Lecția de generalizare „Scala radiațiilor electromagnetice”. Radiația electromagnetică - impact uman, protecție

Scara radiației electromagnetice include în mod condiționat șapte intervale:

1. Oscilații de joasă frecvență

2. Unde radio

3. Radiatii infrarosii

4. Radiații vizibile

5. Radiații ultraviolete

6. Raze X

7. Raze gamma

Nu există nicio diferență fundamentală între radiațiile individuale. Toate sunt unde electromagnetice generate de particule încărcate. Undele electromagnetice sunt detectate, în cele din urmă, prin acțiunea lor asupra particulelor încărcate. În vid, radiația de orice lungime de undă se deplasează cu o viteză de 300.000 km/s. Granițele dintre zonele individuale ale scalei de radiație sunt foarte arbitrare.

Radiațiile de lungimi de undă diferite diferă între ele în metoda de producere (radiație de la o antenă, radiație termică, radiație în timpul decelerării electronilor rapizi etc.) și metodele de înregistrare.

Toate tipurile de radiații electromagnetice enumerate sunt, de asemenea, generate de obiectele spațiale și sunt studiate cu succes folosind rachete, sateliți artificiali Pământul și navele spațiale. În primul rând, acest lucru se aplică razelor X și radiațiilor g, care sunt puternic absorbite de atmosferă.

Pe măsură ce lungimea de undă scade, diferențele cantitative de lungimi de undă conduc la diferențe calitative semnificative.

Radiațiile de lungimi de undă diferite diferă foarte mult între ele în ceea ce privește absorbția lor de către materie. Radiațiile cu unde scurte (razele X și în special razele G) sunt slab absorbite. Substanțele care sunt opace la lungimile de undă optice sunt transparente la aceste radiații. Coeficientul de reflexie undele electromagnetice depinde si de lungimea de unda. Dar principala diferență dintre radiațiile cu unde lungi și cu unde scurte este că radiațiile cu unde scurte dezvăluie proprietățile particulelor.

Radiatii infrarosii

Radiație infraroșie - radiație electromagnetică care ocupă regiunea spectrală dintre capătul roșu al luminii vizibile (cu o lungime de undă de λ = 0,74 μm) și radiații cu microunde(λ ~ 1-2 mm). Nu este radiatii vizibile cu efect termic pronunțat.

Radiația infraroșie a fost descoperită în 1800 de omul de știință englez W. Herschel.

Acum întreaga gamă de radiații infraroșii este împărțită în trei componente:

regiunea undelor scurte: λ = 0,74-2,5 um;

regiunea undelor medii: λ = 2,5-50 µm;

regiunea undelor lungi: λ = 50-2000 um;

Aplicație

Diodele și fotodiodele IR (infraroșu) sunt utilizate pe scară largă în telecomenzi, sisteme de automatizare, sisteme de securitate etc. Nu distrage atenția unei persoane din cauza invizibilitatii lor. Emițătorii cu infraroșu sunt utilizați în industrie pentru uscarea suprafețelor vopsea.

pozitiv efect secundar la fel si sterilizarea Produse alimentare, crescand rezistenta la coroziune a suprafetelor acoperite cu vopsele. Dezavantajul este neuniformitatea semnificativ mai mare a încălzirii, care într-un număr procese tehnologice complet inacceptabil.

O undă electromagnetică dintr-un anumit interval de frecvență are nu numai un efect termic, ci și biologic asupra produsului și contribuie la accelerarea transformărilor biochimice în polimerii biologici.

În plus, radiația infraroșie este utilizată pe scară largă pentru încălzirea încăperilor și a spațiilor exterioare.

În aparatele de vedere pe timp de noapte: binoclu, ochelari, ochi pt brate mici, camere foto și video de noapte. Aici, imaginea în infraroșu a obiectului, invizibilă pentru ochi, este transformată într-una vizibilă.

Camerele termice sunt utilizate în construcții atunci când se evaluează proprietăți de izolare termică structurilor. Cu ajutorul lor, puteți determina zonele cu cea mai mare pierdere de căldură într-o casă în construcție și puteți trage o concluzie despre calitatea aplicației. materiale de construcțiiși încălzitoare.

Radiația infraroșie puternică în zonele cu căldură ridicată poate fi periculoasă pentru ochi. Este cel mai periculos atunci când radiația nu este însoțită de lumină vizibilă. În astfel de locuri este necesar să purtați ochelari speciali de protecție pentru ochi.

Radiația ultravioletă

Radiația ultravioletă (ultravioletă, UV, UV) - radiație electromagnetică, ocupând intervalul dintre capătul violet al radiației vizibile și radiația cu raze X (380 - 10 nm, 7,9 × 1014 - 3 × 1016 Hz). Gama este împărțită condiționat în ultraviolete apropiate (380-200 nm) și departe, sau în vid (200-10 nm), cea din urmă denumită astfel deoarece este absorbită intens de atmosferă și este studiată doar de dispozitive cu vid. Această radiație invizibilă are o activitate biologică și chimică ridicată.

Conceptul de raze ultraviolete este întâlnit pentru prima dată de un filozof indian din secolul al XIII-lea. Atmosfera din zona pe care a descris-o conținea raze violete care nu pot fi văzute cu ochiul normal.

În 1801, fizicianul Johann Wilhelm Ritter a descoperit că clorura de argint, care se descompune sub acțiunea luminii, se descompune mai repede sub acțiunea radiațiilor invizibile în afara regiunii violete a spectrului.

Surse UV
izvoare naturale

Principala sursă de radiații ultraviolete de pe Pământ este Soarele.

surse artificiale

UV DU tip „Solar artificial”, care utilizează UV LL, determinând o formare destul de rapidă a bronzului.

lămpi UV folosit pentru sterilizarea (dezinfectia) apei, aerului si diferite suprafeteîn toate sferele vieții umane.

Radiația UV germicidă la aceste lungimi de undă provoacă dimerizarea timinei în moleculele de ADN. Acumularea unor astfel de modificări în ADN-ul microorganismelor duce la o încetinire a reproducerii și dispariției acestora.

Tratamentul cu ultraviolete al apei, aerului și suprafețelor nu are un efect prelungit.

Impactul biologic

Distruge retina ochiului, provoacă arsuri ale pielii și cancer de piele.

Caracteristici benefice radiații UV

Intrarea pe piele determină formarea unui pigment protector - arsurile solare.

Promovează formarea vitaminelor din grupa D

Provoacă moartea bacteriilor patogene

Aplicarea radiațiilor UV

Utilizarea de cerneluri UV invizibile pentru protecție carduri bancareși bancnote din fals. Pe hartă sunt aplicate imagini, elemente de design care sunt invizibile în lumina obișnuită sau fac întreaga hartă să strălucească în raze UV.

Mulți știu deja că lungimea undelor electromagnetice poate fi complet diferită. Lungimile de undă pot varia de la 103 metri (pentru unde radio) până la zece centimetri pentru raze X.

Undele luminoase sunt o parte foarte mică a celui mai larg spectru de radiații electromagnetice (unde).

În timpul studiului acestui fenomen s-au făcut descoperiri care deschid ochii oamenilor de știință asupra altor tipuri de radiații care au proprietăți destul de neobișnuite și necunoscute anterior științei.

radiatie electromagnetica

Nu există nicio diferență fundamentală între diferitele tipuri de radiații electromagnetice. Toate reprezintă unde electromagnetice, care se formează din cauza particulelor încărcate, a căror viteză este mai mare decât cea a particulelor în stare normală.

Undele electromagnetice pot fi detectate urmărind acțiunea lor asupra altor particule încărcate. În vid absolut (un mediu cu o absență completă a oxigenului), viteza de mișcare a undelor electromagnetice este egală cu viteza luminii - 300.000 de kilometri pe secundă.

Granițele stabilite pe scara de măsurare a undelor electromagnetice sunt mai degrabă instabile, sau mai degrabă condiționate.

Scala de radiații electromagnetice

Radiațiile electromagnetice, care au o mare varietate de lungimi, se disting unele de altele prin modul în care sunt obținute (radiația termică, radiația antenei, precum și radiația obținută ca urmare a încetinirii vitezei de rotație a so- numiţi electroni „rapidi”.

De asemenea, undele electromagnetice - radiații diferă prin metodele de înregistrare, dintre care una este scara radiațiilor electromagnetice.

Obiectele și procesele care există în spațiu, precum stelele, găurile negre care apar ca urmare a exploziei stelelor, generează, de asemenea, tipurile enumerate de radiații electromagnetice. Studiul acestor fenomene se realizează cu ajutorul unor sateliți creați artificial, rachete lansate de oameni de știință și nave spațiale.

În cele mai multe cazuri, muncă de cercetare care vizează studierea radiațiilor gamma și de raze X. Studiul acestui tip de radiație este aproape imposibil de explorat pe deplin pe suprafața pământului, deoarece cea mai mare parte a radiațiilor emise de soare este reținută de atmosfera planetei noastre.

Reducerea lungimii undelor electromagnetice duce inevitabil la diferențe calitative destul de semnificative. Radiațiile electromagnetice, având lungimi diferite, au o diferență mare între ele, în funcție de capacitatea substanțelor de a absorbi astfel de radiații.

Radiațiile cu lungimi de undă scăzute (raze gamma și raze X) sunt slab absorbite de substanțe. Pentru razele gamma și X, substanțele care sunt opace la radiația optică devin transparente.

Zemtsova Ekaterina.

Cercetare.

Descarca:

Previzualizare:

Pentru a utiliza previzualizarea prezentărilor, creați un cont Google (cont) și conectați-vă: https://accounts.google.com

Subtitrările diapozitivelor:

„Scara radiației electromagnetice”. Lucrarea a fost realizată de o elevă din clasa a XI-a: Ekaterina Zemtsova Conducător: Firsova Natalya Evgenievna Volgograd 2016

Cuprins Introducere Radiația electromagnetică Scala de radiație electromagnetică Undele radio Influența undelor radio asupra corpului uman Cum se poate proteja de undele radio? Radiația infraroșie Efectul radiațiilor infraroșii asupra corpului Radiațiile ultraviolete Radiațiile cu raze X Efectul razelor X asupra unei persoane Efectul radiațiilor ultraviolete Radiațiile gamma Efectul radiațiilor asupra unui organism viu Concluzii

Introducere Undele electromagnetice sunt însoțitori inevitabile ai confortului casnic. Ele pătrund în spațiul din jurul nostru și al corpului nostru: sursele de radiații EM calde și case luminoase, servesc pentru gătit, asigură comunicare instantanee cu orice colț al lumii.

Relevanță Influența undelor electromagnetice asupra corpului uman este astăzi subiectul unor dispute frecvente. Cu toate acestea, nu undele electromagnetice în sine sunt periculoase, fără de care niciun dispozitiv nu ar putea funcționa cu adevărat, ci componenta lor informațională, care nu poate fi detectată de osciloscoapele convenționale.* Un osciloscop este un dispozitiv conceput pentru a studia parametrii de amplitudine ai unui semnal electric *

Obiective: Să ia în considerare fiecare tip de radiație electromagnetică în detaliu Să identifice ce efect are asupra sănătății umane

Radiația electromagnetică este o perturbație care se propagă în spațiu (schimbare de stare) câmp electromagnetic. Radiația electromagnetică se împarte în: unde radio (începând cu extra lung), radiații infraroșii, radiații ultraviolete, radiații de raze X radiații gamma (dure)

Scara radiației electromagnetice este totalitatea tuturor gamelor de frecvență ale radiației electromagnetice. Următoarele mărimi sunt utilizate ca caracteristică spectrală a radiației electromagnetice: Lungimea de undă Frecvența de oscilație Energia unui foton (cuantumul unui câmp electromagnetic)

Undele radio sunt radiații electromagnetice cu lungimi de undă în spectrul electromagnetic mai mare decât lumina infraroșie. Undele radio au frecvențe de la 3 kHz la 300 GHz și lungimi de undă corespunzătoare de la 1 milimetru la 100 de kilometri. Ca toate celelalte unde electromagnetice, undele radio se deplasează cu viteza luminii. Sursele naturale de unde radio sunt fulgerele și obiectele astronomice. Undele radio generate artificial sunt utilizate pentru comunicații radio fixe și mobile, transmisii radio, radar și alte sisteme de navigație, sateliți de comunicații, rețele de computere și nenumărate alte aplicații.

Undele radio sunt împărțite în intervale de frecvență: unde lungi, unde medii, unde scurte și unde ultrascurte. Undele din acest interval sunt numite lungi deoarece frecvența lor joasă corespunde unei lungimi de undă lungi. Se pot răspândi pe mii de kilometri, deoarece sunt capabili să se îndoaie în jurul suprafeței pământului. Prin urmare, multe posturi de radio internaționale transmit pe unde lungi. Valuri lungi.

Ele nu se propagă pe distanțe foarte mari, deoarece pot fi reflectate doar din ionosferă (unul dintre straturile atmosferei Pământului). Transmisiile cu unde medii sunt receptate mai bine noaptea, când reflectivitatea stratului ionosferic crește. valuri medii

Undele scurte sunt reflectate în mod repetat de pe suprafața Pământului și din ionosferă, datorită cărora se propagă pe distanțe foarte mari. Transmisiile de la un post de radio cu unde scurte pot fi recepționate de cealaltă parte a globului. - pot fi reflectate doar de pe suprafața Pământului și, prin urmare, sunt potrivite pentru difuzare numai la distanțe foarte scurte. Pe undele benzii VHF, sunetul stereo este adesea transmis, deoarece interferențele sunt mai slabe asupra lor. Unde ultrascurte (VHF)

Influența undelor radio asupra corpului uman Ce parametri diferă în ceea ce privește impactul undelor radio asupra corpului? Acțiunea termică poate fi explicată printr-un exemplu corpul uman: întâlnirea unui obstacol pe drum - corpul uman, undele pătrund în el. La oameni, ele sunt absorbite stratul de deasupra piele. În același timp, se formează energie termală care este excretat de sistemul circulator. 2. Acţiunea netermică a undelor radio. Un exemplu tipic sunt undele care provin de la antena unui telefon mobil. Aici puteți acorda atenție experimentelor efectuate de oamenii de știință cu rozătoare. Au putut demonstra impactul asupra lor al undelor radio non-termice. Cu toate acestea, ei nu au reușit să demonstreze răul lor asupra corpului uman. Ceea ce este folosit cu succes atât de susținătorii, cât și de oponenții comunicațiilor mobile, manipulând mintea oamenilor.

Pielea unei persoane, mai precis, straturile sale exterioare, absoarbe (absoarbe) undele radio, în urma cărora este eliberată căldură, care poate fi înregistrată cu absolut exactitate experimental. Creșterea maximă admisă a temperaturii corpului uman este de 4 grade. Rezultă că, pentru consecințe grave, o persoană trebuie să fie expusă la unde radio destul de puternice pentru o perioadă lungă de timp, ceea ce este puțin probabil în viața de zi cu zi. conditii de viata. Este cunoscut faptul că radiațiile electromagnetice interferează cu recepția de înaltă calitate a semnalului TV. Undele radio sunt periculoase de moarte pentru proprietarii de stimulatoare cardiace electrice - acestea din urmă au un prag clar peste care radiația electromagnetică din jurul unei persoane nu ar trebui să se ridice.

Dispozitive pe care o persoană le întâlnește în cursul vieții telefoane mobile; antene de transmisie radio; radiotelefoane ale sistemului DECT; dispozitive fără fir de rețea; Dispozitive Bluetooth; scanere corporale; telefoane pentru copii; aparate electrocasnice; linii electrice de înaltă tensiune.

Cum te poți proteja de undele radio? Singurul metoda eficienta- Stai departe de ei. Doza de radiație scade proporțional cu distanța: cu cât este mai puțin, cu atât o persoană este mai departe de emițător. Aparate(burghii, aspiratoare) genereaza campuri el.magnetice in jurul cablului de alimentare, cu conditia ca cablajul sa fie instalat analfabet. Cu cât puterea dispozitivului este mai mare, cu atât impactul acestuia este mai mare. Te poți proteja așezându-le cât mai departe de oameni. Aparatele care nu sunt utilizate trebuie scoase din priză.

Radiația infraroșie este numită și radiație „termică”, deoarece radiația infraroșie de la obiectele încălzite este percepută de pielea umană ca o senzație de căldură. În acest caz, lungimile de undă emise de corp depind de temperatura de încălzire: cu cât temperatura este mai mare, cu atât lungimea de undă este mai mică și intensitatea radiației este mai mare. Spectrul de emisie al unui corp absolut negru la temperaturi relativ scăzute (până la câteva mii de Kelvin) se află în principal în acest interval. Radiația infraroșie este emisă de atomi sau ioni excitați. Radiatii infrarosii

Adâncimea de penetrare și, în consecință, încălzirea corpului prin radiația infraroșie depinde de lungimea de undă. Radiația cu unde scurte este capabilă să pătrundă în corp până la o adâncime de câțiva centimetri și să încălzească organele interne, în timp ce radiația cu undă lungă este reținută de umiditatea conținută în țesuturi și crește temperatura tegumentului corpului. Deosebit de periculos este efectul radiațiilor infraroșii intense asupra creierului - poate provoca un accident de căldură. Spre deosebire de alte tipuri de radiații, cum ar fi raze X, microunde și ultraviolete, radiațiile infraroșii de intensitate normală nu impact negativ pe corp. Efectul radiațiilor infraroșii asupra corpului

Radiația ultravioletă este radiația electromagnetică invizibilă pentru ochi, situată pe spectrul dintre radiația vizibilă și cea de raze X. Radiația ultravioletă Intervalul de radiație ultravioletă care ajunge la suprafața Pământului este de 400 - 280 nm, în timp ce lungimi de undă mai scurte de la Soare sunt absorbite în stratosferă cu ajutorul stratului de ozon.

Proprietățile radiațiilor UV activitatea chimică (accelerează cursul reacțiilor chimice și al proceselor biologice) capacitatea de penetrare distrugerea microorganismelor, un efect benefic asupra organismului uman (în doze mici) capacitatea de a provoca luminiscența substanțelor (strălucirea lor cu diferite culori ale emise). ușoară)

Expunerea la radiații ultraviolete Expunerea pielii la radiații ultraviolete în exces față de capacitatea naturală de protecție a pielii de a se bronza duce la arsuri grade diferite. Radiațiile ultraviolete pot duce la formarea de mutații (mutageneză ultravioletă). Formarea mutațiilor, la rândul său, poate provoca cancer de piele, melanom de piele și îmbătrânire prematură. Un remediu eficient protecția împotriva radiațiilor ultraviolete este asigurată de îmbrăcăminte și creme speciale de protecție solară cu un număr SPF mai mare de 10. Radiația ultravioletă din domeniul undelor medii (280-315 nm) este practic imperceptibilă pentru ochiul uman și este absorbită în principal de epiteliul corneei, care provoacă daune prin radiații - arsuri sub iradiere intensă a corneei (electroftalmie). Aceasta se manifesta prin lacrimare crescuta, fotofobie, edem al epiteliului corneei.Pentru protejarea ochilor se folosesc ochelari speciali care blocheaza pana la 100% radiatiile ultraviolete si sunt transparente in spectrul vizibil. Pentru lungimi de undă și mai scurte, nu există un material adecvat pentru transparența lentilelor obiectivului, iar optica reflectorizantă - oglinzi concave - trebuie utilizată.

Radiație cu raze X - unde electromagnetice a căror energie fotonică se află la scara undelor electromagnetice între radiații ultravioleteși radiațiile gamma Utilizarea razelor X în medicină Motivul utilizării razelor X în diagnosticare a fost puterea lor mare de penetrare. În primele zile ale descoperirii, razele X au fost folosite în principal pentru a examina fracturile osoase și pentru a localiza corpuri străine (cum ar fi gloanțe) în corpul uman. În prezent, se folosesc mai multe metode de diagnosticare cu raze X.

Fluoroscopie După ce razele X trec prin corpul pacientului, medicul observă o imagine în umbră a pacientului. O fereastră de plumb trebuie instalată între ecran și ochii medicului pentru a-l proteja de efectele nocive ale razelor X. Această metodă face posibilă studierea stării funcționale a unor organe. Dezavantajele acestei metode sunt imaginile de contrast insuficiente și dozele relativ mari de radiații primite de pacient în timpul procedurii. Fluorografia Sunt utilizate, de regulă, pentru un studiu preliminar al stării organelor interne ale pacienților care utilizează doze mici de raze X. Radiografia Aceasta este o metodă de examinare cu raze X, în timpul căreia imaginea este înregistrată pe film fotografic. Fotografiile cu raze X conțin mai multe detalii și, prin urmare, sunt mai informative. Poate fi salvat pentru analize ulterioare. Doza totală de radiație este mai mică decât cea utilizată în fluoroscopie.

Razele X sunt ionizante. Afectează țesuturile organismelor vii și poate provoca boală de radiații, arsuri de radiații și tumori maligne. Din acest motiv, atunci când lucrați cu raze X trebuie luate măsuri de protecție. Se crede că daunele sunt direct proporționale cu doza de radiație absorbită. Radiația cu raze X este un factor mutagen.

Efectul razelor X asupra organismului Razele X au o putere mare de penetrare; sunt capabili să pătrundă liber prin organele și țesuturile studiate. Efectul razelor X asupra organismului se manifestă și prin faptul că razele X ionizează moleculele de substanțe, ceea ce duce la o încălcare a structurii inițiale a structurii moleculare a celulelor. Astfel, se formează ioni (particule încărcate pozitiv sau negativ), precum și molecule, care devin active. Aceste modificări, într-un fel sau altul, pot provoca apariția arsurilor prin radiații ale pielii și mucoaselor, boală de radiații, precum și mutații, ceea ce duce la formarea unei tumori, inclusiv a uneia maligne. Cu toate acestea, aceste modificări pot apărea numai dacă durata și frecvența expunerii la raze X a organismului este semnificativă. Cu cât fasciculul de raze X este mai puternic și cu cât expunerea este mai lungă, cu atât este mai mare riscul de efecte negative.

În radiologia modernă se folosesc dispozitive care au o energie a fasciculului foarte mică. Se crede că riscul de a dezvolta cancer după o singură examinare standard cu raze X este extrem de mic și nu depășește 1 miime dintr-o sută. În practica clinică se utilizează o perioadă foarte scurtă de timp, cu condiția ca beneficiul potențial al obținerii de date privind starea organismului să fie mult mai mare decât pericolul potențial al acestuia. Radiologii, precum și tehnicienii și asistenții de laborator, trebuie să respecte măsurile de protecție obligatorii. Medicul care efectuează manipularea îmbracă un șorț de protecție special, care este o placă de plumb de protecție. În plus, radiologii au un dozimetru individual și, de îndată ce detectează că doza de radiații este mare, medicul este scos din muncă cu raze X. Astfel, radiațiile cu raze X, deși au efecte potențial periculoase asupra organismului, sunt sigure în practică.

Radiația gamma - un tip de radiație electromagnetică cu o lungime de undă extrem de scurtă - mai mică de 2·10−10 m are cea mai mare putere de penetrare. Acest tip de radiație poate fi blocat de plumb gros sau placă de beton. Pericolul radiațiilor constă în radiațiile ionizante, care interacționează cu atomii și moleculele, pe care acest efect le transformă în ioni încărcați pozitiv, rupând astfel legături chimice moleculele care alcătuiesc organismele vii și provoacă biologic schimbari importante.

Rata dozei - arată ce doză de radiație va primi un obiect sau un organism viu într-o perioadă de timp. Unitate de măsură - Sievert / oră. Doze anuale efective echivalente, μSv/an Radiații cosmice 32 Expunerea de la materialele de construcție și pe sol 37 Expunerea internă 37 Radon-222, radon-220 126 Proceduri medicale 169 Testarea armelor nucleare 1,5 Energie nucleară 0,01 Total 400

Tabel cu rezultatele unei singure expuneri la radiații gamma pe corpul uman, măsurate în sieverts.

Impactul radiațiilor asupra unui organism viu provoacă diverse modificări biologice reversibile și ireversibile în acesta. Și aceste modificări sunt împărțite în două categorii - modificări somatice cauzate direct la oameni și modificări genetice care apar la descendenți. Severitatea impactului radiațiilor asupra unei persoane depinde de modul în care are loc această expunere - imediat sau în porțiuni. Majoritatea organelor au timp să se recupereze într-o oarecare măsură de la radiații, astfel încât pot tolera mai bine o serie de doze pe termen scurt, în comparație cu aceeași doză totală de radiații primită la un moment dat. Măduva osoasă roșie și organele sistemului hematopoietic, organele de reproducere și organele de vedere sunt cele mai expuse la radiații Copiii sunt mai expuși la radiații decât adulții. Majoritatea organelor unui adult nu sunt atât de expuse la radiații - acestea sunt rinichii, ficatul, vezică, țesuturile cartilaginoase.

Concluzii Sunt luate în considerare în detaliu tipurile de radiații electromagnetice.S-a constatat că radiațiile infraroșii la intensitate normală nu afectează negativ organismul.Razele X pot provoca arsuri prin radiații și tumori maligne.radiațiile gamma provoacă modificări biologic importante în organism.

Vă mulțumim pentru atenție

Obiectivele lecției:

Tip de lecție:

Forma de conduită: prelegere cu prezentare

Karaseva Irina Dmitrievna, 17.12.2017

2492 287

Conținut de dezvoltare

Rezumatul lecției pe această temă:

Tipuri de radiații. Scara undelor electromagnetice

Lecția concepută

profesor al Instituției de Stat a LPR „LOUSOSH Nr. 18”

Karaseva I.D.

Obiectivele lecției: luați în considerare scara undelor electromagnetice, caracterizați undele din diferite game de frecvență; arată rolul diferitelor tipuri de radiații în viața umană, impactul diferitelor tipuri de radiații asupra unei persoane; sistematizarea materialului pe tema și aprofundarea cunoștințelor elevilor despre undele electromagnetice; dezvolta vorbire orală elevi, abilități creative ale elevilor, logică, memorie; abilități cognitive; pentru a forma interesul elevilor pentru studiul fizicii; a cultiva acuratețea, munca grea.

Tip de lecție: o lecție de formare a noilor cunoștințe.

Forma de conduită: prelegere cu prezentare

Echipament: calculator, proiector multimedia, prezentare „Tipuri de radiații.

Scara undelor electromagnetice»

În timpul orelor

Organizarea timpului.

Motivarea activității educaționale și cognitive.

Universul este un ocean de radiații electromagnetice. Oamenii trăiesc în ea, în cea mai mare parte, neobservând valurile care pătrund în spațiul înconjurător. Încălzind lângă șemineu sau aprinzând o lumânare, o persoană forțează sursa acestor valuri să funcționeze, fără să se gândească la proprietățile lor. Dar cunoașterea este putere: după ce a descoperit natura radiațiilor electromagnetice, omenirea în secolul XX a stăpânit și a pus în slujba ei cele mai diverse tipuri.

Stabilirea temei și a obiectivelor lecției.

Astăzi vom face o călătorie pe scara undelor electromagnetice, luând în considerare tipurile de radiații electromagnetice din diferite game de frecvență. Notează subiectul lecției: „Tipuri de radiații. Scara undelor electromagnetice» (Diapozitivul 1)

Vom studia fiecare radiație după următorul plan generalizat (Diapozitivul 2).Plan generalizat pentru studierea radiatiilor:

1. Numele intervalului

2. Lungimea de undă

3. Frecvența

4. Cine a fost descoperit

5. Sursa

6. Receptor (indicator)

7. Aplicare

8. Acțiune asupra unei persoane

În timpul studierii temei, trebuie să completați următorul tabel:

Tabelul „Scara radiației electromagnetice”

Nume radiatii	Lungime de undă	Frecvență	Cine a fost deschis	Sursă	Receptor	Aplicație	Acțiune asupra unei persoane

Prezentarea de material nou.

(Diapozitivul 3)

Lungimea undelor electromagnetice este foarte diferită: de la valori de ordinul a 10 13 m (vibrații de joasă frecvență) până la 10 -10 m ( -razele). Lumina este o parte nesemnificativă a spectrului larg de unde electromagnetice. Cu toate acestea, în timpul studiului acestei mici părți a spectrului au fost utilizate alte radiații proprietăți neobișnuite.
Se obișnuiește să se aloce radiații de joasă frecvență, emisie radio, raze infraroșii, lumină vizibilă, raze ultraviolete, raze Xși -radiații. Cel mai scurt - emite radiatii nuclee atomice.

Nu există nicio diferență fundamentală între radiațiile individuale. Toate sunt unde electromagnetice generate de particule încărcate. Undele electromagnetice sunt detectate, în cele din urmă, prin acțiunea lor asupra particulelor încărcate . În vid, radiația de orice lungime de undă se deplasează cu o viteză de 300.000 km/s. Granițele dintre zonele individuale ale scalei de radiație sunt foarte arbitrare.

(Diapozitivul 4)

Emisii de diferite lungimi de undă diferă unul de altul prin felul în care primind(radiația antenei, radiația termică, radiația în timpul decelerării electronilor rapizi etc.) și metodele de înregistrare.

Toate tipurile de radiații electromagnetice enumerate sunt generate și de obiectele spațiale și sunt studiate cu succes cu ajutorul rachetelor, sateliților de pământ artificial și a navelor spațiale. În primul rând, acest lucru se aplică radiografiilor și radiații care sunt puternic absorbite de atmosferă.

Diferențele cantitative de lungimi de undă duc la diferențe calitative semnificative.

Radiațiile de lungimi de undă diferite diferă foarte mult între ele în ceea ce privește absorbția lor de către materie. Radiația cu unde scurte (raze X și mai ales razele) sunt slab absorbite. Substanțele care sunt opace la lungimile de undă optice sunt transparente la aceste radiații. Coeficientul de reflexie al undelor electromagnetice depinde si de lungimea de unda. Dar principala diferență dintre radiațiile cu unde lungi și cu unde scurte este aceea radiația cu unde scurte dezvăluie proprietățile particulelor.

Să luăm în considerare fiecare radiație.

(Diapozitivul 5)

radiații de joasă frecvență apare în intervalul de frecvență de la 3 · 10 -3 până la 3 10 5 Hz. Această radiație corespunde unei lungimi de undă de 10 13 - 10 5 m. Radiația unor astfel de frecvențe relativ joase poate fi neglijată. Sursa de radiații de joasă frecvență sunt alternatoarele. Sunt folosite la topirea și întărirea metalelor.

(Diapozitivul 6)

unde radio ocupă domeniul de frecvență 3·10 5 - 3·10 11 Hz. Ele corespund unei lungimi de undă de 10 5 - 10 -3 m. unde radio, precum și radiația de joasă frecvență este curent alternativ. De asemenea, sursa este un generator de radiofrecvență, stele, inclusiv Soarele, galaxii și metagalaxii. Indicatorii sunt vibratorul Hertz, circuit oscilator.

Frecvență mare undele radio comparativ cu radiația de joasă frecvență duce la o radiație vizibilă a undelor radio în spațiu. Acest lucru le permite să fie folosite pentru a transmite informații la diferite distanțe. Se transmit vorbire, muzica (difuzare), semnale telegrafice (comunicare radio), imagini ale diferitelor obiecte (radar).

Undele radio sunt folosite pentru a studia structura materiei și proprietățile mediului în care se propagă. Studiul emisiilor radio de la obiectele spațiale este subiectul radioastronomiei. În radiometeorologie, procesele sunt studiate în funcție de caracteristicile undelor primite.

(Diapozitivul 7)

Radiatii infrarosii ocupă domeniul de frecvenţă 3 10 11 - 3,85 10 14 Hz. Ele corespund unei lungimi de undă de 2 10 -3 - 7,6 10 -7 m.

Radiația infraroșie a fost descoperită în 1800 de astronomul William Herschel. Studiind creșterea temperaturii unui termometru încălzit cu lumină vizibilă, Herschel a găsit cea mai mare încălzire a termometrului în afara regiunii luminii vizibile (dincolo de regiunea roșie). Radiația invizibilă, dat fiind locul său în spectru, a fost numită infraroșu. Sursa de radiație infraroșie este radiația moleculelor și atomilor sub influențe termice și electrice. O sursă puternică de radiație infraroșie este Soarele, aproximativ 50% din radiația sa se află în regiunea infraroșie. Radiația infraroșie reprezintă o proporție semnificativă (de la 70 la 80%) din energia de radiație a lămpilor incandescente cu filament de wolfram. Radiația infraroșie este emisă de un arc electric și diferite lămpi cu descărcare în gaz. Radiația unor lasere se află în regiunea infraroșie a spectrului. Indicatorii radiației infraroșii sunt foto și termistori, emulsii foto speciale. Radiația infraroșie este utilizată pentru uscarea lemnului, a produselor alimentare și a diferitelor vopsele și lacuri ( încălzire cu infraroșu), pentru semnalizare în caz de vizibilitate slabă, face posibilă utilizarea dispozitivelor optice care vă permit să vedeți în întuneric, precum și când telecomandă. Razele infraroșii sunt folosite pentru a ținti proiectilele și rachetele către țintă, pentru a detecta un inamic camuflat. Aceste raze fac posibilă determinarea diferenței de temperatură a secțiunilor individuale ale suprafeței planetelor, a caracteristicilor structurale ale moleculelor unei substanțe (analiza spectrală). Fotografia cu infraroșu este folosită în biologie în studiul bolilor plantelor, în medicină în diagnosticarea bolilor de piele și vasculare, în criminalistică în detectarea falsurilor. Când este expus unei persoane, provoacă o creștere a temperaturii corpului uman.

(Diapozitivul 8)

Radiații vizibile - singura gamă de unde electromagnetice percepute de ochiul uman. Undele luminoase ocupă un interval destul de îngust: 380 - 670 nm ( \u003d 3,85 10 14 - 8 10 14 Hz). Sursa radiației vizibile sunt electronii de valență din atomi și molecule care își schimbă poziția în spațiu, precum și încărcăturile libere, mișcându-se rapid. Acest o parte a spectrului oferă unei persoane informații maxime despre lumea din jurul său. Prin propriile lor proprietăți fizice este similar cu alte game ale spectrului, fiind doar o mică parte din spectrul undelor electromagnetice. Radiația având lungimi de undă (frecvențe) diferite în domeniul vizibil are efecte fiziologice diferite asupra retinei ochiului uman, provocând o senzație psihologică de lumină. Culoarea nu este o proprietate a unei unde de lumină electromagnetică în sine, ci o manifestare a acțiunii electrochimice a sistemului fiziologic uman: ochi, nervi, creier. Aproximativ, există șapte culori primare care se disting de ochiul uman în domeniul vizibil (în ordinea crescătoare a frecvenței radiațiilor): roșu, portocaliu, galben, verde, albastru, indigo, violet. Amintirea secvenței culorilor primare ale spectrului este facilitată de o frază, fiecare cuvânt începe cu prima literă a numelui culorii primare: „Fiecare vânător vrea să știe unde se află fazanul”. Radiațiile vizibile pot influența cursul reacțiilor chimice la plante (fotosinteză) și la organismele animale și umane. Radiațiile vizibile sunt emise de insecte individuale (licuricii) și de unii pești de adâncime din cauza reacțiilor chimice din organism. Absorbția dioxidului de carbon de către plante ca urmare a procesului de fotosinteză și eliberarea de oxigen contribuie la menținerea vieții biologice pe Pământ. Radiația vizibilă este folosită și pentru a ilumina diferite obiecte.

Lumina este sursa vieții pe Pământ și, în același timp, sursa ideilor noastre despre lumea din jurul nostru.

(Diapozitivul 9)

radiații ultraviolete, radiații electromagnetice invizibile pentru ochi, ocupând regiunea spectrală dintre radiația vizibilă și cea de raze X în lungimi de undă de 3,8 ∙10 -7 - 3∙10 -9 m ( \u003d 8 * 10 14 - 3 * 10 16 Hz). Radiația ultravioletă a fost descoperită în 1801 de omul de știință german Johann Ritter. Studiind înnegrirea clorurii de argint sub acțiunea luminii vizibile, Ritter a descoperit că argintul se înnegrește și mai eficient în regiunea dincolo de capătul violet al spectrului, unde nu există radiație vizibilă. Radiația invizibilă care a provocat această înnegrire a fost numită ultravioletă.

Sursa radiațiilor ultraviolete sunt electronii de valență ai atomilor și moleculelor, care se mișcă rapid și sarcinile libere.

Radiația încălzită până la temperaturi - 3000 K solide conține o proporție semnificativă de radiație ultravioletă cu spectru continuu, a cărei intensitate crește odată cu creșterea temperaturii. O sursă mai puternică de radiații ultraviolete este orice plasmă la temperatură ridicată. Pentru diverse aplicații ale radiațiilor ultraviolete, se folosesc lămpi cu mercur, xenon și alte lămpi cu descărcare în gaz. Surse naturale de radiații ultraviolete - Soarele, stele, nebuloase și alte obiecte spațiale. Cu toate acestea, doar partea cu lungime de undă lungă a radiației lor (  290 nm) ajunge la suprafața pământului. Pentru înregistrarea radiațiilor ultraviolete la

 = 230 nm, se folosesc materiale fotografice obișnuite; în regiunea cu lungime de undă mai scurtă, straturi fotografice speciale cu gelatină scăzută sunt sensibile la aceasta. Se folosesc receptoare fotoelectrice care folosesc capacitatea radiațiilor ultraviolete de a provoca ionizare și efectul fotoelectric: fotodiode, camere de ionizare, contoare de fotoni, fotomultiplicatori.

În doze mici, radiațiile ultraviolete au un efect benefic, vindecător asupra unei persoane, activând sinteza vitaminei D în organism și provocând, de asemenea, arsuri solare. O doză mare de radiații ultraviolete poate provoca arsuri ale pielii și creșteri canceroase (80% vindecabile). În plus, radiațiile ultraviolete excesive slăbesc sistem imunitar organism, contribuind la dezvoltarea anumitor boli. Radiațiile ultraviolete au și un efect bactericid: sub influența acestei radiații, bacteriile patogene mor.

Radiația ultravioletă este folosită în lămpile fluorescente, în criminalistică (falsificarea documentelor este detectată din imagini), în istoria artei (cu ajutorul razelor ultraviolete este posibil să se detecteze în picturi nu vizibil pentru ochi urme de restaurare). Practic, nu trece radiația ultravioletă o sticlă de atunci. este absorbit de oxidul de fier, care face parte din sticlă. Din acest motiv, chiar și într-o zi fierbinte însorită, nu te poți bronza într-o cameră cu fereastra închisă.

Ochiul uman nu vede radiațiile ultraviolete, deoarece. Corneea ochiului și cristalinul ochiului absorb lumina ultravioletă. Unele animale pot vedea radiațiile ultraviolete. De exemplu, un porumbel este ghidat de Soare chiar și pe vreme înnorată.

(Diapozitivul 10)

radiații cu raze X - aceasta este radiația electromagnetică ionizantă care ocupă regiunea spectrală dintre radiațiile gamma și ultraviolete în lungimi de undă de la 10 -12 - 10 -8 m (frecvențe 3 * 10 16 - 3-10 20 Hz). Radiația cu raze X a fost descoperită în 1895 de către fizicianul german W. K. Roentgen. Cea mai comună sursă de raze X este tubul de raze X, în care electronii accelerați de un câmp electric bombardează un anod metalic. Razele X pot fi obținute prin bombardarea unei ținte cu ioni de înaltă energie. Unii izotopi radioactivi, sincrotroni - acumulatori de electroni pot servi și ca surse de radiație cu raze X. Sursele naturale de raze X sunt Soarele și alte obiecte spațiale.

Imaginile obiectelor în raze X sunt obținute pe o peliculă fotografică specială cu raze X. Radiația de raze X poate fi înregistrată folosind o cameră de ionizare, un contor de scintilație, multiplicatori de electroni secundari sau de canal și plăci cu microcanale. Datorită puterii sale mari de penetrare, radiația de raze X este utilizată în analiza difracției de raze X (studiul structurii rețea cristalină), în studiul structurii moleculelor, detectarea defectelor în probe, în medicină (raze X, fluorografie, tratamentul cancerului), în detectarea defectelor (detecția defectelor în piese turnate, șine), în istoria artei ( detectarea picturilor antice ascunse sub un strat de pictură târzie), în astronomie (în studiul surselor de raze X), criminalistică. O doză mare de radiații cu raze X duce la arsuri și modificări ale structurii sângelui uman. Crearea receptorilor de raze X și plasarea acestora pe stațiile spațiale au făcut posibilă detectarea emisiilor de raze X a sute de stele, precum și a învelișurilor supernovelor și a galaxiilor întregi.

(Diapozitivul 11)

Radiația gamma - radiație electromagnetică cu undă scurtă, ocupând întregul interval de frecvență  \u003d 8 10 14 - 10 17 Hz, care corespunde lungimilor de undă  \u003d 3,8 10 -7 - 3 10 -9 m. Radiația gamma a fost descoperit de omul de știință francez Paul Villars în 1900.

Studiind radiația de radiu într-un câmp magnetic puternic, Villars a descoperit radiația electromagnetică cu unde scurte, care nu deviază, precum lumina, camp magnetic. Se numea radiație gamma. Radiația gamma este asociată cu procesele nucleare, fenomenele de dezintegrare radioactivă care au loc cu anumite substanțe, atât pe Pământ, cât și în spațiu. Radiația gamma poate fi înregistrată folosind camere de ionizare și cu bule, precum și folosind emulsii fotografice speciale. Sunt utilizate în studiul proceselor nucleare, în detectarea defectelor. Radiațiile gamma au un efect negativ asupra oamenilor.

(Diapozitivul 12)

Deci, radiații de joasă frecvență, unde radio, radiații infraroșii, radiații vizibile, radiații ultraviolete, raze X, radiaţiile sunt tipuri diferite radiatie electromagnetica.

Dacă descompuneți mental aceste tipuri în termeni de creștere a frecvenței sau de scădere a lungimii de undă, obțineți un spectru larg continuu - scara radiațiilor electromagnetice (profesorul arată scara). Tipurile de radiații periculoase includ: radiații gamma, raze X și radiații ultraviolete, restul sunt sigure.

Împărțirea radiației electromagnetice în intervale este condiționată. Nu există o graniță clară între regiuni. Numele regiunilor s-au dezvoltat istoric, servesc doar ca un mijloc convenabil de clasificare a surselor de radiații.

(Diapozitivul 13)

Toate gamele scalei de radiații electromagnetice au proprietăți generale:

natura fizică a tuturor radiațiilor este aceeași

toate radiațiile se propagă în vid cu aceeași viteză, egală cu 3 * 10 8 m / s

toate radiațiile prezintă proprietăți comune de undă (reflexie, refracție, interferență, difracție, polarizare)

5. Rezumând lecția

La sfârșitul lecției, elevii completează lucrarea de pe masă.

(Diapozitivul 14)

Concluzie:

Întreaga scară a undelor electromagnetice este o dovadă că toate radiațiile au atât proprietăți cuantice, cât și proprietăți ondulatorii.

Proprietățile cuantice și ale undelor în acest caz nu se exclud, ci se completează reciproc.

Proprietățile undei sunt mai pronunțate la frecvențe joase și mai puțin pronunțate la frecvențe înalte. În schimb, proprietățile cuantice sunt mai pronunțate la frecvențe înalte și mai puțin clar la frecvențe joase.

Cu cât lungimea de undă este mai mică, cu atât sunt mai pronunțate proprietățile cuantice și cu cât lungimea de undă este mai mare, cu atât sunt mai pronunțate proprietățile undei.

Toate acestea confirmă legea dialecticii (tranziția modificărilor cantitative în cele calitative).

Rezumat (învățați), completați tabelul

ultima coloană (efectul EMP asupra unei persoane) și

întocmește un raport privind utilizarea EMR

Conținut de dezvoltare

GU LPR "LUSOSH Nr. 18"

Lugansk

Karaseva I.D.

PLAN GENERALIZAT DE STUDIU A RADIAȚIILOR

1. Numele intervalului.

2. Lungimea de undă

3. Frecvența

4. Cine a fost descoperit

5. Sursa

6. Receptor (indicator)

7. Aplicare

8. Acțiune asupra unei persoane

TABEL „SCALA UNDE ELECTROMAGNETICE”

Denumirea radiației

Lungime de undă

Frecvență

Cine a deschis

Sursă

Receptor

Aplicație

Acțiune asupra unei persoane

Radiațiile diferă unele de altele:

• dupa metoda de obtinere;
• metoda de inregistrare.

Diferențele cantitative de lungimi de undă duc la diferențe calitative semnificative; acestea sunt absorbite diferit de materie (radiația cu undă scurtă - radiații X și radiații gamma) - sunt absorbite slab.

Radiația cu unde scurte dezvăluie proprietățile particulelor.

Vibrații de joasă frecvență

Lungimea de undă (m)

10 13 - 10 5

Frecvența Hz)

3 · 10 -3 - 3 · 10 5

Sursă

Alternator reostatic, dinam,

vibrator hertz,

generatoare în retelelor electrice(50 Hz)

Generatoare de mașini cu frecvență crescută (industrială) (200 Hz)

Rețele telefonice (5000 Hz)

Generatoare de sunet (microfoane, difuzoare)

Receptor

Aparate electrice si motoare

Istoria descoperirilor

Oliver Lodge (1893), Nikola Tesla (1983)

Aplicație

Cinema, difuzare (microfoane, difuzoare)

unde radio

lungime de unda (m)

Frecvența Hz)

10 5 - 10 -3

Sursă

3 · 10 5 - 3 · 10 11

Circuit oscilator

Vibratoare macroscopice

Stele, galaxii, metagalaxii

Receptor

Istoria descoperirilor

Scântei în golul vibratorului receptor (vibrator Hertz)

Strălucirea unui tub cu descărcare în gaz, coerent

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

Aplicație

Extra lung- Radionavigație, comunicare radiotelegrafică, transmitere de rapoarte meteo

Lung– Comunicații radiotelegrafice și radiotelefonice, radiodifuziune, radionavigație

Mediu- Radiotelegrafie și radiotelefonie radiodifuziune, radionavigație

Mic de statura- radioamatori

VHF- comunicații radio spațiale

DMV- televiziune, radar, comunicare prin releu radio, comunicare prin telefon celular

SMV- radar, comunicații prin releu radio, astronavigație, televiziune prin satelit

IIM- radar

Radiatii infrarosii

lungime de unda (m)

2 · 10 -3 - 7,6∙10 -7

Frecvența Hz)

3∙10 11 - 3,85∙10 14

Sursă

Orice corp încălzit: o lumânare, o sobă, o baterie de încălzire a apei, o lampă electrică cu incandescență

O persoană emite unde electromagnetice cu lungimea de 9 · 10 -6 m

Receptor

Termoelemente, bolometre, fotocelule, fotorezistoare, filme fotografice

Istoria descoperirilor

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

Aplicație

În criminalistică, fotografiarea obiectelor terestre în ceață și întuneric, binocluri și obiective pentru fotografierea în întuneric, încălzirea țesuturilor unui organism viu (în medicină), uscarea lemnului și caroserii vopsite, alarme pentru protecția spațiilor, un telescop cu infraroșu.

Radiații vizibile

lungime de unda (m)

6,7∙10 -7 - 3,8 ∙10 -7

Frecvența Hz)

4∙10 14 - 8 ∙10 14

Sursă

Soare, lampă cu incandescență, foc

Receptor

Ochi, placă fotografică, fotocelule, termoelemente

Istoria descoperirilor

M. Melloni

Aplicație

Viziune

viata biologica

Radiația ultravioletă

lungime de unda (m)

3,8 ∙10 -7 - 3∙10 -9

Frecvența Hz)

8 ∙ 10 14 - 3 · 10 16

Sursă

Inclus în lumina soarelui

Lămpi cu descărcare cu tub de cuarț

Radiate de toate solidele a căror temperatură este mai mare de 1000 ° C, luminoase (cu excepția mercurului)

Receptor

fotocelule,

fotomultiplicatoare,

Substanțe luminiscente

Istoria descoperirilor

Johann Ritter, Leiman

Aplicație

Electronică industrială și automatizare,

lampă fluorescentă,

Productie textila

Sterilizarea aerului

Medicina, cosmetologie

radiații cu raze X

lungime de unda (m)

10 -12 - 10 -8

Frecvența Hz)

3∙10 16 - 3 · 10 20

Sursă

Tub electronic cu raze X (tensiune la anod - până la 100 kV, catod - filament incandescent, radiație - cuante de înaltă energie)

coroana solara

Receptor

rola aparatului foto,

Strălucirea unor cristale

Istoria descoperirilor

W. Roentgen, R. Milliken

Aplicație

Diagnosticul și tratamentul bolilor (în medicină), Defectoscopie (controlul structurilor interne, suduri)

Radiația gamma

lungime de unda (m)

3,8 · 10 -7 - 3∙10 -9

Frecvența Hz)

8∙10 14 - 10 17

Energie (EV)

9,03 10 3 – 1, 24 10 16 Ev

Sursă

nuclee atomice radioactive, reactii nucleare, procese de transformare a materiei în radiații

Receptor

contoare

Istoria descoperirilor

Paul Villard (1900)

Aplicație

Defectoscopie

Controlul procesului

Cercetarea proceselor nucleare

Terapie și diagnosticare în medicină

PROPRIETĂȚI GENERALE ALE RADIAȚIILOR ELECTROMAGNETICE

natura fizica

toate radiațiile sunt la fel

toate radiațiile se propagă

în vid, cu aceeași viteză,

egală cu viteza luminii

toate radiațiile sunt detectate

proprietăți generale ale undelor

polarizare

reflecţie

refracţie

difracţie

interferență

• Întreaga scară a undelor electromagnetice este o dovadă că toate radiațiile au atât proprietăți cuantice, cât și proprietăți ondulatorii.
• Proprietățile cuantice și ale undelor în acest caz nu se exclud, ci se completează reciproc.
• Proprietățile undei sunt mai pronunțate la frecvențe joase și mai puțin pronunțate la frecvențe înalte. În schimb, proprietățile cuantice sunt mai pronunțate la frecvențe înalte și mai puțin clar la frecvențe joase.
• Cu cât lungimea de undă este mai mică, cu atât sunt mai pronunțate proprietățile cuantice și cu cât lungimea de undă este mai mare, cu atât sunt mai pronunțate proprietățile undei.

• § 68 (citește)
• completați ultima coloană a tabelului (efectul EMP asupra unei persoane)
• întocmește un raport privind utilizarea EMR

Subiect: „Tipuri de radiații. Surse de lumină. Scara undelor electromagnetice.

Scop: stabilirea proprietăților și diferențelor comune pe tema „Radiații electromagnetice”; compara diferite tipuri de radiații.

Echipament: prezentare „Scara undelor electromagnetice”.

În timpul orelor.

I. Moment organizatoric.

II. Actualizare de cunoștințe.

Conversație frontală.

Ce val este lumina? Ce este coerența? Ce unde se numesc coerente? Ce se numește interferență de unde și în ce condiții are loc acest fenomen? Care este diferența de cale? Diferență optică de călătorie? Cum sunt scrise condițiile pentru formarea maximelor și minimelor de interferență? Utilizarea interferenței în tehnologie. Care este difracția luminii? Formulați principiul lui Huygens; principiul Huygens-Fresnel. Numiți modelele de difracție de la diferite obstacole. Ce este o rețea de difracție? Unde se folosește un rețele de difracție? Ce este polarizarea luminii? Pentru ce sunt folosite polaroidele?

III. Învățarea de materiale noi.

Universul este un ocean de radiații electromagnetice. Oamenii trăiesc în ea, în cea mai mare parte, neobservând valurile care pătrund în spațiul înconjurător. Încălzind lângă șemineu sau aprinzând o lumânare, o persoană forțează sursa acestor valuri să funcționeze, fără să se gândească la proprietățile lor. Dar cunoașterea este putere: după ce a descoperit natura radiațiilor electromagnetice, omenirea în secolul XX a stăpânit și a pus în slujba ei cele mai diverse tipuri.

Știm că lungimea undelor electromagnetice este foarte diferită. Lumina este o parte nesemnificativă a spectrului larg de unde electromagnetice. În studiul acestei mici părți a spectrului au fost descoperite și alte radiații cu proprietăți neobișnuite. Se obișnuiește să se distingă radiațiile de joasă frecvență, radiațiile radio, razele infraroșii, lumina vizibilă, razele ultraviolete, razele X și radiațiile g.

La peste o sută de ani, de fapt, de la începutul secolului al XIX-lea, a continuat descoperirea a tot mai multe valuri noi. Unitatea undelor a fost dovedită de teoria lui Maxwell. Înaintea lui, multe valuri erau considerate fenomene de altă natură. Luați în considerare scara undelor electromagnetice, care este împărțită în intervale după frecvență, dar și după metoda de radiație. Nu există limite stricte între gamele individuale de unde electromagnetice. La limitele intervalelor, tipul de undă este stabilit în funcție de metoda de radiație a acesteia, adică o undă electromagnetică de aceeași frecvență poate fi atribuită într-un caz sau altul alt fel valuri. De exemplu, radiațiile cu o lungime de undă de 100 de microni pot fi denumite unde radio sau unde infraroșii. Excepția este lumina vizibilă.

Tipuri de radiații.

tip de radiație	lungime de undă, frecvență	surse	proprietăți	aplicarea	viteza de propagare în vid
frecventa joasa	0 până la 2104 Hz de la 1,5 104 la ∞ m.	alternatoare.	Reflexie, absorbție, refracție.	Sunt folosite la topirea și întărirea metalelor.
unde radio		curent alternativ. generator de radiofrecvență, stele, inclusiv Soarele, galaxii și metagalaxii.	interferență, difracţie.	Pentru a transmite informații la diferite distanțe. Se transmit vorbire, muzica (difuzare), semnale telegrafice (comunicare radio), imagini ale diferitelor obiecte (radar).
infraroşu	3*1011- 3,85*1014 Hz. 780nm -1mm.	Radiația moleculelor și atomilor sub influențe termice și electrice. Sursă puternică de radiație infraroșie - Soarele	reflexie, absorbție, refracție, interferență, difracţie.
	3,85 1014- 7,89 1014 Hz	Electronii de valență din atomi și molecule care își schimbă poziția în spațiu, precum și sarcinile libere care se mișcă cu o rată accelerată.	reflexie, absorbție, refracție, interferență, difracţie.	Absorbția dioxidului de carbon de către plante ca urmare a procesului de fotosinteză și eliberarea de oxigen contribuie la menținerea vieții biologice pe Pământ. Radiația vizibilă este folosită și pentru a ilumina diferite obiecte.
ultraviolet	0,2 µm până la 0,38 µm 8*1014-3*1016Hz	electronii de valență ai atomilor și moleculelor, au accelerat și sarcinile libere în mișcare. Lămpi cu descărcare cu tuburi de cuarț (lămpi de cuarț) Solide cu T> 1000 ° C, precum și vapori de mercur luminoși. Plasmă la temperatură ridicată.	Activitate chimică ridicată (descompunerea clorurii de argint, strălucire a cristalelor de sulfură de zinc), invizibilă, putere mare de penetrare, ucide microorganismele, în doze mici are un efect benefic asupra organismului uman (arsuri solare), dar în doze mari are un efect biologic negativ. efect: modificări ale dezvoltării celulare și ale metabolismului substanțelor care acționează asupra ochilor.	Medicamentul. Lumini lămpi de cent. Criminalistica (conform descoperi falsuri documente). Istoria artei (cu raze ultraviolete poate fi găsit în imagini urme de restaurare invizibile pentru ochi)
raze X	10-12- 10-8 m (frecvență 3*1016-3-1020 Hz	Unii izotopi radioactivi, sincrotroni de stocare a electronilor. Sursele naturale de raze X sunt Soarele și alte obiecte spațiale	Putere mare de penetrare. reflexie, absorbție, refracție, interferență, difracţie.	Structura cu raze X- analiză, medicină, criminologie, istoria artei.
Radiația gamma		Procese nucleare.	reflexie, absorbție, refracție, interferență, difracţie.	În studiul proceselor nucleare, în detectarea defectelor.

Asemănări și diferențe.

Proprietăți și caracteristici generale ale undelor electromagnetice.

Proprietăți	Caracteristici
Distribuția în spațiu în timp	Viteza undelor electromagnetice în vid este constantă și egală cu aproximativ 300.000 km/s
Toate undele sunt absorbite de materie	Diferiți coeficienți de absorbție
Toate undele de la interfața dintre două medii sunt parțial reflectate, parțial refractate.	Legile reflexiei și refracției. Coeficienți de reflexie pentru diferite medii și diferite valuri.
Toate radiațiile electromagnetice prezintă proprietățile undelor: se adună, ocolesc obstacole. Mai multe valuri pot exista simultan în aceeași regiune a spațiului	Principiul suprapunerii. Pentru sursele coerente, regulile de determinare a maximelor. Principiul Huygens-Fresnel. Undele nu interacționează între ele
Undele electromagnetice complexe, atunci când interacționează cu materia, sunt descompuse într-un spectru - dispersie.	Dependența indicelui de refracție al mediului de frecvența undei. Viteza undei în materie depinde de indicele de refracție al mediului v = c/n
Valuri de intensitate diferită	Densitatea fluxului de radiații

Pe măsură ce lungimea de undă scade, diferențele cantitative de lungimi de undă conduc la diferențe calitative semnificative. Radiațiile de lungimi de undă diferite diferă foarte mult între ele în ceea ce privește absorbția lor de către materie. Radiațiile de unde scurte sunt absorbite slab. Substanțele care sunt opace la lungimile de undă optice sunt transparente la aceste radiații. Coeficientul de reflexie al undelor electromagnetice depinde si de lungimea de unda. Dar principala diferență dintre radiațiile cu unde lungi și cu unde scurte este că radiațiile cu unde scurte dezvăluie proprietățile particulelor.

1 Radiații de joasă frecvență

Radiațiile de joasă frecvență apar în intervalul de frecvență de la 0 la 2104 Hz. Această radiație corespunde unei lungimi de undă de la 1,5 104 la ∞ m. Radiația unor astfel de frecvențe relativ joase poate fi neglijată. Sursa de radiații de joasă frecvență sunt alternatoarele. Sunt folosite la topirea și întărirea metalelor.

2 Unde radio

Undele radio ocupă domeniul de frecvență 2 * 104-109 Hz. Ele corespund unei lungimi de undă de 0,3-1,5 * 104 m. Sursa undelor radio, precum și radiația de joasă frecvență, este curentul alternativ. De asemenea, sursa este un generator de radiofrecvență, stele, inclusiv Soarele, galaxii și metagalaxii. Indicatorii sunt vibratorul Hertz, circuitul oscilator.

Frecvența înaltă a undelor radio, în comparație cu radiația de joasă frecvență, duce la o radiație vizibilă a undelor radio în spațiu. Acest lucru le permite să fie folosite pentru a transmite informații la diferite distanțe. Se transmit vorbire, muzica (difuzare), semnale telegrafice (comunicare radio), imagini ale diferitelor obiecte (radar). Undele radio sunt folosite pentru a studia structura materiei și proprietățile mediului în care se propagă. Studiul emisiilor radio de la obiectele spațiale este subiectul radioastronomiei. În radiometeorologie, procesele sunt studiate în funcție de caracteristicile undelor primite.

3 Infraroșu (IR)

Radiația infraroșie ocupă intervalul de frecvență 3 * 1011 - 3,85 * 1014 Hz. Ele corespund unei lungimi de undă de 780nm -1mm. Radiația infraroșie a fost descoperită în 1800 de astronomul William Hershl. Studiind creșterea temperaturii unui termometru încălzit cu lumină vizibilă, Herschel a găsit cea mai mare încălzire a termometrului în afara regiunii luminii vizibile (dincolo de regiunea roșie). Radiația invizibilă, dat fiind locul său în spectru, a fost numită infraroșu. Sursa de radiație infraroșie este radiația moleculelor și atomilor sub influențe termice și electrice. O sursă puternică de radiație infraroșie este Soarele, aproximativ 50% din radiația sa se află în regiunea infraroșie. Radiația infraroșie reprezintă o proporție semnificativă (de la 70 la 80%) din energia de radiație a lămpilor incandescente cu filament de wolfram. Radiația infraroșie este emisă de un arc electric și diferite lămpi cu descărcare în gaz. Radiația unor lasere se află în regiunea infraroșie a spectrului. Indicatorii radiației infraroșii sunt foto și termistori, emulsii foto speciale. Radiația infraroșie este utilizată pentru uscarea lemnului, a produselor alimentare și a diferitelor vopsea și lacuri (încălzire cu infraroșu), pentru semnalizare în caz de vizibilitate slabă, face posibilă utilizarea dispozitivelor optice care vă permit să vedeți în întuneric, precum și cu telecomandă. Control. Razele infraroșii sunt folosite pentru a ținti proiectilele și rachetele către țintă, pentru a detecta un inamic camuflat. Aceste raze fac posibilă determinarea diferenței de temperatură a secțiunilor individuale ale suprafeței planetelor, a caracteristicilor structurale ale moleculelor unei substanțe (analiza spectrală). Fotografia cu infraroșu este folosită în biologie în studiul bolilor plantelor, în medicină în diagnosticarea bolilor de piele și vasculare, în criminalistică în detectarea falsurilor. Când este expus unei persoane, provoacă o creștere a temperaturii corpului uman.

Radiația vizibilă (lumină)

Radiația vizibilă este singura gamă de unde electromagnetice percepute de ochiul uman. Undele luminoase ocupă un interval destul de îngust: 380-780 nm (ν = 3,85 1014-7,89 1014 Hz). Sursa radiației vizibile sunt electronii de valență din atomi și molecule care își schimbă poziția în spațiu, precum și sarcinile libere care se mișcă cu o rată accelerată. Această parte a spectrului oferă unei persoane informații maxime despre lumea din jurul său. Din punct de vedere al proprietăților sale fizice, este similar cu alte game ale spectrului, fiind doar o mică parte din spectrul undelor electromagnetice. Radiația având lungimi de undă (frecvențe) diferite în domeniul vizibil are efecte fiziologice diferite asupra retinei ochiului uman, provocând o senzație psihologică de lumină. Culoarea nu este o proprietate a unei unde de lumină electromagnetică în sine, ci o manifestare a acțiunii electrochimice a sistemului fiziologic uman: ochi, nervi, creier. Aproximativ, există șapte culori primare care se disting de ochiul uman în domeniul vizibil (în ordinea crescătoare a frecvenței radiațiilor): roșu, portocaliu, galben, verde, albastru, indigo, violet. Amintirea secvenței culorilor primare ale spectrului este facilitată de o frază, fiecare cuvânt începe cu prima literă a numelui culorii primare: „Fiecare vânător vrea să știe unde se află fazanul”. Radiațiile vizibile pot influența cursul reacțiilor chimice la plante (fotosinteză) și la organismele animale și umane. Radiațiile vizibile sunt emise de insecte individuale (licuricii) și de unii pești de adâncime din cauza reacțiilor chimice din organism. Absorbția dioxidului de carbon de către plante ca urmare a procesului de fotosinteză, eliberarea de oxigen contribuie la menținerea vieții biologice pe Pământ. Radiația vizibilă este folosită și pentru a ilumina diferite obiecte.

Lumina este sursa vieții pe Pământ și, în același timp, sursa ideilor noastre despre lumea din jurul nostru.

5. Radiații ultraviolete

Radiația ultravioletă, radiația electromagnetică invizibilă pentru ochi, ocupând regiunea spectrală dintre radiația vizibilă și radiația de raze X în lungimi de undă de 10 - 380 nm (ν = 8 * 1014-3 * 1016 Hz). Radiația ultravioletă a fost descoperită în 1801 de omul de știință german Johann Ritter. Studiind înnegrirea clorurii de argint sub acțiunea luminii vizibile, Ritter a descoperit că argintul se înnegrește și mai eficient în regiunea dincolo de capătul violet al spectrului, unde nu există radiație vizibilă. Radiația invizibilă care a provocat această înnegrire a fost numită ultravioletă. Sursa radiațiilor ultraviolete sunt electronii de valență ai atomilor și moleculelor, precum și sarcinile libere în mișcare accelerată. Radiația solidelor încălzite la temperaturi de - 3000 K conține o fracțiune semnificativă de radiație ultravioletă cu spectru continuu, a cărei intensitate crește odată cu creșterea temperaturii. O sursă mai puternică de radiații ultraviolete este orice plasmă la temperatură ridicată. Pentru diverse aplicații ale radiațiilor ultraviolete, se folosesc lămpi cu mercur, xenon și alte lămpi cu descărcare în gaz. Surse naturale de radiații ultraviolete - Soarele, stele, nebuloase și alte obiecte spațiale. Cu toate acestea, doar partea cu lungime de undă lungă a radiației lor (λ>290 nm) ajunge la suprafața pământului. Pentru a înregistra radiația ultravioletă la λ = 230 nm, se folosesc materiale fotografice obișnuite; în regiunea cu lungime de undă mai scurtă, straturi fotografice speciale cu gelatină scăzută sunt sensibile la aceasta. Se folosesc receptoare fotoelectrice care folosesc capacitatea radiațiilor ultraviolete de a provoca ionizare și efectul fotoelectric: fotodiode, camere de ionizare, contoare de fotoni, fotomultiplicatori.

În doze mici, radiațiile ultraviolete au un efect benefic, vindecător asupra unei persoane, activând sinteza vitaminei D în organism și provocând, de asemenea, arsuri solare. O doză mare de radiații ultraviolete poate provoca arsuri ale pielii și creșteri canceroase (80% vindecabile). În plus, radiațiile ultraviolete excesive slăbesc sistemul imunitar al organismului, contribuind la dezvoltarea anumitor boli. Radiațiile ultraviolete au și un efect bactericid: bacteriile patogene mor sub influența acestei radiații.

Radiațiile ultraviolete sunt utilizate în lămpile fluorescente, în criminalistică (falsurile de documente sunt detectate din imagini), în istoria artei (cu ajutorul razelor ultraviolete, în tablouri pot fi detectate urme de restaurare care nu sunt vizibile cu ochiul). Geamul practic nu transmite radiații ultraviolete, deoarece este absorbit de oxidul de fier, care face parte din sticlă. Din acest motiv, chiar și într-o zi fierbinte însorită, nu poți face plajă într-o cameră cu fereastra închisă. Ochiul uman nu poate vedea radiațiile ultraviolete, deoarece corneea ochiului și lentila ochiului absorb radiațiile ultraviolete. Unele animale pot vedea radiațiile ultraviolete. De exemplu, un porumbel este ghidat de Soare chiar și pe vreme înnorată.

6. Raze X

Radiația de raze X este o radiație electromagnetică ionizantă care ocupă regiunea spectrală dintre radiațiile gamma și ultraviolete în lungimi de undă de 10-12-10-8 m (frecvență 3 * 1016-3-1020 Hz). Radiația cu raze X a fost descoperită în 1895 de un fizician german. Cea mai comună sursă de raze X este tubul de raze X, în care electronii accelerați de un câmp electric bombardează un anod metalic. Razele X pot fi obținute prin bombardarea unei ținte cu ioni de înaltă energie. Anumiți izotopi radioactivi și sincrotroni de stocare a electronilor pot servi și ca surse de raze X. Sursele naturale de raze X sunt Soarele și alte obiecte spațiale

Imaginile obiectelor din raze X sunt obținute pe o peliculă specială cu raze X. Radiația de raze X poate fi înregistrată folosind o cameră de ionizare, un contor de scintilație, multiplicatori de electroni secundari sau de canal, plăci cu microcanale. Datorită puterii sale mari de penetrare, razele X sunt utilizate în analiza de difracție a razelor X (studiul structurii rețelei cristaline), în studiul structurii moleculelor, în detectarea defectelor în probe, în medicină (X -razele, fluorografie, tratamentul cancerului), în detectarea defectelor (detecția defectelor în piese turnate, șine), în istoria artei (descoperirea picturilor antice ascunse sub un strat de pictură târzie), în astronomie (la studierea surselor de raze X) , și știința criminalistică. O doză mare de radiații cu raze X duce la arsuri și modificări ale structurii sângelui uman. Crearea receptorilor de raze X și plasarea acestora pe stațiile spațiale au făcut posibilă detectarea emisiilor de raze X a sute de stele, precum și a învelișurilor supernovelor și a galaxiilor întregi.

7. Radiația gamma (razele γ)

Radiație gamma - radiație electromagnetică cu undă scurtă, care ocupă întregul interval de frecvență ν> Z * 1020 Hz, care corespunde lungimilor de undă 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. Consolidarea materialului studiat.

Radiațiile de joasă frecvență, undele radio, radiațiile infraroșii, radiațiile vizibile, radiațiile ultraviolete, razele X, razele y sunt diferite tipuri de radiații electromagnetice.

Dacă descompuneți mental aceste tipuri în ceea ce privește creșterea frecvenței sau scăderea lungimii de undă, obțineți un spectru larg continuu - o scară de radiații electromagnetice (profesorul arată scara). Împărțirea radiației electromagnetice în intervale este condiționată. Nu există o graniță clară între regiuni. Numele regiunilor s-au dezvoltat istoric, servesc doar ca un mijloc convenabil de clasificare a surselor de radiații.

Toate gamele scalei de radiații electromagnetice au proprietăți comune:

Natura fizică a tuturor radiațiilor este aceeași. Toate radiațiile se propagă în vid cu aceeași viteză egală cu 3 * 108 m / s. Toate radiațiile prezintă proprietăți comune de undă (reflexie, refracție, interferență, difracție, polarizare).

DAR). Finalizați sarcini pentru a determina tipul de radiație și natura fizică a acesteia.

1. Lemnul care arde emite unde electromagnetice? Nu arde? (Emit. Arzătoare - raze infraroșii și vizibile, iar neardătoare - infraroșu).

2. Ce explică culoarea albă a zăpezii, culoarea neagră a funinginei, culoarea verde a frunzelor, culoarea roșie a hârtiei? (Zăpada reflectă toate valurile, funinginea absoarbe totul, frunzele reflectă verde, hârtia roșie).

3. Ce rol joacă atmosfera în viața de pe Pământ? (Protecție UV).

4. De ce sticla închisă la culoare protejează ochii sudorului? (Sticlă nu transmite lumină ultravioletă, ci sticlă închisă la culoare și radiația flacără vizibilă strălucitoare care apare în timpul sudării).

5. Când sateliții sau navele spațiale trec prin straturile ionizate ale atmosferei, acestea devin surse de raze X. De ce? (În atmosferă, electronii care se mișcă rapid lovesc pereții obiectelor în mișcare și se produc raze X.)

6. Ce este radiația cu microunde și unde se utilizează? (Radiații de frecvență super înaltă, cuptoare cu microunde).

B). Test de verificare.

1. Radiația infraroșie are o lungime de undă:

A. Mai puțin de 4 * 10-7 m. B. Mai mult de 7,6 * 10-7 m C. Mai puțin de 10 -8 m

2. Radiații ultraviolete:

A. Apare în timpul unei decelerații bruște a electronilor rapizi.

B. Emis intens de corpurile încălzite la o temperatură ridicată.

B. Emis de orice corp încălzit.

3. Care este intervalul de lungimi de undă a radiației vizibile?

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. Cea mai mare capacitate de trecere are:

A. Radiația vizibilă B. Radiația ultravioletă C. Radiația cu raze X

5. O imagine a unui obiect în întuneric se obține folosind:

A. Radiațiile ultraviolete. B. Radiații cu raze X.

B. Radiația infraroșie.

6. Cine a descoperit primul radiația γ?

A. Roentgen B. Villar W. Herschel

7. Cât de repede se deplasează radiația infraroșie?

A. Mai mult de 3*108 m/s B. Mai puțin de 3*10 8 m/s C. 3*108 m/s

8. Radiații cu raze X:

A. Apare în timpul unei decelerații bruște a electronilor rapizi

B. Emis de solidele încălzite la o temperatură ridicată

B. Emis de orice corp încălzit

9. Ce fel de radiații se utilizează în medicină?

Radiații infraroșii Radiații ultraviolete Radiații vizibile Radiații cu raze X

A. 1.2.4 B. 1.3 C. Toate radiațiile

10. Sticla obișnuită practic nu lasă să treacă:

A. Radiații vizibile. B. Radiațiile ultraviolete. C. Radiația infraroșie Răspunsuri corecte: 1(B); 2 (B); 3(A); 4(B); 5(B); 6(B); 7(B); 8(A); 9(A); 10(B).

Scala de notare: 5 - 9-10 sarcini; 4 - 7-8 sarcini; 3 - 5-6 sarcini.

IV. Rezumatul lecției.

V. Tema pentru acasă: §80,86.