Generaliseringslektion "Skala för elektromagnetisk strålning". Elektromagnetisk strålning - mänsklig påverkan, skydd

Skalan för elektromagnetisk strålning inkluderar villkorligt sju intervall:

1. Lågfrekventa svängningar

2. Radiovågor

3. Infraröd strålning

4. Synlig strålning

5. Ultraviolett strålning

6. Röntgen

7. Gammastrålar

Det finns ingen grundläggande skillnad mellan de enskilda strålningarna. Alla är elektromagnetiska vågor som genereras av laddade partiklar. Elektromagnetiska vågor detekteras i slutändan genom deras verkan på laddade partiklar. I ett vakuum färdas strålning av vilken våglängd som helst med en hastighet av 300 000 km/s. Gränserna mellan enskilda områden på strålningsskalan är mycket godtyckliga.

Strålningar av olika våglängder skiljer sig från varandra i metoden för deras produktion (strålning från en antenn, termisk strålning, strålning under retardation av snabba elektroner, etc.) och metoder för registrering.

Alla de listade typerna av elektromagnetisk strålning genereras också av rymdobjekt och studeras framgångsrikt med raketer, konstgjorda satelliter Jorden och rymdskepp. Först och främst gäller det röntgen- och g-strålning, som absorberas starkt av atmosfären.

När våglängden minskar leder kvantitativa skillnader i våglängder till betydande kvalitativa skillnader.

Strålningar med olika våglängder skiljer sig mycket från varandra när det gäller deras absorption av materia. Kortvågig strålning (röntgenstrålar och speciellt g-strålar) absorberas svagt. Ämnen som är ogenomskinliga för optiska våglängder är transparenta för dessa strålningar. Reflektionskoefficient elektromagnetiska vågor beror också på våglängden. Men den största skillnaden mellan långvågig och kortvågig strålning är att kortvågsstrålning avslöjar partiklarnas egenskaper.

Infraröd strålning

Infraröd strålning - elektromagnetisk strålning som upptar spektralområdet mellan den röda änden av synligt ljus (med en våglängd på λ = 0,74 μm) och mikrovågsstrålning(λ ~ 1-2 mm). Är inte synlig strålning med en uttalad termisk effekt.

Infraröd strålning upptäcktes år 1800 av den engelske vetenskapsmannen W. Herschel.

Nu är hela utbudet av infraröd strålning uppdelat i tre komponenter:

kortvågsområde: X = 0,74-2,5 µm;

medelvågsområde: X = 2,5-50 um;

långvågsområde: X = 50-2000 µm;

Ansökan

IR (infraröda) dioder och fotodioder används ofta i fjärrkontroller, automationssystem, säkerhetssystem etc. De distraherar inte en persons uppmärksamhet på grund av deras osynlighet. Infraröda strålar används inom industrin för torkning av färgytor.

positiv sidoeffekt så är sterilisering mat produkter, vilket ökar motståndet mot korrosion av ytorna täckta med färger. Nackdelen är den betydligt större ojämnheten av uppvärmning, vilket i ett antal tekniska processer helt oacceptabelt.

En elektromagnetisk våg av ett visst frekvensområde har inte bara en termisk, utan också en biologisk effekt på produkten, främjar accelerationen av biokemiska omvandlingar i biologiska polymerer.

Dessutom används infraröd strålning i stor utsträckning för att värma upp rum och utomhusutrymmen.

I mörkerseende enheter: kikare, glasögon, sikten för små armar, nattfoto- och videokameror. Här omvandlas den för ögat osynliga infraröda bilden av objektet till en synlig.

Värmekamera används vid konstruktion vid bedömning värmeisolerande egenskaper strukturer. Med deras hjälp kan du bestämma områdena med störst värmeförlust i ett hus under konstruktion och dra en slutsats om kvaliteten på det applicerade byggmaterial och värmare.

Stark infraröd strålning i områden med hög värme kan vara farligt för ögonen. Det är farligast när strålningen inte åtföljs av synligt ljus. På sådana platser är det nödvändigt att bära speciella skyddsglasögon för ögonen.

Ultraviolett strålning

Ultraviolett strålning (ultraviolett, UV, UV) - elektromagnetisk strålning, som upptar intervallet mellan den violetta änden av synlig strålning och röntgenstrålning (380 - 10 nm, 7,9 × 1014 - 3 × 1016 Hz). Området är villkorligt uppdelat i nära (380-200 nm) och långt, eller vakuum (200-10 nm) ultraviolett, det senare heter så eftersom det absorberas intensivt av atmosfären och studeras endast av vakuumanordningar. Denna osynliga strålning har en hög biologisk och kemisk aktivitet.

Konceptet med ultravioletta strålar möttes först av en indisk filosof från 1200-talet. Atmosfären i området han beskrev innehöll violetta strålar som inte kan ses med det normala ögat.

1801 upptäckte fysikern Johann Wilhelm Ritter att silverklorid, som sönderdelas under inverkan av ljus, sönderdelas snabbare under inverkan av osynlig strålning utanför det violetta området av spektrumet.

UV-källor
naturliga källor

Den huvudsakliga källan till ultraviolett strålning på jorden är solen.

konstgjorda källor

UV DU typ "Artificiellt solarium", som använder UV LL, vilket orsakar en ganska snabb bildning av solbränna.

UV-lampor används för sterilisering (desinfektion) av vatten, luft och olika ytor på alla sfärer av mänskligt liv.

Bakteriedödande UV-strålning vid dessa våglängder orsakar dimerisering av tymin i DNA-molekyler. Ackumuleringen av sådana förändringar i mikroorganismernas DNA leder till en avmattning i deras reproduktion och utrotning.

Ultraviolettbehandling av vatten, luft och ytor har ingen långvarig effekt.

Biologisk påverkan

Förstör ögats näthinna, orsakar hudbrännskador och hudcancer.

Fördelaktiga egenskaper UV-strålning

Att komma på huden orsakar bildandet av ett skyddande pigment - solbränna.

Främjar bildandet av vitaminer i grupp D

Orsakar döden av patogena bakterier

Applicering av UV-strålning

Användning av osynligt UV-bläck för skydd bankkort och sedlar från förfalskning. Bilder, designelement som är osynliga i vanligt ljus eller får hela kartan att lysa i UV-strålar appliceras på kartan.

Många vet redan att längden på elektromagnetiska vågor kan vara helt olika. Våglängderna kan variera från 103 meter (för radiovågor) till tio centimeter för röntgenstrålar.

Ljusvågor är en mycket liten del av det bredaste spektrumet av elektromagnetisk strålning (vågor).

Det var under studiet av detta fenomen som upptäckter gjordes som öppnar forskarnas ögon för andra typer av strålning som har ganska ovanliga och tidigare okända egenskaper för vetenskapen.

elektromagnetisk strålning

Det finns ingen kardinal skillnad mellan olika typer av elektromagnetisk strålning. Alla representerar elektromagnetiska vågor, som bildas på grund av laddade partiklar, vars hastighet är högre än partiklarnas i normalt tillstånd.

Elektromagnetiska vågor kan detekteras genom att följa deras verkan på andra laddade partiklar. I absolut vakuum (en miljö med fullständig frånvaro av syre) är rörelsehastigheten för elektromagnetiska vågor lika med ljusets hastighet - 300 000 kilometer per sekund.

Gränserna som sätts på mätskalan för elektromagnetiska vågor är ganska instabila, eller snarare villkorade.

Elektromagnetisk strålningsskala

Elektromagnetisk strålning, som har en mängd olika längder, särskiljs från varandra genom det sätt på vilket de erhålls (termisk strålning, antennstrålning, såväl som strålning som erhålls som ett resultat av att sakta ner rotationshastigheten hos kallas "snabba" elektroner).

Elektromagnetiska vågor - strålning skiljer sig också åt i metoderna för deras registrering, varav en är skalan för elektromagnetisk strålning.

Objekt och processer som finns i rymden, såsom stjärnor, svarta hål som uppstår som ett resultat av stjärnors explosion, genererar också de listade typerna av elektromagnetisk strålning. Studiet av dessa fenomen utförs med hjälp av artificiellt skapade satelliter, raketer som skjuts upp av forskare och rymdfarkoster.

I de flesta fallen, forskningsarbete syftar till att studera gamma- och röntgenstrålning. Studiet av denna typ av strålning är nästan omöjligt att helt utforska på jordens yta, eftersom det mesta av strålningen som sänds ut av solen hålls kvar av vår planets atmosfär.

Att minska längden på elektromagnetiska vågor leder oundvikligen till ganska betydande kvalitativa skillnader. Elektromagnetisk strålning, med olika längder, har stor skillnad mellan sig, beroende på ämnens förmåga att absorbera sådan strålning.

Strålning med låga våglängder (gammastrålar och röntgenstrålar) absorberas svagt av ämnen. För gamma- och röntgenstrålar blir ämnen som är ogenomskinliga för optisk strålning genomskinliga.

Zemtsova Ekaterina.

Forskning.

Ladda ner:

Förhandsvisning:

För att använda förhandsvisningen av presentationer, skapa ett Google-konto (konto) och logga in: https://accounts.google.com

Bildtexter:

"Omfattning av elektromagnetisk strålning." Arbetet utfördes av en elev i 11:e klass: Ekaterina Zemtsova Handledare: Firsova Natalya Evgenievna Volgograd 2016

Innehåll Inledning Elektromagnetisk strålning Elektromagnetisk strålningsskala Radiovågor Radiovågornas inverkan på människokroppen Hur kan man skydda sig mot radiovågor? Infraröd strålning Effekten av infraröd strålning på kroppen Ultraviolett strålning Röntgenstrålning Effekten av röntgen på en person Effekten av ultraviolett strålning Gammastrålning Effekten av strålning på en levande organism Slutsatser

Inledning Elektromagnetiska vågor är oundvikliga följeslagare av hemkomfort. De genomsyrar utrymmet runt oss och våra kroppar: källor till EM-strålning varma och lätta hus, tjänar till matlagning, ger omedelbar kommunikation med alla hörn av världen.

Relevans Inverkan av elektromagnetiska vågor på människokroppen idag är föremål för frekventa tvister. Det är dock inte de elektromagnetiska vågorna i sig som är farliga, utan vilka ingen anordning verkligen skulle kunna fungera, utan deras informationskomponent, som inte kan detekteras av konventionella oscilloskop.* Ett oscilloskop är en anordning utformad för att studera amplitudparametrarna för en elektrisk signal *

Mål: Att överväga varje typ av elektromagnetisk strålning i detalj Att identifiera vilken effekt den har på människors hälsa

Elektromagnetisk strålning är en störning som fortplantar sig i rymden (tillståndsförändring) elektromagnetiskt fält. Elektromagnetisk strålning delas in i: radiovågor (börjar med extra lång), infraröd strålning, ultraviolett strålning, röntgenstrålning gammastrålning (hård)

Skalan för elektromagnetisk strålning är helheten av alla frekvensområden för elektromagnetisk strålning. Följande storheter används som en spektral karaktäristik för elektromagnetisk strålning: Våglängd Oscillationsfrekvens Energi hos en foton (kvantum av ett elektromagnetiskt fält)

Radiovågor är elektromagnetisk strålning med våglängder i det elektromagnetiska spektrumet längre än infrarött ljus. Radiovågor har frekvenser från 3 kHz till 300 GHz, och motsvarande våglängder från 1 millimeter till 100 kilometer. Precis som alla andra elektromagnetiska vågor färdas radiovågor med ljusets hastighet. Naturliga källor för radiovågor är blixtar och astronomiska föremål. Artificiellt genererade radiovågor används för fast och mobil radiokommunikation, radiosändning, radar och andra navigationssystem, kommunikationssatelliter, datornätverk och otaliga andra applikationer.

Radiovågor är indelade i frekvensområden: långa vågor, medelvågor, korta vågor och ultrakorta vågor. Vågorna i detta område kallas långa eftersom deras låga frekvens motsvarar en lång våglängd. De kan spridas i tusentals kilometer, eftersom de kan böja sig runt jordens yta. Därför sänder många internationella radiostationer på långa vågor. Långa vågor.

De sprider sig inte över särskilt långa avstånd, eftersom de bara kan reflekteras från jonosfären (ett av lagren i jordens atmosfär). Medelvågsöverföringar tas bättre emot på natten, när reflektionsförmågan hos det jonosfäriska lagret ökar. medelvågor

Korta vågor reflekteras upprepade gånger från jordens yta och från jonosfären, på grund av vilka de utbreder sig över mycket långa avstånd. Sändningar från en kortvågsradiostation kan tas emot på andra sidan jordklotet. - kan endast reflekteras från jordens yta och är därför lämpliga för sändning endast på mycket korta avstånd. På VHF-bandets vågor sänds ofta stereoljud, eftersom störningar är svagare på dem. Ultrakorta vågor (VHF)

Radiovågornas inverkan på människokroppen Vilka parametrar skiljer sig i radiovågornas påverkan på kroppen? Termisk verkan kan förklaras med ett exempel människokropp: stöter på ett hinder på vägen - människokroppen, vågorna tränger in i den. Hos människor absorberas de toppskikt hud. Samtidigt formas det värmeenergi som utsöndras av cirkulationssystemet. 2. Icke-termisk verkan av radiovågor. Ett typiskt exempel är vågorna som kommer från en mobiltelefonantenn. Här kan du uppmärksamma de experiment som utförs av forskare med gnagare. De kunde bevisa inverkan på dem av icke-termiska radiovågor. Men de misslyckades med att bevisa sin skada på människokroppen. Vad som framgångsrikt används av både anhängare och motståndare till mobil kommunikation, manipulerar människors sinnen.

En persons hud, närmare bestämt dess yttre lager, absorberar (absorberar) radiovågor, vilket resulterar i att värme frigörs, vilket kan registreras absolut exakt experimentellt. Den högsta tillåtna temperaturökningen för människokroppen är 4 grader. Av detta följer att för allvarliga konsekvenser måste en person utsättas för ganska kraftfulla radiovågor under lång tid, vilket är osannolikt i vardagen. levnadsvillkor. Det är allmänt känt att elektromagnetisk strålning stör högkvalitativ TV-signalmottagning. Radiovågor är dödligt farliga för ägare av elektriska pacemakers - de senare har en tydlig tröskelnivå över vilken den elektromagnetiska strålningen som omger en person inte bör stiga.

Enheter som en person möter under sitt liv mobiltelefoner; radiosändande antenner; radiotelefoner i DECT-systemet; trådlösa nätverksenheter; Bluetooth-enheter; Kroppsskannrar; babytelefoner; elektriska hushållsapparater; högspänningsledningar.

Hur kan du skydda dig mot radiovågor? Den enda effektiv metod- Håll dig borta från dem. Stråldosen minskar i proportion till avståndet: ju mindre desto längre bort från sändaren är en person. Vitvaror(borrmaskiner, dammsugare) genererar el.magnetiska fält runt nätsladden, förutsatt att ledningarna är analfabetiskt installerade. Ju större kraft enheten har, desto större effekt. Du kan skydda dig själv genom att placera dem så långt borta från människor som möjligt. Apparater som inte används måste kopplas ur.

Infraröd strålning kallas också "termisk" strålning, eftersom infraröd strålning från uppvärmda föremål uppfattas av mänsklig hud som en känsla av värme. I det här fallet beror våglängderna som emitteras av kroppen på uppvärmningstemperaturen: ju högre temperatur, desto kortare våglängd och desto högre strålningsintensitet. Strålningsspektrumet för en absolut svart kropp vid relativt låga (upp till flera tusen Kelvin) temperaturer ligger huvudsakligen inom detta område. Infraröd strålning sänds ut av exciterade atomer eller joner. Infraröd strålning

Penetrationsdjupet och följaktligen uppvärmningen av kroppen med infraröd strålning beror på våglängden. Kortvågig strålning kan penetrera kroppen till ett djup av flera centimeter och värmer de inre organen, medan långvågig strålning hålls kvar av fukten som finns i vävnaderna och ökar temperaturen på kroppens integument. Särskilt farlig är effekten av intensiv infraröd strålning på hjärnan - det kan orsaka värmeslag. Till skillnad från andra typer av strålning, såsom röntgen, mikrovågsugn och ultraviolett, gör infraröd strålning med normal intensitet inte negativ påverkan på kroppen. Effekt av infraröd strålning på kroppen

Ultraviolett strålning är elektromagnetisk strålning som är osynlig för ögat, belägen i spektrumet mellan synlig och röntgenstrålning. Ultraviolett strålning Området för ultraviolett strålning som når jordens yta är 400 - 280 nm, medan kortare våglängder från solen absorberas i stratosfären med hjälp av ozonskiktet.

Egenskaper av UV-strålning kemisk aktivitet (accelererar förloppet av kemiska reaktioner och biologiska processer) penetrerande förmåga förstörelse av mikroorganismer, en gynnsam effekt på människokroppen (i små doser) förmågan att orsaka luminescens av ämnen (deras glöd med olika färger av emitterade ljus)

Exponering för ultraviolett strålning Att utsätta huden för ultraviolett strålning utöver hudens naturliga skyddsförmåga att solbränna leder till brännskador varierande grad. Ultraviolett strålning kan leda till bildandet av mutationer (ultraviolett mutagenes). Bildandet av mutationer kan i sin tur orsaka hudcancer, hudmelanom och för tidigt åldrande. Ett effektivt botemedel skydd mot ultraviolett strålning tillhandahålls av kläder och speciella solskyddsmedel med ett SPF-tal på mer än 10. Ultraviolett strålning av medelvågsområdet (280-315 nm) är praktiskt taget omärklig för det mänskliga ögat och absorberas huvudsakligen av hornhinneepitel, vilket orsakar strålskador - brännskador under intensiv bestrålning av hornhinnan (elektroftalmi). Detta manifesteras av ökad lacrimation, fotofobi, ödem i hornhinneepitel.För att skydda ögonen används speciella glasögon som blockerar upp till 100% av ultraviolett strålning och är transparenta i det synliga spektrumet. För ännu kortare våglängder finns inget material som är lämpligt för genomskinligheten av objektivlinserna, och reflekterande optik - konkava speglar - måste användas.

Röntgenstrålning - elektromagnetiska vågor vars fotonenergi ligger på skalan av elektromagnetiska vågor mellan ultraviolett strålning och gammastrålning Användning av röntgenstrålning inom medicinen Anledningen till användningen av röntgenstrålning i diagnostik var deras höga penetreringsförmåga. I början av upptäckten användes röntgenstrålar främst för att undersöka benfrakturer och lokalisera främmande kroppar (som kulor) i människokroppen. För närvarande används flera diagnostiska metoder med hjälp av röntgenstrålar.

Fluoroskopi Efter att röntgenstrålar passerat genom patientens kropp, observerar läkaren en skuggbild av patienten. Ett blyfönster bör installeras mellan skärmen och läkarens ögon för att skydda läkaren från de skadliga effekterna av röntgenstrålar. Denna metod gör det möjligt att studera det funktionella tillståndet hos vissa organ. Nackdelarna med denna metod är otillräckliga kontrastbilder och relativt höga stråldoser som patienten tar emot under proceduren. Fluorografi De används som regel för en preliminär studie av tillståndet hos de inre organen hos patienter som använder låga doser av röntgenstrålar. Röntgen Detta är en metod för undersökning med röntgenstrålning, under vilken bilden registreras på fotografisk film. Röntgenbilder innehåller fler detaljer och är därför mer informativa. Kan sparas för vidare analys. Den totala stråldosen är mindre än den som används vid fluoroskopi.

Röntgenstrålar är joniserande. Det påverkar levande organismers vävnader och kan orsaka strålsjuka, strålningsbrännskador och maligna tumörer. Av denna anledning måste skyddsåtgärder vidtas vid arbete med röntgen. Man tror att skadan är direkt proportionell mot den absorberade stråldosen. Röntgenstrålning är en mutagen faktor.

Röntgenstrålningens effekt på kroppen Röntgenstrålar har en hög penetrerande kraft; de kan fritt tränga igenom de studerade organen och vävnaderna. Inverkan av röntgenstrålar på kroppen manifesteras också av det faktum att röntgenstrålar joniserar molekylerna av ämnen, vilket leder till en kränkning av den ursprungliga strukturen av cellers molekylära struktur. Således bildas joner (positivt eller negativt laddade partiklar) samt molekyler som blir aktiva. Dessa förändringar, i en eller annan grad, kan orsaka utveckling av strålningsbrännskador på hud och slemhinnor, strålningssjuka, såväl som mutationer, vilket leder till bildandet av en tumör, inklusive en malign. Dessa förändringar kan dock endast inträffa om varaktigheten och frekvensen av röntgenexponering för kroppen är betydande. Ju kraftigare röntgenstrålen är och ju längre exponering, desto högre är risken för negativa effekter.

Inom modern radiologi används apparater som har en mycket liten strålenergi. Man tror att risken att utveckla cancer efter en enda standardröntgenundersökning är extremt liten och inte överstiger 1 tusendels procent. I klinisk praxis används en mycket kort tidsperiod, förutsatt att den potentiella nyttan av att få data om kroppens tillstånd är mycket högre än dess potentiella fara. Radiologer, såväl som tekniker och laboratorieassistenter, måste följa obligatoriska skyddsåtgärder. Läkaren som utför manipulationen tar på sig ett speciellt skyddsförkläde, som är en skyddande blyplatta. Dessutom har radiologer en individuell dosimeter, och så fort den upptäcker att stråldosen är hög tas läkaren från arbetet med röntgen. Således är röntgenstrålning, även om den har potentiellt farliga effekter på kroppen, säker i praktiken.

Gammastrålning - en typ av elektromagnetisk strålning med extremt kort våglängd - mindre än 2·10−10 m har högst penetrerande kraft. Denna typ av strålning kan blockeras av tjockt bly eller betongplatta. Faran med strålning ligger i dess joniserande strålning, som interagerar med atomer och molekyler, som denna effekt förvandlar till positivt laddade joner och därigenom bryter sönder. kemiska bindningar molekyler som utgör levande organismer, och orsakar biologiskt viktiga förändringar.

Doshastighet - visar vilken stråldos ett föremål eller en levande organism kommer att ta emot under en tidsperiod. Måttenhet - Sievert / timme. Årliga effektiva ekvivalentdoser, μSv/år Kosmisk strålning 32 Exponering från byggmaterial och på marken 37 Intern exponering 37 Radon-222, radon-220 126 Medicinska procedurer 169 Kärnvapenprovning 1,5 Kärnenergi 0,01 Totalt 400

Tabell över resultaten av en enstaka exponering för gammastrålning på människokroppen, mätt i sievert.

Effekten av strålning på en levande organism orsakar olika reversibla och irreversibla biologiska förändringar i den. Och dessa förändringar är indelade i två kategorier - somatiska förändringar som orsakas direkt hos människor och genetiska förändringar som inträffar hos ättlingar. Svårighetsgraden av effekterna av strålning på en person beror på hur denna effekt uppstår - omedelbart eller i portioner. De flesta organ hinner till viss del återhämta sig från strålning, så de kan bättre tolerera en serie korttidsdoser, jämfört med samma totala stråldos som tas emot åt ​​gången. Den röda benmärgen och organen i det hematopoetiska systemet, fortplantningsorganen och synorganen är de mest utsatta för strålning Barn är mer utsatta för strålning än vuxna. De flesta organ hos en vuxen är inte så utsatta för strålning - dessa är njurarna, levern, blåsa, broskvävnader.

Slutsatser Typerna av elektromagnetisk strålning övervägs i detalj. Man fann att infraröd strålning vid normal intensitet inte påverkar kroppen negativt Röntgenstrålning kan orsaka strålningsbrännskador och maligna tumörer. Gammastrålning orsakar biologiskt viktiga förändringar i kroppen.

Tack för din uppmärksamhet

Lektionens mål:

Lektionstyp:

Uppförandeformulär: föreläsning med presentation

Karaseva Irina Dmitrievna, 17.12.2017

2492 287

Utvecklingsinnehåll

Lektionssammanfattning om ämnet:

Typer av strålning. Elektromagnetisk vågskala

Lektion designad

lärare vid den statliga institutionen för LPR "LOUSOSH No. 18"

Karaseva I.D.

Lektionens mål:överväga skalan av elektromagnetiska vågor, karakterisera vågorna i olika frekvensområden; visa vilken roll olika typer av strålning har i mänskligt liv, effekterna av olika typer av strålning på en person; systematisera materialet i ämnet och fördjupa elevernas kunskaper om elektromagnetiska vågor; utveckla muntligt tal studenter, elevers kreativa färdigheter, logik, minne; kognitiva förmågor; att forma elevernas intresse för studier av fysik; att odla noggrannhet, hårt arbete.

Lektionstyp: en lektion i bildandet av ny kunskap.

Uppförandeformulär: föreläsning med presentation

Utrustning: dator, multimediaprojektor, presentation ”Typer av strålning.

Skala av elektromagnetiska vågor»

Under lektionerna

Att organisera tid.

Motivation av pedagogisk och kognitiv aktivitet.

Universum är ett hav av elektromagnetisk strålning. Människor bor i det, för det mesta, utan att lägga märke till vågorna som tränger in i det omgivande utrymmet. När en person värms vid eldstaden eller tänder ett ljus, tvingar en person källan till dessa vågor att fungera, utan att tänka på deras egenskaper. Men kunskap är makt: efter att ha upptäckt den elektromagnetiska strålningens natur, bemästrade och använde mänskligheten under 1900-talet sina mest olika typer.

Att sätta ämnet och målen för lektionen.

Idag kommer vi att göra en resa längs skalan av elektromagnetiska vågor, överväga typerna av elektromagnetisk strålning av olika frekvensområden. Skriv ner ämnet för lektionen: "Typer av strålning. Skala av elektromagnetiska vågor» (Bild 1)

Vi kommer att studera varje strålning enligt följande generaliserade plan (Bild 2).Allmän plan för att studera strålning:

1. Områdesnamn

2. Våglängd

3. Frekvens

4. Vem upptäcktes

5. Källa

6. Mottagare (indikator)

7. Ansökan

8. Åtgärd på en person

Under studiet av ämnet måste du fylla i följande tabell:

Tabell "Skala för elektromagnetisk strålning"

namn strålning	Våglängd	Frekvens	Vem var öppen	Källa	Mottagare	Ansökan	Handling på en person

Presentation av nytt material.

(Bild 3)

Längden på elektromagnetiska vågor är mycket olika: från värden i storleksordningen 10 13 m (lågfrekventa vibrationer) upp till 10 -10 m ( -strålar). Ljus är en obetydlig del av det breda spektrumet av elektromagnetiska vågor. Ändå var det under studiet av denna lilla del av spektrumet som andra strålningar med ovanliga egenskaper.
Det är vanligt att fördela lågfrekvent strålning, radioemission, infraröda strålar, synligt ljus, ultravioletta strålar, Röntgenstrålar och -strålning. Den kortaste - strålning avger atomkärnor.

Det finns ingen grundläggande skillnad mellan de enskilda strålningarna. Alla är elektromagnetiska vågor som genereras av laddade partiklar. Elektromagnetiska vågor detekteras i slutändan genom deras verkan på laddade partiklar . I ett vakuum färdas strålning av vilken våglängd som helst med en hastighet av 300 000 km/s. Gränserna mellan enskilda områden på strålningsskalan är mycket godtyckliga.

(Bild 4)

Emissioner av olika våglängder skiljer sig från varandra på sättet de tar emot(antennstrålning, termisk strålning, strålning under retardation av snabba elektroner, etc.) och metoder för registrering.

Alla de listade typerna av elektromagnetisk strålning genereras också av rymdobjekt och studeras framgångsrikt med hjälp av raketer, konstgjorda jordsatelliter och rymdfarkoster. Först och främst gäller detta röntgen och strålning som absorberas starkt av atmosfären.

Kvantitativa skillnader i våglängder leder till betydande kvalitativa skillnader.

Strålningar med olika våglängder skiljer sig mycket från varandra när det gäller deras absorption av materia. Kortvågig strålning (röntgen och speciellt strålar) absorberas svagt. Ämnen som är ogenomskinliga för optiska våglängder är transparenta för dessa strålningar. Reflektionskoefficienten för elektromagnetiska vågor beror också på våglängden. Men den största skillnaden mellan långvågig och kortvågig strålning är det kortvågsstrålning avslöjar partiklarnas egenskaper.

Låt oss överväga varje strålning.

(Bild 5)

lågfrekvent strålning förekommer i frekvensområdet från 3 · 10 -3 till 3 10 5 Hz. Denna strålning motsvarar en våglängd på 10 13 - 10 5 m. Strålningen av så relativt låga frekvenser kan försummas. Källan till lågfrekvent strålning är generatorer. De används vid smältning och härdning av metaller.

(Bild 6)

radiovågor upptar frekvensområdet 3·10 5 - 3·10 11 Hz. De motsvarar en våglängd på 10 5 - 10 -3 m. radiovågor, samt lågfrekvent strålning är växelström. Dessutom är källan en radiofrekvensgenerator, stjärnor, inklusive solen, galaxer och metagalaxer. Indikatorerna är Hertz vibrator, oscillerande krets.

Stor frekvens radiovågor jämfört med lågfrekvent strålning leder till en märkbar strålning av radiovågor ut i rymden. Detta gör att de kan användas för att överföra information över olika avstånd. Tal, musik (sändning), telegrafsignaler (radiokommunikation), bilder av olika objekt (radar) sänds.

Radiovågor används för att studera materiens struktur och egenskaperna hos det medium där de utbreder sig. Studiet av radioemission från rymdobjekt är ämnet för radioastronomi. Inom radiometeorologi studeras processer enligt egenskaperna hos mottagna vågor.

(Bild 7)

Infraröd strålning upptar frekvensområdet 3 10 11 - 3,85 10 14 Hz. De motsvarar en våglängd på 2 10 -3 - 7,6 10 -7 m.

Infraröd strålning upptäcktes år 1800 av astronomen William Herschel. Genom att studera temperaturökningen hos en termometer som värms upp av synligt ljus, fann Herschel den största uppvärmningen av termometern utanför det synliga ljusområdet (bortom det röda området). Osynlig strålning, med tanke på sin plats i spektrumet, kallades infraröd. Källan till infraröd strålning är strålningen från molekyler och atomer under termisk och elektrisk påverkan. En kraftfull källa för infraröd strålning är solen, cirka 50 % av dess strålning ligger i det infraröda området. Infraröd strålning står för en betydande del (från 70 till 80%) av strålningsenergin från glödlampor med volframglödtråd. Infraröd strålning sänds ut av en ljusbåge och olika gasurladdningslampor. Strålningen från vissa lasrar ligger i det infraröda området av spektrumet. Indikatorer för infraröd strålning är foto och termistorer, speciella fotoemulsioner. Infraröd strålning används för torkning av trä, livsmedel och olika färg- och lackbeläggningar ( infraröd uppvärmning), för signalering vid dålig sikt, gör det möjligt att använda optiska enheter som låter dig se i mörker, samt när fjärrkontroll. Infraröda strålar används för att rikta projektiler och missiler mot målet, för att upptäcka en kamouflerad fiende. Dessa strålar gör det möjligt att bestämma skillnaden i temperaturer för enskilda sektioner av planeternas yta, de strukturella egenskaperna hos ett ämnes molekyler (spektralanalys). Infraröd fotografering används inom biologin vid studiet av växtsjukdomar, inom medicinen vid diagnostik av hud- och kärlsjukdomar, inom kriminalteknik vid upptäckt av förfalskningar. När det utsätts för en person, orsakar det en ökning av temperaturen i människokroppen.

(Bild 8)

Synlig strålning - det enda området av elektromagnetiska vågor som uppfattas av det mänskliga ögat. Ljusvågor upptar ett ganska smalt område: 380 - 670 nm ( \u003d 3,85 10 14 - 8 10 14 Hz). Källan till synlig strålning är valenselektroner i atomer och molekyler som ändrar sin position i rymden, såväl som fria laddningar, rör sig snabbt. Detta en del av spektrumet ger en person maximal information om världen omkring honom. Av sina egna fysikaliska egenskaper det liknar andra områden av spektrumet, och är bara en liten del av spektrumet av elektromagnetiska vågor. Strålning med olika våglängder (frekvenser) i det synliga området har olika fysiologiska effekter på näthinnan i det mänskliga ögat, vilket orsakar en psykologisk känsla av ljus. Färg är inte en egenskap hos en elektromagnetisk ljusvåg i sig, utan en manifestation av den elektrokemiska verkan av det mänskliga fysiologiska systemet: ögon, nerver, hjärna. Det finns ungefär sju primärfärger som kännetecknas av det mänskliga ögat i det synliga området (i stigande ordning av strålningsfrekvens): röd, orange, gul, grön, blå, indigo, violett. Att komma ihåg sekvensen av de primära färgerna i spektrumet underlättas av en fras, där varje ord börjar med den första bokstaven i namnet på primärfärgen: "Varje jägare vill veta var fasanen sitter." Synlig strålning kan påverka förloppet av kemiska reaktioner i växter (fotosyntes) och i djur- och mänskliga organismer. Synlig strålning sänds ut av enskilda insekter (eldflugor) och vissa djuphavsfiskar på grund av kemiska reaktioner i kroppen. Absorptionen av koldioxid av växter som ett resultat av fotosyntesprocessen och frisättningen av syre bidrar till upprätthållandet av biologiskt liv på jorden. Synlig strålning används också för att belysa olika föremål.

Ljus är källan till livet på jorden och samtidigt källan till våra idéer om världen omkring oss.

(Bild 9)

Ultraviolett strålning, elektromagnetisk strålning osynlig för ögat, som upptar spektralområdet mellan synlig och röntgenstrålning inom våglängderna 3,8 ∙10 -7 - 3∙10 -9 m ( \u003d 8 * 10 14 - 3 * 10 16 Hz). Ultraviolett strålning upptäcktes 1801 av den tyske forskaren Johann Ritter. Genom att studera svärtningen av silverklorid under inverkan av synligt ljus fann Ritter att silver svärtar ännu mer effektivt i området bortom den violetta änden av spektrumet, där det inte finns någon synlig strålning. Den osynliga strålningen som orsakade denna svärtning kallades ultraviolett.

Källan till ultraviolett strålning är valenselektronerna från atomer och molekyler, även snabbt rörliga fria laddningar.

Strålning uppvärmd till temperaturer - 3000 K fasta ämnen innehåller en betydande andel av kontinuerligt spektrum ultraviolett strålning, vars intensitet ökar med ökande temperatur. En mer kraftfull källa för ultraviolett strålning är vilken högtemperaturplasma som helst. För olika tillämpningar av ultraviolett strålning används kvicksilver, xenon och andra gasurladdningslampor. Naturliga källor för ultraviolett strålning - solen, stjärnor, nebulosor och andra rymdobjekt. Men bara den långvågiga delen av deras strålning (  290 nm) når jordens yta. För registrering av ultraviolett strålning på

 = 230 nm, vanliga fotografiska material används, i det kortare våglängdsområdet är speciella fotografiska lager med låg gelatinhalt känsliga för det. Fotoelektriska mottagare används som använder förmågan hos ultraviolett strålning för att orsaka jonisering och den fotoelektriska effekten: fotodioder, joniseringskammare, fotonräknare, fotomultiplikatorer.

I små doser har ultraviolett strålning en fördelaktig, helande effekt på en person, aktiverar syntesen av vitamin D i kroppen och orsakar också solbränna. En stor dos ultraviolett strålning kan orsaka brännskador på huden och cancerväxter (80 % kan botas). Dessutom försvagas överdriven ultraviolett strålning immunförsvar organism, vilket bidrar till utvecklingen av vissa sjukdomar. Ultraviolett strålning har också en bakteriedödande effekt: under påverkan av denna strålning dör patogena bakterier.

Ultraviolett strålning används i lysrör, i kriminalteknik (förfalskning av dokument upptäcks från bilderna), i konsthistorien (med hjälp av ultravioletta strålar är det möjligt att upptäcka i målningarna inte synlig för ögat spår av restaurering). Praktiskt taget inte passerar ultraviolett strålning ett fönsterglas sedan. det absorberas av järnoxid, som är en del av glaset. Av denna anledning, även en varm solig dag, kan du inte sola i ett rum med stängt fönster.

Det mänskliga ögat ser inte ultraviolett strålning, eftersom. Hornhinnan i ögat och ögonlinsen absorberar ultraviolett ljus. Vissa djur kan se ultraviolett strålning. Till exempel styrs en duva av solen även i molnigt väder.

(Bild 10)

röntgenstrålning - detta är elektromagnetisk joniserande strålning som upptar spektralområdet mellan gamma- och ultraviolett strålning inom våglängder från 10 -12 - 10 -8 m (frekvenser 3 * 10 16 - 3-10 20 Hz). Röntgenstrålning upptäcktes 1895 av den tyske fysikern W. K. Roentgen. Den vanligaste röntgenkällan är röntgenröret, där elektroner som accelereras av ett elektriskt fält bombarderar en metallanod. Röntgenstrålar kan erhållas genom att bombardera ett mål med högenergijoner. Vissa radioaktiva isotoper, synkrotroner - elektronackumulatorer kan också fungera som källor för röntgenstrålning. De naturliga källorna till röntgenstrålar är solen och andra rymdobjekt.

Bilder av föremål i röntgenstrålar erhålls på en speciell röntgenfotografisk film. Röntgenstrålning kan registreras med hjälp av en joniseringskammare, en scintillationsräknare, sekundära elektron- eller kanalelektronmultiplikatorer och mikrokanalplattor. På grund av sin höga penetreringsförmåga används röntgenstrålning vid röntgendiffraktionsanalys (studie av strukturen kristallgitter), i studiet av molekylers struktur, upptäckt av defekter i prover, inom medicin (röntgenstrålar, fluorografi, behandling av cancer), i feldetektering (detektering av defekter i gjutgods, skenor), i konsthistoria ( upptäckt av antika målningar gömda under ett lager av sen målning), i astronomi (vid studiet av röntgenkällor), kriminalteknik. En stor dos röntgenstrålning leder till brännskador och förändringar i mänskligt blods struktur. Skapandet av röntgenmottagare och deras placering på rymdstationer gjorde det möjligt att upptäcka röntgenstrålning från hundratals stjärnor, såväl som skal från supernovor och hela galaxer.

(Bild 11)

Gammastrålning - kortvågig elektromagnetisk strålning, som upptar hela frekvensområdet  \u003d 8 10 14 - 10 17 Hz, vilket motsvarar våglängder  \u003d 3,8 10 -7 - 3 10 -9 m. Gammastrålning upptäcktes av den franske vetenskapsmannen Paul Villars 1900.

Genom att studera strålningen av radium i ett starkt magnetfält upptäckte Villars kortvågig elektromagnetisk strålning, som inte avviker, som ljus, magnetiskt fält. Det kallades gammastrålning. Gammastrålning är förknippad med nukleära processer, fenomenet radioaktivt sönderfall som uppstår med vissa ämnen, både på jorden och i rymden. Gammastrålning kan registreras med joniserings- och bubbelkammare, samt med speciella fotografiska emulsioner. De används i studien av nukleära processer, för att upptäcka brister. Gammastrålning har en negativ effekt på människor.

(Bild 12)

Så lågfrekvent strålning, radiovågor, infraröd strålning, synlig strålning, ultraviolett strålning, röntgenstrålar, strålning är olika sorter elektromagnetisk strålning.

Om du mentalt bryter ner dessa typer i termer av ökande frekvens eller minskande våglängd får du ett brett kontinuerligt spektrum - skalan av elektromagnetisk strålning (läraren visar skalan). Farliga typer av strålning inkluderar: gammastrålning, röntgen och ultraviolett strålning, resten är säkra.

Uppdelningen av elektromagnetisk strålning i intervall är villkorad. Det finns ingen tydlig gräns mellan regioner. Namnen på regionerna har utvecklats historiskt, de fungerar bara som ett bekvämt sätt att klassificera strålningskällor.

(Bild 13)

Alla områden av den elektromagnetiska strålningsskalan har generella egenskaper:

den fysiska naturen hos all strålning är densamma

all strålning fortplantar sig i vakuum med samma hastighet, lika med 3 * 10 8 m/s

all strålning uppvisar gemensamma vågegenskaper (reflektion, refraktion, interferens, diffraktion, polarisation)

5. Sammanfattning av lektionen

I slutet av lektionen slutför eleverna arbetet på bordet.

(Bild 14)

Slutsats:

Hela skalan av elektromagnetiska vågor är bevis på att all strålning har både kvant- och vågegenskaper.

Kvant- och vågegenskaper i detta fall utesluter inte, utan kompletterar varandra.

Vågegenskaperna är mer uttalade vid låga frekvenser och mindre uttalade vid höga frekvenser. Omvänt är kvantegenskaper mer uttalade vid höga frekvenser och mindre uttalade vid låga frekvenser.

Ju kortare våglängd, desto mer uttalade kvantegenskaper, och ju längre våglängd, desto mer uttalade vågegenskaper.

Allt detta bekräftar dialektikens lag (övergång av kvantitativa förändringar till kvalitativa).

Abstrakt (lär dig), fyll i tabellen

den sista kolumnen (effekten av EMP på en person) och

upprätta en rapport om användningen av EMR

Utvecklingsinnehåll

GU LPR "LOUSOSH No. 18"

Lugansk

Karaseva I.D.

GENERALISERAD STRÅLNINGSTUDIEPLAN

1. Områdesnamn.

2. Våglängd

3. Frekvens

4. Vem upptäcktes

5. Källa

6. Mottagare (indikator)

7. Ansökan

8. Åtgärd på en person

TABELL "SKALA AV ELEKTROMAGNETISKA VÅGOR"

Strålningsnamn

Våglängd

Frekvens

Vem öppnade

Källa

Mottagare

Ansökan

Handling på en person

Strålningar skiljer sig från varandra:

• enligt metoden för att erhålla;
• registreringsmetod.

Kvantitativa skillnader i våglängder leder till betydande kvalitativa skillnader, de absorberas av materia på olika sätt (kortvågsstrålning - röntgen- och gammastrålning) - absorberas svagt.

Kortvågsstrålning avslöjar partiklarnas egenskaper.

Lågfrekventa vibrationer

Våglängd (m)

10 13 - 10 5

Frekvens Hz)

3 · 10 -3 - 3 · 10 5

Källa

Reostatisk generator, dynamo,

hertz vibrator,

generatorer in elektriska nätverk(50 Hz)

Maskingeneratorer med ökad (industriell) frekvens (200 Hz)

Telefonnätverk (5000Hz)

Ljudgeneratorer (mikrofoner, högtalare)

Mottagare

Elektriska apparater och motorer

Upptäcktshistoria

Oliver Lodge (1893), Nikola Tesla (1983)

Ansökan

Bio, sändningar (mikrofoner, högtalare)

radiovågor

Våglängd (m)

Frekvens Hz)

10 5 - 10 -3

Källa

3 · 10 5 - 3 · 10 11

Oscillerande krets

Makroskopiska vibratorer

Stjärnor, galaxer, metagalaxer

Mottagare

Upptäcktshistoria

Gnistor i gapet på den mottagande vibratorn (Hertz vibrator)

Glöden från ett gasurladdningsrör, sammanhängande

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

Ansökan

Extra lång- Radionavigering, radiotelegrafkommunikation, överföring av väderrapporter

Lång– Radiotelegraf och radiotelefonkommunikation, radiosändning, radionavigering

Medium- Radiotelegrafi och radiotelefoni radiosändningar, radionavigering

Kort- amatörradio

VHF- rymdradiokommunikation

DMV- TV, radar, radioreläkommunikation, mobiltelefonkommunikation

SMV- radar, radioreläkommunikation, astronavigering, satellit-tv

JAG JAG ÄR- radar

Infraröd strålning

Våglängd (m)

2 · 10 -3 - 7,6∙10 -7

Frekvens Hz)

3∙10 11 - 3,85∙10 14

Källa

Vilken uppvärmd kropp som helst: ett ljus, en spis, ett vattenvärmebatteri, en elektrisk glödlampa

En person avger elektromagnetiska vågor med en längd av 9 · 10 -6 m

Mottagare

Termoelement, bolometrar, fotoceller, fotoresistorer, fotografiska filmer

Upptäcktshistoria

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

Ansökan

Inom kriminalteknik, fotografering av markbundna föremål i dimma och mörker, kikare och sikten för fotografering i mörker, uppvärmning av en levande organisms vävnader (inom medicin), torkning av trä och målade bilkarosser, larm för skydd av lokaler, ett infrarött teleskop.

Synlig strålning

Våglängd (m)

6,7∙10 -7 - 3,8 ∙10 -7

Frekvens Hz)

4∙10 14 - 8 ∙10 14

Källa

Sol, glödlampa, eld

Mottagare

Öga, fotografisk platta, fotoceller, termoelement

Upptäcktshistoria

M. Melloni

Ansökan

Syn

biologiskt liv

Ultraviolett strålning

Våglängd (m)

3,8 ∙10 -7 - 3∙10 -9

Frekvens Hz)

8 ∙ 10 14 - 3 · 10 16

Källa

Ingår i solljus

Urladdningslampor med kvartsrör

Utstrålas av alla fasta ämnen vars temperatur är mer än 1000 ° C, lysande (förutom kvicksilver)

Mottagare

fotoceller,

fotomultiplikatorer,

Självlysande ämnen

Upptäcktshistoria

Johann Ritter, Leiman

Ansökan

Industriell elektronik och automation,

fluorescerande lampor,

Textilproduktion

Luftsterilisering

Medicin, kosmetologi

röntgenstrålning

Våglängd (m)

10 -12 - 10 -8

Frekvens Hz)

3∙10 16 - 3 · 10 20

Källa

Elektroniskt röntgenrör (spänning vid anoden - upp till 100 kV, katod - glödtråd, strålning - högenergikvanta)

solkorona

Mottagare

Kamera rulle,

Glöd av några kristaller

Upptäcktshistoria

W. Röntgen, R. Milliken

Ansökan

Diagnos och behandling av sjukdomar (inom medicin), Defektoskopi (kontroll av inre strukturer, svetsar)

Gammastrålning

Våglängd (m)

3,8 · 10 -7 - 3∙10 -9

Frekvens Hz)

8∙10 14 - 10 17

Energi (EV)

9,03 10 3 – 1, 24 10 16 Ev

Källa

radioaktiva atomkärnor, kärnreaktioner, processer för omvandling av materia till strålning

Mottagare

räknare

Upptäcktshistoria

Paul Villars (1900)

Ansökan

Defektoskopi

Processkontroll

Forskning om kärntekniska processer

Terapi och diagnostik inom medicin

ALLMÄNNA EGENSKAPER HOS ELEKTROMAGNETISK STRÅLNING

fysisk natur

all strålning är densamma

all strålning sprider sig

i vakuum med samma hastighet,

lika med ljusets hastighet

all strålning upptäcks

allmänna vågegenskaper

polarisering

reflexion

refraktion

diffraktion

interferens

• Hela skalan av elektromagnetiska vågor är bevis på att all strålning har både kvant- och vågegenskaper.
• Kvant- och vågegenskaper i detta fall utesluter inte, utan kompletterar varandra.
• Vågegenskaperna är mer uttalade vid låga frekvenser och mindre uttalade vid höga frekvenser. Omvänt är kvantegenskaper mer uttalade vid höga frekvenser och mindre uttalade vid låga frekvenser.
• Ju kortare våglängd, desto mer uttalade kvantegenskaper, och ju längre våglängd, desto mer uttalade vågegenskaper.

• § 68 (läs)
• fyll i den sista kolumnen i tabellen (effekten av EMP på en person)
• upprätta en rapport om användningen av EMR

Ämne: ”Typer av strålning. Ljuskällor. Skala av elektromagnetiska vågor.

Syfte: att fastställa gemensamma egenskaper och skillnader i ämnet "Elektromagnetisk strålning"; jämföra olika typer av strålning.

Utrustning: presentation "Skala av elektromagnetiska vågor".

Under lektionerna.

I. Organisatoriskt ögonblick.

II. Kunskapsuppdatering.

Frontala samtal.

Vilken våg är ljus? Vad är koherens? Vilka vågor kallas koherenta? Vad kallas våginterferens, och under vilka förhållanden uppstår detta fenomen? Vad är skillnaden i vägen? Optisk reseskillnad? Hur skrivs förutsättningarna för bildandet av interferensmaxima och minima? Användningen av störningar i teknik. Vad är ljusets diffraktion? Formulera Huygens princip; Huygens-Fresnel-principen. Nämn diffraktionsmönstren från olika hinder. Vad är ett diffraktionsgitter? Var används ett diffraktionsgitter? Vad är ljuspolarisering? Vad används polaroiderna till?

III. Att lära sig nytt material.

Universum är ett hav av elektromagnetisk strålning. Människor bor i det, för det mesta, utan att lägga märke till vågorna som tränger in i det omgivande utrymmet. När en person värms vid eldstaden eller tänder ett ljus, tvingar en person källan till dessa vågor att fungera, utan att tänka på deras egenskaper. Men kunskap är makt: efter att ha upptäckt den elektromagnetiska strålningens natur, bemästrade och använde mänskligheten under 1900-talet sina mest olika typer.

Vi vet att längden på elektromagnetiska vågor är väldigt olika. Ljus är en obetydlig del av det breda spektrumet av elektromagnetiska vågor. I studien av denna lilla del av spektrumet upptäcktes andra strålningar med ovanliga egenskaper. Det är vanligt att särskilja lågfrekvent strålning, radiostrålning, infraröd strålning, synligt ljus, ultraviolett strålning, röntgenstrålning och z-strålning.

Mer än hundra år, faktiskt, från början av 1800-talet, fortsatte upptäckten av fler och fler nya vågor. Vågornas enhet bevisades av Maxwells teori. Före honom betraktades många vågor som fenomen av en annan karaktär. Tänk på skalan för elektromagnetiska vågor, som är uppdelad i intervall efter frekvens, men också efter strålningsmetoden. Det finns inga strikta gränser mellan de individuella intervallen av elektromagnetiska vågor. Vid gränserna för intervallen sätts vågtypen enligt metoden för dess strålning, d.v.s. en elektromagnetisk våg från samma frekvens kan i ett eller annat fall hänföras till annan sort vågor. Till exempel kan strålning med en våglängd på 100 mikron betecknas som radiovågor eller infraröda vågor. Undantaget är synligt ljus.

Typer av strålning.

typ av strålning	våglängd, frekvens	källor	egenskaper	Ansökan	fortplantningshastighet i vakuum
låg frekvens	0 till 2104 Hz från 1,5 104 till ∞ m.	generatorer.	Reflektion, absorption, refraktion.	De används vid smältning och härdning av metaller.
radiovågor		växelström. radiofrekvensgenerator, stjärnor, inklusive solen, galaxer och metagalaxer.	interferens, diffraktion.	Att överföra information över olika avstånd. Tal, musik (sändning), telegrafsignaler (radiokommunikation), bilder av olika objekt (radar) sänds.
infraröd	3*1011-3,85*1014 Hz. 780nm -1mm.	Strålning av molekyler och atomer under termisk och elektrisk påverkan. Kraftfull källa för infraröd strålning - solen	reflektion, absorption, refraktion, interferens, diffraktion.
	3,85 1014- 7,89 1014 Hz	Valenselektroner i atomer och molekyler som ändrar sin position i rymden, samt fria laddningar som rör sig i en accelererad hastighet.	reflektion, absorption, refraktion, interferens, diffraktion.	Absorptionen av koldioxid av växter som ett resultat av fotosyntesprocessen och frisättningen av syre bidrar till upprätthållandet av biologiskt liv på jorden. Synlig strålning används också för att belysa olika föremål.
ultraviolett	0,2 µm till 0,38 µm 8*1014-3*1016Hz	valenselektroner hos atomer och molekyler, accelererade också rörliga fria laddningar. Urladdningslampor med kvartsrör (kvartslampor) Fasta ämnen med T> 1000 ° C, samt lysande kvicksilverånga. Högtemperaturplasma.	Hög kemisk aktivitet (sönderdelning av silverklorid, glöd av zinksulfidkristaller), osynlig, hög penetrerande kraft, dödar mikroorganismer, i små doser har det en gynnsam effekt på människokroppen (solbränna), men i stora doser har det en negativ biologisk effekt: förändringar i cellutveckling och ämnesomsättning ämnen som verkar på ögonen.	Medicinen. Lumines cent lampor. Kriminalistik (enl Upptäck förfalskningar dokument). Konsthistoria (med ultravioletta strålar kan hittas i bilder spår av restaurering osynliga för ögat)
röntgen	10-12- 10-8 m (frekvens 3*1016-3-1020 Hz	Vissa radioaktiva isotoper, elektronlagringssynkrotroner. De naturliga källorna till röntgenstrålar är solen och andra rymdobjekt	Hög penetreringskraft. reflektion, absorption, refraktion, interferens, diffraktion.	Röntgenstruktur- analys, medicin, kriminologi, konsthistoria.
Gammastrålning		Kärntekniska processer.	reflektion, absorption, refraktion, interferens, diffraktion.	I studien av nukleära processer, i feldetektering.

Likheter och skillnader.

Allmänna egenskaper och egenskaper hos elektromagnetiska vågor.

Egenskaper	Egenskaper
Fördelning i rymden över tid	Hastigheten för elektromagnetiska vågor i vakuum är konstant och lika med cirka 300 000 km/s
Alla vågor absorberas av materia	Olika absorptionskoefficienter
Alla vågor vid gränssnittet mellan två medier reflekteras delvis, delvis bryts.	Lagar för reflektion och brytning. Reflektionskoefficienter för olika medier och olika vågor.
All elektromagnetisk strålning uppvisar vågornas egenskaper: de läggs ihop, går runt hinder. Flera vågor kan existera samtidigt i samma område av rymden	Superpositionsprincipen. För sammanhängande källor gäller reglerna för bestämning av maxima. Huygens-Fresnel-principen. Vågor interagerar inte med varandra
Komplexa elektromagnetiska vågor, när de interagerar med materia, sönderdelas till ett spektrum - dispersion.	Mediets brytningsindex beroende av vågens frekvens. Våghastigheten i materien beror på mediets brytningsindex v = c/n
Vågor av olika intensitet	Strålningsflödestäthet

När våglängden minskar leder kvantitativa skillnader i våglängder till betydande kvalitativa skillnader. Strålningar med olika våglängder skiljer sig mycket från varandra när det gäller deras absorption av materia. Kortvågsstrålning absorberas svagt. Ämnen som är ogenomskinliga för optiska våglängder är transparenta för dessa strålningar. Reflektionskoefficienten för elektromagnetiska vågor beror också på våglängden. Men den största skillnaden mellan långvågig och kortvågig strålning är att kortvågsstrålning avslöjar partiklarnas egenskaper.

1 Lågfrekvent strålning

Lågfrekvent strålning förekommer i frekvensområdet från 0 till 2104 Hz. Denna strålning motsvarar en våglängd från 1,5 104 till ∞ m. Strålningen av så relativt låga frekvenser kan försummas. Källan till lågfrekvent strålning är generatorer. De används vid smältning och härdning av metaller.

2 radiovågor

Radiovågor upptar frekvensområdet 2 * 104-109 Hz. De motsvarar en våglängd på 0,3-1,5 * 104 m. Källan för radiovågor, såväl som lågfrekvent strålning, är växelström. Dessutom är källan en radiofrekvensgenerator, stjärnor, inklusive solen, galaxer och metagalaxer. Indikatorerna är Hertz-vibratorn, den oscillerande kretsen.

Den höga frekvensen av radiovågor, i jämförelse med lågfrekvent strålning, leder till en märkbar strålning av radiovågor ut i rymden. Detta gör att de kan användas för att överföra information över olika avstånd. Tal, musik (sändning), telegrafsignaler (radiokommunikation), bilder av olika objekt (radar) sänds. Radiovågor används för att studera materiens struktur och egenskaperna hos det medium där de utbreder sig. Studiet av radioemission från rymdobjekt är ämnet för radioastronomi. Inom radiometeorologi studeras processer enligt egenskaperna hos mottagna vågor.

3 Infraröd (IR)

Infraröd strålning upptar frekvensområdet 3 * 1011 - 3,85 * 1014 Hz. De motsvarar en våglängd på 780nm -1mm. Infraröd strålning upptäcktes år 1800 av astronomen William Hershl. Genom att studera temperaturökningen hos en termometer som värms upp av synligt ljus, fann Herschel den största uppvärmningen av termometern utanför det synliga ljusområdet (bortom det röda området). Osynlig strålning, med tanke på sin plats i spektrumet, kallades infraröd. Källan till infraröd strålning är strålningen från molekyler och atomer under termisk och elektrisk påverkan. En kraftfull källa för infraröd strålning är solen, cirka 50 % av dess strålning ligger i det infraröda området. Infraröd strålning står för en betydande del (från 70 till 80%) av strålningsenergin från glödlampor med volframglödtråd. Infraröd strålning sänds ut av en ljusbåge och olika gasurladdningslampor. Strålningen från vissa lasrar ligger i det infraröda området av spektrumet. Indikatorer för infraröd strålning är foto och termistorer, speciella fotoemulsioner. Infraröd strålning används för torkning av trä, livsmedel och olika färg- och lackbeläggningar (infraröd uppvärmning), för signalering vid dålig sikt, gör det möjligt att använda optiska enheter som låter dig se i mörker, samt med fjärrkontroll kontrollera. Infraröda strålar används för att rikta projektiler och missiler mot målet, för att upptäcka en kamouflerad fiende. Dessa strålar gör det möjligt att bestämma skillnaden i temperaturer för enskilda sektioner av planeternas yta, de strukturella egenskaperna hos ett ämnes molekyler (spektralanalys). Infraröd fotografering används inom biologin vid studiet av växtsjukdomar, inom medicinen vid diagnostik av hud- och kärlsjukdomar, inom kriminalteknik vid upptäckt av förfalskningar. När det utsätts för en person, orsakar det en ökning av temperaturen i människokroppen.

Synlig strålning (ljus)

Synlig strålning är det enda området av elektromagnetiska vågor som uppfattas av det mänskliga ögat. Ljusvågor upptar ett ganska smalt område: 380-780 nm (ν = 3,85 1014-7,89 1014 Hz). Källan till synlig strålning är valenselektroner i atomer och molekyler som ändrar sin position i rymden, samt fria laddningar som rör sig i en accelererad hastighet. Denna del av spektrumet ger en person maximal information om världen omkring honom. När det gäller dess fysikaliska egenskaper liknar den andra områden av spektrumet, och är bara en liten del av spektrumet av elektromagnetiska vågor. Strålning med olika våglängder (frekvenser) i det synliga området har olika fysiologiska effekter på näthinnan i det mänskliga ögat, vilket orsakar en psykologisk känsla av ljus. Färg är inte en egenskap hos en elektromagnetisk ljusvåg i sig, utan en manifestation av den elektrokemiska verkan av det mänskliga fysiologiska systemet: ögon, nerver, hjärna. Det finns ungefär sju primärfärger som kännetecknas av det mänskliga ögat i det synliga området (i stigande ordning av strålningsfrekvens): röd, orange, gul, grön, blå, indigo, violett. Att komma ihåg sekvensen av de primära färgerna i spektrumet underlättas av en fras, där varje ord börjar med den första bokstaven i namnet på primärfärgen: "Varje jägare vill veta var fasanen sitter." Synlig strålning kan påverka förloppet av kemiska reaktioner i växter (fotosyntes) och i djur- och mänskliga organismer. Synlig strålning sänds ut av enskilda insekter (eldflugor) och vissa djuphavsfiskar på grund av kemiska reaktioner i kroppen. Absorptionen av koldioxid av växter som ett resultat av fotosyntesprocessen, frisättningen av syre, bidrar till upprätthållandet av biologiskt liv på jorden. Synlig strålning används också för att belysa olika föremål.

Ljus är källan till livet på jorden och samtidigt källan till våra idéer om världen omkring oss.

5. Ultraviolett strålning

Ultraviolett strålning, elektromagnetisk strålning osynlig för ögat, som upptar spektralområdet mellan synlig och röntgenstrålning inom våglängderna 10 - 380 nm (ν = 8 * 1014-3 * 1016 Hz). Ultraviolett strålning upptäcktes 1801 av den tyske forskaren Johann Ritter. Genom att studera svärtningen av silverklorid under inverkan av synligt ljus fann Ritter att silver svärtar ännu mer effektivt i området bortom den violetta änden av spektrumet, där det inte finns någon synlig strålning. Den osynliga strålningen som orsakade denna svärtning kallades ultraviolett. Källan till ultraviolett strålning är valenselektronerna från atomer och molekyler, såväl som accelererade rörliga fria laddningar. Strålningen från fasta ämnen som värms upp till temperaturer på - 3000 K innehåller en betydande del av kontinuerligt spektrum av ultraviolett strålning, vars intensitet ökar med ökande temperatur. En mer kraftfull källa för ultraviolett strålning är vilken högtemperaturplasma som helst. För olika tillämpningar av ultraviolett strålning används kvicksilver, xenon och andra gasurladdningslampor. Naturliga källor för ultraviolett strålning - solen, stjärnor, nebulosor och andra rymdobjekt. Men bara den långvågiga delen av deras strålning (λ>290 nm) når jordytan. För att registrera ultraviolett strålning vid λ = 230 nm används vanliga fotografiska material; i det kortare våglängdsområdet är speciella fotografiska lager med låg gelatinhalt känsliga för det. Fotoelektriska mottagare används som använder förmågan hos ultraviolett strålning för att orsaka jonisering och den fotoelektriska effekten: fotodioder, joniseringskammare, fotonräknare, fotomultiplikatorer.

I små doser har ultraviolett strålning en fördelaktig, helande effekt på en person, aktiverar syntesen av vitamin D i kroppen och orsakar också solbränna. En stor dos ultraviolett strålning kan orsaka brännskador på huden och cancerväxter (80 % kan botas). Dessutom försvagar överdriven ultraviolett strålning kroppens immunförsvar, vilket bidrar till utvecklingen av vissa sjukdomar. Ultraviolett strålning har också en bakteriedödande effekt: patogena bakterier dör under påverkan av denna strålning.

Ultraviolett strålning används i lysrör, inom kriminalteknik (förfalskning av dokument upptäcks från bilderna), i konsthistorien (med hjälp av ultravioletta strålar kan spår av restaurering som inte är synliga för ögat upptäckas i målningarna). Fönsterglas överför praktiskt taget inte ultraviolett strålning, eftersom det absorberas av järnoxid, som är en del av glaset. Av denna anledning, även en varm solig dag, kan du inte sola i ett rum med stängt fönster. Det mänskliga ögat kan inte se ultraviolett strålning eftersom hornhinnan i ögat och ögonlinsen absorberar ultraviolett strålning. Vissa djur kan se ultraviolett strålning. Till exempel styrs en duva av solen även i molnigt väder.

6. Röntgen

Röntgenstrålning är en elektromagnetisk joniserande strålning som upptar spektralområdet mellan gamma- och ultraviolett strålning inom våglängder från 10-12-10-8 m (frekvens 3 * 1016-3-1020 Hz). Röntgenstrålning upptäcktes 1895 av en tysk fysiker. Den vanligaste röntgenkällan är röntgenröret, där elektroner som accelereras av ett elektriskt fält bombarderar en metallanod. Röntgenstrålar kan erhållas genom att bombardera ett mål med högenergijoner. Vissa radioaktiva isotoper och elektronlagringssynkrotroner kan också fungera som röntgenkällor. De naturliga källorna till röntgenstrålar är solen och andra rymdobjekt

Bilder av föremål i röntgenstrålar erhålls på en speciell röntgenfilm. Röntgenstrålning kan registreras med hjälp av en joniseringskammare, en scintillationsräknare, sekundära elektron- eller kanalelektronmultiplikatorer, mikrokanalplattor. På grund av sin höga penetrerande kraft används röntgenstrålar i röntgendiffraktionsanalys (studien av strukturen hos kristallgittret), i studien av molekylers struktur, upptäckt av defekter i prover, inom medicin (X -strålar, fluorografi, cancerbehandling), i feldetektering (upptäckt av defekter i gjutgods, skenor), i konsthistorien (upptäckten av antika målningar gömda under ett lager av sen målning), i astronomi (när man studerar röntgenkällor) och kriminalteknisk vetenskap. En stor dos röntgenstrålning leder till brännskador och förändringar i mänskligt blods struktur. Skapandet av röntgenmottagare och deras placering på rymdstationer gjorde det möjligt att upptäcka röntgenstrålning från hundratals stjärnor, såväl som skal från supernovor och hela galaxer.

7. Gammastrålning (γ - strålar)

Gammastrålning - kortvågig elektromagnetisk strålning, som upptar hela frekvensområdet ν> Z * 1020 Hz, vilket motsvarar våglängderna 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. Konsolidering av det studerade materialet.

Lågfrekvent strålning, radiovågor, infraröd strålning, synlig strålning, ultraviolett strålning, röntgenstrålar, γ-strålar är olika typer av elektromagnetisk strålning.

Om man mentalt bryter ner dessa typer vad gäller ökande frekvens eller minskande våglängd får man ett brett kontinuerligt spektrum - en skala av elektromagnetisk strålning (läraren visar skalan). Uppdelningen av elektromagnetisk strålning i intervall är villkorad. Det finns ingen tydlig gräns mellan regioner. Namnen på regionerna har utvecklats historiskt, de fungerar bara som ett bekvämt sätt att klassificera strålningskällor.

Alla områden av den elektromagnetiska strålningsskalan har gemensamma egenskaper:

Den fysiska naturen hos all strålning är densamma All strålning fortplantar sig i vakuum med samma hastighet lika med 3 * 108 m / s. All strålning uppvisar gemensamma vågegenskaper (reflektion, refraktion, interferens, diffraktion, polarisation).

MEN). Slutför uppgifter för att bestämma typen av strålning och dess fysiska natur.

1. Avger brinnande ved elektromagnetiska vågor? Icke-brinnande? (Emit. Burning - infraröda och synliga strålar, och icke-brinnande - infraröd).

2. Vad förklarar den vita färgen på snö, den svarta färgen på sot, den gröna färgen på löv, den röda färgen på papper? (Snö reflekterar alla vågor, sot absorberar allt, löv reflekterar grönt, papper rött).

3. Vilken roll spelar atmosfären i livet på jorden? (UV-skydd).

4. Varför skyddar mörkt glas svetsarens ögon? (Glas släpper inte igenom ultraviolett ljus, utan mörkt glas och ljus synlig flamstrålning som uppstår vid svetsning).

5. När satelliter eller rymdskepp passerar genom atmosfärens joniserade lager blir de källor till röntgenstrålar. Varför? (I atmosfären träffar snabbt rörliga elektroner väggarna på rörliga föremål och röntgenstrålar produceras.)

6. Vad är mikrovågsstrålning och var används den? (Superhögfrekvent strålning, mikrovågsugnar).

B). Verifieringstest.

1. Infraröd strålning har en våglängd:

A. Mindre än 4 * 10-7 m. B. Mer än 7,6 * 10-7 m C. Mindre än 10 -8 m

2. Ultraviolett strålning:

A. Uppstår under en kraftig retardation av snabba elektroner.

B. Emitteras intensivt av kroppar som värmts upp till hög temperatur.

B. Avges av någon uppvärmd kropp.

3. Vilket är våglängdsområdet för synlig strålning?

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. Den största passningsförmågan har:

A. Synlig strålning B. Ultraviolett strålning C. Röntgenstrålning

5. En bild av ett objekt i mörker erhålls med:

A. Ultraviolett strålning. B. Röntgenstrålning.

B. Infraröd strålning.

6. Vem upptäckte först γ-strålning?

A. Röntgen B. Villar W. Herschel

7. Hur snabbt färdas infraröd strålning?

A. Mer än 3*108 m/s B. Mindre än 3*10 8 m/s C. 3*108 m/s

8. Röntgenstrålning:

A. Uppstår under en kraftig retardation av snabba elektroner

B. Emitteras av fasta ämnen som värms upp till en hög temperatur

B. Avges av någon uppvärmd kropp

9. Vilken typ av strålning används inom medicin?

Infraröd strålning Ultraviolett strålning Synlig strålning Röntgenstrålning

A. 1.2.4 B. 1.3 C. All strålning

10. Vanligt glas släpper praktiskt taget inte igenom:

A. Synlig strålning. B. Ultraviolett strålning. C. Infraröd strålning Rätt svar: 1(B); 2 (B); 3(A); 4(B); 5(B); 6(B); 7(B); 8(A); 9(A); 10(B).

Betygsskala: 5 - 9-10 uppgifter; 4 - 7-8 uppgifter; 3 - 5-6 uppgifter.

IV. Sammanfattning av lektionen.

V. Läxor: §80,86.