Презентація "Електромагнітні хвилі та їх властивості"

Тема уроку: Шкала електромагнітних хвиль. Властивості електромагнітних хвиль. Електромагнітні хвилі в природі і техніці.

Мета уроку Узагальнити знання з теми «Електромагнітні хвилі» «Те що ми знаємо, - обмежене, а те, чого не знаємо,- безмежне…» П’єр Лаплас

План 1.Шкала електромагнітних хвиль 2.Низькочастотні коливання 3.Радіохвилі 4.Інфрачервоне випромінювання 5.Видиме світло 6.Ультрафіолетове проміння 7.Рентгенівське проміння 8.Гамма випромінювання 9. Електромагнітні хвилі в природі і техніці

. Електричні коливання низької частоти Електромагнітні хвилі завдовжки більш як 10 км називаються низькочастотними. Електричні коливання низької частоти створюються генераторами в електричних мережах (50 Гц), машинними генераторами підвищеної частоти (до 200 Гц,а також у телефонних мережах (5000 Гц).

Основні характеристики діапазону Фізична величина Значення величини Довжина хвиль у вакуумі ∞ - 10 км Частота 0 - 3*104Гц Ширина смуги частоти 3 * 101 ГЦ Енергія квантів 0 - 1,98*1029 Дж

Радіохвилі. Весь радіодіапазон електромагнітних хвиль розподіляється на довгі, середні, короткі та ультракороткі радіохвилі. Вперше електромагнітні хвилі одержав Г. Герц. За допомогою електромагнітних хвиль здійснюється радіомовлення, радіолокація, радіо- і космічний зв'язок тощо.

Основні характеристики діапазону Фізична величина Значення величини Довжина хвиль у вакуумі 10 км-0,1мм Частота 3*104Гц-3*1012Гц Ширина смуги частоти Близько 3*1012 Гц Енергія квантів 1,98*1029 Дж-1,98*10-21 Дж

Генріх Рудольф Герц (22 лютого 1857 - 01 січня 1894) Основне досягнення - експериментальне підтвердження електромагнітної теорії світла Джеймса Максвелла. Герц довів існування електромагнітних хвиль. Він докладно дослідив відображення, інтерференцію, дифракцію і поляризацію електромагнітних хвиль, довів що швидкість їх поширення збігається зі швидкістю поширення світла, і що світло являє собою не що інше, як різновид електромагнітних хвиль. Він побудував електродинаміку рухомих тіл, виходячи з гіпотези про те, що ефір захоплюється рухомими тілами. Проте його електродинаміка опинилася в суперечності з досвідом і пізніше поступилася місцем електронній теорії Лоренца. Результати, отримані Герцем, лягли в основу розвитку радіо. У 1886-87 рр. Герц вперше спостерігав і дав опис зовнішнього фотоефекту. Герц розробляв теорію резонаторного контуру, вивчав властивості катодних променів, досліджував вплив ультрафіолетових променів на електричний розряд. У ряді робіт з механіки дав теорію удару пружних куль, розрахував час зіткнення і т.д. У книзі «Принципи механіки» (1894) дав висновок загальних теорем механіки та її математичного апарату, виходячи з єдиного принципу (принцип Герца). Ім'ям Герца з 1933 року називається одиниця вимірювання частоти Герц, яка входить в міжнародну метричну систему одиниць СІ.

Діапазони радіохвиль Діапазон Довжина хвилі Частота коливань, Гц Наддовгі хвилі Більша 10 км Менша 30 КГц Довгі хвилі 10 км – 1 км 30 – 300 КГц Середні хвилі 1 км – 100 м 30 – 3000КГц Короткі хвилі 100 м – 10 м 3 – 30 МГц Метрові хвилі 10 м – 1 м 30 – 300 МГц Дециметрові хвилі 10 дм 300 – 3000МГц Сантиметрові хвилі 100 см – 10 см 3 – 30 ГГц Міліметрові хвилі 100 мм – 10 мм 30 Мгц – 300 ГГц Субміліметрові хвилі 10 мм – 0.1 мм 300 – 3000 ГГц

Використання радіохвиль 1) Радіомовлення 2) Радіолокація 3) Радіо і космічний зв’язок 4) Медицина тощо

Інфрачервоне випромінювання. Природними джерелами інфрачервоного випромінювання є Сонце, зірки, планети. Штучним джерелом інфрачервоного випромінювання є будь-яке тіло, температура якого вища за температуру навколишнього середовища.

ИК лазер

Основні характеристики діапазону Фізична величина Значення величини Довжина хвиль у вакуумі 0,1мм-770нм Частота 3*1012Гц-3*1014Гц- Ширина смуги частоти Близько 4*1014 Гц Енергія квантів 1,98*10-21 Дж-2,64*10-19Дж

Приймачами інфрачервоного випромінювання є болометри, термометри, фоторезистори, фотоелементи та ін.

Застосування інфрачервоного випромінювання: 1) фотографування земних об'єктів у тумані й темряві; 2) прогрівання тканин живого організму; 3) сушіння деревини, пофарбованих поверхонь, підігрівання матеріалів; 4) встановлення охоронної сигналізації у приміщеннях; 5) застосування у сфері медицини, геодезії, криміналістики 6) у військовій справі (прилади нічного бачення тощо)."

Видиме випромінювання — частина електромагнітного випромінювання, яке сприймається оком

флуоресценция светодиоды сварка лазер Хемилюминесценция Природное Техническое

колір Довжина хвилі червоний 770-620 нм жовтогарячий 620-585 нм жовтий 585-575 нм зелений 575-510 нм блакитний 510-480 нм синій 480-450 нм фіолетовий 450-380 нм

Основні характеристики діапазону Фізична величина Значення величини Довжина хвиль у вакуумі 770нм-380 нм Частота 4*1014Гц-8*1014Гц- Ширина смуги частоти Близько 4*1014 ГЦ Енергія квантів 2,64*10-19 Дж-5,28*10-19Дж

Властивості видимого випромінювання: відбивається, заломлюється, діє на око, для нього характерні явища дисперсії, інтерференції, дифракції.

Освещение Наука Производство Голография Электроэнергия Электроэнергия

Ультрафіолетове бактерицидне випромінення – це електромагнітне випромінення ультрафіолетового діапазону довжин хвиль в інтервалі від 205 до 315 нм.

Перші поняття - Індійський філософ Shri Madhvacharya ( XIII ст.) 1801р. – німецький фізик Йоганн Вільгельм Риттер: хлорид срібла швидше розкладається за межами фіолетової області спектру. Висновок: Світло складається з 3-х компонентів: 1. Теплового (Інфрачервоного) світла 2. Видимого світла 3. Ультрафіолетового

Биодатчики Фотоэффект вентильный Флуоресценция УФ - фотография Фотоэлемент Датчики УФ

Основні характеристики діапазону Фізична величина Значення величини Довжина хвиль у вакуумі 380 нм – 5 нм Частота 8*1014Гц - 6*1016Гц Ширина смуги частоти Близько 5,92* 1016 Гц Енергія квантів 5,28*10-19 Дж - 3,96*10-17Дж

Властивості ультрафіолетового випромінювання: 1) викликає люмінесценцію; 2) викликає фотоефект; 3) спричиняє фотохімічні реакції; 4) справляє бактерицидну дію; 5) впливає на центральну нервову систему, стимулюючи багато важливих життєвих функцій в організмі; 6) різні дози ультрафіолетового випромінювання, діючи на тканини шкіри, спричиняють утворення захисного пігменту — засмаги (вітамін D).

Застосування ультрафіолетового випромінювання: 1) в люмінесцентних лампах; люмінесцентному аналізі та дефектоскопії; 2) у промисловій електроніці й автоматиці; 3) у текстильному виробництві; відіграє важливу роль у фізіології тварин і рослин; 4) для стерилізації повітря в промислових приміщеннях; 5) у медичній практиці 6) захист інформації

Загар Криминалистика Стерилизатор Обезараживание воды и воздуха

Штучні Ртутно-кварцові Люмінесцентні Ексилампи

Ексилампи

Рентге́нівське випромі́нювання, пулюївське випромінювання або Х-промені (рос. рентгеновское излучение, англ. X-ray emission, roentgen radiation, нім. Rцntgenstrahlung f) — короткохвильове електромагнітне випромінювання з довжиною хвилі від 10 нм до 0.01 нм. В електромагнітному спектрі діапазон частот рентгенівського випромінювання лежить між ультрафіолетом та гамма-променями.

Космос Изотопы Ускоритель Рентгеновская трубка Ядерный взрыв

Назва рентгенівське випромінювання походить від прізвища німецького фізика Вільгельма Конрада Рентґена. Інша назва - пулюївське випромінювання походить від імені українського фізика Івана Пулюя. Вільгельм Конрад Рентген (1845-1923)

На самому початку 1896 року всі університети і академії світу були розбурхані сенсаційною новиною: якийсь Вільгельм Конрад Рентген, мало кому відомий німецький професор, відкрив якесь нове проміння, яке володіло чудовими властивостями. Людське око не помічало їх, але вони діяли на фотографічну пластинку, і з їх допомогою вдавалося робити знімки навіть в цілковитій темряві. Крім того, про присутність цього проміння можна було дізнатися ще от яким чином: якщо на їх шляху ставили паперовий або скляний екран, покритий особливим хімічним складом, то екран починав яскраво світитися — фосфоресціювати. А найдивніше було те, що нове проміння більш чи менш вільно проходило через будь-які предмети, як світло через скло. Вони проникали крізь щільно закриті двері, крізь глухі перегородки, крізь одяг і людське тіло.

Першовідкривачем випромінювання є Іван Пулюй. Його працями користався пізніше і Вільям Рентген, котрому було особисто Пулюєм презентовані свої праці. Рентген назвав ці промені невідомої природи X-променями. Ця назва збереглася донині в англомовній та франкомовній науковій літературі, ввійшовши в мови багатьох народів світу.

Рентгенівське проміння виникає при бомбардуванні швидкими електронами пластинки анода в електронно-променевій трубці. Розрізняють суцільний та характеристичний спектри випромінювання.

Основні характеристики діапазону Фізична величина Значення величини Довжина хвиль у вакуумі 5-10-2 нм Частота 6*1016 -3*1019Гц Ширина смуги частоти 2,994*101 9Гц Енергія квантів 3,96*10-17 Дж-1,98*10-14 Дж

Властивості рентгенівського випромінювання: 1) має високу проникаючу й іонізуючу здатність; 2) не відхиляється електричним і магнітним полями; 3) викликає люмінесценцію; 4) справляє фотохімічну дію; 5) справляє досить сильну біологічну дію на живі клітини, тканини й організм у цілому; , 6) поширення, відбивання, заломлення, інтерференція та дифракція відбуваються аналогічно видимому випромінюванню

Воно використовується у науці, техніці, медицині. Рентгенівське випромінювання змінює деякі характеристики гірських порід, наприклад, підвищує їх електропровідність. Короткочасне опромінення кристалів кам’яної солі знижує їхнє внутрішнє тертя.

Томография флюорография изотопы дефектоскопия зубы Рентгеновский телескоп

Рентгенівська томограма голови

у-випромінювання. За своїми властивостями у-промені дуже нагадують рентгенівські, але їхня проникаюча здатність є набагато більшою. Властивості випромінювання: мають величезну проникаючу здатність, чинять сильну біологічну дію.

Гамма-випромінювання було відкрито французьким фізиком Полем Виллардом в 1900 році при дослідженні випромінювання радію

Взрыв сверхновой изотопы ускоритель Проект гамма лазера

Основні характеристики діапазону Фізична величина Значення величини Довжина хвиль у вакуумі 0,137-10-13 нм Частота 2,19*1018 -3*1030Гц Ширина смуги частоти 3*1030 Гц Енергія квантів 1,45*10-15 Дж-1,98*10-3 Дж

Консервирование пищевых продуктов. полимеризация Гамма камера Гамма-каротаж в геологии. Гамма- спектрометр Стерилизация семян Наука Гамма дефектоскопия

Застосування у-випромінювання: у медицині, на виробництві (дефектоскопія).

Висновок Шкала електромагнітних хвиль – неперервна послідовність частот і довжин хвиль електромагнітних випромінювань, які являють собою змінне електромагнітне поле, що поширюється у просторі. Принципової різниці між всіма видами випромінювання не має. Все це електромагнітні хвилі , які збуджуються зарядженими частинками і поширюються в просторі з швидкістю 3 ·108 м/с Кількісні характеристики хвиль, довжина й частота, визначають їх властивості

Закономірність шкали електромагнітних хвиль: У міру переходу від більш довгих хвиль (малих частот) до більш коротких (великих частот) хвильові властивості електромагнітного випромінювання виявляються слабкіше, а квантові властивості виявляються сильніше

Інтерактивні вправи 1.Ультрафіолетове Сушіння 2.Інфрачервоне Томографія 3.Рентгенівське Дефектоскопія 4.γ- випромінювання Дезінфекція

Інтерактивні вправи 1.Ультрафіолетове Сушіння 2.Інфрачервоне Томографія 3.Рентгенівське Дефектоскопія 4.γ- випромінювання Дезінфекція

Інтерактивні вправи 1.Ультрафіолетове Сигналізація 2.Інфрачервоне Захист інформації 3.Видиме світло Руйнування ракових клітин 4.γ- випромінювання Фотографування

Інтерактивні вправи 1.Ультрафіолетове Сигналізація 2.Інфрачервоне Захист інформації 3.Видиме світло Руйнування ракових клітин 4.γ- випромінювання Фотографування

Інтерактивні вправи Які електромагнітні хвилі впливають на людський організм найсильнішне? 1.Ультрафіолетове 2 Інфрачервоне 3.Видиме світло 4.Рентгенівське проміння 5.γ Випромінювання

Інтерактивні вправи Які електромагнітні хвилі впливають на людський організм найсильнішне? 5.γ-випромінювання

Домашнє завдання Вивчити §60. Заповнити таблицю шкала електромагнітних хвиль.