 1013 - 105 m. Zračenje tako relativno niskih frekvencija može se zanemariti. Izvor niskofrekventnog zračenja su generatori izmjenične struje. Koristi se za topljenje i kaljenje metala.
Radio valovi zauzimaju frekvencijsko područje 3·105 - 3·1011 Hz. Oni odgovaraju valnoj duljini od 10 5 - 10 -3 m. Izvor radio valova, kao i niskofrekventnog zračenja, je izmjenična struja. Također izvor je radiofrekvencijski generator, zvijezde, uključujući Sunce, galaksije i metagalaksije. Indikatori su Hertzov vibrator i oscilatorni krug.
Visoka frekvencija radiovalova u usporedbi s niskofrekventnim zračenjem dovodi do primjetnog zračenja radiovalova u svemir. To im omogućuje da se koriste za prijenos informacija na različite udaljenosti. Prenose se govor, glazba (emitiranje), telegrafski signali (radiokomunikacije) i slike raznih objekata (radiolokacija).
Radio valovi se koriste za proučavanje strukture tvari i svojstava medija u kojem se šire. Proučavanje radijskih emisija iz svemirskih objekata predmet je radioastronomije. U radiometeorologiji se procesi proučavaju na temelju karakteristika primljenih valova.
Infracrveno zračenje zauzima frekvencijski raspon 3*1011 - 3,85*1014 Hz. Odgovaraju valnoj duljini od 2·10 -3 - 7,6·10 -7 m.
Infracrveno zračenje otkrio je 1800. godine astronom William Herschel. Dok je proučavao porast temperature termometra zagrijanog vidljivom svjetlošću, Herschel je otkrio najveće zagrijavanje termometra izvan područja vidljivog svjetla (izvan crvenog područja). Nevidljivo zračenje, s obzirom na mjesto u spektru, nazvano je infracrveno. Izvor infracrvenog zračenja je zračenje molekula i atoma pod toplinskim i električnim utjecajima. Snažan izvor infracrvenog zračenja je Sunce, oko 50% njegovog zračenja nalazi se u infracrvenom području. Infracrveno zračenje čini značajan udio (od 70 do 80%) energije zračenja žarulja sa žarnom niti s volframovom niti. Infracrveno zračenje emitiraju električni luk i razne plinske žarulje. Zračenje nekih lasera nalazi se u infracrvenom području spektra. Indikatori infracrvenog zračenja su fotografije i termistori, posebne fotoemulzije. Infracrveno zračenje koristi se za sušenje drva, hrane i raznih boja i lakova (infracrveno grijanje), za signalizaciju pri slaboj vidljivosti, te omogućuje korištenje optičkih uređaja koji omogućuju vidljivost u mraku, kao i za daljinsko upravljanje. Infracrvene zrake koriste se za navođenje projektila i projektila na ciljeve i za otkrivanje kamufliranih neprijatelja. Ove zrake omogućuju određivanje razlika u temperaturama pojedinih područja površine planeta, te strukturnih značajki molekula tvari (spektralna analiza). Infracrvena fotografija koristi se u biologiji pri proučavanju biljnih bolesti, u medicini pri dijagnosticiranju kožnih i krvožilnih bolesti te u forenzici pri otkrivanju krivotvorina. Kada je izložen ljudima, uzrokuje povećanje temperature ljudskog tijela.
Vidljivo zračenje jedini je raspon elektromagnetskih valova koje ljudsko oko percipira. Svjetlosni valovi zauzimaju prilično usko područje: 380 - 670 nm (n = 3,85,1014 - 8,1014 Hz). Izvor vidljivog zračenja su valentni elektroni u atomima i molekulama, koji mijenjaju svoj položaj u prostoru, kao i slobodni naboji koji se kreću ubrzanom brzinom. Ovaj dio spektra daje osobi maksimalnu informaciju o svijetu oko sebe. Po svojim fizikalnim svojstvima sličan je ostalim spektralnim područjima, budući da je samo mali dio spektra elektromagnetskih valova. Zračenje različitih valnih duljina (frekvencija) u vidljivom području ima različite fiziološke učinke na mrežnicu ljudskog oka, uzrokujući psihološki osjećaj svjetlosti. Boja nije svojstvo elektromagnetskog svjetlosnog vala samo po sebi, već je manifestacija elektrokemijskog djelovanja ljudskog fiziološkog sustava: očiju, živaca, mozga. Otprilike, možemo navesti sedam osnovnih boja koje ljudsko oko razlikuje u vidljivom području (redoslijedom povećanja učestalosti zračenja): crvena, narančasta, žuta, zelena, plava, indigo, ljubičasta. Pamćenje slijeda primarnih boja spektra olakšava fraza čija svaka riječ počinje prvim slovom naziva primarne boje: "Svaki lovac želi znati gdje sjedi fazan." Vidljivo zračenje može utjecati na odvijanje kemijskih reakcija u biljkama (fotosinteza) te kod životinja i ljudi. Vidljivo zračenje emitiraju neki kukci (krijesnice) i neke dubinske ribe zbog kemijskih reakcija u tijelu. Apsorpcija ugljičnog dioksida od strane biljaka kao rezultat procesa fotosinteze i oslobađanje kisika pomaže održavanju biološkog života na Zemlji. Vidljivo zračenje koristi se i pri osvjetljavanju raznih objekata.
Svjetlost je izvor života na Zemlji i ujedno izvor naših predodžbi o svijetu oko nas.
Ultraljubičasto zračenje, elektromagnetsko zračenje nevidljivo oku, koje zauzima spektralno područje između vidljivog i rendgenskog zračenja unutar valnih duljina od 3,8 ∙ 10 -7 - 3 ∙ 10 -9 m (n = 8 * 1014 - 3 * 1016 Hz). Ultraljubičasto zračenje otkrio je 1801. godine njemački znanstvenik Johann Ritter. Proučavajući tamnjenje srebrnog klorida pod utjecajem vidljive svjetlosti, Ritter je otkrio da srebro još učinkovitije crni u području iza ljubičastog kraja spektra, gdje nema vidljivog zračenja. Nevidljivo zračenje koje je uzrokovalo ovo zacrnjenje naziva se ultraljubičasto zračenje.
Izvor ultraljubičastog zračenja su valentni elektroni atoma i molekula, kao i slobodni naboji koji se brzo kreću.
Zračenje krutih tijela zagrijanih na temperature od -3000 K sadrži zamjetan udio ultraljubičastog zračenja kontinuiranog spektra, čiji intenzitet raste s porastom temperature. Snažniji izvor ultraljubičastog zračenja je svaka visokotemperaturna plazma. Za različite primjene ultraljubičastog zračenja koriste se živine, ksenonske i druge žarulje s izbojem u plinu. Prirodni izvori ultraljubičastog zračenja su Sunce, zvijezde, maglice i druga svemirska tijela. Međutim, do Zemljine površine dopire samo dugovalni dio njihova zračenja (l > 290 nm). Za registraciju ultraljubičastog zračenja na
l = 230 nm koriste se konvencionalni fotografski materijali, au području kraće valne duljine na njega su osjetljivi posebni fotografski slojevi s niskim sadržajem želatine. Koriste se fotoelektrični prijamnici koji koriste sposobnost ultraljubičastog zračenja da izazovu ionizaciju i fotoelektrični efekt: fotodiode, ionizacijske komore, brojači fotona, fotomultiplikatori.
U malim dozama ultraljubičasto zračenje ima blagotvoran, ljekovit učinak na čovjeka, aktivirajući sintezu vitamina D u tijelu, kao i izazivajući tamnjenje. Velika doza ultraljubičastog zračenja može izazvati opekline kože i rak (80% izlječiv). Osim toga, prekomjerno ultraljubičasto zračenje slabi imunološki sustav organizma, što pridonosi razvoju određenih bolesti. Ultraljubičasto zračenje ima i baktericidni učinak: pod utjecajem tog zračenja umiru patogene bakterije.
Ultraljubičasto zračenje koristi se u fluorescentnim svjetiljkama, u forenzici (na fotografijama se mogu otkriti lažni dokumenti) i u povijesti umjetnosti (uz pomoć ultraljubičastih zraka mogu se otkriti nevidljivi tragovi restauracije na slikama). Prozorsko staklo praktički ne propušta ultraljubičasto zračenje, jer Apsorbira ga željezni oksid koji je dio stakla. Iz tog razloga, čak i na vrućem sunčanom danu ne možete se sunčati u sobi sa zatvorenim prozorom.
Ljudsko oko ne vidi ultraljubičasto zračenje jer... Rožnica oka i očna leća apsorbiraju ultraljubičasto zračenje. Ultraljubičasto zračenje vidljivo je nekim životinjama. Na primjer, golub se kreće po Suncu čak i po oblačnom vremenu.
Rendgensko zračenje je elektromagnetsko ionizirajuće zračenje koje zauzima područje spektra između gama i ultraljubičastog zračenja unutar valnih duljina od 10-12 - 10-8 m (frekvencije 3 * 1016 - 3-1020 Hz). X-zrake je 1895. godine otkrio njemački fizičar W. K. Roentgen. Najčešći izvor rendgenskog zračenja je rendgenska cijev u kojoj elektroni ubrzani električnim poljem bombardiraju metalnu anodu. X-zrake se mogu proizvesti bombardiranjem mete ionima visoke energije. Kao izvori rendgenskog zračenja mogu poslužiti i neki radioaktivni izotopi i sinkrotroni – uređaji za pohranu elektrona. Prirodni izvori rendgenskog zračenja su Sunce i druga svemirska tijela
Rentgenske slike objekata dobivaju se na posebnom rendgenskom fotografskom filmu. X-zračenje se može zabilježiti pomoću ionizacijske komore, scintilacijskog brojača, sekundarnih elektronskih ili kanalnih elektronskih multiplikatora i mikrokanalnih ploča. Zbog svoje velike sposobnosti prodora, X-zrake se koriste u analizi difrakcije X-zraka (proučavanje strukture kristalne rešetke), u proučavanju strukture molekula, otkrivanju nedostataka u uzorcima, u medicini (X-zrake, fluorografija, liječenje raka), u otkrivanju grešaka (otkrivanje nedostataka u odljevcima, tračnicama), u povijesti umjetnosti (otkriće drevne slike skrivene ispod sloja kasnijeg slikarstva), u astronomiji (pri proučavanju izvora X-zraka) i forenzičkoj znanosti. Velika doza rendgenskog zračenja dovodi do opeklina i promjena u strukturi ljudske krvi. Stvaranje rendgenskih prijemnika i njihovo postavljanje na svemirske postaje omogućilo je otkrivanje rendgenskog zračenja stotina zvijezda, kao i ljuski supernova i cijelih galaksija.
Gama zračenje je kratkovalno elektromagnetsko zračenje, zauzima cijelo frekvencijsko područje n = 8∙1014-10 17 Hz, što odgovara valnim duljinama l = 3,8·10 -7- 3∙10-9 m. Gama zračenje otkrili su Francuzi znanstvenik Paul Villard 1900. godine. Proučavajući zračenje radija u jakom magnetskom polju, Villar je otkrio kratkovalno elektromagnetsko zračenje koje se, poput svjetlosti, ne odbija od magnetskog polja. Nazvano je gama zračenje. Gama zračenje povezuje se s nuklearnim procesima, pojavama radioaktivnog raspada koji se događaju s određenim tvarima, kako na Zemlji tako iu svemiru. Gama zračenje se može zabilježiti pomoću ionizacijskih i komora s mjehurićima, kao i pomoću posebnih fotografskih emulzija. Koriste se u proučavanju nuklearnih procesa i u otkrivanju grešaka. Gama zračenje ima negativan učinak na čovjeka.
Dakle, zračenje niske frekvencije, radio valovi, infracrveno zračenje, vidljivo zračenje, ultraljubičasto zračenje, x-zrake, g-zračenje različite su vrste elektromagnetskog zračenja.
Ako te tipove mentalno posložite prema rastućoj frekvenciji ili smanjenoj valnoj duljini, dobit ćete širok kontinuirani spektar - ljestvicu elektromagnetskog zračenja (nastavnik pokazuje ljestvicu). U opasne vrste zračenja spadaju: gama zračenje, x-zrake i ultraljubičasto zračenje, ostala su sigurna.
Podjela elektromagnetskog zračenja na opsege je uvjetna. Ne postoji jasna granica između regija. Nazivi regija razvili su se povijesno; oni služe samo kao prikladno sredstvo za klasifikaciju izvora zračenja.
Svi rasponi skale elektromagnetskog zračenja imaju zajednička svojstva:
- fizička priroda svih zračenja je ista
- sva se radijacija širi u vakuumu istom brzinom, jednakom 3*108 m/s
- sva zračenja pokazuju zajednička valna svojstva (refleksija, lom, interferencija, difrakcija, polarizacija)
5. Sažimanje lekcije
Na kraju sata učenici završavaju rad na tablici.
Zaključak: Cjelokupna skala elektromagnetskih valova je dokaz da svako zračenje ima i kvantna i valna svojstva. Kvantna i valna svojstva u ovom slučaju ne isključuju, već se nadopunjuju. Valna svojstva jasnije se pojavljuju na niskim frekvencijama, a manje na visokim frekvencijama. Suprotno tome, kvantna svojstva se jasnije pojavljuju na visokim frekvencijama, a manje jasno na niskim frekvencijama. Što je valna duljina kraća, to su kvantna svojstva svjetlija, a što je valna duljina duža, to su valna svojstva svjetlija. Sve to služi kao potvrda zakona dijalektike (prijelaz kvantitativnih promjena u kvalitativne).
6. Domaća zadaća:§ 49 (pročitati), sažetak (učiti), ispuniti tablicu
posljednji stupac (učinak EMR-a na ljude) i
pripremiti izvješće o korištenju EMR-a
