Физика 11 класс (Урок№10 - Электромагнитные волны.)

Описание

Физика 11 класс (Урок№10 - Электромагнитные волны.)

Что такое электромагнитные волны?
Сегодня ваши заботливые мамы часто говорят вам: «Не клади телефон под подушку! Не сиди долго за компьютером. Не находись долго около микроволновки! Не носи телефон в кармане! Вредно для здоровья, опасно для жизни, есть риск заболеть раковыми заболеваниями, действуют электромагнитные волны».
Вселенная – это огромный океан электромагнитных излучений. Человек живёт в нём, не замечая пронизывающих окружающее пространство волн. Включая лампочку или греясь у огня, человек заставляет работать источник этих волн, не думая об их свойствах. Открытие природы электромагнитного излучения, позволило человечеству в течение XX столетия освоить и поставить на службу самые различные его виды.
Сегодня мы и поговорим об электромагнитных волнах. Что это такое? Каковы его характеристики? Опасны ли они для человека?

Цель:
- формирование представлений о единстве и взаимосвязи электрического и магнитного полей;
- дать представление об основных положениях электромагнитной теории Максвелла и опытном доказательстве Герца существования электромагнитных волн;
- формирование понятия об электромагнитной волне, её свойствах и условиях возникновения;
- формирование представления о шкале электромагнитных волн, условности границ деления волн на диапазоны.
Задачи:
- выяснить, какая существует связь между электрическими и магнитными полями;
- формирование умений решения задач по теме урока.

мы узнаем:
- об основных положениях электромагнитной теории Максвелла и опытном доказательстве Герцем существования электромагнитных волн, о понятиях электромагнитные волны, вихревое поле, о шкале электромагнитных волн;
мы научимся:
- решать задачи по теме урока;
мы сможем:
- объяснить, какая существует связь между электрическими и магнитными полями.

В 1820 году Эрстед обнаружил действие электрического тока на магнитную стрелку, что привело к возникновению новой области физики – электромагнетизма. В 1831 году Фарадей открыл явление электромагнитной индукции: переменное магнитное поле создаёт переменный электрический ток. В 1864 г. Максвелл предположил, что при изменении электрического поля, возникает вихревое магнитное поле. В 1887 г. Герц экспериментально подтвердил гипотезу Максвелла о существовании электромагнитного поля. Он использовал устройство, которое было названо в его честь вибратором Герца.
Значение скорости электромагнитной волны, полученной в эксперименте Герца, совпало со значением скорости электромагнитной волны по гипотезе Максвелла с = 299 792 458 м/с ∼
300 000 км/с. Согласно теории Максвелла электромагнитная волна переносит энергию. Энергия электромагнитного поля волны в данный момент времени меняется периодически в пространстве с изменением векторов →E и →B.
Свойства электромагнитных волн:
1. Электромагнитная волна представляет собой распространение в пространстве с течением времени переменных (вихревых) электрических и магнитных полей.
2. Электромагнитные волны излучаются зарядами, которые движутся с ускорением, от величины которого зависит интенсивность образующейся электромагнитной волны.
3. Векторы →E и →B в электромагнитной волне перпендикулярны друг другу и перпендикулярны направлению распространения волны. Электромагнитная волна является поперечной
4. Колебания векторов →E и →B происходят в одной фазе.
5. Электромагнитная волна в вакууме распространяется со скоростью равной скорости света.
Виды электромагнитных волн: радиоволны, инфракрасное излучение, видимый свет, ультрафиолетовое излучение, рентгеновские лучи, гамма-излучение.

Термолокаторы у животных
В процессе эволюции у многих животных и даже у растений появились «приборы», улавливающие лучи от 300 до 900 нм, среди них – глаза. Электромагнитные волны в этой области спектра стали называть светом. Правда, с 300 нм видит только пчела, это ультрафиолетовый свет. Сколько бы мы ни рассматривали мельчайшие организмы, как бы тщательно ни изучали более крупных животных и человека, специальных рецепторов, воспринимающих радиочастотные электромагнитные волны, нам не найти. Мы не ощущаем их, хотя они и влияют на общее состояние человека. Видимо, сами живые клетки становятся приемниками волн различной длины. Чем меньше длина волны, тем отчетливее реагирует на них организм. У людей, в отличие от некоторых животных, которых природа наделила прекрасными термолокаторами, нет живых «приборов» ночного видения, способных воспринимать инфракрасные лучи, идущие от всего живого, даже от растений. А вот кровососущим, к примеру, в любое время дня и ночи нужно искать и находить добычу. Для них большое значение играют не видимые лучи, а инфракрасные, позволяющие дистанционно находить тела своих будущих жертв. Самый обычный постельный клоп обнаруживает объекты, имеющие температуру тела, на расстоянии нескольких метров. Другой кровосос – клещ – вооружен более совершенным термолокатором. Забравшись на кончик листа дерева или куста, он поднимает передние ножки и начинает ими водить в разные стороны.