Цели урока:
- образовательные : учащиеся закрепляют знания об электромагнитном поле и электромагнитной волне, усваивают понятия о различных видах электромагнитных излучений, получают знания об источниках электромагнитных волн, их свойствах и применении, знакомятся с достижениями современной биофизики и проблемами электромагнитного загрязнения пространства;
- развивающие: учащиеся формируют умения анализировать, сравнивать, делать выводы, систематизировать материал, формируют умения решать задачи и выполнять тестовые задания, развивают умения самостоятельно подбирать материал по данной теме, работать с дополнительной литературой, развивают навыки исследовательской работы в процессе подготовки к уроку, расширяют кругозор и повышают интерес к предмету;
- воспитательные : учащиеся формируют навыки видения конкретной проблемы в реальной жизни; формируют убеждения в практической значимости знаний о различных видах электромагнитных волн и важности применять эти знания в повседневной жизни, развивают монологическую речь, умение вести диалог, отстаивать свою точку зрения, коммуникативные навыки общения, развивают нравственные и мировоззренческие устои личности.
Тип урока: комбинированный (по принципу урока семинара).
Методы: частично-поисковый, репродуктивный, исследовательский, демонстраций, систематизации знаний, дифференциации, использование ИКТ.
Формы организации урока: фронтальный опрос, индивидуальные сообщения учащихся, презентация.
Виды деятельности: выполнение компьютерного теста, самостоятельная работа.
Оборудование: компьютеры, мультимедийный проектор, экран, исследовательская работа учащихся, стеклянная призма, источник света, цветовой диск, таблицы на каждого учащегося.
Ход урока
Организационный момент: отсутствующие, готовность к уроку, целеполагание (совместно с детьми). (Слайд №1)
Актуализация знаний. Подготовка к эстафете(по группам).
1 группа (учащиеся на "3") - выполнение компьютерного теста (в программе "Блокнот").
2 группа (учащиеся на "4" и "5")- фронтальный опрос:
1) Дайте определение электромагнитному полю.
2) Что такое электромагнитная волна?
3) С какой скоростью распространяются электромагнитные волны?
4) Что является количественной характеристикой магнитного поля?
5) Что является количественной характеристикой электрического поля?
6) Какие физические величины периодически меняются в электромагнитной волне?
7) При каком условии волна будет достаточно интенсивной?
8) Необходимо ли наличие среды для распространения электромагнитных волн?
9) По каким формулам можно вычислить длину электромагнитной волны?
Изучение нового материала.
Учитель: (слайд №2) Сейчас мы знаем, что все пространство вокруг нас буквально пронизано электромагнитными волнами различных частот. В настоящее время все электромагнитные волны разделены по длинам волн на шесть основных диапазонов и представлены в виде шкалы электромагнитных излучений, по которой мы сегодня и совершим своеобразный пробег - эстафету. От вас требуется собранность и внимательность. Каждый этап - изучение определенного вида излучения, которое характеризуется диапазоном длин волн и частот, источником излучения, свойствами и областью применения.
(Слайд №3).В процессе изучения перед учащимися ставится задача - заполнить таблицу (таблица раздается каждому учащемуся или вычерчивается заранее в тетради).
| Вид излучения | Диапазон длин волн, м | Диапазон частот, Гц | Источник излучения | Свойства | Применение |
| Низкочастотное излучение | |||||
| Радиоволны | |||||
| СВЧ-излучение | |||||
| УФИ | |||||
| Видимое излучение | |||||
| ИК- излучение | |||||
| Рентгеновское излучение | |||||
| ?-излучение |
Итак, старт! (слайд №4)
1 этап (слайд №5)-низкочастотные колебания (волны звуковых частот).
Источником волн звуковых частот является переменный ток соответствующей частоты (линии электропроводов). Излучением таких сравнительно малых частот чаще всего пренебрегают.
2 этап (слайд №6) - радиоволны. Впервые были открыты Г.Герцем в 1886 году. Источником радиоволн является переменный ток. Радиоволны различных длин и частот по-разному поглощаются и отражаются средами, проявляют свойства дифракции и интерференции, используются для передачи информации на значительное расстояние (радиовещание, телевидение, радиолокация).
Проблема электромагнитного загрязнения пространства в настоящее время стоит наряду с проблемой экологического загрязнения окружающей среды. Мы с вами, пользуясь мобильными телефонами с пользой или просто так, вносим вклад в проблему электромагнитного загрязнения. Насколько вредна мобильная связь, и как сделать её наиболее безопасной?
Сообщение учащегося "Влияние сотовой связи на организм человека" (индивидуальная или парная исследовательская работа выполняется во внеурочное время заранее, а на уроке дается её краткое содержание). Миллионы людей ежедневно пользуются мобильными телефонами, которые являются непременным атрибутом современного человека. Стоит ли беспокоиться о том, что мобильная связь приносит вред здоровью человека? Уже точно известно, что электромагнитное излучение телефона по нарастающей влияет на головной мозг. Через 30 секунд разговора содержимое нашей черепной коробки начинает активно откликаться на "провокацию". Когда разговоры идут один за другим, влияние электромагнитного поля увеличивается в геометрической прогрессии. Установлено, что нельзя пользоваться "мобильником" больным эпилепсией и людям, расположенным к этой болезни. Проводившиеся на животных эксперименты показали, что электромагнитное поле крайне опасно для развивающегося организма ребенка, особенно на стадии формирования нервной системы. Существуют данные, о том, что излучение сотового телефона может отрицательно воздействовать на некоторые органы человека, приводить к раковым заболеваниям, снижению умственных способностей, функциональным расстройствам в организме человека. в первой группе риска находятся дети и беременные женщины.
Основными элементами системы сотовой связи (ССС) являются базовые станции (БС) и мобильные радиотелефоны (МРТ, сотовые телефоны), которые являются источником электромагнитного излучения. Мощность излучения непостоянна и изменяется в течение суток в зависимости от количества находящихся в соте МРТ и частотой их использования. Она, как правило, максимальна в утренние (9-11) и вечерние (18-21) часы. Днем уровень мощности излучения средний, а ночью - минимальный, близкий к нулю. Организация-владелец БС имеет право установить её только при наличии разрешения органов Госсанэпиднадзора и контроля над неионизирующими излучениями.
Всемирная организация здравоохранения бьёт тревогу: интенсивность радиоволн на поверхности Земли сегодня превосходит мощность солнечного излучения в 100 млн. раз. Последствия подобного вторжения в природный мир полностью пока неизвестны.
Специалисты Российского национального комитета по защите от неионизирующих излучений настоятельно рекомендуют:
- покупать телефоны, соответствующие российским стандартам. Величина плотности потока электромагнитной энергии "в районе головы пользователя" не должна превышать 100 мкВт/кв.см (стандарты постоянно совершенствуются в сторону снижения допустимых параметров), к покупке телефона относиться серьезно, интересоваться наличием сертификата Минсвязи на модель телефона и санитарногигиенического сертификата, узнать мощность телефона и величину его SAR и выбирать телефон с наименьшим значением этих величин.;
- не затягивать разговоры - максимум 3 минуты на каждого собеседника, делать перерывы: минимум 15 минут между двумя беседами;
- следует отключать телефон в местах, имеющих надписи и знаки, предупреждающие о необходимости его отключения.
По данным социального исследования среди учащихся 8-9 классов нашей школы имеют мобильные телефоны 29 человек из 31. Из имеющихся телефонов соответствуют гигиеническим нормам 37%, превышают норму в 1,5 раза 52%, превышают норму в 2 раза 11%. 51% опрошенных заявили, что мобильный телефон не оказывает на них никакого побочного эффекта, остальные признали негативное воздействие: нагревание кожи за ухом - 42%, головные боли, головокружение, быстрая утомляемость - 15%, сонливость - 20%.
После сообщения ученика - практическое задание (решение задачи):
Вычислить длину волны низкочастотной и высокочастотной составляющей сигнала мобильного телефона: 1 группа -15 Гц, 2 группа - 900 МГц.
3 этап (слайд №7) - сверхвысокочастотное излучение (микроволновое излучение). Источником являются валентные электроны в атомах и скорости вращения молекул вещества. СВЧ -излучение используют для космической связи, в бытовых микроволновых СВЧ-печах.
4 этап (слайд №8-10) - инфракрасное излучение.
Сообщение учащегося. ИК-излучение открыто в 1800 г. английским астрономом Уильямом Гершелем. Источником инфракрасного излучения являются колебания и вращения молекул вещества. Часто ИК называют тепловым. Около 50 % энергии Солнца излучается в инфракрасном диапазоне. Максимальная интенсивность излучения человеческого тела приходится на длину волны 10 мкм. Эту длину волны улавливают змеи, имеющие приемник теплового излучения и охотящиеся по ночам.
Свойства: ИК проходит через некоторые непрозрачные тела, а также сквозь дождь, дымку, снег, туман; производит химическое действие (фотопластинки); поглощается веществом, нагревает его; невидимо; способно к явлениям интерференции и дифракции, регистрируется тепловыми методами.
Зависимость интенсивности ИК-излучения от температуры позволяет измерять температуру различных объектов, что используется в биноклях ночного видения, искусственных спутниках, прогнозирующих урожай, в тепловизорах, а также при обнаружении инородных образований в медицине. Дистанционное управление телевизором осуществляется с помощью ИК-излучения.
Демонстрация работы пульта мультимедийного проектора или телевизора.
5 этап (слайд №11-12) - видимое излучение.
Сообщение учащегося. Видимое излучение - единственный диапазон электромагнитных волн, воспринимаемый человеческим глазом. Источником являются валентные электроны в атомах и молекулах, изменяющие свое положение в пространстве, а также свободные заряды, движущиеся ускоренно. Эта часть спектра дает человеку максимальную информацию об окружающем нас мире. Максимум чувствительности человеческого глаза приходится на длину волны 560 нм. На эту же длину волны приходится и максимум интенсивности излучения Солнца и максимум прозрачности атмосферы Земли.
Свойства: отражение, преломление, воздействие на сетчатку человеческого глаза, дисперсия, интерференция, дифракция.
Демонстрации: разложение белого цвета в спектр, слияние цветовой гаммы диска при вращении в белый цвет.
Цвет - проявление электрохимического действия физиологической системы человека: глаз, нервов, мозга. Видимый свет может влиять на протекание химических реакций в растениях (фотосинтез) и организмах животных и человека. Например, голубой цвет может вызвать деление молекул билирубина, увеличивая их число в крови, препятствуя развитию желтухи у новорожденных. Видимый свет испускают отдельные насекомые (светлячки) и некоторые глубоководные рыбы за счет химических реакций в организме. Свет - источник жизни на Земле и источник наших представлений об окружающем нас мире.
6 этап (слайд №13-14) - ультрафиолетовое излучение.
Сообщение учащегося. Ультрафиолетовое излучение открыто в 1801 г. немецким ученым Иоганном Риттером. Источником являются валентные электроны атомов и молекул, ускоренно движущиеся свободные заряды. Излучается всеми твердыми телами, у которых температура больше 1000? С, а также светящимися парами ртути.
Свойства: высокая химическая активность, большая проникающая способность, невидимо, изменяет развитие клеток, обмен веществ.
В малых дозах УФ-излучение оказывает благоприятное оздоровительное влияние на человека, активизируя синтез витамина D в организме, а также вызывая загар обладает бактерицидным действием, уничтожая микроорганизмы. Большая доза УФ-облучения может вызвать ожог кожи и раковые новообразования ( в 80 % случаев излечимые). Крме того, чрезмерное УФ-облучение ослабляет иммунную систему организма, способствуя развитию некоторых заболеваний. Озоновый слой атмосферы Земли сильно поглощает УФ-излучение с длиной волны менее 320 нм, а кислород воздуха - с длиной волны менее 185 нм. Практически не пропускает УФ-излучение стекло.Человеческий глаз не видит УФ-излучение, но видят некоторые животные (пчелы). Голубь ориентируется по Солнцу даже в пасмурную погоду.
7 этап (слайд №15-16) - рентгеновское излучение.
Сообщение учащегося. Рентгеновское излучение открыто в 1895 г. немецким физиком В.Рентгеном. Источником являются ускоренно движущиеся электроны.
Свойства: интерференция, дифракция рентгеновских лучей на кристаллической решетке, большая проникающая способность.
Благодаря высокой проникающей способности рентгеновское излучение применяется в рентгеноструктурном анализе, при изучении структуры молекул, обнаружении дефектов в образцах, в медицине (рентгеновские снимки, флюорография, лечение раковых заболеваний), криминалистике.
Большая доза рентгеновского облучения приводит к ожогам и изменению структуры крови человека.
Создание приемников рентгеновского излучения и размещение их на космических станциях позволило обнаружить рентгеновское излучение сотен звезд, а также оболочек сверхновых звезд и целых галактик.
8 этап (слайд №17) - гамма-излучение.
Сообщение учащегося. гамма-излучение - самое коротковолновое электромагнитное излучение, открыто французским ученым Полем Вилларом в 1900 г. Источник: атомное ядро (ядерные реакции).
Свойства: обладает огромной проникающей способностью, проходит сквозь метровый слой бетона или слой свинца в несколько сантиметров, оказывает сильное биологическое воздействие.
Почти все гамма-излучение, приходящее на Землю из космоса, поглощается атмосферой Земли. Применяется в медицине, гамма-дефектоскопии. гамма-излучение возникает при взрыве ядерного оружия вследствие радиоактивного распада ядер.
Вот и финиш! (слайд №18)
Закрепление материала.
Вопросы болельщиков к участникам эстафеты:
1) Перечислите основные свойства электромагнитных волн.
2) Какое излучение самое длинноволновое?
3) Какие рекомендации существуют для того, чтобы уменьшить вредное воздействие сотовой связи на организм человека?
4) Какие модели мобильных телефонов не превышают допустимые гигиенические нормы?
5) Если среди нас больной человек с высокой температурой, то идущее от него инфракрасное излучение будет более интенсивным. Чем от здорового человека?
6) Какой цвет - фиолетовый или красный, более коротковолновый?
7) Загорать или не загорать?
8) Вредно ли в больших дозах рентгеновское излучение?
Домашнее задание: 53, упр. 44 (А.В. Перышкин, Е.М. Гутник, физика 9 класс, Дрофа,2009 г.), практическое задание: изучите параметры вашего мобильного телефона, отвечают ли они современным гигиеническим нормам, составьте для себя памятку действий по уменьшению вредного воздействия мобильной связи.
Итог урока.
Каков результат нашей эстафеты?
1) Проверка заполнения таблицы.
2) Вопросы:
- С какими видами электромагнитных волн мы познакомились на уроке?
- Приведите примеры двух диапазонов длин электромагнитных волн.
- Кто из участников эстафеты добился высокого результата?
Оценки за урок.