Главная | Регистрация | Вход | RSSСреда, 07.12.2016, 02:43

Учителя Алматы

Меню сайта
Категории раздела
Биология [28]
ИЗО [12]
Профессиональное обучение [6]
Внеклассное чтение [16]
География [22]
Духовные ценности [10]
Если хочешь быть здоров [48]
Информатика [58]
История [48]
Иностранный язык [99]
Книжная полка [49]
Компьютер-бум [10]
Казахский язык и литература [181]
Математика [85]
Мир науки [11]
Моя Родина - Казахстан [42]
Музыка [97]
Начальная школа [399]
Общество семи муз [12]
Психологический клуб [11]
Русский язык и литература [129]
Родительское собрание [11]
Творческая личность [20]
Технология [21]
Физика [20]
Химия [31]
Экологическое воспитание [13]
Самопознание [35]
Наш опрос
Считаете ли вы результаты ЕНТ справедливыми?
Всего ответов: 1521
Статистика

Онлайн всего: 2
Гостей: 1
Пользователей: 1
Людмила1879

Каталог статей

Главная » Статьи » Мастерская учителя » Физика

Законы классической физики.Законы Ньютона
Электромагнитное поле. Излучение электромагнитных волн
Структура урока:
1. Организационный момент.
2. Проверка опорных знаний по теме:
- Кем и когда была создана теория электромагнитного поля и в чем зак¬лючается ее суть?
- Что служит источником электромагнитного поля?
Объяснение нового материала
«Электромагнитные волны»

Гипотеза Максвелла. На основе представлений Майкла Фарадея об электрических и магнитных полях английский физик Джеймс Клерк Максвелл соз¬дал теорию электромагнетизма. По представлениям Фара¬дея, любые изменения магнитного поля порождают вихре¬вое электрическое поле. Например, при движении магни¬та по направлению чёрной стрелки вокруг изменяющегося магнитного поля, обозначенного незамкнутыми силовыми линиями, возникает вихревое электричес¬кое поле, обозначенное замкнутой силовой линией.
Максвелл в 1864 г. предположил, что и любое измене¬ние электрического поля сопровождается возникновением вихревого магнитного поля. Силовые линии этого поля замкнуты, они расположены вокруг силовых линий пере¬менного электрического поля точно так же, как вокруг проводников с электрическим током. Это значит, что при прохождении переменного тока между пластинами плос¬кого
конденсатора вокруг изменяющегося электрического поля должно возникать вихревое магнитное поле.
Согласно гипотезе Максвелла процесс взаимного по¬рождения изменяющимся электрическим полем магнитно¬го поля и изменяющимся магнитным полем электричес¬кого поля может неограниченно распространяться, захва¬тывая всё новые и новые области пространства.

Распространяющиеся в пространстве переменные электрическое и магнитное поля, порождающие взаимно друг друга, называются электромагнитной волной.

Скорость распространения электромагнитных волн.
Максвелл на основе своей теории математически доказал, что в вакууме скорость с электромагнитной волны долж¬на быть равна:
с = 299 792 458 м/с ~ 300 000 км/с.
Для подтверждения гипотезы Максвелла о существова¬нии электромагнитного поля необходимо было экспери¬ментальное открытие электромагнитных волн.
Открытие электромагнитных волн. Электромагнит¬ные волны были открыты немецким физиком Генри¬хом Герцем в 1887 г. В своих опытах Герц использо¬вал два металлических стержня с шарами на концах, в ко¬торых при электрическом разряде возникали такие электромагнитные колебания, как в электрическом конту¬ре. Герц обнаружил, что при подаче высокого напряжения между шарами 1 происходил электрический разряд и од¬новременно на некотором расстоянии от них возникала искра между шарами 2 на концах проволочной рамки. Это доказывало, что при электрических коле¬баниях в электрическом контуре в пространстве возника¬ет вихревое переменное электромагнитное поле. Это поле создаёт электрический ток в витке проволоки.
Генрих Герц

Измерив частоту ν гармонических колебаний в конту¬ре и длину λ электромагнитной волны, Герц определил скорость электромагнитной волны:
v = λ•ν
Значение скорости электромагнитной волны, получен¬ной в эксперименте Герца, совпало со значением скорос¬ти электромагнитной волны по гипотезе Максвелла. Так представления Фарадея о существовании электрических и магнитных полей как физической реальности получили экспериментальное подтверждение.
Силовые линии электрического и магнитного полей в электромагнитной волне перпендикулярны друг другу и лежат в плоскости, перпендикулярной направлению рас¬пространения волны.
Свет — электромагнитная волна. Вычисленная на основании гипотезы Максвелла скорость электромагнитной волны совпала с наблюдаемой в опытах скоростью света. Это совпадение позволило предположить, что свет является одним из видов электромагнитных волн.

Электромагнитная волна представляет собой распространение в про¬странстве с течением времени переменных (вихревых) электрических и маг¬нитных полей.
Электромагнитные волны изучаются колеблющимися зарядами, при этом существенно, что скорость движения таких зарядов меняется со временим, т.е. они движутся с ускорением. Электромагнитное поле излучается заметным образом не только при колебании заряда, но и при любом быстром изме¬нении его скорости. Причем интенсивность излучения волны тем больше, чем больше ускорение, с которым движется заряд. Векторы Е и В в электромагнитной волне перпендикулярны друг другу и перпендикулярны направлению распространения волны. Электромагнитная волна является поперечной. Максвелл был глубоко убежден в реальности электромагнитных волн, но не дожил до их экспери¬ментального обнаружения. Лишь через 10 лет после его смерти электромаг¬нитные волны экспериментально получены Герцем. ЭМВ, таким образом, возникают при ускоренном движении заряженных частиц. v = λ•ν
Виды и свойства электромагнитных излучений
Радиоволны. Электромагнитные волны с длиной волны примерно от одного миллиметра до нескольких километров называются радиоволнами. Радиоволны излучаются антеннами радио- и телепередатчиков, радиолокаторов, мобильными телефонами, грозовыми разрядами, звёздами и веществом в межзвёздном прост¬ранстве.
Инфракрасное излучение. Электромагнитные волны с длиной волны пример¬но от 1 мм до 0,8 мкм называются инфракрасным излучением. Любые тела при нагревании вследствие теплового движения заряженных частиц внутри их испус¬кают электромагнитное излучение. При температуре от —263 до -3000 °С основ¬ная часть электромагнитного излучения относится к области инфракрасного из¬лучения.
Органы чувств человека воспринимают инфракрасное излучение как тепло, идущее от горячих предметов. Инфракрасное излучение применяется в технике для прогревания и сушки материалов и изделий.
Видимый свет. При температуре от -3000 до -10000 °С, какую имеют пове¬рхности Солнца и звёзд, в составе излучений любых тел имеются электромагнит¬ные волны с длиной волны примерно от 0,8 до 0,4 мкм. Это излучение видит глаз человека, поэтому его называют видимым светом.
Ультрафиолетовое излучение. При температуре вещества выше -10 000 °С значительная часть излучения приходится на ультрафиолетовое излучение. Ульт¬рафиолетовым излучением называются электромагнитные волны с длиной волны от 0,4 до 0,01 мкм. Оно обладает большой биологической активностью. Под действием ультрафиолетового излучения погибают болезнетворные бактерии и ви-русы. Это его свойство используется в медицине для обработки инструментов и материалов.
Из-за биологической активности ультрафиолетовое излучение может быть опасным для человека. Поэтому излишнее солнечное облучение кожи вредно для здоровья человека из-за наличия ультрафиолетового излучения в составе солнеч¬ного света.
Рентгеновские лучи. Электромагнитные излучения с длиной волны менее 0,01 мкм называют рентгеновским излучением или рентгеновскими лучами. Это излучение возникает при торможении быстрых электронов в веществе или при переходах электронов внутри атомов с одной орбиты на другую.
Рентгеновские лучи при прохождении через вещество обладают большой про¬никающей способностью. Это их свойство используется в медицине для получе¬ния снимков костного скелета человека (рис. 28.6).
Гамма-излучение. Электромагнитные излучения с длиной вол¬ны менее 0,01 мкм, испускаемые атомными ядрами или элемен¬тарными частицами при их превращениях, называют гамма-излу¬чением или гамма-лучами. Рентгеновское и гамма-излучения об¬ладают сильным биологическим действием и при больших дозах могут принести серьёзный вред живому организму. Их угнетающее действие на живые клетки используется в медицине для подавле¬ния развития злокачественных опухолей.
Свойства электромагнитных волн. Исследования показали, что электромагнитные волны отражаются от любых проводящих тел. Переменное электрическое поле падающей электромагнитной волны возбуждает вынужденные колебания свободных зарядов в проводнике, колебания электрических зарядов порождают отра¬женную волну.
Свойство отражения электромагнитных волн используется на практике для определения местоположения кораблей и самолётов, ракет и космических кораблей.
Устройства, посылающие радиоволны в заданном направлении и принимающие отражённый сигнал, называются радиолокатора¬ми. С помощью радиолокатора расстояние / до самолёта определяют путем измерения интервала времени t между момен¬тами отправления электромагнитной волны и возвраще¬ния отражённой волны. Искомое расстояние l равно:
l = с/t, где с — скорость распространения радиоволн.
При переходе электромагнитной волны из одного ди¬электрика в другой может изменяться направление её распространения. Это явление называется преломлением волн. Преломление происходит из-за изменения скорости распространения волн при переходе из одного диэлектри¬ка в другой.
У края препятствия электромагнитные волны могут отклоняться от прямолинейного пути распространения. Это явление называется дифракцией волн.
Если на пути электромагнитной волны находится эк¬ран с двумя отверстиями, то в различных точках за экра¬ном в результате сложения колебаний от двух источников амплитуда колебаний может иметь различное значение в зависимости от разности расстояний до двух источ¬ников. Это явление называется интерференцией волн.
Практическая работа «Исследование свойств электромагнитных волн»
Оборудование: два мобильных телефона, пластмассовая или стеклянная коробка с крышкой, металлическая фольга.
Исследуйте способность электромагнитных волн проникать сквозь преграды из диэлектрика и металла.
Порядок выполнения задания
1. Проверьте способность мобильного телефона принимать электромагнитные волны от станции мобильной связи. Для этого позвоните на первый телефон со вто¬рого телефона.
2. Положите первый телефон в пластмассовую коробку с крышкой и снова позво¬ните на него со второго телефона. Сделайте вывод: способны ли электромагнитные волны проникать сквозь преграды из диэлектрика?
Заверните первый телефон в два слоя металлической фольги и снова позвоните на него со второго телефона. Сделайте вывод: способны ли электромагнитные волны проникать сквозь преграды из металла?

Обобщение и закрепление пройденного материала
Сейчас мы знаем, что все пространство вокруг нас буквально пронизано электромагнитными волнами разных частот.
В настоящее время все электромагнитные волны разделены по длинам волн (и, соответственно, по частотам) на шесть основных диапазонов. Элект¬ромагнитные волны разных частот отличаются друг от друга.
Какое ЭМ излучение имеет наибольшую длину волны, частоту? Наименьшую длину волны, частоту?
Радиоволны
Получаются с помощью колебательных контуров и макроскопических вибраторов.
Свойства: радиоволны различных частот и с различными длинами волн по-разному поглощаются и отражаются средами, проявляют свойства диф¬ракции и интерференции.
Применение: Радиосвязь, телевидение, радиолокация.
Инфракрасное излучение (тепловое)
Излучается атомами или молекулами вещества. Инфракрасное излучение дают все тела при любой температуре. Свойства:
♦ проходит через некоторые непрозрачные тела, а также сквозь дождь, дымку, снег, туман;
♦ производит химическое действие (фотопластинки);
♦ поглощаясь веществом, нагревает его;
♦ невидимо;
♦ способно к явлениям интерференции и дифракции;
♦ регистрируется тепловыми методами.
Применение: Прибор ночного видения, криминалистика, физиотерапия, II промышленности для сушки изделий, древесины, фруктов.
Видимое излучение
Красный Оранжевый Желтый Зеленый Голубой Синий Фиолетовый
760 – 620 нм 620 – 590 нм 590 – 560 нм 560 – 500 нм 500 – 480 нм 480 – 450 нм 450 – 380 нм

Часть электромагнитного излучения, воспринимаемая глазом. Свойства: отражение, преломление, воздействует на глаз, способно к яв¬лению дисперсии, интерференции, дифракции.
Ультрафиолетовое излучение
Источники: газоразрядные лампы с кварцевыми трубками. Излучается всеми твердыми телами, у которых температура > 1000°С, а также светящимися парами ртути.
Свойства: Высокая химическая активность, невидимо, большая проника¬ющая способность, убивает микроорганизмы, в небольших дозах благоприятно влияет на организм человека (загар), но в больших дозах оказывает отрицательное воздействие, изменяет развитие клеток, обмен веществ.
Применение: в медицине, в промышленности.
Рентеновские лучи
Излучаются при больших ускорениях электронов.
В 1895 г. немецкий физик Вильгельм Рентген открыл излучение, обладающее большой энергией и проникающей способностью, известное сегодня как рентгеновские лучи, которые возникают, когда катодные лучи (электроны), испускаемые отрицательным электродом (катодом) электронно-вакуумной лампы, ударяют в другую часть лампы во время высоковольтного разряда
(свойства: интерференция, дифракция рентгеновских лучей на кристаллической решетке, большая проникающая способность. Облучение в больших количествах вызывает лучевую болезнь.
Применение: в медицине с целью диагностики заболеваний внутренних органов; в промышленности для контроля внутренней структуры различных изделий.
Гамма-излучение
Источники: атомное ядро(ядерные реакции)
Свойства: имеют огромную проникающую способность, оказывают сильное биологическое воздействие.

Домашнее задание
Определить диапазон длин волн, их частотный диапазон. Заполнить таблицу
Радиоволны Инфракрасное излучение Видимое излучение Ультрафиолетовое излучение Рентгеновское излучение Гамма-излучение
Частота
Длина волны
Категория: Физика | Добавил: czukanov81 (23.09.2014) | Автор: Цуканова Наталья Рефатовна E
Просмотров: 454 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Вход на сайт
Поиск
Друзья сайта

Академия сказочных наук

  • Театр.kz


  • Copyright "Школа" Интернет-портал "Детство-kz"© 2016
    Сайт управляется системой uCoz