Рентгенівське випромінювання

Тема уроку:  Рентгенівське випромінювання

Мета уроку:

• Дидактична: сформувати в учнів знання про властивості і застосування рентгенівського випромінювання; узагальнити і систематизувати знання про різні види електромагнітного випромінювання; розглянути шкалу електромагнітних хвиль.
• Розвивальна: розвивати логічне мислення учнів, уміння застосовувати знання в нових ситуаціях, уміння критично оцінювати і використовувати різноманітну інформацію.
• Виховна: виховувати бажання пізнавати навколишній світ, культуру спілкування в процесі проведення ділової гри.

Тип уроку: комбінований урок з елементами самостійної дослідницької роботи, інформаційно-пошуковий, колективний (участь приймають всі, ділячись на групи) 

Методи проведення: бесіда, індивідуальна робота з картками, інтерактивна технологія «Ажурна пилка», метод «Ланцюжок».

Матеріальне оснащення: мультимедійне устаткування, підручник фізики 11 клас, папір, дошка, кольорові бейджики, конверти чотирьох кольорів з роздатковим матеріалом-завданням для груп, завдання-тести для індивідуальної роботи, фотографія першого рентгенівського знімка, портрети Рентгена і Пулюя, фотографія знімків Сонця в рентгенівських променях, шкала електромагнітних хвиль, відеоматеріали.

Основні терміни: рентгенівське випромінювання, шкала електромагнітних хвиль.

Структура уроку:

1. Організація навчальної діяльності –1 хв.
2. Оголошення теми і мети уроку – 2 хв.
3. Актуалізація опорних знань - 2 хв.
4. Вивчення нового матеріалу – 24 хв.
5. Закріплення нових знань – 12 хв.
6. Домашнє завдання – 4 хв.

 

 ХІД УРОКУ

1. Організація навчальної діяльності (1 хв.)

Викладач вітається з учнями, налаштовує всіх на роботу. Перевіряє відсутніх. Під час сьогоднішнього уроку кожен з вас отримуватиме бали за свої відповіді, всі вони будуть мною фіксуватися у спеціальному бланку (додаток 1), а в кінці уроку ви всі отримаєте оцінки.

 

2. Оголошення теми і мети уроку (2 хв)

Подивіться на ці картинки і скажіть, що їх об’єднує (рентгенівські знімки).

Отже, сьогодні вивчатимемо тему «Рентгенівське випромінювання». На сьогоднішньому уроці ми повинні розглянути властивості і застосування рентгенівського випромінювання; узагальнити і систематизувати знання про різні види електромагнітного випромінювання; розглянути шкалу електромагнітних хвиль.

 

3. Актуалізація чуттєвого досвіду та опорних знань (2 хв.)

Для того, щоб перейти до вивчення нової теми, нам потрібно згадати деякий теоретичний матеріал вивчений раніше. Зараз на екрані по черзі з’являтимуться картинки, а вам потрібно сказати, що на них зображено.

 

4. Вивчення нового матеріалу (23 хв.)

В кінці XIX століття загальну увагу фізиків привернув газовий розряд при малому тиску. Природа променів, які випускав катод була невстановлена і дуже багато учених, у тому числі і Рентген, намагалися з'ясувати це питання. Рентген звернув увагу, що фотопластина поблизу розрядної трубки виявилася засвіченою якщо навіть була загорнута в чорний папір. Але більше всього його уразило інше.

Перегляд відео «Вільгельм Рентген».

https://www.youtube.com/watch?v=W7kSXZneRoI

Ось перший в світі рентгенівський знімок, який обійшов всі газети світу. На ньому відображено кисть руки дружини Рентгена з обручкою «Рисунок 1».

Рентгенівські промені мають довжину хвилі 10^-9 -10^-11м. Відкрив Рентген в 1895 році «Рисунок 2».

Питання відкриття рентгенівських променів (або як їх називали X-променями ) — це живлення для емоцій.

У 1901 році Рентгену була присуджена перша в історії Нобелівська премія по фізиці за відкриття Х- променів. Справедливо було б якби цієї премії був би удостоєний і українець Іван Пулюй «Рисунок 3». Він раніше Рентгена спостерігав Х- промені, але не опублікував своїх результатів. Перегляд відео «Іван Пулюй». 

https://www.youtube.com/watch?v=GzlX0jC60Bc

Де і як використовуються рентгенівські промені?

Разом з інфрачервоними і ультрафіолетовими променями рентгенівські промені використовуються в мистецтвознавстві.

Виявляється, рентгенівські промені, пронизуючи картину, роблять доступними для вивчення глибокі і найстаріші шари живопису, при цьому на фотоплівці фіксуються і тріщини в лакофарбному шарі. По їх розташуванню можна встановити на чому спочатку була написана картина (на дереві або полотні), визначити авторство, оскільки на знімку добре видно місця, де зберігся авторський живопис, а де лежить чужа фарба.

Також рентгенівські промені застосовуються в радіоастрономії. Демонструється фото Сонця в рентгенівських променях «Рисунок 4».

Інтерактивна технологія «Ажурна пилка».

А зараз попрацюємо в групах.

Повторимо    все    про    випромінювання,    щоб   можна    було    перейти до практичної частини.

Спочатку ви працюватимете в «домашній» групі. Потім в іншій групі виступатимете в ролі експерта з питання, яке опрацьовували в «домашній» групі і отримаєте інформацію від представників інших груп.

Потім знову повернетеся в свою «домашню» групу і поділитеся новою інформацією, яку вам передали учасники решти груп.

 

1 етап.

Відкривайте конверти. Опрацьовуємо інформацію.

На перший етап 4 хв..

Не забудьте заповнити відповідну графу таблиці.

2 етап.

Переходимо в експертні групи.

Кожен знайомить учасників групи зі своєю інформацією, що опрацював.

Заповнюємо відповідну графу таблиці. Для роботи надається 3 хв.

3 етап.

Повертаємося в «домашні» групи.

Ділимося отриманою інформацією, заповнюємо таблицю. Для роботи надається 1 хв.

4.3акріплення.

Ви зараз повторили матеріал про всі види випромінювання.

Із зошитом до дошки ...., заповните бракуючі графи таблиці. Для роботи надається 3 хв

Завдання групі № 1

Прочитайте статтю "Ультрафіолетове випромінювання" (додаток 2) «Рисунок 5». Знайдіть в тексті необхідний матеріал і заповніть відповідні графи таблиці. Зверніть увагу на межі в яких лежить заданий вид випромінювання і його основні властивості.

 

Завдання групі № 2_

Прочитайте статтю "Інфрачервоне випромінювання" (додаток 2) «Рисунок 6». Знайдіть в тексті необхідний матеріал і заповніть відповідні графи таблиці. Зверніть увагу на межі в яких лежить заданий вид випромінювання і його основні властивості.

 

 

 

Завдання групі № 3

Прочитайте статтю "Радіохвилі. Низькочастотне випромінювання" (додаток 2)  «Рисунок 7». Знайдіть в тексті необхідний матеріал і заповніть відповідні графи таблиці. Зверніть увагу на межі в яких лежить заданий вигляд випромінювання і його основні властивості.

 

Завдання групі № 4

Прочитайте статтю "Видиме випромінювання" (додаток 2) «Рисунок 8». Знайдіть в тексті необхідний матеріал і заповніть відповідні графи таблиці. Зверніть увагу на межі в яких лежить заданий вид випромінювання і його основні властивості.

 

5. Формування умінь і навичок, застосування знань на практиці (12 хв.)

1. До дошки виходить 1 учень для розв’язання задачі. Ще три учні роблять їх самостійно у зошиті.

З якою швидкістю достигають єлектрони анода рентгенівської трубки яка працює при напрузі 50кВ?

 

Дано: U=50*103 В q=1.6*10-19 Кл m=9.1*10-31 Кг	Розв’язання Прирівняємо кінетичну енергію    і E= qU = qU Звідси    Відповідь: .
V-?

2. Два учні виходить до дошки і отримують індивідуальні запитання.

Подумайте над питанням:

а) застосування інфрачервоного випромінювання

б) застосування ультрафіолетового випромінювання.

3.   Письмово відповідають на питання 5 учнів (додаток №3).

Хто не зайнятий роботою, стежить за відповідями.

Коли 3. закінчать відповідати, то за кодом перевіряють відповіді до запитань, а 2 в цей час відповідають.

Потім колективно перевіряємо розв’язування задачі у 1.

Увага на дошку!

Ми заповнили шість граф таблиці. Це  означає - вивчили 6 видів випромінювань. Залишилася не заповненою графа «Гамма-випромінювання».  Це матеріал майбутніх уроків.

Якщо ми розташуємо це сімейство один за одним в порядку зменшення їх довжини хвилі, то отримаємо «Шкалу електромагнітних хвиль» «Рисунок 9».

 

 

1. За якої умови виникають електромагнітні хвилі? (Зміни електромагнітного поля відбуваються за зміни сили струму в провіднику, а сила струму в провіднику змінюється за зміни швидкість руху електричних зарядів у ньому, тобто. під час руху зарядів з прискоренням.  Отже, електромагнітні хвилі повинні виникати при прискореному русі електромагнітних зарядів)

2. Чим відрізняються випромінювання різної довжини хвилі? (Хвилі в різних діапазонах різним чином взаємодіють із фізичними тілами)

3. Що ви можете сказати про поглинання короткохвильового випромінювання? (Здатність багатьох речовин до вибіркового поглинання ультрафіолетового випромінювання, використовується для виявлення в атмосфері шкідливих домішок, а також в ультрафіолетовій мікроскопії. Під час дії на живі організми, УФ-випромінювання поглинається вже верхніми шарами тканин, рослин або шкіри людини та тварин).

Але головна відмінність між довгохвильовим і короткохвильовим випромінюванням в тому, що короткохвильове випромінювання виявляє властивості частинок. Чим вище частота випромінювання, тим більше його енергія. З підвищенням енергії пов’язаний шкідливий вплив випромінювання на живі організми.

Запишіть це в зошит.

6.       Підведення підсумків  (2 хв.)

А тепер за допомогою методу «Ланцюжок» відповімо на деякі запитання, щоб підбити підсумок уроку:

1. Які нові знання Ви отримали на уроці?
2. Які методи роботи на уроці використовувалися?
3. Які негативні елементи уроку ви помітили?

Оцінювання роботи учнів.

Домашнє завдання: §   , конспект.

Додаток №1

Бланк оцінювання учнів

№ п/п	Прізвище, ім’я учня	Робота в групі	Закріплення знань	Відповіді на запитання	Загальна кількість балів

Додаток №2

Ультрафіолетові промені

Ультрафіолетове випромінювання відкрили в 1801 році незалежно один від одного німецький фізик І. Ріттер і англійський фізик В. Волластон.

Учені давно відчували: видимі промені оточені океаном невидимих випромінювань. Знаменитий Тіт Лукреций Кар ще в 1 сторіччі наший ери висловлював припущення, що у Сонця " є багато жарких, сильних і невидимих променів..."

"Ультра" -" те, що перебуває за межами".

Ультрафіолетове випромінювання перебуває за межами фіолетового. Визначити ультрафіолетове випромінювання можна за допомогою люмінесценції." Люмен"( латинське ) -" світло". Люмінесценція - холодне свічення під дією ультрафіолетових променів.

Інфрачервоне випромінювання

Учені давно відчували: видимі промені оточені океаном невидимих випромінювань. Знаменитий Тіт Лукреций Кар ще в 1 сторіччі наший ери висловлював припущення, що у Сонця " є багато жарких, сильних і невидимих променів..."

В кінці 18 сторіччя англійський астроном Вільям  Гершель розмістив за червоною частиною спектру   чутливий  термометр     і   виявив,  що  термометр  нагрівається.   Це  було так незвичайно, що Гершель 20 років зберігав мовчання і лише в 1800 році надрукував свої роботи. Інфрачервоне випромінювання - випромінювання нижче червоного по частоті. Інфрачервоне випромінювання - це електромагнітні хвилі з довжиною від 760нм до 1 мм.

Радіохвилі. Низькочастотне випромінювання

Англійський фізик Майкл Фарадей в середині XIX сторіччя (1831 рік) об'єднав електромагнітні і магнітні явища, відкривши електромагнітну індукцію. Там же в Англії Джеймс Максвелл винайшов теорію електромагнітного поля і теоретично довів можливість випромінювання електромагнітних хвиль зарядженими частинками, які рухаються з прискоренням (1862 рік).

У Германії 30-річний Генріх Герц в 1888 році доповів про отриманя ним електромагнітних хвиль. Особливості цих хвиль співпадали з особливостями світла, як і припускав Максвел.

У 1897 році О.С.Попов продемонстрував всьому світу новий вид зв'язку - радіо, застосувавши його для обміну інформацією між кораблями. За кордоном удосконаленням подібних приладів займалася фірма, організована Р. Марконі. Досліди, поставлені в широкому масштабі, дозволили здійснити радіотелеграфну передачу за океан.

Видиме випромінювання

Ще раз пригадаємо, що таке електромагнітні хвилі. На відміну від хвиль звукових, які породжуються коливанням частинок і можуть розповсюдяться тільки в речовині, електромагнітні хвилі - система електричних і магнітних полів, які періодично змінюються. Тому електромагнітні хвилі можуть розповсюдяться у вакуумі, переносячи енергію. Електромагнітні хвилі випромінюються при прискореному русі заряджених частинок.

Одна з основних характеристик хвиль - довжина хвилі - це відстань, яку хвиля проходить за один період коливань, або відстань між двома найближчими точками хвилі, в яких коливання здійснюються в однаковій фазі.

Один з видів електромагнітних хвиль - це звичайне світло. Він приходить до нас від Сонця, витративши на цей шлях 8,5 хвилин. Від зірок і найвіддаленіших галактик світло йде тисячі, мільйони і навіть мільярди років. Але йому потрібні тільки мільйонні частини секунди, щоб потрапити в наші очі від земних джерел: блискавки, вогнища, лампи, екрани телевізора, швидкість світла 300 000 км/с.

Додаток №3

Види електромагнітного випромінювання

№ п/п	Назва випромінювання	Довжина хвилі	Властивості	Де виникає	Застосування

 

Додаток №4

Прізвище, ім’я учня ____________________________                    № групи__________

Самостійна робота з теми «Рентгенівське випромінювання»

1. (1 бал) З переліченого списку виберіть джерела інфрачервоного випромінювання:

А) зорі, туманності, Сонце

Б) зорі, приймальні антени

В) туманності, електроприлади

Г) Сонце, електроприлади, приймальні антени

2. (1 бал) Чим обумовлена відмінність в різних кольорах видимого світла?

А) різний склад променів

Б)  різна швидкість поширення

В) різна довжина хвилі

Г) різні джерела випромінювання

3. (2 бали) Установіть відповідність між визначеннями і назвами фізичних понять.

1 Електромагнітне випромінювання з довжиною хвиль від 800 нм до 1 мм, що йде від нагрітих тіл

2 Електромагнітне випромінювання з довжиною хвиль від 10 нм до 400 нм, яке входить до складу сонячного світла

3 Електромагнітне випромінювання з довжиною хвиль від 0,01 нм до 10 нм, що виникає в разі різкого гальмування електронів

4 Безперервна послідовність частот і довжин хвиль електромагнітних випромінювань, що являють собою змінне електромагнітне поле, яке поширюється в просторі

 А Ультрафіолетове випромінювання

Б Шкала електромагнітних хвиль

В Гамма-випромінювання

Г Рентгенівське випромінювання

Д Інфрачервоне випромінювання

 

 

4. (2 бали) Чому для сигналу зупинки вибирають червоний колір?