Generalizirajuća lekcija "Skala elektromagnetskog zračenja". Elektromagnetsko zračenje - ljudski utjecaj, zaštita

Ljestvica elektromagnetskog zračenja uvjetno uključuje sedam raspona:

1. Niskofrekventne oscilacije

2. Radio valovi

4. Vidljivo zračenje

5. Ultraljubičasto zračenje

6. X-zrake

7. Gama zrake

Ne postoji temeljna razlika između pojedinih zračenja. Sve su to elektromagnetski valovi koje stvaraju nabijene čestice. Elektromagnetski valovi se u konačnici detektiraju njihovim djelovanjem 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 proizvodnje (zračenje antene, toplinsko zračenje, zračenje pri usporavanju brzih elektrona itd.) i načinima registracije.

Sve navedene vrste elektromagnetskog zračenja također generiraju svemirski objekti i uspješno se proučavaju pomoću raketa, umjetni sateliti Zemlja i svemirski brodovi. Prije svega, to se odnosi na rendgensko i g-zračenje koje atmosfera snažno apsorbira.

Kako se valna duljina smanjuje, kvantitativne razlike u valnim duljinama dovode do značajnih kvalitativnih razlika.

Zračenja različitih valnih duljina uvelike se međusobno razlikuju u smislu njihove apsorpcije materijom. Kratkovalno zračenje (X-zrake i posebno g-zrake) slabo se apsorbiraju. Tvari koje su neprozirne za optičke valne duljine prozirne su za ta zračenja. Koeficijent refleksije Elektromagnetski valovi također ovisi o valnoj duljini. Ali glavna razlika između dugovalnog i kratkovalnog zračenja je u tome što kratkovalno zračenje otkriva svojstva čestica.

Infracrveno zračenje

Infracrveno zračenje - elektromagnetno zračenje koje zauzima područje spektra između crvenog kraja vidljive svjetlosti (s valne duljine λ = 0,74 μm) i mikrovalno zračenje(λ ~ 1-2 mm). Nije vidljivo zračenje s izraženim toplinskim učinkom.

Infracrveno zračenje je 1800. godine otkrio engleski znanstvenik W. Herschel.

Sada je cijeli raspon infracrvenog zračenja podijeljen u tri komponente:

kratkovalno područje: λ = 0,74-2,5 µm;

srednje valovno područje: λ = 2,5-50 µm;

dugovalno područje: λ = 50-2000 µm;

Primjena

IR (infracrvene) diode i fotodiode naširoko se koriste u daljinskim upravljačima, sustavima automatizacije, sigurnosni sustavi itd. Ne odvlače pažnju osobe zbog svoje nevidljivosti. Infracrveni emiteri se koriste u industriji za sušenje lakiranih površina.

pozitivan nuspojava tako i sterilizacija prehrambeni proizvodi, povećavajući otpornost na koroziju površina prekrivenih bojama. Nedostatak je znatno veća neujednačenost zagrijavanja, što u nizu tehnoloških procesa potpuno neprihvatljivo.

Elektromagnetski val određenog frekvencijskog raspona ima ne samo toplinski, već i biološki učinak na proizvod, te pridonosi ubrzanju biokemijskih transformacija u biološkim polimerima.

Osim toga, infracrveno zračenje se široko koristi za grijanje prostorija i vanjskih prostora.

U uređajima za noćno gledanje: dalekozor, naočale, nišani za malokalibarsko oružje, noćne foto i video kamere. Ovdje se infracrvena slika objekta, nevidljiva oku, pretvara u vidljivu.

Pri ocjenjivanju se u građevinarstvu koriste termoviziri svojstva toplinske izolacije strukture. Uz njihovu pomoć možete odrediti područja najvećih gubitaka topline u kući u izgradnji i donijeti zaključak o kvaliteti primijenjenog Građevinski materijal i grijalice.

Jako infracrveno zračenje u područjima visoke topline može biti opasno za oči. Najopasnije je kada zračenje nije popraćeno vidljivom svjetlošću. Na takvim mjestima potrebno je nositi posebne zaštitne naočale za oči.

Ultraljubičasto zračenje

Ultraljubičasto zračenje (ultraljubičasto, UV, UV) - elektromagnetsko zračenje, koje zauzima raspon između ljubičastog kraja vidljivog zračenja i rendgenskog zračenja (380 - 10 nm, 7,9 × 1014 - 3 × 1016 Hz). Raspon je uvjetno podijeljen na bliski (380-200 nm) i daleki, odnosno vakuum (200-10 nm) ultraljubičasti, potonji je tako nazvan jer ga atmosfera intenzivno apsorbira i proučava ga samo vakuumski uređaji. Ovo nevidljivo zračenje ima visoku biološku i kemijsku aktivnost.

S konceptom ultraljubičastih zraka prvi se susreće indijski filozof iz 13. stoljeća. Atmosfera područja koje je opisao sadržavala je ljubičaste zrake koje se ne mogu vidjeti normalnim okom.

Godine 1801. fizičar Johann Wilhelm Ritter otkrio je da se srebrni klorid, koji se raspada pod djelovanjem svjetlosti, brže razgrađuje pod djelovanjem nevidljivog zračenja izvan ljubičaste regije spektra.

UV izvori
prirodni izvori

Glavni izvor ultraljubičastog zračenja na Zemlji je Sunce.

umjetni izvori

UV DU tipa "Umjetni solarij", koji koriste UV LL, uzrokujući prilično brzo stvaranje preplanulog kože.

UV lampe služi za sterilizaciju (dezinfekciju) vode, zraka i razne površine u svim sferama ljudskog života.

Germicidno UV zračenje na ovim valnim duljinama uzrokuje dimerizaciju timina u molekulama DNA. Nakupljanje takvih promjena u DNK mikroorganizama dovodi do usporavanja njihove reprodukcije i izumiranja.

Ultraljubičasta obrada vode, zraka i površina nema produljeni učinak.

Biološki utjecaj

Uništava mrežnicu oka, uzrokuje opekline kože i rak kože.

Korisne značajke UV zračenje

Dolazak na kožu uzrokuje stvaranje zaštitnog pigmenta – opekline od sunca.

Potiče stvaranje vitamina D skupine

Uzrokuje smrt patogenih bakterija

Primjena UV zračenja

Korištenje nevidljivih UV boja za zaštitu bankovne kartice i novčanice od krivotvorina. Na karticu se nanose slike, elementi dizajna koji su nevidljivi na običnom svjetlu ili čine da cijela karta svijetli u UV zrakama.

Mnogi već znaju da duljina elektromagnetskih valova može biti potpuno različita. Valne duljine mogu se kretati od 103 metra (za radio valove) do deset centimetara za X-zrake.

Svjetlosni valovi su vrlo mali dio najšireg spektra elektromagnetskog zračenja (valova).

Tijekom proučavanja ovog fenomena došlo je do otkrića koja znanstvenicima otvaraju oči za druge vrste zračenja koje imaju prilično neobična i znanosti dosad nepoznata svojstva.

elektromagnetska radijacija

Ne postoji kardinalna razlika između različitih vrsta elektromagnetskog zračenja. Svi oni predstavljaju elektromagnetske valove, koji nastaju zbog nabijenih čestica, čija je brzina veća od brzine čestica u normalnom stanju.

Elektromagnetski valovi se mogu detektirati praćenjem njihovog djelovanja na druge nabijene čestice. U apsolutnom vakuumu (okolina s potpunom odsutnošću kisika) brzina kretanja elektromagnetskih valova jednaka je brzini svjetlosti - 300.000 kilometara u sekundi.

Granice postavljene na ljestvici mjerenja elektromagnetskih valova prilično su nestabilne, odnosno uvjetovane.

Skala elektromagnetskog zračenja

Elektromagnetsko zračenje, koje ima široku paletu pokazatelja duljine, razlikuje se jedno od drugog po načinu na koji se dobiva (toplinsko zračenje, zračenje antene, kao i zračenje dobiveno usporavanjem brzine rotacije tzv. -zvani "brzi" elektroni).

Također, elektromagnetski valovi - zračenje, razlikuju se po metodama njihove registracije, od kojih je jedna ljestvica elektromagnetskog zračenja.

Objekti i procesi koji postoje u svemiru, poput zvijezda, crnih rupa koje nastaju kao posljedica eksplozije zvijezda, također generiraju navedene vrste elektromagnetskog zračenja. Proučavanje ovih pojava provodi se uz pomoć umjetno stvorenih satelita, raketa koje su lansirali znanstvenici i svemirskih letjelica.

U većini slučajeva, istraživački rad usmjerena na proučavanje gama i rendgenskog zračenja. Proučavanje ove vrste zračenja gotovo je nemoguće u potpunosti istražiti na površini zemlje, budući da većinu zračenja koje emitira sunce zadržava atmosfera našeg planeta.

Smanjenje duljine elektromagnetskih valova neizbježno dovodi do prilično značajnih kvalitativnih razlika. Elektromagnetsko zračenje, koje ima različite duljine, ima veliku razliku između sebe, prema sposobnosti tvari da apsorbiraju takvo zračenje.

Zračenje malih valnih duljina (gama-zrake i X-zrake) tvari slabo apsorbiraju. Za gama i X-zrake, tvari koje su neprozirne za optičko zračenje postaju prozirne.

Zemtsova Ekaterina.

Istraživanje.

Preuzimanje datoteka:

Pregled:

Za korištenje pregleda prezentacija stvorite Google račun (račun) i prijavite se: https://accounts.google.com

Naslovi slajdova:

"Skala elektromagnetskog zračenja." Rad je obavila učenica 11. razreda: Ekaterina Zemtsova Voditeljica: Firsova Natalya Evgenievna Volgograd 2016.

Sadržaj Uvod Elektromagnetno zračenje Skala elektromagnetskog zračenja Radio valovi Utjecaj radio valova na ljudsko tijelo Kako se zaštititi od radio valova? Infracrveno zračenje Učinak infracrvenog zračenja na tijelo Ultraljubičasto zračenje Rentgensko zračenje Učinak rendgenskih zraka na osobu Učinak ultraljubičastog zračenja Gama zračenja Učinak zračenja na živi organizam Zaključci

Uvod Elektromagnetski valovi neizbježni su pratitelji kućne udobnosti. Oni prožimaju prostor oko nas i našeg tijela: izvori EM zračenja tople i svijetle kuće, služe za kuhanje, pružaju trenutnu komunikaciju s bilo kojim kutkom svijeta.

Relevantnost Utjecaj elektromagnetskih valova na ljudsko tijelo danas je predmet čestih sporova. Međutim, nisu opasni sami elektromagnetski valovi, bez kojih niti jedan uređaj ne bi mogao raditi, već njihova informacijska komponenta koju konvencionalni osciloskopi ne mogu detektirati * Osciloskop je uređaj dizajniran za proučavanje amplitudnih parametara električnog signala *

Ciljevi: detaljno razmotriti svaku vrstu elektromagnetskog zračenja Utvrditi kakav učinak ima na ljudsko zdravlje

Elektromagnetno zračenje je poremećaj koji se širi u prostoru (promjena stanja) elektromagnetsko polje. Elektromagnetno zračenje dijeli se na: radio valove (počevši od ekstra dugih), infracrveno zračenje, ultraljubičasto zračenje, rendgensko zračenje gama zračenje (tvrdo)

Ljestvica elektromagnetskog zračenja je ukupnost svih frekvencijskih raspona elektromagnetskog zračenja. Kao spektralna karakteristika elektromagnetskog zračenja koriste se sljedeće veličine: Valna duljina Frekvencija oscilacije Energija fotona (kvant elektromagnetskog polja)

Radio valovi su elektromagnetsko zračenje čija je valna duljina u elektromagnetskom spektru veća od infracrvene svjetlosti. Radio valovi imaju frekvencije od 3 kHz do 300 GHz, a odgovarajuće valne duljine od 1 milimetra do 100 kilometara. Kao i svi drugi elektromagnetski valovi, radio valovi putuju brzinom svjetlosti. Prirodni izvori radio valova su munje i astronomski objekti. Umjetno generirani radio valovi koriste se za fiksne i mobilne radio komunikacije, radiodifuziju, radarske i druge navigacijske sustave, komunikacijske satelite, računalne mreže i bezbroj drugih aplikacija.

Radio valovi se dijele na frekvencijska područja: duge valove, srednje valove, kratke valove i ultrakratke valove. Valovi u ovom rasponu nazivaju se dugi jer njihova niska frekvencija odgovara dugoj valnoj duljini. Mogu se širiti tisućama kilometara, jer se mogu savijati oko površine zemlje. Stoga mnoge međunarodne radijske postaje emitiraju na dugim valovima. Dugi valovi.

Ne šire se na velike udaljenosti, jer se mogu reflektirati samo od ionosfere (jedan od slojeva Zemljine atmosfere). Prijenosi srednjih valova bolje se prihvaćaju noću, kada se povećava reflektivnost ionosferskog sloja. srednji valovi

Kratki valovi se više puta reflektiraju od površine Zemlje i od ionosfere, zbog čega se šire na vrlo velike udaljenosti. Prijenos s kratkovalne radijske postaje može se primati na drugoj strani zemaljske kugle. - mogu se reflektirati samo od površine Zemlje i stoga su prikladni za emitiranje samo na vrlo kratkim udaljenostima. Na valovima VHF pojasa često se prenosi stereo zvuk, jer su smetnje na njima slabije. Ultrakratki valovi (VHF)

Utjecaj radio valova na ljudski organizam Koji se parametri razlikuju u utjecaju radio valova na tijelo? Toplinsko djelovanje može se objasniti na primjeru ljudsko tijelo: nailazeći na prepreku na putu - ljudsko tijelo, valovi prodiru u njega. Kod ljudi se apsorbiraju gornji sloj koža. Istovremeno se formira Termalna energija koji se izlučuje krvožilnim sustavom. 2. Netoplinsko djelovanje radio valova. Tipičan primjer su valovi koji dolaze iz antene mobilnog telefona. Ovdje možete obratiti pozornost na pokuse koje su znanstvenici proveli s glodavcima. Uspjeli su dokazati utjecaj netermalnih radio valova na njih. Međutim, nisu uspjeli dokazati svoju štetu ljudskom tijelu. Ono što uspješno koriste i pristaše i protivnici mobilne komunikacije, manipulirajući umovima ljudi.

Koža osobe, točnije, njezini vanjski slojevi, apsorbira (apsorbira) radio valove, uslijed čega se oslobađa toplina, što se može apsolutno točno zabilježiti eksperimentalno. Maksimalno dopušteno povećanje temperature za ljudsko tijelo je 4 stupnja. Iz toga slijedi da za ozbiljne posljedice, osoba mora biti izložena prilično snažnim radio valovima dulje vrijeme, što je malo vjerojatno u svakodnevnom životu. životni uvjeti. Opće je poznato da elektromagnetsko zračenje ometa kvalitetan prijem TV signala. Radio valovi su smrtonosno opasni za vlasnike električnih pacemakera - potonji imaju jasnu graničnu razinu iznad koje se elektromagnetsko zračenje koje okružuje osobu ne bi smjelo rasti.

Uređaji s kojima se osoba susreće tijekom svog života Mobiteli; antene za radio odašiljanje; radiotelefoni DECT sustava; mrežni bežični uređaji; Bluetooth uređaji; skeneri tijela; dječji telefoni; kućanski električni aparati; visokonaponski dalekovodi.

Kako se možete zaštititi od radio valova? Jedini učinkovita metoda- Kloni ih se. Doza zračenja smanjuje se proporcionalno udaljenosti: što je manje, to je osoba dalje od emitera. Uređaji(bušilice, usisavači) stvaraju el.magnetska polja oko strujnog kabela, pod uvjetom da je ožičenje nepismeno postavljeno. Što je veća snaga uređaja, to je veći njegov utjecaj. Možete se zaštititi tako da ih postavite što dalje od ljudi. Uređaji koji se ne koriste moraju se isključiti iz struje.

Infracrveno zračenje se također naziva "toplinskim" zračenjem, jer infracrveno zračenje zagrijanih predmeta ljudska koža percipira kao osjećaj topline. U tom slučaju valne duljine koje tijelo emitira ovise o temperaturi zagrijavanja: što je temperatura viša, to je valna duljina kraća i jačina zračenja je veća. Spektar zračenja apsolutno crnog tijela pri relativno niskim (do nekoliko tisuća Kelvina) temperaturama leži uglavnom u tom rasponu. Infracrveno zračenje emitiraju pobuđeni atomi ili ioni. Infracrveno zračenje

Dubina prodiranja i, sukladno tome, zagrijavanje tijela infracrvenim zračenjem ovisi o valnoj duljini. Kratkovalno zračenje može prodrijeti u tijelo do nekoliko centimetara dubine i zagrijava unutarnje organe, dok se dugovalno zračenje zadržava vlagom sadržanom u tkivima i povećava temperaturu integumenta tijela. Posebno je opasan učinak intenzivnog infracrvenog zračenja na mozak – može izazvati toplinski udar. Za razliku od drugih vrsta zračenja, kao što su rendgensko, mikrovalno i ultraljubičasto, infracrveno zračenje normalnog intenziteta ne djeluje negativan utjecaj na tijelu. Učinak infracrvenog zračenja na tijelo

Ultraljubičasto zračenje je oku nevidljivo elektromagnetno zračenje, smješteno u spektru između vidljivog i rendgenskog zračenja. Ultraljubičasto zračenje Domet ultraljubičastog zračenja koji dopire do površine Zemlje je 400 - 280 nm, dok se kraće valne duljine Sunca apsorbiraju u stratosferi uz pomoć ozonskog omotača.

Svojstva kemijske aktivnosti UV zračenja (ubrzava tijek kemijskih reakcija i bioloških procesa) prodorna sposobnost uništavanja mikroorganizama, blagotvorno djelovanje na ljudski organizam (u malim dozama) sposobnost izazivanja luminescencije tvari (njihov sjaj različitim bojama emitiranog svjetlo)

Izloženost ultraljubičastom zračenju Izlaganje kože ultraljubičastom zračenju koje je iznad prirodne zaštitne sposobnosti kože za tamnjenje dovodi do opeklina različitim stupnjevima. Ultraljubičasto zračenje može dovesti do stvaranja mutacija (ultraljubičasta mutageneza). Stvaranje mutacija, zauzvrat, može uzrokovati rak kože, melanom kože i prijevremeno starenje. Učinkovit lijek zaštitu od ultraljubičastog zračenja osigurava odjeća i posebne kreme za sunčanje sa SPF brojem većim od 10. Ultraljubičasto zračenje srednjeg valnog raspona (280-315 nm) praktički je neprimjetno ljudskom oku i uglavnom ga apsorbira epitel rožnice, koji uzrokuje oštećenja zračenja - opekline pod intenzivnim zračenjem rožnice (elektroftalmija). To se očituje pojačanim suzenjem, fotofobijom, edemom epitela rožnice.Za zaštitu očiju koriste se posebne naočale koje blokiraju do 100% ultraljubičastog zračenja i prozirne su u vidljivom spektru. Za još kraće valne duljine ne postoji materijal koji bi bio prikladan za prozirnost objektivnih leća, te se mora koristiti reflektirajuća optika - konkavna zrcala.

Rentgensko zračenje - elektromagnetski valovi čija energija fotona leži na ljestvici elektromagnetskih valova između ultraljubičasto zračenje i gama zračenje Primjena rendgenskih zraka u medicini Razlog primjene rendgenskih zraka u dijagnostici bila je njihova velika prodorna moć. U ranim danima otkrića, X-zrake su se uglavnom koristile za ispitivanje prijeloma kostiju i lociranje stranih tijela (kao što su meci) u ljudskom tijelu. Trenutno se koristi nekoliko dijagnostičkih metoda pomoću rendgenskih zraka.

Fluoroskopija Nakon što rendgenske zrake prođu kroz tijelo pacijenta, liječnik promatra sliku u sjeni pacijenta. Između ekrana i liječničkih očiju treba postaviti olovni prozor kako bi se liječnik zaštitio od štetnog djelovanja rendgenskih zraka. Ova metoda omogućuje proučavanje funkcionalnog stanja nekih organa. Nedostaci ove metode su nedovoljno kontrastne slike i relativno visoke doze zračenja koje pacijent prima tijekom zahvata. Fluorografija Koriste se, u pravilu, za preliminarnu studiju stanja unutarnjih organa pacijenata pomoću niskih doza X-zraka. Radiografija Ovo je metoda pregleda pomoću rendgenskih zraka, tijekom koje se slika snima na fotografski film. Rendgenske fotografije sadrže više detalja i stoga su informativnije. Može se spremiti za daljnju analizu. Ukupna doza zračenja manja je od one koja se koristi u fluoroskopiji.

X-zrake ioniziraju. Utječe na tkiva živih organizama i može uzrokovati radijacijsku bolest, radijacijske opekline i maligne tumore. Zbog toga se pri radu s rendgenskim zrakama moraju poduzeti zaštitne mjere. Vjeruje se da je šteta izravno proporcionalna apsorbiranoj dozi zračenja. Rentgensko zračenje je mutageni čimbenik.

Utjecaj rendgenskih zraka na tijelo X-zrake imaju veliku prodornu moć; sposobni su slobodno prodrijeti kroz proučavane organe i tkiva. Utjecaj X-zraka na tijelo očituje se i činjenicom da X-zrake ioniziraju molekule tvari, što dovodi do kršenja izvorne strukture molekularne strukture stanica. Tako nastaju ioni (pozitivno ili negativno nabijene čestice), ali i molekule, koje postaju aktivne. Ove promjene, u jednom ili drugom stupnju, mogu uzrokovati razvoj radijacijskih opeklina kože i sluznica, radijacijske bolesti, kao i mutacije, što dovodi do stvaranja tumora, uključujući i maligni. Međutim, te promjene mogu nastati samo ako je trajanje i učestalost izlaganja tijelu rendgenskim zrakama značajna. Što je rendgenska zraka snažnija i što je dulja ekspozicija, to je veći rizik od negativnih učinaka.

U suvremenoj radiologiji koriste se uređaji koji imaju vrlo malu energiju snopa. Vjeruje se da je rizik od razvoja raka nakon jednog standardnog rendgenskog pregleda iznimno mali i ne prelazi 1 tisućinku postotka. U kliničkoj praksi koristi se vrlo kratko vrijeme, pod uvjetom da je potencijalna korist od dobivanja podataka o stanju tijela puno veća od potencijalne opasnosti. Radiolozi, kao i tehničari i laboratorijski asistenti, moraju se pridržavati obveznih zaštitnih mjera. Liječnik koji obavlja manipulaciju stavlja posebnu zaštitnu pregaču, koja je zaštitna olovna ploča. Osim toga, radiolozi imaju individualni dozimetar, a čim otkrije da je doza zračenja velika, liječnik se s rendgenskih zraka uklanja s posla. Dakle, rendgensko zračenje, iako ima potencijalno opasne učinke na organizam, u praksi je sigurno.

Najveću prodornu moć ima gama zračenje – vrsta elektromagnetskog zračenja izrazito kratke valne duljine – manje od 2·10−10 m. Ovu vrstu zračenja može blokirati debelo olovo ili Betonska ploča. Opasnost od zračenja leži u njegovom ionizirajućem zračenju, u interakciji s atomima i molekulama, koje ovaj učinak pretvara u pozitivno nabijene ione, čime se razbija kemijske veze molekule koje čine žive organizme, a uzrokujući biološki važne promjene.

Brzina doze – pokazuje koju će dozu zračenja neki objekt ili živi organizam primiti tijekom određenog vremenskog razdoblja. Mjerna jedinica - Sievert / sat. Godišnje efektivne ekvivalentne doze, μSv / godišnje Kozmičko zračenje 32 Izloženost građevinskim materijalima i tlu 37 Unutarnja izloženost 37 Radon-222, radon-220 126 Medicinski postupci 169 Ispitivanje nuklearnog oružja 1,5 Nuklearna energija 0,01 Ukupno 400

Tablica rezultata jednokratnog izlaganja gama zračenju na ljudsko tijelo, mjereno u sivertima.

Utjecaj zračenja na živi organizam uzrokuje različite reverzibilne i nepovratne biološke promjene u njemu. A te se promjene dijele u dvije kategorije – somatske promjene uzrokovane izravno kod ljudi, i genetske promjene koje se javljaju kod potomaka. Ozbiljnost učinaka zračenja na osobu ovisi o tome kako se taj učinak javlja - odmah ili u dijelovima. Većina organa ima vremena da se donekle oporavi od zračenja, tako da mogu bolje podnijeti niz kratkotrajnih doza, u usporedbi s istom ukupnom dozom zračenja primljene u isto vrijeme. Zračenju su najviše izloženi crvena koštana srž i organi krvotvornog sustava, reproduktivni organi i organi vida. Djeca su više izložena zračenju od odraslih. Većina organa odrasle osobe nije toliko izložena zračenju - to su bubrezi, jetra, mjehur, hrskavična tkiva.

Zaključci Detaljno su razmotrene vrste elektromagnetskog zračenja.Ustanovljeno je da infracrveno zračenje normalnog intenziteta ne utječe štetno na organizam.Rentgensko zračenje može uzrokovati radijacijske opekline i maligne tumore.gama zračenje uzrokuje biološki važne promjene u tijelu.

Hvala na pažnji

Ciljevi lekcije:

Vrsta lekcije:

Obrazac ponašanja: predavanje s prezentacijom

Karaseva Irina Dmitrievna, 17.12.2017

2492 287

Razvojni sadržaj

Sažetak lekcije na temu:

Vrste zračenja. Skala elektromagnetskih valova

Lekcija osmišljena

nastavnik Državne ustanove LNR "LOUSOSH br. 18"

Karaseva I.D.

Ciljevi lekcije: razmotriti ljestvicu elektromagnetskih valova, okarakterizirati valove različitih frekvencijskih raspona; prikazati ulogu raznih vrsta zračenja u ljudskom životu, utjecaj raznih vrsta zračenja na čovjeka; sistematizirati gradivo o temi i produbiti znanja učenika o elektromagnetskim valovima; razviti usmeni govor učenici, kreativne sposobnosti učenika, logika, pamćenje; kognitivne sposobnosti; formirati interes učenika za studij fizike; njegovati točnost, marljiv rad.

Vrsta lekcije: lekcija u formiranju novog znanja.

Obrazac ponašanja: predavanje s prezentacijom

Oprema: računalo, multimedijski projektor, prezentacija „Vrste zračenja.

Skala elektromagnetskih valova»

Tijekom nastave

Organiziranje vremena.

Motivacija odgojno-spoznajne aktivnosti.

Svemir je ocean elektromagnetskog zračenja. Ljudi uglavnom žive u njemu, ne primjećujući valove koji prodiru u okolni prostor. Zagrijavajući se uz kamin ili paleći svijeću, osoba prisiljava izvor ovih valova da radi, ne razmišljajući o njihovim svojstvima. Ali znanje je moć: otkrivši prirodu elektromagnetskog zračenja, čovječanstvo je tijekom 20. stoljeća ovladalo i stavilo u službu njegove najrazličitije vrste.

Postavljanje teme i ciljeva lekcije.

Danas ćemo proputovati ljestvicu elektromagnetskih valova, razmotriti vrste elektromagnetskog zračenja različitih frekvencijskih raspona. Zapišite temu lekcije: „Vrste zračenja. Skala elektromagnetskih valova» (Slajd 1)

Proučavat ćemo svako zračenje prema sljedećem generaliziranom planu (Slajd 2).Generalni plan za proučavanje zračenja:

1. Naziv raspona

2. Valna duljina

3. Učestalost

4. Tko je otkriven

5. Izvor

6. Prijemnik (indikator)

7. Primjena

8. Djelovanje na osobu

Tijekom proučavanja teme morate ispuniti sljedeću tablicu:

Tablica "Skala elektromagnetskog zračenja"

Ime radijacija

Valna duljina

Frekvencija

Tko je bio

otvoren

Izvor

Prijamnik

Primjena

Djelovanje na osobu

Prezentacija novog materijala.

(Slajd 3)

Duljina elektromagnetskih valova je vrlo različita: od vrijednosti reda 10 13 m (niskofrekventne vibracije) do 10 -10 m ( -zrake). Svjetlost je beznačajan dio širokog spektra elektromagnetskih valova. Ipak, tijekom proučavanja ovog malog dijela spektra ostala su zračenja neobična svojstva.
Uobičajeno je dodijeliti niskofrekventno zračenje, radio emisija, infracrvene zrake, vidljivo svjetlo, ultraljubičaste zrake, X-zrake i -radijacija. Najkraći - emitira zračenje atomske jezgre.

Ne postoji temeljna razlika između pojedinih zračenja. Sve su to elektromagnetski valovi koje stvaraju nabijene čestice. Elektromagnetski valovi se u konačnici detektiraju njihovim djelovanjem 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.

(Slajd 4)

Emisije različitih valnih duljina razlikuju jedni od drugih po načinu na koji primanje(zračenje antene, toplinsko zračenje, zračenje tijekom usporavanja brzih elektrona, itd.) i metode registracije.

Sve navedene vrste elektromagnetskog zračenja također generiraju svemirski objekti i uspješno se proučavaju uz pomoć raketa, umjetnih Zemljinih satelita i svemirskih letjelica. Prije svega, to se odnosi na X-zrake i zračenje koje atmosfera snažno apsorbira.

Kvantitativne razlike u valnim duljinama dovode do značajnih kvalitativnih razlika.

Zračenja različitih valnih duljina uvelike se međusobno razlikuju u smislu njihove apsorpcije materijom. Kratkovalno zračenje (rendgensko zračenje i posebno zrake) slabo se apsorbiraju. Tvari koje su neprozirne za optičke valne duljine prozirne su za ta zračenja. Koeficijent refleksije elektromagnetskih valova također ovisi o valnoj duljini. Ali glavna razlika između dugovalnog i kratkovalnog zračenja je u tome kratkovalno zračenje otkriva svojstva čestica.

Razmotrimo svako zračenje.

(Slajd 5)

niskofrekventno zračenje javlja se u frekvencijskom području od 3 · 10 -3 do 3 10 5 Hz. To zračenje odgovara valnoj duljini od 10 13 - 10 5 m. Zračenje tako relativno niskih frekvencija može se zanemariti. Izvor niskofrekventnog zračenja su alternatori. Koriste se za taljenje i kaljenje metala.

(Slajd 6)

Radio valovi zauzimaju frekvencijsko područje 3·10 5 - 3·10 11 Hz. Odgovaraju valnoj duljini od 10 5 - 10 -3 m. radio valovi, kao i niskofrekventno zračenje je naizmjenična struja. Također, izvor je generator radio frekvencija, zvijezde, uključujući Sunce, galaksije i metagalaksije. Indikatori su Hertz vibrator, oscilatorni krug.

Velika frekvencija radio valovi u usporedbi s niskofrekventno zračenje dovodi do zamjetnog zračenja radio valova u svemir. To im omogućuje da se koriste za prijenos informacija na različite udaljenosti. Prenosi se govor, glazba (emitiranje), telegrafski signali (radio komunikacija), slike raznih objekata (radar).

Radio valovi se koriste za proučavanje strukture tvari i svojstava medija u kojem se šire. Proučavanje radio-emisije svemirskih objekata predmet je radioastronomije. U radiometeorologiji se procesi proučavaju prema karakteristikama primljenih valova.

(Slajd 7)

Infracrveno zračenje zauzima frekvencijski raspon 3 10 11 - 3,85 10 14 Hz. Odgovaraju valnoj duljini od 2 10 -3 - 7,6 10 -7 m.

Infracrveno zračenje je 1800. godine otkrio astronom William Herschel. Proučavajući porast temperature termometra grijanog vidljivom svjetlošću, Herschel je pronašao najveće zagrijavanje termometra izvan područja vidljive svjetlosti (izvan crvenog područja). Nevidljivo zračenje, s obzirom na njegovo mjesto u spektru, zvalo se infracrveno. Izvor infracrvenog zračenja je zračenje molekula i atoma pod toplinskim i električnim utjecajima. Snažan izvor infracrvenog zračenja je Sunce, oko 50% njegovog zračenja leži u infracrvenom području. Infracrveno zračenje čini značajan udio (od 70 do 80%) energije zračenja žarulja sa žarnom niti s nitima od volframa. Infracrveno zračenje emitiraju električni luk i razne plinske žarulje. Zračenje nekih lasera leži u infracrvenom području spektra. Indikatori infracrvenog zračenja su foto i termistori, posebne foto emulzije. Infracrveno zračenje se koristi za sušenje drva, prehrambenih proizvoda i raznih premaza boja i lakova ( infracrveno grijanje), za signalizaciju u slučaju slabe vidljivosti, omogućuje korištenje optičkih uređaja koji omogućuju vidjeti u mraku, kao i kada daljinski upravljač. Infracrvene zrake koriste se za usmjeravanje projektila i projektila na metu, za otkrivanje kamufliranog neprijatelja. Ove zrake omogućuju određivanje razlike u temperaturama pojedinih dijelova površine planeta, strukturnih značajki molekula tvari (spektralna analiza). Infracrvena fotografija se koristi u biologiji u proučavanju biljnih bolesti, u medicini u dijagnostici kožnih i vaskularnih bolesti, u forenzici u otkrivanju krivotvorina. Kada je izložena osobi, uzrokuje povećanje temperature ljudskog tijela.

(Slajd 8)

Vidljivo zračenje - jedini raspon elektromagnetskih valova koji percipira ljudsko oko. Svjetlosni valovi zauzimaju prilično uski raspon: 380 - 670 nm ( \u003d 3,85 10 14 - 8 10 14 Hz). Izvor vidljivog zračenja su valentni elektroni u atomima i molekulama koji mijenjaju svoj položaj u prostoru, kao i slobodni naboji, krećući se brzo. Ovaj dio spektra daje osobi maksimalnu informaciju o svijetu oko sebe. Po svome fizikalna svojstva sličan je drugim rasponima spektra, jer je samo mali dio spektra elektromagnetskih valova. Zračenje koje ima različite valne duljine (frekvencije) u vidljivom rasponu ima različite fiziološke učinke na mrežnicu ljudskog oka, uzrokujući psihološki osjet svjetlosti. Boja sama po sebi nije svojstvo elektromagnetskog svjetlosnog vala, već je manifestacija elektrokemijskog djelovanja ljudskog fiziološkog sustava: očiju, živaca, mozga. Otprilike, postoji sedam osnovnih boja koje ljudsko oko razlikuje u vidljivom rasponu (uzlaznim redoslijedom frekvencije zračenja): crvena, narančasta, žuta, zelena, plava, indigo, ljubičasta. Prisjećanje na slijed 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 tijek kemijskih reakcija u biljkama (fotosinteza) te u životinjskim i ljudskim organizmima. Vidljivo zračenje emitiraju pojedini kukci (krijesnice) i neke dubokomorske ribe zbog kemijskih reakcija u tijelu. Apsorpcija ugljičnog dioksida od strane biljaka kao rezultat procesa fotosinteze i oslobađanja kisika doprinosi održavanju biološkog života na Zemlji. Vidljivo zračenje se također koristi za osvjetljavanje raznih predmeta.

Svjetlost je izvor života na Zemlji i ujedno izvor naših predstava o svijetu oko nas.

(Slajd 9)

Ultraljubičasto zračenje, elektromagnetsko zračenje nevidljivo oku, koje zauzima područje spektra između vidljivog i rendgenskog zračenja unutar valnih duljina od 3,8 ∙10 -7 - 3 ∙10 -9 m ( \u003d 8 * 10 14 - 3 * 10 16 Hz). Ultraljubičasto zračenje otkrio je 1801. njemački znanstvenik Johann Ritter. Proučavajući crnjenje srebrnog klorida pod djelovanjem vidljive svjetlosti, Ritter je otkrio da srebro još učinkovitije crni u području izvan ljubičastog kraja spektra, gdje nema vidljivog zračenja. Nevidljivo zračenje koje je uzrokovalo ovo zacrnjenje zvalo se ultraljubičasto.

Izvor ultraljubičastog zračenja su valentni elektroni atoma i molekula, koji se također brzo kreću slobodnim nabojima.

Zračenje zagrijano do temperature - 3000 K čvrste tvari sadrži značajan udio ultraljubičastog zračenja kontinuiranog spektra čiji se intenzitet povećava s porastom temperature. Snažniji izvor ultraljubičastog zračenja je svaka visokotemperaturna plazma. Za različite primjene ultraljubičastog zračenja koriste se živa, ksenon i druge žarulje na plin. Prirodni izvori ultraljubičastog zračenja - Sunce, zvijezde, maglice i drugi svemirski objekti. Međutim, samo dugovalni dio njihovog zračenja (  290 nm) dopire do površine zemlje. Za registraciju ultraljubičastog zračenja na

 = 230 nm, koriste se obični fotografski materijali, u području kraće valne duljine na njega su osjetljivi posebni fotografski slojevi s niskim sadržajem želatine. Koriste se fotoelektrični prijemnici koji koriste sposobnost ultraljubičastog zračenja da izazovu ionizaciju i fotoelektrični efekt: fotodiode, ionizacijske komore, brojači fotona, fotomultiplikatori.

U malim dozama, ultraljubičasto zračenje ima blagotvoran, iscjeljujući učinak na osobu, aktivirajući sintezu vitamina D u tijelu, a također uzrokuje opekline od sunca. Velika doza ultraljubičastog zračenja može uzrokovati opekline kože i kancerogene izrasline (80% izlječivo). Osim toga, prekomjerno ultraljubičasto zračenje slabi imunološki sustav organizam, što doprinosi razvoju određenih bolesti. Ultraljubičasto zračenje također ima baktericidni učinak: pod utjecajem ovog zračenja patogene bakterije umiru.

Ultraljubičasto zračenje koristi se u fluorescentnim svjetiljkama, u forenzici (na slikama se otkriva krivotvorenje dokumenata), u povijesti umjetnosti (uz pomoć ultraljubičastih zraka moguće je otkriti na slikama ne vidljivo oku tragovi restauracije). Praktički ne propušta ultraljubičasto zračenje prozorsko staklo jer. apsorbira ga željezni oksid, koji je dio stakla. Iz tog razloga, čak ni po vrućem sunčanom danu, ne možete tamniti u sobi sa zatvoren prozor.

Ljudsko oko ne vidi ultraljubičasto zračenje, jer. Rožnica oka i očna leća apsorbiraju ultraljubičasto svjetlo. Neke životinje mogu vidjeti ultraljubičasto zračenje. Na primjer, golubicu vodi Sunce čak i po oblačnom vremenu.

(Slajd 10)

rendgensko zračenje - ovo je elektromagnetsko ionizirajuće zračenje koje zauzima područje spektra između gama i ultraljubičastog zračenja unutar valnih duljina od 10 -12 - 10 -8 m (frekvencije 3 * 10 16 - 3-10 20 Hz). Rentgensko zračenje otkrio je 1895. njemački fizičar W. K. Roentgen. Najčešći izvor rendgenskih zraka je rendgenska cijev, u kojoj elektroni ubrzani električnim poljem bombardiraju metalnu anodu. X-zrake se mogu dobiti bombardiranjem mete visokoenergetskim ionima. Kao izvori rendgenskog zračenja mogu poslužiti i neki radioaktivni izotopi, sinkrotroni – akumulatori elektrona. Prirodni izvori X-zraka su Sunce i drugi svemirski objekti.

Slike objekata u rendgenskim zrakama dobivaju se na posebnom rendgenskom fotografskom filmu. Rentgensko zračenje može se snimiti pomoću ionizacijske komore, scintilacijskog brojača, sekundarnih elektronskih ili kanalnih množitelja elektrona i mikrokanalnih ploča. Zbog svoje velike prodorne moći, rendgensko zračenje se koristi u analizi difrakcije X zraka (proučavanje strukture kristalna rešetka), u proučavanju strukture molekula, otkrivanju nedostataka u uzorcima, u medicini (RTG, fluorografija, liječenje karcinoma), u detekciji mana (otkrivanje nedostataka na odljevcima, tračnicama), u povijesti umjetnosti ( otkrivanje antičkih slika skrivenih pod slojem kasnog slikarstva), u astronomiji (u proučavanju izvora rendgenskih zraka), forenzici. Velika doza rendgenskog zračenja dovodi do opeklina i promjena u strukturi ljudske krvi. Stvaranje rendgenskih prijamnika i njihovo postavljanje na svemirske stanice omogućilo je otkrivanje rendgenske emisije stotina zvijezda, kao i školjki supernova i cijelih galaksija.

(Slajd 11)

Gama zračenje - kratkovalno elektromagnetsko zračenje, koje zauzima cijeli frekvencijski raspon  \u003d 8 10 14 - 10 17 Hz, što odgovara valnim duljinama  \u003d 3,8 10 -7 - 3 10 -9 m. Gama zračenje otkrio je francuski znanstvenik Paul Villars 1900. godine.

Proučavajući zračenje radija u jakom magnetskom polju, Villars je otkrio kratkovalno elektromagnetsko zračenje, koje ne odstupa, poput svjetlosti, magnetsko polje. Zvalo se gama zračenje. Gama zračenje povezuje se s nuklearnim procesima, fenomenima radioaktivnog raspada koji se javljaju kod određenih tvari, kako na Zemlji tako i u svemiru. Gama zračenje može se zabilježiti pomoću ionizacijskih i mjehurastih komora, kao i korištenjem posebnih fotografskih emulzija. Koriste se u proučavanju nuklearnih procesa, u detekciji mana. Gama zračenje ima negativan učinak na čovjeka.

(Slajd 12)

Dakle, niskofrekventno zračenje, radio valovi, infracrveno zračenje, vidljivo zračenje, ultraljubičasto zračenje, X-zrake, zračenje su različite vrste elektromagnetska radijacija.

Ako mentalno razložite ove vrste u smislu povećanja frekvencije ili smanjenja valne duljine, dobit ćete široki kontinuirani spektar - ljestvicu elektromagnetskog zračenja (učitelj pokazuje ljestvicu). Opasne vrste zračenja uključuju: gama zračenje, x-zrake i ultraljubičasto zračenje, ostalo je sigurno.

Podjela elektromagnetskog zračenja u raspone je uvjetna. Ne postoji jasna granica između regija. Imena regija razvila su se povijesno, služe samo kao prikladno sredstvo za klasifikaciju izvora zračenja.

(Slajd 13)

Svi rasponi skale elektromagnetskog zračenja imaju opća svojstva:

fizička priroda svih zračenja je ista

sva se radijacija širi u vakuumu istom brzinom, jednakom 3*108 m/s

sva zračenja pokazuju zajednička svojstva vala (refleksija, lom, interferencija, difrakcija, polarizacija)

5. Sažimanje lekcije

Na kraju sata učenici dovršavaju rad na tablici.

(Slajd 14)

Zaključak:

Cijela ljestvica elektromagnetskih valova dokaz je da svo zračenje ima i kvantna i valna svojstva.

Kvantna i valna svojstva u ovom slučaju ne isključuju, već se nadopunjuju.

Svojstva vala su izraženija na niskim frekvencijama, a manje na visokim frekvencijama. Suprotno tome, kvantna svojstva su izraženija na visokim frekvencijama, a manje jasno na niskim frekvencijama.

Što je valna duljina kraća, to su kvantna svojstva izraženija, a što je valna duljina veća, to su valna svojstva izraženija.

Sve to potvrđuje zakon dijalektike (prijelaz kvantitativnih promjena u kvalitativne).

Sažetak (učiti), ispuniti tablicu

posljednji stupac (učinak EMP-a na osobu) i

pripremiti izvješće o korištenju EMR-a

Razvojni sadržaj

GU LPR "LOUSOSH br. 18"

Lugansk

Karaseva I.D.

OPĆENI PLAN STUDIJA ZRAČENJA

1. Naziv raspona.

2. Valna duljina

3. Učestalost

4. Tko je otkriven

5. Izvor

6. Prijemnik (indikator)

7. Primjena

8. Djelovanje na osobu

TABLICA "SKALA ELEKTROMAGNETSKIH VALOVA"

Naziv zračenja

Valna duljina

Frekvencija

Tko je otvorio

Izvor

Prijamnik

Primjena

Djelovanje na osobu

Zračenja se međusobno razlikuju:

prema načinu dobivanja;
način registracije.

Kvantitativne razlike u valnim duljinama dovode do značajnih kvalitativnih razlika; materija ih različito apsorbira (kratkovalno zračenje - rendgensko i gama zračenje) - slabo se apsorbira.

Kratkovalno zračenje otkriva svojstva čestica.

Niskofrekventne vibracije

valna duljina (m)

10 13 - 10 5

Frekvencija Hz)

3 · 10 -3 - 3 · 10 5

Izvor

reostatski alternator, dinamo,

hertz vibrator,

generatori u električne mreže(50 Hz)

Strojni generatori povećane (industrijske) frekvencije (200 Hz)

telefonske mreže (5000Hz)

Generatori zvuka (mikrofoni, zvučnici)

Prijamnik

Električni uređaji i motori

Povijest otkrića

Oliver Lodge (1893.), Nikola Tesla (1983.)

Primjena

Kino, emitiranje (mikrofoni, zvučnici)

Radio valovi

valna duljina (m)

Frekvencija Hz)

10 5 - 10 -3

Izvor

3 · 10 5 - 3 · 10 11

Oscilatorni krug

Makroskopski vibratori

Zvijezde, galaksije, metagalaksije

Prijamnik

Povijest otkrića

Iskre u zazoru prijemnog vibratora (Hertz vibrator)

Sjaj cijevi za plinsko pražnjenje, koherer

B. Feddersen (1862), G. Hertz (1887), A.S. Popov, A.N. Lebedev

Primjena

Ekstra dugo- Radio navigacija, radiotelegrafska komunikacija, prijenos vremenskih izvješća

dugo– Radiotelegrafske i radiotelefonske veze, radijsko emitiranje, radionavigacija

Srednji- Radiotelegrafija i radiotelefonsko radio emitiranje, radio navigacija

Kratak- radioamaterski

VHF- svemirske radio komunikacije

DMV- televizija, radar, radiorelejna komunikacija, mobilna telefonska komunikacija

SMV- radar, radio relejna komunikacija, astronavigacija, satelitska televizija

IIM- radar

Infracrveno zračenje

valna duljina (m)

2 · 10 -3 - 7,6∙10 -7

Frekvencija Hz)

3∙10 11 - 3,85∙10 14

Izvor

Bilo koje grijano tijelo: svijeća, štednjak, baterija za grijanje vode, električna žarulja sa žarnom niti

Osoba emitira elektromagnetske valove duljine 9 · 10 -6 m

Prijamnik

Termoelementi, bolometri, fotoćelije, fotootpornici, fotografski filmovi

Povijest otkrića

W. Herschel (1800), G. Rubens i E. Nichols (1896),

Primjena

U forenzici, fotografiranje zemaljskih objekata u magli i mraku, dalekozor i nišan za snimanje u mraku, zagrijavanje tkiva živog organizma (u medicini), sušenje drva i oslikanih karoserija automobila, alarmi za zaštitu prostora, infracrveni teleskop.

Vidljivo zračenje

valna duljina (m)

6,7∙10 -7 - 3,8 ∙10 -7

Frekvencija Hz)

4∙10 14 - 8 ∙10 14

Izvor

Sunce, žarulja sa žarnom niti, vatra

Prijamnik

Oko, fotografska ploča, fotoćelije, termoelementi

Povijest otkrića

M. Melloni

Primjena

Vizija

biološki život

Ultraljubičasto zračenje

valna duljina (m)

3,8 ∙10 -7 - 3∙10 -9

Frekvencija Hz)

8 ∙ 10 14 - 3 · 10 16

Izvor

Uključeno u sunčevu svjetlost

Svjetiljke na pražnjenje s kvarcnom cijevi

Zrače sve čvrste tvari čija je temperatura veća od 1000°C, svjetleće (osim žive)

Prijamnik

fotoćelije,

fotomultiplikatori,

Luminescentne tvari

Povijest otkrića

Johann Ritter, Leiman

Primjena

Industrijska elektronika i automatizacija,

fluorescentne svjetiljke,

Proizvodnja tekstila

Zračna sterilizacija

Medicina, kozmetologija

rendgensko zračenje

valna duljina (m)

10 -12 - 10 -8

Frekvencija Hz)

3∙10 16 - 3 · 10 20

Izvor

Elektronska rendgenska cijev (napon na anodi - do 100 kV, katoda - žarna nit, zračenje - kvanti visoke energije)

solarna korona

Prijamnik

rola kamere,

Sjaj nekih kristala

Povijest otkrića

W. Roentgen, R. Milliken

Primjena

Dijagnostika i liječenje bolesti (u medicini), defektoskopija (kontrola unutarnjih konstrukcija, zavara)

Gama zračenje

valna duljina (m)

3,8 · 10 -7 - 3∙10 -9

Frekvencija Hz)

8∙10 14 - 10 17

Energija (EV)

9,03 10 3 – 1, 24 10 16 Ev

Izvor

radioaktivne atomske jezgre, nuklearne reakcije, procesi transformacije materije u zračenje

Prijamnik

brojači

Povijest otkrića

Paul Villars (1900.)

Primjena

Defektoskopija

Kontrola procesa

Istraživanje nuklearnih procesa

Terapija i dijagnostika u medicini

OPĆA SVOJSTVA ELEKTROMAGNETSKIH ZRAČENJA

fizičke prirode

sva zračenja su ista

sve se zračenje širi

u vakuumu istom brzinom,

jednak brzini svjetlosti

detektiraju se sva zračenja

opća valna svojstva

polarizacija

odraz

lom

difrakcija

smetnje

Cijela ljestvica elektromagnetskih valova dokaz je da svo zračenje ima i kvantna i valna svojstva.
Kvantna i valna svojstva u ovom slučaju ne isključuju, već se nadopunjuju.
Svojstva vala su izraženija na niskim frekvencijama, a manje na visokim frekvencijama. Suprotno tome, kvantna svojstva su izraženija na visokim frekvencijama, a manje jasno na niskim frekvencijama.
Što je valna duljina kraća, to su kvantna svojstva izraženija, a što je valna duljina veća, to su valna svojstva izraženija.

§ 68 (pročitano)
ispunite zadnji stupac tablice (učinak EMP-a na osobu)
pripremiti izvješće o korištenju EMR-a

Tema: „Vrste zračenja. Izvori svjetlosti. Skala elektromagnetskih valova.

Svrha: utvrditi zajednička svojstva i razlike na temu "Elektromagnetsko zračenje"; usporediti različite vrste zračenja.

Oprema: prezentacija "Skala elektromagnetskih valova".

Tijekom nastave.

I. Organizacijski trenutak.

II. Ažuriranje znanja.

Frontalni razgovor.

Koji je val svjetlost? Što je koherentnost? Koji se valovi nazivaju koherentnim? Što se naziva interferencija valova i pod kojim uvjetima dolazi do te pojave? Koja je razlika na putu? Optička razlika u putovanju? Kako su zapisani uvjeti za nastanak interferencijskih maksimuma i minimuma? Korištenje smetnji u tehnologiji. Što je difrakcija svjetlosti? Formulirajte Huygensov princip; Huygens-Fresnelov princip. Imenujte uzorke difrakcije od raznih prepreka. Što je difrakcijska rešetka? Gdje se koristi difrakcijska rešetka? Što je polarizacija svjetlosti? Za što se koriste polaroidi?

III. Učenje novog gradiva.

Znamo da je duljina elektromagnetskih valova vrlo različita. Svjetlost je beznačajan dio širokog spektra elektromagnetskih valova. U proučavanju ovog malog dijela spektra otkrivena su i druga zračenja neobičnih svojstava. Uobičajeno je razlikovati niskofrekventno zračenje, radio zračenje, infracrvene zrake, vidljivo svjetlo, ultraljubičaste zrake, rendgenske zrake i z-zračenje.

Više od stotinu godina, naime, od početka 19. stoljeća, nastavljalo se otkrivanje sve više novih valova. Jedinstvo valova dokazala je Maxwellova teorija. Prije njega su se mnogi valovi smatrali pojavama različite prirode. Razmotrimo ljestvicu elektromagnetskih valova koja je podijeljena na raspone po frekvenciji, ali i po metodi zračenja. Ne postoje stroge granice između pojedinih raspona elektromagnetskih valova. Na granicama raspona, vrsta vala se postavlja prema metodi njegovog zračenja, tj. elektromagnetski val iste frekvencije može se u jednom ili drugom slučaju pripisati različite vrste valovi. Na primjer, zračenje valne duljine od 100 mikrona može se nazvati radio valovima ili infracrvenim valovima. Izuzetak je vidljiva svjetlost.

Vrste zračenja.

vrsta zračenja	valna duljina, frekvencija	izvori	Svojstva	primjena	brzina širenja u vakuumu
niska frekvencija	0 do 2104 Hz od 1,5 104 do ∞ m.	alternatori.	Refleksija, apsorpcija, lom.	Koriste se za taljenje i kaljenje metala.
Radio valovi		naizmjenična struja. generator radio frekvencija, zvijezde, uključujući Sunce, galaksije i metagalaksije.	smetnje, difrakcija.	Za prijenos informacija na različite udaljenosti. Prenosi se govor, glazba (emitiranje), telegrafski signali (radio komunikacija), slike raznih objekata (radar).
infracrveni	31011- 3,851014 Hz. 780 nm -1 mm.	Zračenje molekula i atoma pod toplinskim i električnim utjecajima. Snažan izvor infracrvenog zračenja - Sunce	refleksija, apsorpcija, lom, smetnje, difrakcija.
	3,85 1014-7,89 1014 Hz	Valentni elektroni u atomima i molekulama koji mijenjaju svoj položaj u prostoru, kao i slobodni naboji koji se kreću ubrzanom brzinom.	refleksija, apsorpcija, lom, smetnje, difrakcija.	Apsorpcija ugljičnog dioksida od strane biljaka kao rezultat procesa fotosinteze i oslobađanja kisika doprinosi održavanju biološkog života na Zemlji. Vidljivo zračenje se također koristi za osvjetljavanje raznih predmeta.
ultraljubičasto	0,2 µm do 0,38 µm 81014-31016Hz	valentni elektroni atoma i molekula, također ubrzavaju kretanje slobodnih naboja. Svjetiljke s pražnjenjem s kvarcnim cijevima (kvarcne svjetiljke) Čvrste tvari s T> 1000°C, kao i svjetleća živina para. Plazma visoke temperature.	Visoka kemijska aktivnost (raspadanje srebrnog klorida, sjaj kristala cink sulfida), nevidljiva, velika prodorna moć, ubija mikroorganizme, u malim dozama blagotvorno djeluje na ljudski organizam (opekotine od sunca), ali u velikim dozama ima negativan biološki učinak: promjene u razvoju stanica i metabolizmu tvari koje djeluju na oči.	Lijek. Lumines cent lampe. Kriminalistika (prema otkriti krivotvorine dokumenti). Povijest umjetnosti (s ultraljubičaste zrake može se pronaći u slikama tragovi restauracije nevidljivi oku)
rendgenski snimak	10-12- 10-8 m (frekvencija 3*1016-3-1020 Hz	Neki radioaktivni izotopi, sinkrotroni za pohranu elektrona. Prirodni izvori X-zraka su Sunce i drugi svemirski objekti	Visoka prodorna moć. refleksija, apsorpcija, lom, smetnje, difrakcija.	rendgenska struktura- analiza, medicine, kriminalistike, povijesti umjetnosti.
Gama zračenje		Nuklearni procesi.	refleksija, apsorpcija, lom, smetnje, difrakcija.	U proučavanju nuklearnih procesa, u detekciji mana.

Sličnosti i razlike.

Opća svojstva i karakteristike elektromagnetskih valova.

Svojstva	Karakteristike
Raspodjela u prostoru kroz vrijeme	Brzina elektromagnetskih valova u vakuumu je konstantna i jednaka je približno 300 000 km/s
Sve valove apsorbira materija	Različiti koeficijenti apsorpcije
Svi valovi na granici između dva medija djelomično se reflektiraju, djelomično lome.	Zakoni refleksije i loma. Koeficijenti refleksije za različite medije i različite valove.
Sva elektromagnetska zračenja pokazuju svojstva valova: oni se zbrajaju, zaobilaze prepreke. Nekoliko valova može istovremeno postojati u istom području prostora	Princip superpozicije. Za koherentne izvore, pravila za određivanje maksimuma. Huygens-Fresnelov princip. Valovi ne stupaju u interakciju jedni s drugima
Složeni elektromagnetski valovi, pri interakciji s materijom, razlažu se u spektar – disperziju.	Ovisnost indeksa loma medija o frekvenciji vala. Brzina valova u tvari ovisi o indeksu loma medija v = c/n
Valovi različitog intenziteta	Gustoća toka zračenja

Kako se valna duljina smanjuje, kvantitativne razlike u valnim duljinama dovode do značajnih kvalitativnih razlika. Zračenja različitih valnih duljina uvelike se međusobno razlikuju u smislu njihove apsorpcije materijom. Kratkovalna zračenja se slabo apsorbiraju. Tvari koje su neprozirne za optičke valne duljine prozirne su za ta zračenja. Koeficijent refleksije elektromagnetskih valova također ovisi o valnoj duljini. Ali glavna razlika između dugovalnog i kratkovalnog zračenja je u tome što kratkovalno zračenje otkriva svojstva čestica.

1 Zračenje niske frekvencije

Niskofrekventno zračenje javlja se u frekvencijskom području od 0 do 2104 Hz. To zračenje odgovara valnoj duljini od 1,5 104 do ∞ m. Zračenje tako relativno niskih frekvencija može se zanemariti. Izvor niskofrekventnog zračenja su alternatori. Koriste se za taljenje i kaljenje metala.

2 Radio valovi

Radio valovi zauzimaju frekvencijski raspon 2 * 104-109 Hz. Odgovaraju valnoj duljini od 0,3-1,5 * 104 m. Izvor radio valova, kao i niskofrekventnog zračenja, je izmjenična struja. Također, izvor je generator radio frekvencija, zvijezde, uključujući Sunce, galaksije i metagalaksije. Indikatori su Hertzov vibrator, oscilatorni krug.

Visoka frekvencija radio valova, u usporedbi s niskofrekventnim zračenjem, dovodi do zamjetnog zračenja radio valova u svemir. To im omogućuje da se koriste za prijenos informacija na različite udaljenosti. Prenosi se govor, glazba (emitiranje), telegrafski signali (radio komunikacija), slike raznih objekata (radar). Radio valovi se koriste za proučavanje strukture tvari i svojstava medija u kojem se šire. Proučavanje radio-emisije svemirskih objekata predmet je radioastronomije. U radiometeorologiji se procesi proučavaju prema karakteristikama primljenih valova.

3 infracrvena (IR)

Infracrveno zračenje zauzima frekvencijski raspon 3 * 1011 - 3,85 * 1014 Hz. Oni odgovaraju valnoj duljini od 780nm -1mm. Infracrveno zračenje je 1800. godine otkrio astronom William Hershl. Proučavajući porast temperature termometra grijanog vidljivom svjetlošću, Herschel je pronašao najveće zagrijavanje termometra izvan područja vidljive svjetlosti (izvan crvenog područja). Nevidljivo zračenje, s obzirom na njegovo mjesto u spektru, zvalo se infracrveno. Izvor infracrvenog zračenja je zračenje molekula i atoma pod toplinskim i električnim utjecajima. Snažan izvor infracrvenog zračenja je Sunce, oko 50% njegovog zračenja leži u infracrvenom području. Infracrveno zračenje čini značajan udio (od 70 do 80%) energije zračenja žarulja sa žarnom niti s nitima od volframa. Infracrveno zračenje emitiraju električni luk i razne plinske žarulje. Zračenje nekih lasera leži u infracrvenom području spektra. Indikatori infracrvenog zračenja su foto i termistori, posebne foto emulzije. Infracrveno zračenje koristi se za sušenje drva, prehrambenih proizvoda i raznih premaza boja i lakova (infracrveno grijanje), za signalizaciju u slučaju slabe vidljivosti, omogućuje korištenje optičkih uređaja koji omogućuju vid u mraku, kao i daljinskim kontrolirati. Infracrvene zrake koriste se za usmjeravanje projektila i projektila na metu, za otkrivanje kamufliranog neprijatelja. Ove zrake omogućuju određivanje razlike u temperaturama pojedinih dijelova površine planeta, strukturnih značajki molekula tvari (spektralna analiza). Infracrvena fotografija se koristi u biologiji u proučavanju biljnih bolesti, u medicini u dijagnostici kožnih i vaskularnih bolesti, u forenzici u otkrivanju krivotvorina. Kada je izložena osobi, uzrokuje povećanje temperature ljudskog tijela.

Vidljivo zračenje (svjetlo)

Vidljivo zračenje je jedini raspon elektromagnetskih valova koji percipira ljudsko oko. Svjetlosni valovi zauzimaju prilično uzak raspon: 380-780 nm (ν = 3,85 1014-7,89 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 fizičkim svojstvima sličan je drugim rasponima spektra, jer je samo mali dio spektra elektromagnetskih valova. Zračenje koje ima različite valne duljine (frekvencije) u vidljivom rasponu ima različite fiziološke učinke na mrežnicu ljudskog oka, uzrokujući psihološki osjet svjetlosti. Boja sama po sebi nije svojstvo elektromagnetskog svjetlosnog vala, već je manifestacija elektrokemijskog djelovanja ljudskog fiziološkog sustava: očiju, živaca, mozga. Otprilike, postoji sedam osnovnih boja koje ljudsko oko razlikuje u vidljivom rasponu (uzlaznim redoslijedom frekvencije zračenja): crvena, narančasta, žuta, zelena, plava, indigo, ljubičasta. Prisjećanje na slijed 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 tijek kemijskih reakcija u biljkama (fotosinteza) te u životinjskim i ljudskim organizmima. Vidljivo zračenje emitiraju pojedini kukci (krijesnice) i neke dubokomorske ribe zbog kemijskih reakcija u tijelu. Apsorpcija ugljičnog dioksida od strane biljaka kao rezultat procesa fotosinteze, oslobađanja kisika, pridonosi održavanju biološkog života na Zemlji. Vidljivo zračenje se također koristi za osvjetljavanje raznih predmeta.

Svjetlost je izvor života na Zemlji i ujedno izvor naših predstava o svijetu oko nas.

5. Ultraljubičasto zračenje

Ultraljubičasto zračenje, oku nevidljivo elektromagnetno zračenje, koje zauzima područje spektra između vidljivog i rendgenskog zračenja unutar valnih duljina od 10 - 380 nm (ν = 8 * 1014-3 * 1016 Hz). Ultraljubičasto zračenje otkrio je 1801. njemački znanstvenik Johann Ritter. Proučavajući crnjenje srebrnog klorida pod djelovanjem vidljive svjetlosti, Ritter je otkrio da srebro još učinkovitije crni u području izvan ljubičastog kraja spektra, gdje nema vidljivog zračenja. Nevidljivo zračenje koje je uzrokovalo ovo zacrnjenje zvalo se ultraljubičasto. Izvor ultraljubičastog zračenja su valentni elektroni atoma i molekula, kao i ubrzani pokretni slobodni naboji. Zračenje krutih tvari zagrijanih na temperature od -3000 K sadrži značajan udio ultraljubičastog zračenja kontinuiranog spektra čiji se intenzitet povećava s porastom temperature. Snažniji izvor ultraljubičastog zračenja je svaka visokotemperaturna plazma. Za različite primjene ultraljubičastog zračenja koriste se živa, ksenon i druge žarulje na plin. Prirodni izvori ultraljubičastog zračenja - Sunce, zvijezde, maglice i drugi svemirski objekti. Međutim, samo dugovalni dio njihovog zračenja (λ>290 nm) dopire do površine zemlje. Za registriranje ultraljubičastog zračenja na λ = 230 nm koriste se konvencionalni fotografski materijali, a u području kraćih valnih duljina na njega su osjetljivi posebni fotografski slojevi s niskim sadržajem želatine. Koriste se fotoelektrični prijemnici koji koriste sposobnost ultraljubičastog zračenja da izazovu ionizaciju i fotoelektrični efekt: fotodiode, ionizacijske komore, brojači fotona, fotomultiplikatori.

U malim dozama, ultraljubičasto zračenje ima blagotvoran, iscjeljujući učinak na osobu, aktivirajući sintezu vitamina D u tijelu, a također uzrokuje opekline od sunca. Velika doza ultraljubičastog zračenja može uzrokovati opekline kože i kancerogene izrasline (80% izlječivo). Osim toga, prekomjerno ultraljubičasto zračenje slabi imunološki sustav tijela, pridonoseći razvoju određenih bolesti. Ultraljubičasto zračenje također ima baktericidni učinak: patogene bakterije umiru pod utjecajem tog zračenja.

Ultraljubičasto zračenje koristi se u fluorescentnim svjetiljkama, u forenzici (na slikama se otkriva krivotvorenje dokumenata), u povijesti umjetnosti (uz pomoć ultraljubičastih zraka na slikama se mogu otkriti tragovi restauracije koji nisu vidljivi oku). Prozorsko staklo praktički ne prenosi ultraljubičasto zračenje, jer ga apsorbira željezni oksid, koji je dio stakla. Iz tog razloga, čak i po vrućem sunčanom danu, ne možete se sunčati u prostoriji sa zatvorenim prozorom. Ljudsko oko ne može vidjeti ultraljubičasto zračenje jer rožnica oka i očna leća apsorbiraju ultraljubičasto zračenje. Neke životinje mogu vidjeti ultraljubičasto zračenje. Na primjer, golubicu vodi Sunce čak i po oblačnom vremenu.

6. X-zrake

Rentgensko zračenje je elektromagnetsko ionizirajuće zračenje koje zauzima područje spektra između gama i ultraljubičastog zračenja unutar valnih duljina od 10-12-10-8 m (frekvencija 3 * 1016-3-1020 Hz). Rentgensko zračenje otkrio je 1895. njemački fizičar. Najčešći izvor rendgenskih zraka je rendgenska cijev, u kojoj elektroni ubrzani električnim poljem bombardiraju metalnu anodu. X-zrake se mogu dobiti bombardiranjem mete visokoenergetskim ionima. Određeni radioaktivni izotopi i sinkrotroni za pohranu elektrona također mogu poslužiti kao izvori X-zraka. Prirodni izvori X-zraka su Sunce i drugi svemirski objekti

Slike objekata u rendgenskim zrakama dobivaju se na posebnom rendgenskom filmu. Rentgensko zračenje može se snimiti pomoću ionizacijske komore, scintilacijskog brojača, sekundarnih elektronskih ili kanalnih množitelja elektrona, mikrokanalnih ploča. Zbog svoje velike prodorne moći, X-zrake se koriste u rendgenskoj difrakcijskoj analizi (proučavanju strukture kristalne rešetke), u proučavanju strukture molekula, otkrivanju nedostataka u uzorcima, u medicini (X. -zrake, fluorografija, liječenje raka), u detekciji mana (otkrivanje nedostataka na odljevcima, tračnicama), u povijesti umjetnosti (otkriće antičkih slika skrivenih ispod sloja kasnog slikarstva), u astronomiji (prilikom proučavanja izvora rendgenskih zraka) , i forenzičke znanosti. Velika doza rendgenskog zračenja dovodi do opeklina i promjena u strukturi ljudske krvi. Stvaranje rendgenskih prijamnika i njihovo postavljanje na svemirske stanice omogućilo je otkrivanje rendgenske emisije stotina zvijezda, kao i školjki supernova i cijelih galaksija.

7. Gama zračenje (γ - zrake)

Gama zračenje - kratkovalno elektromagnetsko zračenje, koje zauzima cijeli frekvencijski raspon ν> Z * 1020 Hz, što odgovara valnim duljinama 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. Učvršćivanje proučenog gradiva.

Zračenje niske frekvencije, radio valovi, infracrveno zračenje, vidljivo zračenje, ultraljubičasto zračenje, X-zrake, γ-zrake su različite vrste elektromagnetskog zračenja.

Ako mentalno razložite ove vrste u smislu povećanja frekvencije ili smanjenja valne duljine, dobivate široki kontinuirani spektar – ljestvicu elektromagnetskog zračenja (učitelj pokazuje ljestvicu). Podjela elektromagnetskog zračenja u raspone je uvjetna. Ne postoji jasna granica između regija. Imena regija razvila su se povijesno, služe samo kao prikladno sredstvo za klasifikaciju izvora zračenja.

Svi rasponi skale elektromagnetskog zračenja imaju zajednička svojstva:

Fizička priroda svih zračenja je ista. Sva zračenja se šire u vakuumu istom brzinom jednakom 3 * 108 m/s. Sva zračenja pokazuju zajednička svojstva vala (refleksija, lom, interferencija, difrakcija, polarizacija).

ALI). Dovršite zadatke za određivanje vrste zračenja i njegove fizičke prirode.

1. Emitiraju li drva koja gori elektromagnetske valove? Ne gori? (Emitiraju. Goruće - infracrvene i vidljive zrake, i negorive - infracrvene).

2. Što objašnjava bijelu boju snijega, crnu boju čađe, zelenu boju lišća, crvenu boju papira? (Snijeg odbija sve valove, čađa sve upija, lišće reflektira zeleno, papir crveno).

3. Koju ulogu igra atmosfera u životu na Zemlji? (UV zaštita).

4. Zašto tamno staklo štiti oči zavarivača? (Staklo ne propušta ultraljubičasto svjetlo, već tamno staklo i svijetlo vidljivo zračenje plamena koje nastaje tijekom zavarivanja).

5. Kada sateliti ili svemirski brodovi prolaze kroz ionizirane slojeve atmosfere, postaju izvori X-zraka. Zašto? (U atmosferi elektroni koji se brzo kreću udaraju o zidove pokretnih objekata i nastaju rendgenske zrake.)

6. Što je mikrovalno zračenje i gdje se koristi? (Super visokofrekventno zračenje, mikrovalne pećnice).

B). Test provjere.

1. Infracrveno zračenje ima valnu duljinu:

A. Manje od 4 * 10-7 m. B. Više od 7,6 * 10-7 m C. Manje od 10 -8 m

2. Ultraljubičasto zračenje:

A. Nastaje tijekom naglog usporavanja brzih elektrona.

B. Intenzivno emitiraju tijela zagrijana na visoku temperaturu.

B. Emituje bilo koje zagrijano tijelo.

3. Koliki je raspon valnih duljina vidljivog zračenja?

A. 4*10-7- 7,5*10-7 m. B. 4*10-7- 7,5*10-7 cm C. 4*10-7- 7,5*10-7 mm .

4. Najveću sposobnost dodavanja ima:

A. Vidljivo zračenje B. Ultraljubičasto zračenje C. Rentgensko zračenje

5. Slika objekta u mraku dobiva se pomoću:

A. Ultraljubičasto zračenje. B. Rentgensko zračenje.

B. Infracrveno zračenje.

6. Tko je prvi otkrio γ-zračenje?

A. Roentgen B. Villar W. Herschel

7. Koliko brzo putuje infracrveno zračenje?

A. Više od 3*108 m/s B. Manje od 3*10 8 m/s C. 3*108 m/s

8. Rentgensko zračenje:

A. Nastaje tijekom naglog usporavanja brzih elektrona

B. Emitiraju ga krute tvari zagrijane na visoku temperaturu

B. Emituje bilo koje zagrijano tijelo

9. Koje se zračenje koristi u medicini?

Infracrveno zračenje Ultraljubičasto zračenje Vidno zračenje Rentgensko zračenje

A. 1.2.4 B. 1.3 C. Sva zračenja

10. Obično staklo praktički ne propušta:

A. Vidljivo zračenje. B. Ultraljubičasto zračenje. C. Infracrveno zračenje Točni odgovori: 1(B); 2 (B); 3(A); 4(B); 5(B); 6(B); 7(B); 8(A); 9(A); 10 (B).

Ljestvica ocjenjivanja: 5 - 9-10 zadataka; 4 - 7-8 zadataka; 3 - 5-6 zadataka.

IV. Sažetak lekcije.

V. Domaća zadaća: §80,86.