Шкала електромагнітних хвиль. Властивості електромагнітних хвиль різних діапазонів частот. Електромагнітні хвилі в природі та техніці.

Урок  в 11 класі на тему:

Шкала електромагнітних хвиль. Властивості електромагнітних хвиль різних діапазонів частот. Електромагнітні хвилі в природі та техніці.

Мета. Навчити учнів систематизувати знання, яки­ми оволоділи, бачити їх цілісність та взаємозв'язок, вміти пояснювати явища природи на основі отриманих знань і умінь, практично застосовувати фізичні знання у по­буті та на виробництві; розвивати в учнів логічне мис­лення, уміння користуватися методами індукції та де­дукції, аналізу та синтезу, робити висновки та узагаль­нення; формувати в учнів науковий світогляд та діа­лектичне мислення, озброювати учнів раціональним ме­тодологічним підходом до пізнавальної та практичної діяльності, виховувати працелюбність та наполегливість.

Тип: урок-залік з елементами гри, лабораторної ро­боти, бесіди.

Обладнання: джерело світла, дзеркальце, олівець, склянка з водою, дифракційна решітка, білий лист паперу, дві скляні пластини, розчин мила та тонень­ка трубка, шматок капрону, скляні пластини черво­ного, синього, білого та чорного кольору, тригранна призма.

Оформлення дошки: Газети на дану тематику, виставка рефератів.

   « Те, що ми знаємо,- обмежене, а те , чого не знаємо, - безмежне…»  П’єр Лаплас

Хід уроку

І. Актуалізація опорних знань.

 На рівні обов'язкових знань проводиться змаган­ня трьох команд, на які розділено клас: Фотони, Кванти та Спектр.

У кожної команди є кінцева мета — зібрати першою кольоровий спектр. Переможе та команда, яка
найшвидше отримає всі кольори спектру. Але зібрати веселку буде нелегко. За кожен колір треба буде

 отримати відповідну кількість балів:
            за червоний — 2 бал,
            оранжевий — 3 бали,
            жовтий —4 бали,

             зелений—5 бали,

            блакитний — 6 балів,
               синій —7 балів,

            фіолетовий — 8 балів.

    Отже, за працю.

1. Конкурс « Знавців»

Пропоную вам змагання — продовжте формулю­вання раніше вивчених означень, правил, законів (в прямому та зворотному напрямках).

 Спочатку пригадаємо основні закони і поняття з розділу «Електромагнітні хвилі».

За кожну правильну відповідь команда отримає 1 бал,

1. Процес поширення електромагнітного поля на­зивається ... (електромагнітною хвилею).
2. Для отримання електромагнітних хвиль Г. Герц використав відкритий ... (коливальний контур).
3. Першим винайшов радіо ... (О. Попов).
4. Для передавання мовлення або музики ВЧ ко­ливання ... (модулюють).
5. Електромагнітні хвилі мають такі властивості ... (поглинання, відбивання, заломлення).

6.                                                                                                                                                           Виявлення і точне визначення місцезнаходження  об'єктів за допомогою радіохвиль називається ...  (радіолокацією).             
7.                                                                                                                                                           Радіохвилі використовуються не тільки для передавання звуку, але і зображення, тобто в ...               (телебаченні).                                        

8. Електромагнітні хвилі довжиною від 400 до  760 нм називаються ...  (світлом).                                               
9. Кут падіння дорівнює куту відбивання — це закон ... (відбивання світла).
10.                     Відношення синуса кута падіння до синуса кута заломлення є сталою величиною — це закон ... (заломлення світла).

11.                     Залежність швидкості світла від частоти коли­вань або довжини хвилі називається ... (дисперсією).
12.                     Явище додавання двох світлових хвиль внаслі­док чого спостерігається стійка в часі картина по­силення або послаблення результуючих світлових коливань у різних точках простору називається ... (інтерференцією).
13.                    Явище відхилення від прямолінійного поши­рення світла називається ...(дифракцією).
14.                     В чому вимірюється довжина світлової хвилі?(в метрах).
15.                     Де використовуються поляроїди? ( для визначення концентрації речовини)

2.  Конкурс « Літературний»

   Деякі фізичні явища про природу світла описува­ли відомі письменники: Марк Твен, Микола

   Гоголь, Віталій Савченко. За уривком твору зробіть висновок про яке явище йде мова.

   Правильна відповідь — 1 бал.

— Подумайте і скажіть про яке явище писав Марк Твен:

«Мильна бульбашка, літаючи у повітрі, спалахує всіма відтінками кольорів, властивим

 навколишнім предметам. Мильна бульбашка найвишуканіше диво природи».

Так про яке явище писав відомий англійський пись­менник? (Про інтерференцію світлових хвиль).

— Слухайте другий художній опис відомого фізич­ного явища:

«У кімнаті, куди ступив Іван Іванович, було зовсім темно, бо віконниці були позачинювані, і сонячний промінь, пробиваючись крізь дірку, зроблену у вікон­ниці, грав як веселка і, вдаряючись в протилежну стіну, вимальовував на ній яскравий краєвид з очеретяних дахів, дерев та порозвішуваного на подвір'ї одягу, \ тільки все було в зміненому вигляді». (Микола Васильо­вич Гоголь «Повість про те, як посварилися Іван Іва­нович з Іваном Никифоровичем»).

Поясніть походження цього явища. (Явище зумов­лено прямолінійністю поширення світла крізь малий отвір у віконниці).

--- А тепер останній уривок:

Ось відгриміла гроза промовиста,

Хмари кудлаті кудись понесло,

Сонце з'явилось, як жар променисте,

  Світлом навколо усе залило.

  Сім основних кольорів із веселки

  Дружно шикують веселий парад.

  Зверху червоний, оранжевий — нижче ...

Продовжте далі (жовтий, зелений, блакитний, синій,Фіолетовий).

Ті ж кольори й у веселці знайомій,

 Строгий порядок усіх кольорів:

 Явище в фізиці добре знайоме

В досліді Ньютон давно вже зустрів.

 Фізики звуть його мудро ...(дисперсія).

3. Конкурс « Творчий»

Всім знайоме прислів’я про райдужний спектр кольорів « Каждый охотник желает знать где сидять фазаны» Кожна команда складає своє прислів’я і захищає відповідним малюнком.

4.  Конкурс « Експериментальний»

Пропоную вам показати досліди із запропонованих приладів, що пояснюють і демонструють вам закони і властивості поширення світлових хвиль, які ми раніше опрацьовували в лабораторних роботах. За кожен правильно виконаний - 1 бал.

 Команди тягнуть пелюстки квітів на кожному з яких написане фізичне явище.

Прилади: дзеркальце, джерело світла, олівець, склянка з водою, дифракційна решітка, білий лист дві скляні пластини, розчин мила та тоненька-трубка, шматок капрону, скляні пластини черво-синього, білого та чорного кольору, тригранна призма

Отже, покажіть та поясніть:

1. Закон відбивання світла
2. Закон заломлення світла
3. Повне відбивання світла
4. Інтерференцію світла
5. Дифракцію світла
6. Дисперсію світла

А зараз відпочиньте і послухайте.

1. Перша спроба знайти зв'язок між кутами паді­ння і заломлення була зроблена Клавдієм Птоломеєм в

  ІІ ст. до н.е., а розв'язали цю проблему Снеліус і Декарт в XVI ст.

2. Першу спробу виміряти швидкість світла зро­бив у 1607 р. всесвітньо відомий вчений Галілео Галілей.
3. Встановлення семи основних кольорів райдуги Ньютоном — довільне і пов'язане (по аналогії) із звукорядом.

4.Хімічна, фізіологічна та інші дії світла на речо­вину обумовлені електричними, а не магнітними     коливаннями.

5. А чи знаєте ви, що найбільша кількість енергії Сонця припадає на червону частину спектра, най­менша — на фіолетову.
6. Спектр має три основні частини: червону, жов­то-зелену, синьо-фіолетову.
7. Людське око в спектрі сонячного світла може відрізнити до 160 кольорових відтінків.

4.Конкурс « Екологія» За правильну відповідь 1 бал.

1. Які промені використовують для знезараження води? (ультрафіолетові)

2.За допомогою якого випромінювання медики виявляють тромби, пухлини, запальні процеси? (інфрачервоного)

3.Яким випромінюванням лікарі руйнують ракові клітини? (рентгенівським)

4. Який вид випромінювання веде до засмаги під сонцем? (ультрафіолетове)

5.Чому жучки під дією інфрачервоного випромінювання гинуть, а зерно – ні. (жучки чорні, тому інтенсивно вбирають випромінювання )

6.Чому ртутні лампи ультрафіолетового випромінювання роблять не зі скла, а з кварцу?(скло не пропускає ультрафіолетове випромінювання)

7.Яку дію ультрафіолетових променів лікарі використовують при ракових захворюваннях? (руйнівну)

8. У зв’язку зі зменшенням якої радіації Сонця підвищується бактеріальне забруднення повітря? (ультрафіолетового)

9. які види променів лікарі використовують для діагностики ( рентгенівські)

II. Узагальнення знань

4.            Конкурс « Дерево ЕМХ»

Кожна команда отримує листок паперу, де намальовано стовбур дерева і завдання: домалюйте гілки і напишіть на них формули, які вивчалися в розділі ЕМХ.

5.Конкурс « Ерудит»

 Проведення конкурсу «Брейн-ринг» на підвище­ному рівні з метою підбиття підсумків з розділу «Елек­тромагнітні хвилі». За кожну правильну відповідь мож­на отримати від 1 до 3 балів, які в кінці уроку ми підсумуємо. Отже, починаємо. За правильну відповідь в 1 бал кожен отримуватиме білу смужку, за 2 бали — рожеву, за 3 бали — чорну.

За правильну відповідь — 1 бал.

1. Хто першим виміряв довжину світлової хвилі та відкрив явище інтерференції?(Томас Юнг).

2. Де використовуються інфрачервоні промені? (сушіння матеріалів, нічне бачення, фотографу­вання в інфрачервоних променях).

3. Де використовуються ультрафіолетові промені? (для дезинфекції, в лікуванні, фотографуванні, для виявлення прихованих написів).
4. Перелічіть назви кольорів в спектрі (червоний, оранжевий, жовтий, зелений, блакитний, синій, фіолетовий).
5. Які промені заломлюються найбільше, а які най­менше?(найбільше фіолетовий, а найменше — червоний).

6. Що називається дисперсією? /залежність по­казника заломлення світла від його кольору нази­вається дисперсією).
7. З напису на могилі Ньютона «Дослідив різно­манітність світлових променів і зумовлені цим особливості кольорів, про які до того часу ніхто й гадки не мав». Про яке явище йде мова? (про дисперсію).
8. Хто першим виміряв швидкість світла? (О. Ремер).'
9. Хто вперше лабораторним методом виміряв швидкість світла?(Фізо).

10 Хто був першим творцем хвильової теорії світла?(Гюйгенс).

11.                    Сформулюйте закон відбивання світла. (Кут відбивання дорівнює куту падіння).
12.                    Сформулюйте закон заломлення світла. (Відно­шення синуса кута падіння до синуса кута залом­лення є величина постійна).
13.                    Де швидкість поширення світла більша — у вакуумі чи у воді? (у вакуумі більша).

За правильну відповідь можна отримати 2 бали.

1. Де використовується явище повного відбиван­ня світла? (в волоконній оптиці).

2. Чому не можна використати плоске дзеркало як кіноекран? (через явище відбивання світла).
3. Що таке абсолютний показник заломлення світла? (це показник заломлення відносно вакууму).
4. Промені якого кольору поширюються у ваку­умі швидше? (всі промені у вакуумі мають одна­кову швидкість).
5. Де знаходяться ультрафіолетові промені на шкалі електромагнітного випромінювання? (за фіолетовою частиною видимого спектра).
6. Де знаходяться інфрачервоні промені на шкалі електромагнітного випромінювання? (перед чер­воною частиною видимого спектра).
7. Що відбувається з інфрачервоними і ультра­фіолетовими променями при проходженні ними через звичайне скло? (дуже поглинаються).
8. Розташуйте електромагнітні хвилі в порядку збільшення частоти, (радіохвилі, інфрачервоні про­мені, видимі, ультрафіолетові промені, рент­генівські, гамма промені^.
9. Які промені використовуються в приладах нічно­го бачення? (інфрачервоні).

За правильну відповідь можна отримати 3 бали.

1. В яких випадках кут заломлення дорівнює куту падіння? (коли падає перпендикулярно, або п=1).

2. Чи справджуються закони відбивання світла у випадку падіння світла на аркуш паперу із зоши­та? (так),
3. Чому потовчене на порошок скло непрозоре? (це скло відбиває промені в різних напрямах і лише частково пропускає).
4. Чому погано видно через скло у дощ? (залом­лення і розсіювання світла у краплях води).
5. Як пояснити райдужні смуги в гасі на поверхні води? (внаслідок явища інтерференції).
6. Чому для радіозв'язку застосовують електро­магнітні коливання ВЧ? (добре поширюються і випромінюються).
7. Чому тканини, папір, пісок здаються більш тем­нішими, коли вони змочені водою? (мокрі тіла менше відбивають світло).
8. Під час виготовлення штучних перламутрових ґудзиків на їх поверхню наноситься дрібне штри­хування. Чому після такої обробки ґудзики ма­ють райдужне забарвлення? (штрихи відіграють роль дифракційної решітки).

6 Конкурс « Кросворд»

 Розв'язування фізичних кросвордів з використан­ням понять, термінів, означень з вивченого розділу.

Кожному учню запропоновано розв'язати кросворд (дивись додатки).

Критерії оцінки: правильно розв'язаний кросворд — 8-9 балів; 1-2 невідгаданних слова, при правильному написаному слові-код — 6-7 балів; 3-4 не відгаданих слова, при правильному написаному слові-код — 4-5 балів.

Отже, ви готові тепер розв'язувати кросворди, за які отримаєте оцінки.

Кросворд по темі «Електромагнітні хвилі» ВЧЕНИЙ, ЯКИЙ ЗАВЕРШИВ ДОСЛІДЖЕННЯ ДИФРАКЦІЇ СВІТЛА

1.       Явище додавання двох хвиль, внаслідок чого спосте­рігається підсилення або послаблення результуючих ко­ливань.
2.       Прізвище першого вченого, що визначив швидкість світла.
3.       Сукупність семи кольорів.
4.       Прилад в телевізорі для перетворення електромаг­нітних хвиль у видиме зображення.
5.       Вчений, який зробив перший вібратор.
6.       Прилад, який пропускає світло в одній площині.
7.       Прізвище вченого, що дослідив явище дисперсії.

Кросворд по темі «Електромагнітні хвилі»

ПРИЛАД, ЯКИЙ О. С. ПОПОВ

ВИКОРИСТОВУВАВ В РАДІОПРИЙМАЧІ

1. Сукупність семи кольорів.

2. Супутник Юпітера, за яким спостерігав Ремер.

3.Явище зменшення інтенсивності світла при проходженні крізь напівпрозоре середовище.

4.Вчений ,який першим виміряв швидкість світла.

5.Вчений,. який першим зробив вібратор.

6. Щоб дістати стійку інтерференційну картину, треба щоб джерела хвиль були….

Кросворд по темі «Електромагнітні хвилі» ПРІЗВИЩЕ ГОЛЛАНДСЬКОГО ФІЗИКА І МАТЕМА­ТИКА, ТВОРЦЯ ПЕРШОЇ ХВИЛЬОВОЇ ТЕОРІЇ СВІТЛА

1.               Явище зменшення інтенсивності світла при проход­женні крізь напівпрозоре середовище.
2.               Вчений, який пояснив явище дисперсії.
3.               Американський вчений, який розробив досконалий метод вимірювання швидкості світла.
4.               Прилад, який використав О. Попов в радіо.
5.               Сукупність семи основних кольорів.
6.               Колір в спектрі, що знаходиться між червоним та жовтим.
7.               Явище залежності показника заломлення світла від його кольору.

III. Підсумок уроку.

ІV. Домашнє завдання. §35 впр 35