Разработка урока по теме "Шкала электромагнитных волн" в 11 классе

Ф­11       ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ (22час) УРОК ­ УЧЕБНЫЙ ПРОЕКТ ПО ФИЗИКЕ  «ПУТЕШЕСТВИЕ ПО ШКАЛЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ»                                                                                                                                                                                                                                          « Кругом нас, в нас самих, всюду и везде,  вечно сменяясь, совпадая и  сталкиваясь,                                                                                                                 идут излучения разной длины волны… Лик Земли ими меняется, ими в                                                                                                                значительной мере лепится». В.И.Вернадский Учебный предмет (дисциплины, близкие к теме): физика ­ тема “ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ”, интеграция с  биологией, химией, астрономией. Возраст учащихся: 17 ­ 1 8 класс. Тип проекта: ролевой, поисковый. На уроке используются современные образовательные технологии, а именно, технология сотрудничества и  проблемного обучения, технология блочной подачи информации, информационно­коммуникационные технологии Цель проекта: формирование компетентности в сфере самостоятельной познавательной деятельности:     навыков самостоятельной работы с большими объемами информации,  умений увидеть проблему и наметить пути ее решения, навыков работы в группе. Основополагающий вопрос: Великие открытия – путь к прогрессу или движение в никуда? Продукты проекта: семь презентаций, выполненных в программе Power Point (работы связаны гиперссылками с общей презентацией, сделанной  учителем). Дидактическая цель урока    : обобщение знаний учащихся по теме “Шкала  электромагнитных волн” Задачи: 1) Обучающие  Обобщить знания учащихся по теме “Шкала  электромагнитных волн”.  Выявить общие закономерности всех диапазонов электромагнитного излучения.  Выяснить причину различия свойств электромагнитного излучения различных диапазонов. 2) 3) Развивающие  Продолжить формирование умений самостоятельно работать с информацией.  Продолжить формирование  умений работать с учебными мини ­ проектами. Воспитательные  Показать роль различных видов  излучений в жизни человека.  Показать влияние  различных видов  излучений на человека.  Продолжить формирование познавательного интереса через содержание изучаемого материала.  Продолжить формирование умений работать самостоятельно.  Структура урока и методика его проведения. На уроке используются современные образовательные технологии, а именно, технология учебного проектирования, технология сотрудничества и  проблемного обучения,  информационно­коммуникационные технологии. За 3 недели до начала урока класс разбивается на 6 групп (по 3­ 4 человека), состав которых определяется по желанию учащихся.  Участники всех   групп получают одинаковое задание – изучить физические одного из диапазонов электромагнитного излучения. Результаты исследований должны  быть представлены на уроке  в виде таблицы­отчета по единой схеме: Диапазон длин   волн (частот)  Источники (естественные, искусственные) Особенности возбуждения Свойства Применение Вид диапазона (Кем и когда  открыт) Радиоволны Инфракрасное излучение Видимое излучение Ультрафиолетово е излучение Рентгеновское излучение Гамма­ излучение Временная диаграмма урока: урок проводится в течение 2 часов (80 минут). № этапа Содержание этапа урока Время (мин.) 1. 2. 3. 4. 5. Актуализация проблемы урока учителем Защита проекта группой и дополнения по её выступлению Закономерности(сходства   электромагнитного излучения Заключительное слово учителя Рефлексия урока различия)   и   диапазонов 5 60 8 5 2 Ход урока. Перед началом урока ребята рассаживаются в классе за парты по группам. Урок начинает учитель, который в очень кратком вступлении актуализирует проблему, рассматриваемую на уроке. Затем группы начинают защиту своих проектов, используя подготовленный ими материал и наглядность, отвечают на вопросы экспертов или представителей других групп, Учащиеся класса могут сделать   дополнения и уточнения по отдельным   структурным   элементам   таблицы.   Команды     оценивают   выступления   групп   по   определенной   схеме   оценивания   защиты   учебных проектов. В процессе выступления групп учащиеся дополняют свои таблицы «Шкала электромагнитного излучения». После завершения обсуждения всех выступлений, учитель подводит итог по проблеме урока. У каждого учащего по итогам урока должна остаться таблица примерно следующего содержания. Название  диапазона Радиоволны ИК –излучение Интервал  длин волн (частот) Источники Особенности возбуждения Свойства Применение СДВ: более 10 км ДВ: 10 км — 1 км СВ: 1 км — 100 м КВ: 100 м — 10 м УКВ: 10 м — 1 мм менее 30 кГц 30 кГц — 300 кГц 300 кГц — 3 МГц 3 МГц — 30 МГц 30 МГц — 300 ГГц 1 мм — 780 нм ; Е: Атмосферные (грозы) и  магнитосферные явления. И:вибратор Герца, к/к,  ламповый генератор 1.Переменный ток  (движениие  электронов в  переменных ЭП и МП) 2. Изменение направления  спина валентного  электрона, скорости  вращения молекул вещества Не видимо Дифракция Поглощение Преломление Отражение Тепловое Все виды связи  навигация телевидение радиолокация радиовещание МК ­печи  Любое нагретое тело (T>T окр) Е: Солнце, звезды, планеты Колебание и вращение  молекул вещества Не видимо Отражение от  металлов(медь,  Медицина: диагностика  заболеваний 1800 г. – У.Гершель  (Англия) 300 ГГц — 429 ТГц И: костер, свеча, лампа  накаливания, нагревательные  приборы, человеческое тело ВИ 780—380 нм  ; 429 ТГц — 750 ТГц Е: Солнце, молния, Северное  сияние, светлячки….. И; разрядная трубка, лампа  накаливания, пламя свечи ,  костра… Колебание электронов на  внешней орбите  Изменение состояния  электронов в атомах 380 — 10 нм            УФИ 1801 г. –  Волластон В.  (Германия) Е: Солнце, звезды, туманности И: нагретые тела T>3000К ЛАМПЫ: Ртутно­кварцевые ,  люминисцентные, светодиоды Углеродная дуга Лазеры Изменение состояния  электронов в атомах на   более глубоких орбитах  (переходы в M,N,O – слоях) серебро,  алюминий) – 98% Поглощение  ­Проникающая  способность  (черное стекло,  бумага) Рассеивание Дисперсия Тепловое  Биологическое ВИДИМО! Дифракция Интерференция Отражение Преломление Поляризация Дисперсия Химичнеское  (фотосинтез,  фотография,  зрение) Не видимо Дифракция Сильное  поглощение  атмосферой Биологическое Ионизирующее Химическое Люминесценция  7,5∙1014 Гц — 3∙1016 Гц РИ (Х­лучи) 10 нм — 5 пм Е: Солнце, небесные источники, космическое излучение ( на  Земле в результате  Атомные процессы при  воздействии ускоренных  заряженных частиц –  Не видимо Дифракция Поглощение ↑ Сушка овощей, фруктов,  окрашенных поверхностей Обогрев (камины, сауны) Фотография: Военное дело: приборы ночного  видения, тепловые локаторы,  самонаводящиеся снаряды, Подлинность денежных купюр! Билогическое:  б/х процессы  на полимеры (белок, крахмал,  липиды) Наблюдении за окружающим  миром преимущественно путем  отражения . Фотография Спектральный анализ Оптическая локация Волоконная оптика Голография Интерферометры  Обеззараживание (воды, воздуха, поверхностей –ДНК –бактерии) Ловля насекомых Стерилизация(операционные  блоки, фармпром., )Загар  естественный и искусственный  (солярий) – иммунитет,  профилактика заболеваний  шахтеров, полимеризация  пластмасс Криминалитика (подлинность  картин, купюр) Анализ минералов Биологическое: мутации,   лучевая болезнь ожоги, 3∙1016 — 6∙1019 Гц радиораспадов, космического  излучения) И: рентгеновские трубки,  ускорители  переход электронов в  атомах в K.L  ­ слоях) Проникающая  способность Ионизация Люминесценция Биологическое менее 5 пм более 6∙1019 Гц Е: радиоактивные распады,  ядерные превращения в  микромире (электрон­позитрон) И: циклотроны Изменение состояния  атомных ядер, ускорение  свободных заряженных  частиц Не видимо Дифракция Поглощение Проникающая  способность Ионизация Люминесценция Биологическое злокачественные опухоли –  ионизация!) Дефектоскопия Диагностика  и терапия  (томография, рентген  костей)  малые дозы! Р, астрономия (телескопы  Чандра, ХММ­Ньютон) Р.телевизионные ионоскопы  (аэропорт) –просмотр ручной  клади) Рентгеноструктурный анализ  (материаловедение,  кристаллография, химия,  биология) Гамма­дефектоскопия, контроль  изделий просвечиванием  ­лучами. Консервирование пищевых  продуктов. Стерилизация медицинских  материалов и оборудования. Лучевая терапия. Уровнемеры. Гамма­каротаж в геологии. Гамма­высотомер, измерение  расстояния до поверхности при  приземлении спускаемых  космических аппаратов. Гамма­стерилизация специй, зерна,  рыбы, мяса и других продуктов для  увеличения срока хранения[3]. γ Гамма –  излучение 1900г.­ Виллард П.  (Франция) Вывод; ОБЩИЕ СВОЙСТВА И ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН Распространение в пространстве с течением времени СВОЙСТВА Излучатель – ускоренно движущийся электрический заряд Волны поперечны ХАРАКТЕРИСТИКИ Скорость электромагнитных волн в вакууме постоянна и  равна приблизительно 300 000 км/с Ускорение заряда (электрона) Поляризация, степень поляризации Все волны поглощаются веществом Все волны на границе раздела двух сред частично отражаются, частично  преломляются. Все электромагнитные излучения проявляют свойства волн: сложение в  пространстве, огибание  препятствий. Несколько волн одновременно могут  существовать в одной области пространства Сложные электромагнитные волны при взаимодействии с веществом  раскладываются в спектр ­ дисперсия. Волны разной интенсивности Различные коэффициенты поглощения Законы отражения и преломления. Коэффициенты  отражения для разных сред и разных волн. Принцип суперпозиции. Для когерентных источников  правила определения максимумов. Принцип Гюйгенса­ Френеля. Волны между собой не взаимодействуют Зависимость показателя преломления среды от частоты  волны. Скорость волны в веществе зависит от показателя  преломления среды v = c/n Плотность потока излучения                                          РАЗЛИЧИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН РАЗНЫХ ДИАПАЗОНОВ: Вся шкала электромагнитных волн является свидетельством того, что все излучения обладают одновременно квантовыми и волновыми свойствами.  Квантовые и волновые свойства в этом случае не исключают, а дополняют друг друга. Волновые свойства ярче проявляются при малых частотах и  менее ярко — при больших. И наоборот, квантовые свойства ярче проявляются при больших частотах и менее ярко — при малых. Чем меньше  длина волны, тем ярче проявляются квантовые свойства, а чем больше длина волны, тем ярче проявляются волновые свойства. Все это служит  подтверждением закона диалектики (переход количественных изменений в  качественные ). Таблица оценивания работы группы: Класс            ________ Рецензенты  ___________________________________________ ______________________________________________________ Тема проекта                Излучение ы н л о в о и д а Р е и н е ч у л з и   е о н с а р к а р ф н И е о м и д и В е и н е ч у л з И   е о в о т е л о и ф а р т ь л У е и н е ч у л з и   е о н р е д Я е и н е ч у л з И е и н е ч у л з и   е о к с в о н е г т н е Р ь л е т и ч У г о т И Критерий Балл Балл Балл Балл Балл Балл Балл Балл 1. Постановка цели,  планирование путей ее достижения 2. Глубина раскрытия темы проекта 3. Разнообразие источников информации, целесообразность их  использования 4. Анализ хода работы, выводы и перспективы 5.  Личная заинтересованность автора, творческий подход к работе 6. Соответствие требованиям оформления письменной части 7.  Качество проведения презентации» 8. Качество проектного продукта Итого