Опыт по физике 8 класс излучение: Излучение | 8 класс | Физика

7 \space км$. Это пространство содержит очень разреженное вещество, оно близко к вакууму. В такой ситуации невозможна ни конвекция, ни теплопроводность. Каким образом тогда передается тепло от Солнца?

Изучение — вот ответ на наш вопрос. На данном уроке мы познакомимся с процессом излучения на опыте, узнаем его свойства и применение.

Выявление процесса излучения

Рассмотрим следующий опыт (рисунок 1). У нас есть жидкостный манометр и теплоприемник. Соединим их резиновой трубкой между собой.

Рисунок 1. Выявление процесса излучения на опыте

Нагреем до высокой температуры небольшой кусок металла. С помощью пинцета аккуратно поднесем его к темной стороне теплоприемника (рисунок 1, а). 

Уровень жидкости в колене, соединенном с теплоприемником, снизился. Это значит, что воздух в теплоприемнике нагрелся и расширился.

Мы не воздействовали на теплоприемник никаким другим образом. Очевидно, что ему была передана энергия от нагретого куска металла.

Теплопроводность? Нет. Ведь мы не докасались куском металла до теплоприемника. Конвекция? Тоже нет. Нагретое тело находилось рядом с теплоприемником, но не под ним. Передача энергии в данном случае осуществлялась путем излучения.

Излучение — это вид теплопередачи, при котором перенос энергии происходит преимущественно без переноса вещества.

Этот перенос энергии осуществляется посредством электромагнитных волн. Об этом понятии вы подробнее узнаете в уроках для 9 класса.

{"questions":[{"content":"Излучение, в отличие от конвекции и теплопроводности, может происходить[[choice-1]]","widgets":{"choice-1":{"type":"choice","options":["при непосредственном соприкосновении тел","при перемещении групп частиц вещества","в вакууме"],"answer":[2]}},"hints":[]}]}

Свойства излучения

• Передача энергии путем излучения отличается от других видов теплопередачи.

Излучение может осуществляться в полном вакууме.

• Все тела излучают энергию: и сильно нагретые, и слабо.

Чем выше температура тела, тем больше энергии оно передаёт путем излучения.

• Излучаемая энергия частично поглощается окружающими телами и частично отражается
• При поглощении энергии тела будут нагреваться по-разному. Это зависит от их поверхности. 

Вернемся к нашему опыту (рисунок ). Сначала мы повернули теплоприемник к куску металла темной стороной. Теперь повернем его светлой стороной (рисунок 1, б). Теперь столбик жидкости в колене манометра повысился.

Тела с темной поверхностью лучше поглощают энергию, чем тела со светлой поверхностью.

Рисунок 2. Поглощение энергии телами с разной поверхностью

{"questions":[{"content":"Внутренняя поверхность стенок термоса покрыта блестящим металлическим слоем. Это сделано для того, чтобы[[choice-1]]","widgets":{"choice-1":{"type":"choice","options":["уменьшить передачу энергии путем теплопроводности","уменьшить передачу энергии путем конвекции","увеличить передачу энергию путем излучения","уменьшить передачу энергии путем излучения"],"answer":[3]}},"hints":[]}]}

• Тела, которые излучают энергию, охлаждаются тоже по-разному.  

Тела с темной поверхностью охлаждаются быстрее путем излучения, чем тела со светлой поверхностью.

Например, в белом чайнике горячая вода дольше сохранит высокую температуру, чем в черном.

Применение

Солнечное излучение используют для того, чтобы добыть использовать солнечную энергию. Солнечные батареи (рисунок 3) позволяют аккумулировать солнечную энергию, преобразовывать ее для дальнейшего использования человеком.

Рисунок 3. Солнечные батареи

Крылья самолетов, поверхности воздушных метеозондов красят серебристой краской (рисунок 4). Так используют способность тел по-разному поглощать энергию. Делают это для того, чтобы уменьшить нагрев.

Рисунок 4. Воздушный метеозонд

Излучение применяют для сушки и нагрева материалов, в приборах ночного видения, в медицине. Далее во время обучения вы более подробно рассмотрите природу этого явления.

5

Оценить урок

Поделиться уроком →

Войдите, чтобы оценивать уроки

Что нужно исправить?

Спасибо, что помогаете нам стать лучше!

Комментарии

Физика Конспект «Излучение» | Частная школа.

8 класс

Конспект по физике для 8 класса «Излучение». ВЫ УЗНАЕТЕ: Что такое излучение. ВСПОМНИТЕ: Что такое теплопроводность? Что такое конвекция?

Конспекты по физике    Учебник физики    Тесты по физике

Основным источником тепла на нашей планете является Солнце, которое находится на расстоянии 150 млн. км от Земли. Как же осуществляется теплопередача от Солнца?

ИЗЛУЧЕНИЕ

За пределами земной атмосферы пространство между Землёй и Солнцем содержит очень разреженное вещество. В вакууме перенос энергии путём теплопроводности практически невозможен. Нельзя здесь говорить и о конвекции. Говоря о переносе энергии от Солнца к Земле, мы сталкиваемся с новым видом теплопередачи, который называется излучением. Испускание и поглощение излучения играют огромную роль в нашей жизни. Это излучение называется электромагнитным излучением или электромагнитными волнами и будет изучаться в курсе физики 9 класса. Сейчас же надо отметить, что электромагнитные волны являются одним из видов материи, о котором мы ещё не говорили.

Хорошо нам знакомый солнечный свет также является электромагнитным излучением. Существуют различные технические устройства, которые являются источниками электромагнитного излучения, например микроволновые печи.

При изучении природы излучения были сделаны важные открытия. Одно из них — давление света, т. е. давление, производимое светом на тела, впервые было экспериментально открыто и измерено выдающимся российским физиком П. Н. Лебедевым. Величина этого давления даже для самых сильных источников света ничтожно мала в земных условиях. Для обнаружения давления света Лебедев изготовил специальные приборы и проделал опыты, представляющие замечательный пример искусства эксперимента.

Излучение — третий вид теплопередачи (кроме теплопроводности и конвекции), при котором энергия передаётся не только при наличии вещества, но и в вакууме. Именно излучение является причиной того, что рядом с горящей электрической лампочкой тепло ощущается даже снизу, хотя из-за конвекции потоки тёплого воздуха устремляются вверх.

ТЕРМОСКОП

Рассмотрим работу простого прибора, который называют термоскопом. Он состоит из небольшой колбы, одна сторона которой блестящая, а другая — чёрная или матовая. Если прибор делать самостоятельно, то одну сторону колбы можно просто закоптить. В колбу через пробку вставлена изогнутая трубка, в которую введена небольшая капля подкрашенной жидкости. К трубке прикреплена шкала, позволяющая обнаружить любое нагревание воздуха в колбе, даже если оно мало.

Поднесём к закопчённой поверхности термоскопа нагретое до высокой температуры тело. При этом столбик подкрашенной жидкости переместится на несколько делений вправо. Это означает, что воздух в колбе нагрелся и расширился. Причиной нагревания воздуха в термоскопе может быть только передача ему энергии от нагретого тела.

Энергия в описанном опыте передавалась не в результате теплопроводности, так как между нагретым телом и термоскопом находится воздух — плохой проводник тепла. Конвекция здесь тоже не происходила, так как термоскоп находится рядом с нагретым телом, а не над ним. В данном случае энергия передавалась путём излучения.

ЗАВИСИМОСТЬ ХАРАКТЕРА ИЗЛУЧЕНИЯ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ

Все тела окружающего нас мира излучают энергию независимо от их температуры. Но чем выше температура тела, тем больше энергии передаёт оно путём излучения.

Пока температура тела невысока, оно излучает энергию, но не светится, т. е. испускает только тепловые волны, невидимые для глаза. При повышении температуры оно начинает светиться сначала красным, затем оранжевым, жёлтым и т. д. цветом. Например, при температуре 6000 °С больше всего излучается жёлтых лучей. Именно по этому признаку определили температуру поверхности Солнца.

ОТРАЖЕНИЕ И ПОГЛОЩЕНИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ

Когда излучение, распространяясь от тела-источника, достигает других тел, часть его отражается, а часть поглощается.

При поглощении энергия излучения превращается во внутреннюю энергию тел, и они нагреваются.

Светлые и тёмные поверхности тел поглощают излучение по-разному. Этот факт легко проверить с помощью термоскопа.

Повторим описанный выше опыт, но в этот раз поднесём нагретое тело к светлой стороне колбы. Столбик жидкости в этом случае переместится на гораздо меньшее расстояние.

Таким образом, тела со светлой поверхностью хуже нагреваются при теплопередаче путём излучения, чем тела с тёмной поверхностью. Происходит это вследствие того, что тёмные тела лучше поглощают энергию, а тела, имеющие светлую или блестящую поверхность, лучше отражают.

Способность тел по-разному поглощать и отражать энергию излучения часто используется в быту и технике.  Самолёты красят серебристой краской для того, чтобы они меньше нагревались солнечными лучами.

Если используют солнечную энергию для нагревания, то соответствующие части приборов окрашивают в тёмный цвет. Это касается таких приборов, как солнечные батареи и ёмкость для воды в летнем душе.

Излучение тел даже с низкой температурой может быть зарегистрировано специальными приборами, называемыми тепловизорами. Эти приборы также называются приборами ночного видения и широко применяются для навигации, в медицине и в военном деле.

В быту часто используется термос. Он применяется для сохранения пищевых продуктов при определённой температуре.

Термос состоит из сосуда с двойными стенками, поверхность которых покрыта блестящим металлическим слоем. Из пространства между стенками выкачан воздух, что предотвращает и конвекцию, и теплопроводность. Металлический слой, отражая излучение, препятствует передаче энергии.

Вы смотрели Конспект по физике для 8 класса «Излучение».

Вернуться к Списку конспектов по физике (Оглавление).

Просмотров:
22 131

Электромагнитное излучение — класс 8

Рабочие листы по естественным наукам для 8 класса

Введение

Что общего между приготовлением пищи и лечением рака? Что общего у авиасвязи с дезинфицирующими средствами? Устройства дистанционного управления с очками ночного видения? Все они являются приложениями науки, основанными на принципах Электромагнитное излучение (или ЭМИ) .

Излучение — одна из основных форм энергии. Есть Солнечное или космическое излучение , которое исходит от Солнца и других объектов в космическом пространстве (см. : Тепловая и электромагнитная энергия) и Ядерное излучение от атомных ядер ( см.: Ядерные реакции – деление и синтез ). ЭМИ является третьим основным видом излучения.

Запланируйте бесплатный сеанс, чтобы устранить сомнения в рабочей таблице

Запланируйте бесплатный сеанс

Кредитная карта не требуется, никаких обязательств по покупке.
Просто запланируйте БЕСПЛАТНОЕ занятие, чтобы встретиться с преподавателем и получить помощь по любой интересующей вас теме!

Электромагнитные волны

ЭМИ состоит из электромагнитных волн , которые распространяются в пространстве со скоростью света. Они представляют собой комбинацию электрической и магнитной энергии, движущейся в пространстве, отсюда и термин. Эти волны сильно различаются по своей длине волны — расстоянию между двумя гребнями волны. Коротковолновое ЭМИ имеет более высокую энергию, в то время как длинноволновое ЭМИ несет меньшую энергию.

Электромагнитные волны состоят из мельчайших частиц, называемых Фотонами , которые были ускорены до огромных скоростей для создания высокоэнергетических пакетов энергии. Хотя они распространяются как волны, когда они сталкиваются с веществом, они ведут себя как отдельные частицы энергии, в которых каждый фотон имеет определенное количество энергии.

Основными типами электромагнитного излучения в порядке возрастания длины волны (то есть в порядке убывания уровня энергии) являются –

1. Гамма-лучи – имеют наибольшее количество энергии в спектре электромагнитного излучения. Они являются результатом перестройки частиц в атомных ядрах, например, при радиоактивном распаде урана. Их можно генерировать в ядерных реакторах для подачи электроэнергии.
2. Рентгеновские лучи – это волны излучения высокой энергии, которые сталкиваются с твердыми предметами и используются стоматологами и службами безопасности аэропортов.
3. Ультрафиолетовый (УФ) свет – излучается солнцем, а также искусственно вырабатывается в лампах для стерилизации оборудования и окружающей среды.
4. Видимый свет — это тоже форма ЭМИ, полученная от солнца, необходимая для фотосинтеза в растениях и для создания угля и нефти, используемых в качестве источников энергии. Жизнь на Земле не существовала бы без видимого света.
5. Инфракрасные лучи — почти половина солнечной лучистой энергии излучается в виде инфракрасных лучей, невидимых глазу. Они воспринимаются кожей как тепло.
6. Микроволны – форма электромагнитного излучения, используемая в пищевой промышленности для уничтожения микроорганизмов, а также для быстрого и эффективного нагревания пищи и других веществ на молекулярном уровне.
7. Радиоволны – как следует из названия, это низкоэнергетические волны, используемые для передачи звука по радио, а также для навигации в самолетах.

Все типы электромагнитных волн обладают свойствами света — например, они могут отражаться или преломляться. (См. также: Природа энергии) .

Забавный факт: человеческое тело излучает излучение в инфракрасном диапазоне из-за своей температуры, что позволяет очкам ночного видения обнаруживать присутствие человека в темноте.

Контрольно-пропускной пункт

1. Три основные формы излучения: ______, ______ и ______.
2. Длина волны — это расстояние между двумя ______ волны.
3. ЭМИ с меньшей длиной волны имеет уровень энергии _____, в то время как ЭМИ с большей длиной волны имеет уровень энергии ______.
4. Электромагнитные волны состоят из крошечных частиц вещества, называемых ______.
5. Наименьшее количество энергии в спектре ЭМИ переносится –
   1. Инфракрасный свет
   2. Радиоволны
   3. Микроволновые печи
   4. Гамма-лучи
   5. Ультрафиолетовый свет

Ключ ответа

1. Солнечная, ядерная, электромагнитная
2. гербы
3. выше, ниже
4. Фотоны
5. б) Радиоволны

Узнайте больше об электромагнитном излучении и других важных темах с репетиторством по естественным наукам для 8-го класса на eTutorWorld. Наши опытные преподаватели естественных наук разбивают темы на интерактивные индивидуальные занятия. Мы также предлагаем индивидуальные планы уроков, гибкий график и удобство обучения на дому.

Персонализированное онлайн-обучение

eTutorWorld предлагает доступное индивидуальное онлайн-обучение для классов K-12, помощь в подготовке к стандартным тестам, таким как SCAT, CogAT, MAP, SSAT, SAT, ACT, ISEE и AP. . Вы можете запланировать уроки онлайн-репетиторства в удобное для вас время с гарантией возврата денег. Первый индивидуальный онлайн-урок всегда БЕСПЛАТНЫЙ, никаких обязательств по покупке, кредитная карта не требуется.

Чтобы получить ответы/решения на любой вопрос или изучить понятия, возьмите БЕСПЛАТНАЯ ПРОБНАЯ ВЕРСИЯ Сессия.

Запланировать бесплатный сеанс

Кредитная карта не требуется, никаких обязательств по покупке.
Просто запланируйте БЕСПЛАТНОЕ занятие, чтобы встретиться с преподавателем и получить помощь по любой интересующей вас теме!

Стоимость онлайн-обучения

Купить сейчас

Изображения Кредит:

https://upload. wikimedia.org/wikipedi Электромагнитный спектр — Урок

(1 оценка)

Нажмите здесь, чтобы оценить

Quick Look

Уровень: 8
(8-10)

Необходимое время: 45 минут

Зависимость урока: Нет

Тематические области:
Физические науки, наука и технологии

Доля:

TE Информационный бюллетень

Резюме

Студенты изучают основы электромагнитного спектра и то, как различные типы электромагнитных волн связаны с точки зрения длины волны и энергии. Кроме того, они знакомятся с различными типами волн, составляющих электромагнитный спектр, включая радиоволны, ультрафиолетовые волны, видимый свет и инфракрасные волны. Эти темы помогают информировать студентов, прежде чем они перейдут к разработке решений всеобъемлющей инженерной задачи.

Эта инженерная учебная программа соответствует научным стандартам следующего поколения (NGSS).

Инженерное подключение

Инженеры разработали множество устройств и инструментов, использующих различные типы волн электромагнитного спектра, включая радио, рентгеновские приборы, компьютерную томографию и методы стерилизации. Эти устройства используют электромагнитные волны по-разному. Чтобы успешно спроектировать эти инструменты и сделать их безопасными для людей, инженеры должны понимать каждый аспект электромагнитного спектра.

В рамках этого урока цикла наследия учащиеся продолжают собирать знания, необходимые для решения инженерной задачи, изложенной в уроке 1 этого модуля. Прежде чем разработать решение проблемы, инженеры должны провести исследование и собрать информацию, что является важным этапом процесса инженерного проектирования.

Цели обучения

После этого урока учащиеся должны уметь:

• Объясните взаимосвязь между размером волны и частотой.
• Объясните связь между энергией волны и длиной волны.
• Сравните все электромагнитные волны по их энергии и длине волны.

Образовательные стандарты

Каждый урок или занятие TeachEngineering соотносится с одной или несколькими науками K-12,
технологические, инженерные или математические (STEM) образовательные стандарты.

Все более 100 000 стандартов K-12 STEM, включенных в TeachEngineering , собираются, поддерживаются и упаковываются сетью стандартов достижений (ASN) ,
проект D2L (www.achievementstandards.org).

В ASN стандарты структурированы иерархически: сначала по источнику; напр. по штатам; внутри источника по типу; напр. , естествознание или математика;
внутри типа по подтипу, затем по классу, и т. д. .

NGSS: научные стандарты следующего поколения — наука

Ожидаемая производительность NGSS
МС-ПС4-1. Используйте математические представления для описания простой модели волн, включающей взаимосвязь амплитуды волны с энергией волны. (6-8 классы) Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Нажмите, чтобы просмотреть другую учебную программу, соответствующую этому ожидаемому результату
Этот урок посвящен следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Научная и инженерная практика	Ключевые дисциплинарные идеи	Концепции поперечной резки
Используйте математические представления для описания и/или поддержки научных выводов и проектных решений. Соглашение о согласовании: Спасибо за ваш отзыв! Научное знание основано на логических и концептуальных связях между фактами и объяснениями. Соглашение о согласовании: Спасибо за ваш отзыв!	Простая волна имеет повторяющийся узор с определенной длиной волны, частотой и амплитудой. Соглашение о согласовании: Спасибо за ваш отзыв!	Графики и диаграммы можно использовать для выявления закономерностей в данных. Соглашение о согласовании: Спасибо за ваш отзыв!

Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии – технология

ГОСТ

Предложите выравнивание, не указанное выше

Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?

Подписывайся

Подпишитесь на нашу рассылку новостей, чтобы получать внутреннюю информацию обо всем, что связано с TeachEngineering, например, о новых функциях сайта, обновлениях учебных программ, выпусках видео и многом другом!

PS: Мы никому не передаем личную информацию и электронные письма.

Рабочие листы и вложения

All About EM — Notes Outline (doc)

All About EM — Notes Outline (pdf)

All About EM—Notes Outline Answers (doc)

All About EM — Notes Outline Answers (pdf)

Презентация электромагнитного спектра (ppt)

Презентация электромагнитного спектра (pdf)

Рабочий лист по математике (docx)

Рабочий лист по математике (pdf)

Посетите [www.teachengineering.org/lessons/view/clem_waves_lesson04], чтобы распечатать или загрузить.

Больше учебных программ, подобных этому

Высший элементарный урок

Видимый свет и электромагнитный спектр

Во время этого урока объясняется электромагнитный спектр, и учащиеся узнают, что видимый свет составляет лишь часть этого широкого спектра. Учащиеся также узнают, что инженеры используют электромагнитные волны для самых разных целей.

Видимый свет и электромагнитный спектр

Урок средней школы

Электромагнитные волны: как работают солнцезащитные очки?

Учащиеся узнают о науке и математике, объясняющих поведение света, которые инженеры использовали для создания солнцезащитных очков. Они изучают тонированные и поляризованные линзы, узнают о поляризации света, передаче, отражении, интенсивности, затухании и о том, как различные среды снижают интенсивность света …

Электромагнитные волны: как работают солнцезащитные очки?

Урок средней школы

Электромагнитное излучение

Учащиеся узнают об электромагнитном спектре, ультрафиолетовом излучении (включая лучи UVA, UVB и UVC), энергии фотонов, взаимосвязи между частотой волны и энергией (c = λν), а также о защите озонового слоя Земли и о том, что наночастицы используется в медицинских целях

Электромагнитное излучение

Урок средней школы

Зажги свою жизнь

Студенты знакомятся с правильным техническим словарем для освещения, который отличается от терминов непрофессионала. Они узнают о технологии ламп (лампочки) и о том, как идентифицировать различные типы освещения в своих помещениях. Они также знакомятся с управлением освещением как средством экономии энергии…

Осветите свою жизнь

Введение/Мотивация

(Заранее сделайте копии All About EM — Notes Outline, по одной на каждого учащегося. Также [необязательно] подготовьте для демонстрации учащимся прилагаемую 11-слайдовую презентацию электромагнитного спектра, которая будет сопровождать введение к уроку. Слайды «анимированы», поэтому вы можете щелкнуть, чтобы отобразить следующий элемент, когда он будет готов.)

Мы уже обсуждали свойства света и то, как свет взаимодействует с объектами. Сегодня мы собираемся двигаться дальше и начать разговор об электромагнитном спектре. (Покажите учащимся схему электромагнитного спектра.)

Оказывается, единственный тип электромагнитного излучения, который мы можем видеть, — это видимый свет, который составляет лишь часть электромагнитного спектра. Мы начнем с того, что познакомим вас с электромагнитным спектром и с тем, как он организован, а затем мы рассмотрим различные типы волн, которые можно найти в этом спектре, многие из которых будут вам знакомы.

Попросите учащихся встать, поставив ноги близко друг к другу. Пока они колеблются из стороны в сторону, пусть они делают небольшие шаги в сторону, чтобы стоять шире. Они не смогут раскачиваться из стороны в сторону так быстро, так как их стойка станет шире. Это может помочь связать размер волны и частоту. Покажите на доске следующее уравнение:

.

v = λ * f

Где:

v = скорость волны (расстояние/время)

λ = длина волны (расстояние)

f = частота волны (1 раз)

Скорость волны зависит от материала, через который она проходит. Скорость электромагнитной волны (включая свет) в вакууме всегда одинакова (300 000 000 метров в секунду… или 670 000 000 миль в час! Это обозначено буквой c). Через другие материалы скорость меняется! Чтобы найти скорость электромагнитной волны, вам нужно всего лишь разделить c (скорость в вакууме) на «показатель преломления», показанный в таблице 1.

Таблица 1. Коэффициент преломления (n) для различных материалов

(Далее раздайте конспекты заметок и представьте лекционный материал, представленный в разделе «Основные сведения», вместе со слайдами.)

Предыстория урока и концепции для учителей

Информация о цикле наследия : Этот урок относится к этапу исследования и пересмотра цикла наследия. На этом этапе учащиеся начинают изучать основные концепции, необходимые для разработки решений инженерной задачи, представленной на уроке 1 этого раздела. После урока 4 учащиеся должны быть в состоянии пересмотреть свои первоначальные мысли, сформировав новые, которые помогут решить инженерную задачу.

Электромагнитный спектр

(Следующий лекционный материал соответствует слайдам.)

Спектр электромагнитных волн представляет собой полный (весь) диапазон электромагнитных волн в порядке увеличения частоты и уменьшения длины волны. Это означает, что когда вы смотрите на диаграмму спектра слева направо, длины волн становятся меньше, а частота увеличивается. Существует обратная зависимость между размером волны и частотой. Помните: все электромагнитные волны распространяются с одинаковой скоростью: 300 000 км/с. Если вы помните формулу скорости, это произведение длины волны на частоту. Для ответа на всегда равно 300 000 км/с, так как одно число увеличивается, другое должно уменьшаться. Все электромагнитные волны являются излучением. Просто более длинные волны не несут в себе достаточно энергии, чтобы повредить клетки. Помните: чем выше частота, тем больше энергии в волне! Схема электромагнитного спектра.

авторское право

Авторское право © Национальная лаборатория Лоуренса Беркли http://www.lbl.gov/MicroWorlds/ALSTool/EMSpec/EMSpec2.html

Волны спектра

Радиоволны имеют самые длинные волны и самые низкие частоты; длина волны колеблется от 1000 метров до 0,001 м. (Самые короткие радиоволны — это микроволны.) Радиоволны используются в RADAR (радиообнаружение и определение дальности), отправке звука, изображений (ТВ), мобильных телефонов, приготовлении пищи и спутниковых передачах.

Инфракрасные волны (тепло) имеют более короткие длины волн, от 0,001 м до 700 нм и более высокие частоты (нм составляет одну миллиардную часть метра). Инфракрасный используется для поиска людей в темноте и в пультах от телевизоров.

Видимый свет — это то, что мы можем видеть в электромагнитном спектре. Длина волны видимого света находится в диапазоне примерно от 700 нм (красный свет) до 400 нм (фиолетовый свет). Частоты видимого света выше, чем частоты инфракрасных волн. Обратите внимание, что видимый свет составляет такую ​​небольшую часть всего спектра.

Ультрафиолетовый длина волны находится в диапазоне примерно от 400 нм до 10 нм; частота (и, следовательно, энергия) достаточно высока для УФ-лучей, чтобы проникать в живые клетки и вызывать их повреждение. Нам нужны ультрафиолетовые лучи для производства витамина D в нашем организме. Несмотря на то, что слишком много может привести к солнечным ожогам и раку кожи, УФ-лучи легко останавливаются одеждой. УФ-лучи используются для стерилизации материалов, потому что они убивают бактерии в достаточно высоких концентрациях. Хотя люди не могут видеть УФ-излучение, пчелы, бабочки, некоторые мелкие грызуны и некоторые птицы видят его.

Рентгеновские лучи имеют длину волны от 10 нм до 0,001 нм. У них достаточно энергии, чтобы проникнуть глубоко в ткани, но их останавливают плотные материалы, например кости. Используется для исследования твердых структур (например, для поиска трещин в костях и мостах) и для лечения рака.

Гамма-лучи имеют самые короткие длины волн (менее одной триллионной метра: от 10 до минус 12), поэтому самые высокие частоты, следовательно, несут наибольшую энергию. Они наиболее разрушительны для тканей и могут проникать глубже всего. Их трудно остановить! Вам понадобится бетонная стена толщиной 3-4 фута, чтобы остановить их. Гамма-лучи испускаются атомными электростанциями, ядерными бомбами и природными элементами на Земле. Иногда их используют при лечении рака.

Закрытие урока

По мере того, как мы продолжаем собирать информацию — важный этап процесса инженерного проектирования — мы теперь многое знаем об электромагнитном спектре. Расскажи мне, что ты знаешь. (Выслушайте ответы учащихся, при необходимости добавляя и исправляя.) Какова связь между размером волны и частотой? А как насчет соотношения между энергией волны и длиной волны?

Как вы думаете, что инженеры сделали со своим пониманием ЭМ? (Послушайте идеи учащихся.) Итак, инженеры разработали множество устройств и инструментов, использующих различные типы волн, присутствующих в электромагнитном спектре. Некоторые примеры: радиоприемники, рентгеновские аппараты, компьютерные томографы и методы стерилизации. Эти устройства используют электромагнитные волны по-разному. А поскольку, как мы узнали, некоторые волны могут быть мощными и опасными, инженеры должны понимать каждый аспект электромагнитного спектра, чтобы сделать приборы и инструменты безопасными для использования людьми.

Словарь/Определения

электромагнитное излучение: Явление, которое принимает форму самораспространяющихся волн в вакууме или веществе. Он состоит из компонентов электрического и магнитного поля, которые колеблются в фазе перпендикулярно друг другу и направлению распространения энергии. Все путешествуют со скоростью света.

электромагнитный спектр: Диапазон всех возможных частот электромагнитного излучения.

Оценка

Ведение заметок : Во время лекции попросите студентов заполнить «Все о EM — Notes Outline» и обратиться к нему за наглядными материалами, дополняющими лекционный материал. Затем, перевернув конспекты на своих партах, задайте студентам различные вопросы, затронутые в лекционном материале. Оценивайте ответы учащихся, чтобы оценить их мастерство в предмете.

Рабочий лист по математике: Раздайте прилагаемый рабочий лист по математике.

Другая связанная информация

Просмотрите центр учебных программ по физике, ориентированных на инженеры NGSS, чтобы найти дополнительную учебную программу по физике и физическим наукам, посвященную инженерии.

Авторские права

© 2013 Регенты Университета Колорадо; оригинал © 2010 Университет Клемсона

Авторы

Эллен Зелински; Кортни Фабер

Программа поддержки

Программа «Исследовательский опыт для учителей» (RET), Центр развития инженерных волокон и пленок, Университет Клемсона

Благодарности

Этот урок был разработан в рамках исследовательской программы Университета Клемсона «Инженерные волокна и пленки — EFF-X» «Исследовательский опыт для учителей», финансируемой грантом Национального научного фонда №.