Конспект занятия по физике по теме: «Различные виды электромагнитных излучений»

ГБПОУ Республики Мордовия

«Саранский медицинский колледж»

Конспект занятия по теме:

«Различные виды электромагнитных излучений»

Подготовила: преподаватель

Горина А.Д.

Саранск, 2016

Дисциплина: физика

Занятие №: 3.26

Тема: Различные виды электромагнитных излучений

Примечание: название занятия появляется на слайде 1 презентации.

Цель: усвоение теоретических основ изучаемой темы (электромагнитное излучение, радиоволны, инфракрасное, видимое, ультрафиолетовое и рентгеновское излучения)

Обеспечение занятия: учебник, конспект лекции, презентация

Тип занятия: комбинированный урок

Технология обучения: развивающее обучение

Методы обучения: лекция, работа с книгой

Компетенции:

ОК 1. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

ОК 2. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

ОК 3. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.

ОК 4. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение своей квалификации.

ПК 1. Оформлять документы первичного учета.

Межпредметные связи: биология, медицина

Используемая литература: Жданов Л.С., Жданов Г.Л. Физика для средних специальных учебных заведений

Примечание - работа с презентацией: в презентации содержатся гиперссылки для удобной навигации по презентации для переходов между основными этапами занятия.

Презентация к занятию
PPT / 4.71 Мб
 

Содержание занятия

1. Организационный момент: 3-5 мин

(отметка отсутствующих, проверка внешнего вида учащихся, санитарного состояния кабинета)

2. Актуализация знаний: 10-15 мин

Для актуализации знаний по ранее изученному материалу проводится фронтальный опрос с групповым обсуждением

Контрольные вопросы:

1. Какие виды электромагнитного излучения мы изучили?

Примерный ответ: были изучены такие виды электромагнитного излучения, как радиоволны и видимое излучение.

2. Каковы особенности этих видов излучения при их распространении?

Примерный ответ: радиоизлучение обладает такими свойствами как отражение, преломление, дифракция. Видимое излучение обладает такими свойствами, как отражение, преломление, дифракция, интерференция.

Примечание: ответы на данные вопросы появляются на слайде 2 презентации.

3. Как зависит длина волны от частоты излучения?

Примерный ответ: зависимость длины волны от частоты излучения выражается формулой

Примечание: ответ на данный вопрос появляется на слайде 3 презентации.

Далее на основе данной формулы решается несколько задач

Затем обучающимся задается проблемный вопрос, ответ на который будет получен после изучения нового материала.

Почему явление интерференции наблюдается не для каждого вида излучений?

3. Изложение материала: 55 мин

План:

1) Электромагнитное излучение в различных диапазонах.

2) Свойства и применение электромагнитных излучений.

Обучающиеся конспектируют материал занятия, записывая со слайдов презентации. План занятия указан на слайде 4 презентации.

Вопрос 1

Шкала электромагнитных волн - непрерывная последовательность частот и длин волн, соответствующая разным электромагнитным излучениям.

Примечание: на слайде 5 презентации показана шкала электромагнитных волн с соответствующими указанными частотами.

Низкочастотные волны - электромагнитные волны, частота колебаний которых не превышает 100 кГц. Используется в электротехнике.

Примечание: на слайде 6 презентации записан данный материал и области применения низкочастотного излучения.

Экспериментальная «терагерцовая камера», регистрирующая изображение в длинноволновом ИК (которое излучается теплокровными организмами, но, в отличие от более коротковолнового ИК, не задерживается диэлектрическими материалами).

Сверхвысокочастотное (микроволновое) излучение (СВЧ) - используется в бытовых микроволновых печах, для космической связи из-за прозрачности атмосферы в этом диапазоне.

Инфракрасное (ИК) или тепловое излучение - электромагнитное излучение с длиной волны λ = 780 нм - 1 мм и частотой ν = 3*1011 - 3,85*1014 Гц. Диапазон ИК излучения: ближнее, среднее, дальнее.

Свойства ИК излучения

источник - все нагретые тела

вода используется в качестве теплоизолирующего слоя

Примечание: на слайде 7 презентации записан данный материал - основные свойства и особенности.

Было экспериментально открыто В. Гершелем в 1800 г. при помещении термометра, в котором был зачернен шарик, за красную область спектра; в результате чего было зарегистрировано повышение температуры.

Примечание: на слайде 8 презентации показывается, как было обнаружено инфракрасное излучение (с помощью анимационных переходов и удалений показанного материала).

Применение ИК излучения

Примечание: на слайде 9 презентации показаны основные области применения инфракрасного излучения на примерах (к каждому появляющемуся примеру выскакивает картинка, которая затем исчезает).

применяется для сушки овощей, фруктов - стерилизация

сушка различных лакокрасочных покрытий

приборы ночного видения, которые позволяют преобразовать невидимое инфракрасное излучение в видимое. Изготавливаются бинокли, которые видят инфракрасное излучение; с их помощью можно видеть в темноте.

ИК - локаторы (тепловизор) и дальномеры

ИК самонаведение

беспроводная передача данных

пульт дистанционного управления

физиотерапия (стимуляция и улучшение кровообращения, улучшение процессов метаболизма, повышение иммунитета, уменьшение болевых ощущений)

проверка денег на подлинность

ИК спектроскопия (определяют строение молекул различных органических (и неорганических) веществ с относительно короткими молекулами: антибиотиков, ферментов, алкалоидов, полимеров, комплексных соединений и др.)

ИК нагреватели

ИК астрономия (исследование объектов, видимых в ИК излучении)

используются змеями для ориентации в пространстве

Люминесценция - свечение, которое наблюдается при любой температуре тела. В зависимости от способов возбуждения свечения различают несколько видов люминесценции.

Электролюминесценция вызывается пропусканием через вещество электрического тока или действием электрического тока.

Катодолюминесценция возникает в результате бомбардировки электронами вещества.

Фотолюминесценция - свечение, возникающее под действием различных видов излучения (видимого, ультрафиолетового и др.)

Хемилюминесценция - свечение, возникающее в результате некоторых химических реакций с выделением энергии.

Видимое излучение - электромагнитное излучение с длиной волны и частотой

Ультрафиолетовое излучение (УФ) - электромагнитное излучение, с частотой ν=8*1014 до 3*1016 Гц и длиной волны λ=10 - 380 мкм. Диапазон УФ излучения: ближний (ультрафиолет A), средний (ультрафиолет B), дальний (ультрафиолет C).

Свойства УФ излучения

высока химическая активность

обнаруживаются с помощью люминесценции. Если на такой экран попадут ультрафиолетовые лучи, то в месте контакта он начнет светиться

появление защитного пигмента - загара и образование витамина D

обладают разрушительным действием на кожу и сетчатку глаз. При этом стекло очень сильно поглощает ультрафиолетовые лучи

Примечание: на слайде 10 презентации появляются основные свойства ультрафиолетового излучения (УФ излучения) и с помощью анимации появляется картинка о влиянии УФ излучения на хромосомный аппарат человека.

Примечание: на слайде 11 презентации показывается, как было обнаружено ультрафиолетовое излучение (с помощью анимационных переходов и удалений показанного материала).

Примечание: на слайде 12 презентации показываются области УФ излучения и рассказывается об их влиянии на организм человека.

Применение УФ излучения

Примечание: на слайде 13 презентации показаны основные области применения ультрафиолетового излучения на примерах (к каждому появляющемуся примеру выскакивает картинка, которая затем исчезает).

кварцевание - уничтожение болезнетворных микробов

терапевтические цели для лечения ряда заболеваний и косметологические услуги - солярии

бактерицидное действие - дезинфекция воды

полиграфия - создание штампов; создание светящихся красок и защитных покрытий

УФ спектрометрия и хроматографический анализ (по цвету свечения)

электросварка вольтовой дугой, автогенная резка и сварка

изготовление лакированной кожи

синтез веществ

проверка подлинности картин и детектор валют

криминалистика (обнаружение взрывчатых веществ)

светокопировка чертежей

ловля насекомых

пчелы используют УФ - излучение для нахождения нектара

Рентгеновское излучение — это излучение с частотами в диапазоне от 3*1016 до 3*1020 Гц. Рентгеновские лучи были открыты в 1895 г. немецким физиком Вильгельмом Рентгеном. Открытие рентгеновских лучей привело к открытию радиоактивности. Способствовал быстрому распространению практического применения своего открытия в медицине. В конце XIX в. всеобщее внимание физиков привлек газовый разряд при малом давлении. При этих условиях в газоразрядной трубке создавались потоки очень быстрых электронов. В то время их называли катодными лучами. Природа таких лучей еще не была с достоверностью установлена. Известно было лишь, что они берут начало на катоде трубки.

Свойства рентгеновских лучей

рентгеновское излучение является ионизирующим

возникают при торможении быстрых электронов

электромагнитное поля не оказывает никакого влияния на распространение лучей

большая проникающая способность рентгеновских лучей

не отражаются от каких-либо веществ и не испытывают преломление

дифракция рентгеновских лучей. Если рентгеновское излучение представляет собой электромагнитные волны, то оно должно обнаруживать дифракцию — явление, присущее всем видам волн. Сначала пропускали рентгеновские лучи через очень узкие щели в свинцовых пластинках, но ничего похожего на дифракцию обнаружить не удавалось.

поглощение рентгеновских лучей пропорционально плотности вещества

Примечание: на слайде 14 презентации появляются основные свойства рентгеновского излучения.

Занявшись исследованием катодных лучей. Рентген скоро заметил, что фотопластинка вблизи разрядной трубки оказывалась засвеченной даже в том случае, когда она была завернута в черную бумагу. После этого ему удалось наблюдать еще одно очень поразившее его явление. Бумажный экран, смоченный раствором платиносинеродистого бария, начинал светиться, если им обертывалась разрядная трубка. Причем когда Рентген держал руку между трубкой и экраном, то на экране были видны темные тени костей на фоне более светлых очертаний всей кисти руки.

Ученый понял, что при работе разрядной трубки возникает какое-то неизвестное ранее сильно проникающее излучение. Он назвал его Х-лучами. Впоследствии за этим излучением прочно укрепился термин «рентгеновские лучи».

Примечание: на слайде 15 презентации показывается, как было обнаружено рентгеновское излучение (с помощью анимационных переходов и удалений показанного материала).

Рентген обнаружил, что новое излучение появлялось в том месте, где катодные лучи (потоки быстрых электронов) сталкивались со стеклянной стенкой трубки. В этом месте стекло светилось зеленоватым светом.

Применение рентгеновских лучей

Примечание: на слайде 16 презентации показаны основные области применения рентгеновского излучения на примерах (к каждому появляющемуся примеру выскакивает картинка, которая затем исчезает).

в медицине - рентгенография и рентгеноскопия

реставрация

рентгеновская дефектоскопия

для лечения раковых заболеваний

диагностика - с помощью рентгеновских лучей можно получать фотографии внутренних органов человека. На этих фотографиях хорошо различимы кости скелета и места перерождений мягких тканей

по дифракционной картине, даваемой рентгеновскими лучами при их прохождении сквозь кристаллы, удается установить порядок расположения атомов в пространстве — структуру кристаллов. Сделать это для неорганических кристаллических веществ оказалось не очень сложным. Но с помощью рентгеноструктурного анализа можно расшифровать также строение сложнейших органических соединений, в том числе белков. В частности, была определена структура молекулы гемоглобина, содержащей десятки тысяч атомов. Используется в кристаллографии, биохимии, материаловедении

определение химического состава вещества

Гамма-излучение - электромагнитное излучение с длиной волны λ=10-8 - 10 -11 см. По своим свойствам γ - лучи очень сильно напоминают рентгеновские, но только их проникающая способность гораздо больше, чем у рентгеновских лучей.

Примечание: на слайде 17 презентации появляются основные свойства гамма-излучения.

Свойства гамма-лучей

проникающая способность, больше, чем у рентгеновского излучения

электромагнитные лучи

скорость распространения γ - лучей равна скорости света: около 300 000 км/с

Применение гамма-лучей

Примечание: на слайде 18 презентации показаны основные области применения рентгеновского излучения на примерах (к каждому появляющемуся примеру выскакивает картинка, которая затем исчезает).

гамма-дефектоскопия

стерилизация медицинских инструментов и оборудования

лучевая терапия

уровнемеры

4. Закрепление нового материала: 15-22 мин

На этапе закрепления нового материала делается обобщение о свойствах различных вида электромагнитного излучения и дается ответ на проблемный вопрос, поставленный после актуализации знаний.

Чем больше длина волны (меньше частота), больше проявляются волновые свойства излучения.

Чем меньше длина волны (больше частота), больше проявляются свойства излучения как частицы.

Т.о. некоторые явления, общие для всех видов излучения, труднее обнаружить для рентгеновского и гамма-излучений.

5. Задание на дом: 5 мин

гл. 34 § 5-6, 15-17

6. Подведение итогов: 5-10 мин

(выставляются оценки, их комментарий)