Методическая разработка урока: Электромагнитные волны вокруг нас

Методическая разработка занятия по физике

Тема: Электромагнитные волны вокруг нас

АННОТАЦИЯ

Данное учебное занятие является завершающим в разделе «Электродинамика». Обучающиеся уже знают основные свойства электромагнитных волн, причины их возникновения, способы их получения и регистрации, основные характеристики электромагнитных излучений, знают формулы, описывающие волновые процессы, могут приводить примеры практического применения электромагнитных излучений.

Материал занятия имеет важное значение в формировании мировоззрении обучающихся. Это интегрированное занятие, в котором реализована связь физики и астрономии, и отражено единство законов природы. А применение компьютерных информационных технологий делает занятие современным, интересным, запоминающимся.

На занятии используется презентация MS Power Point. Тема занятия представлена на слайдах, в которых кратко изложены ключевые моменты разбираемого вопроса. Обсуждение сопровождается видеорядом, который представлен анимацией, рисунками, фотографиями, видеоматериалами.

Цели занятия:

Образовательные:

Обобщить и расширить знания об электромагнитных волнах, выявляя вредные и положительные свойства электромагнитных волн. Провести анализ воздействия электромагнитных излучений на организм человека.

Развивающие:

Способствовать расширению кругозора обучающихся, развитию логического мышления, речи. Развивать общие компетенции.

Воспитательные:

Продолжить формирование навыков здорового образа жизни. Воспитывать бережное отношение к своему здоровью.

Задачи занятия

1. Обобщить знания об электромагнитных излучениях, встречающихся в быту.

2. Способствовать развитию умения работать с информацией.

3. Развивать умения интегрировать и обобщать знания из различных областей, прогнозировать

и делать выводы.

Оснащение

Компьютер, мультимедийный проектор.

Презентация по теме занятия.

Рабочие листы; справочные материалы (значение напряженности магнитной индукции электромагнитного поля бытовых приборов).

Правила электромагнитной безопасности.

Таблица «Биологический эффект ЭМИ».

Организационная структура занятия

1. Организационный этап.

2. Актуализация знаний.

3. Изучение нового материала.

4. Закрепление изученного материала.

5. Домашнее задание.

6. Рефлексия.

ХОД ЗАНЯТИЯ

1. Мотивация

Огромную роль в жизни современного человека играют электромагнитные волны – с их помощью мы передаем информацию, общаемся, обмениваемся данными, изучаем окружающий мир и многое другое. Вселенная – это океан электромагнитных излучений. Человек живет в нем, не замечая волн, проникающих в окружающее пространство. Включив лампочку или греясь у камина, человек заставляет источник этих волн работать, не задумываясь об их свойствах. Открытие природы электромагнитного излучения, позволило человечеству в течение XX века освоить и ввести в  эксплуатацию различные его виды.

Пространство нашей Вселенной пронизано электромагнитным излучением всех диапазонов с длинами волн от километров до миллиардной части сантиметра, несущую разнообразную информацию о далеких небесных объектах. В нашей повседневной жизни мы имеем дело с разными видами электромагнитных излучений, которые используются в науке, медицине, т.е. роль электромагнитных излучений велика, и информации об электромагнитных волнах очень много.

1. Актуализация знаний

 Человек в процессе жизнедеятельности создал особую среду – ее называют техногенной, так как она обусловлена существованием и работой огромного количества разнообразной техники. Сегодня мы уже не можем представить своей жизни без электрического освещения, бытовых электронагревателей, телевизора, компьютера, мобильного телефона. Все эти приборы создают электромагнитные поля. Складываясь, эти поля существенно меняют качество окружающей нас среды.

Современный мир немыслим без бытовой техники, мобильных телефонов, электричества, трамваев и троллейбусов, телевизоров и компьютеров. Мы привыкли к ним и совершенно не задумываемся о том, что любой электрический прибор создает вокруг себя электромагнитное поле. Оно невидимо, но влияет на любые живые организмы, в том числе и на человека.

Хорошо или плохо – жить в электромагнитном мире? Чтобы ответить на этот вопрос, давайте вспомним основные свойства электромагнитных волн, посредством которых распространяются электромагнитные воздействия.

Фронтальный опрос:

• Какую волну называют электромагнитной?

• Какова история электромагнитных волн?

• Перечислите общие характеристики и свойства, позволяющие объединить все виды электромагнитных излучений в шкалу электромагнитных волн.

Вывод:

Скорость электромагнитной волны является конечной и в вакууме равна скорости света.

Любой движущийся с ускорением или колеблющийся заряд излучает электромагнитные волны.

Вокруг источника электромагнитных волн происходит периодическое изменение электрического и магнитного полей.

Электромагнитные волны имеют свойства: интерференции, дифракции, дисперсии.

1. Изучение нового материала

Исследования электромагнитного излучения имеют огромное значение для уточнения наших представлений о строении вещества. Исследования инфракрасного, видимого и ультрафиолетового излучений помогли выяснить строение молекул и внешних электронных оболочек атомов; изучение рентгеновского излучения позволило установить строение внутренних электронных оболочек атомов и структуру кристаллов, а излучение гамма-лучей дает много ценных сведений о строении атомных ядер.

Анализ информации, полученной во всем спектре электромагнитных волн, позволяет составить более полную картину структуры объектов во Вселенной, тем самым расширить границы познания природы.

Вопросы для обсуждения.

1. Почему электромагнитное поле влияет на человека?

2. От чего зависит биологический эффект действия электромагнитного поля?

3. Какие бытовые приборы создают электромагнитное поле в вашей квартире?

4. Если действие электромагнитного поля вредно, то, как обезопасить себя?

Электромагнитное поле — особая форма материи, возникающая при взаимодействии движущихся частиц с электрическими зарядами. Электрическое и магнитное поле взаимосвязаны друг с другом и могут порождать одно другое — именно поэтому, как правило, о них говорят вместе как об одном, электромагнитном поле.

К основным источникам электромагнитных полей относят:

• линии электропередач;

• трансформаторные подстанции;

• электропроводку, телекоммуникации, кабели телевидения и интернета;

• вышки сотовой связи, радио- и телевышки, усилители, антенны сотовых и спутниковых телефонов, Wi-Fi роутеры;

• компьютеры, телевизоры, дисплеи;

• бытовые электроприборы;

• индукционные и микроволновые (СВЧ) печи;

• электротранспорт;

• радары.

Обучающиеся заполняют схему

По результатам обсуждения сделаны выводы:

• Человек - антенна, принимающая электромагнитные волны.

• Тело человека - проводник, следовательно, на естественные электромагнитные колебания организма (органов, клеток, систем органов) накладывается дополнительное электромагнитное поле, за счет явления электромагнитной индукции.

Биологический эффект зависит от:

• значений напряженности электрического поля;

• значений магнитной индукции;

• значений частоты.

Чтобы сформировать принципы защиты от вредного воздействия электромагнитных излучений, обучающимся предлагается поработать со справочными материалами.

Справочный материал

ПДУ – предельно допустимый уровень напряженности и магнитной индукции зависит от частоты.

Таблица 1. Предельно допустимые уровни (ПДУ)

Таблица 2. Поля, создаваемые различными бытовыми приборами.

Биологический эффект может быть положительным (возникновение жизни на Земле, акселерации, методы лечения в медицине) и отрицательным. Сегодня мы остановимся на отрицательном воздействии. Медики установили, что длительное пребывание в искусственно созданном электромагнитном поле дает субъективные и объективные ощущения.

Электромагнитные поля влияют на любые биологические организмы: растения, насекомых, животных, людей.

Ученые, изучающие влияние ЭМП на человека, пришли к выводу, что длительное и регулярное воздействие электромагнитных полей может привести к:

• повышенной утомляемости, нарушениям сна, головным болям, снижению давления, снижению частоты пульса;

• нарушениям в иммунной, нервной, эндокринной, половой, гормональной, сердечно-сосудистой системах;

• развитию онкологических заболеваний;

• развитию заболеваний центральной нервной системы;

• аллергическим реакциям.

Как же обезопасить себя от вредного воздействия электромагнитного поля, или хотя бы уменьшить биологический эффект?

Предупредительные меры:

- исключать длительное пребывание в местах с повышенным уровнем магнитного поля промышленной частоты;

- грамотно располагать мебель для отдыха в жилом помещении, соблюдая расстояние в два-три метра до распределительных щитов и силовых кабелей;

- при настиле полов с электроподогревом следует выбирать систему, которая обеспечивает более низкий уровень магнитного поля;

- при наличии в помещении неизвестных кабелей или электрических шкафов и щитков обеспечить наибольшее удаление от них жилой зоны.

Выводы.

1. Экранирование металлом источников электромагнитного излучения.

2. Выдерживать безопасное расстояние.

3. Все бытовые электроприборы должны быть исправны и соответствовать ПДУ. (Сертификат качества)

4. Зеленые насаждения активно поглощают электромагнитные волны.

Опасная бытовая техника

Холодильник

Старые модели холодильников практически безопасны с точки зрения излучения, а вот современные саморазмораживающиеся модели даже на расстоянии одного метра от дверцы показывают превышение допустимых норм электромагнитного излучения.

Электрический чайник

Лучше всего, включив электрочайник, сразу же от него отойти, так как на расстоянии уже 20 см он становится опасным.

Стиральная машина

Любителям наблюдать за процессом стирки важно знать, что у панели управления современная стиральная машина излучает больше, чем 10 мкТл. Безопасно отойти от машины не менее чем на метр.

Пылесос

Очень высокое излучение пылесоса (100мкТл!) компенсируется длиной шланга. Поэтому, включив пылесос, сразу же беритесь за дело и не стойте близко к работающему аппарату.

Утюг

Утюг опасен только в момент нагрева, а безопасное расстояние – 25 см от ручки утюга, где электромагнитное излучение составляет около 0,2мкТл. Конечно, невозможно гладить белье, не касаясь утюга, поэтому можно потренироваться в момент нагрева (когда включается лампочка) отставлять утюг в сторону. Безусловно, это очень неудобно, но другого пути избежать излучения, нет.

Телевизор

Очень опасным и часто нами используемым бытовым прибором является, конечно, телевизор. Безопасное расстояние зависит от модели телевизора и его диагонали, обычно оно не может быть меньше 1,5 м.

Микроволновая печь

Микроволновке принадлежит пальма первенства среди самых опасных бытовых приборов, так как она уже на расстоянии 30 см может создавать электромагнитное поле до 8мкТл.

Конечно, производители уверяют нас, что снабжают свои микроволновые печи соответствующей экранировкой. Но, несмотря на изначальную защиту, излучение все же может вырваться наружу через микроскопические щели в уплотнении дверцы, которые появляются со временем из-за механических повреждений и загрязнений. Самым опасным считается место в правом нижнем углу дверцы. Постарайтесь бережно относиться к своему прибору и тщательнее ухаживать за ним. И не стойте около работающей печи.

Мобильный телефон

Безусловно, современная жизнь уже немыслима без сотовой связи. Мобильники опасны не высокой мощностью излучения, а близостью к телу человека. Поэтому, держа телефон у уха, мы негативно действуем на головной мозг, нося его в кармане рубашки – на сердце, в кармане брюк – на репродуктивную функцию и т.д. Свести к минимуму вред мобильного телефона, можно не заряжая его рядом с собой, выключая на ночь, а также покупая современную, отвечающую стандартам безопасности, модель в магазине.

Вообще-то все электромагнитные поля небезопасны для здоровья человека. По сравнению с другой бытовой техникой мобильный телефон более вреден. Ведь он вместе с излучающей антенной, создающей довольно большой поток электромагнитных волн в момент разговора, располагается в непосредственной близости от головы.

Поток волн с частотой от 400 до 1800 МГц облучает головной мозг, причем уровень плотности энергии довольно велик – несколько микроватт на квадратный сантиметр.

Компьютер

Персональный компьютер – очень опасный прибор, так как распространяет излучение вокруг себя на расстояние не меньше 70 см. Максимально безопасным считается расстоянием 1,5-2 м от монитора.

Из всего сказанного следует важный вывод: необходимо прогнозировать и предупреждать опасные изменения в практической деятельности людей, чтоб они не приносили вреда здоровью и безопасности человека.

И твердит Природы голос:

В вашей власти, в вашей власти.

Чтобы всё не раскололось

На бессмысленные части!

(Л. Мартынов)

Памятка «Полезно знать» (раздается каждому обучающемуся).

ЭЛЕКТРОБРИТВЫ. Их поля очень велики и, к сожалению, не позволяет выдержать безопасную дистанцию.

Совет: электробритва хороша для кратковременного, а не постоянного пользования. В командировке она незаменима, а дома правильно поступают те, кто бреется традиционным способом.

ТЕЛЕВИЗОР. Это сильный источник электромагнитного поля, но опасность исчезает с расстоянием 1,1 м от экрана и 1,2 от боковой стенки – поле нормализуется.

Совет: лучше черно-белый телевизор, чем цветной (интересно, кто способен на такие жертвы ради здоровья), дистанционный пульт – не роскошь, а мера предосторожности.

СВЧ-ПЕЧЬ. Внутри нее при работе возникает мощнейший источник излучения, поэтому конструкция дверцы обеспечивает особую защиту. И все же чрезмерно увлекаться готовкой в ней не стоит. Помните: печь предназначена прежде всего для разогрева пищи или приготовления полуфабрикатов, то есть для включения на относительно короткий срок.

Совет: когда печь работает, лучше не сидеть рядом, а отойти на (1,5 – 2) м. Нужно также проверить, плотно ли закрывается дверца. Со временем степень защиты печи может снижаться из-за появления микрощелей в уплотнении дверцы. Поэтому через 5-6 лет целесообразно пригласить специалиста, чтобы проверить качество защиты.

КОМПЬЮТЕР. Он излучает электромагнитное поле в основном с торцевой части монитора и системного блока. Поэтому его разумнее устанавливать в углу комнаты, чтобы пореже обходить вокруг.

Совет: запомните «правило вытянутой руки». Это оптимальное расстояние от вашего лица до экрана. А чтобы не напрягать зрение, лучше максимально увеличить изображение при работе.

1. Закрепление знаний.

Качественные задачи (на экране).

Задача № 1. Эколог, выступая по радио, сказал, что проживание человека в железобетонных домах усиливает воздействие на него электромагнитных полей. Прав ли он?

(Нет, если источник поля вне дома - это ЛЭП, передающая антенна и т.п., т.к. железобетонный дом представляет собой "экран ", от которого отражаются электромагнитные волны внешних источников.)

Задача № 2. Рядом с домом проходит ЛЭП и троллейбусная линия. Опасны ли внешние поля для человека, выходящего дышать свежим воздухом на балкон?

(Нет, если пребывание кратковременное и если перед балконом растут деревья.)

Задача № 3. Является ли электрический провод, подведенный к дому от расположенной вблизи трансформаторной подстанции, источником опасного для человека электромагнитного поля? (Нет, т.к. он проложен под землей и заключен в металлическую экранирующую сетку.)

ПРАВИЛА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

1. Не оставляйте включенный телевизор в комнате, из которой ушли, особенно в спальне.

2. Если даже на час встаете из-за компьютера, выключайте его.

3. На ночь не оставляйте технику работать в режиме stand-by, т.е. красный огонек на панели должен погаснуть.

4. Выбирая технику, отдайте предпочтение той, у которой есть кнопка, отключающая ее от сети.

5. Стиральную машину лучше разместить в ванной комнате.

6. Стены, даже несущие, не защищают от электромагнитного поля, поэтому прежде, чем выбирать место для кровати, неплохо бы узнать, где стоит телевизор у соседей.

7. Старайтесь не включать много приборов в одну розетку.

8. Следите, чтобы наружные провода были расправлены и не образовывали беспорядочных колец и петель. Провод, свитый кольцом, – гораздо более сильный источник напряжения, чем тот же провод, но прямой.

Тест по теме «Электромагнитная волна»

1. Какое из приведенных ниже выражений определяет понятие «электромагнитное поле»?

А. Процесс распространения колебаний заряженных частиц.

Б. Особая форма материи, осуществляющая взаимодействие между любыми частицами.

В. Особая форма материи, осуществляющая взаимодействие между заряженными частицами.

2. Какое из перечисленных явлений является причиной возникновения электромагнитной волны?

А. Постоянный ток в проводнике.

Б. Колебания заряженных частиц.

В. Равномерное движение заряженных частиц.

3. Что представляет собой электромагнитная волна?

А. Продольную волну.

Б. Сгущения и разряжения воздуха.

В. Поперечную волну.

4. Продолжите предложение «Нельзя собирать грибы и ягоды...»

А. Вблизи линий высоковольтных передач.

Б. На болоте.

В. В оврагах.

5. Почему в метро радиоприемник замолкает?

А. Увеличивается дальность от передающей станции.

Б. Проводящая поверхность Земли отражает электромагнитное волны.

В. Электромагнитные волны в Земле не возникают.

6. При какой частоте колебаний радиопередатчик излучает электромагнитную волну длиной 49 м.

А. 150 М Гц.

Б. 20 М Гц.

В. 6,1 М Гц.

7. Какое из приведенных ниже выражений определяет понятие «Электромагнитная волна».

А. Кратчайшее расстояние между двумя точками, колеблющимися в одинаковых фазах.

Б. Процесс распространения колебаний заряженных частиц.

В. Процесс распространения колебаний электрической напряженности и магнитной индукции.

8. Как распространяется электромагнитная волна в вакууме?

А. Мгновенно.

Б. Со скоростью 340 м/с

В. Со скоростью 3·10⁸ м/с

9. Как изменяется скорость распространения электромагнитной волны при переходе вакуума в среду.

А. Увеличивается.

Б. Уменьшается.

В. Не изменяется.

10. Продолжите предложение: «Наиболее сильные электромагнитные поля имеют...»

А. Чайники и электрические плитки.

Б. Микроволновые и электрические плиты.

В. Утюг и фен.

Домашнее задание: составить презентацию по теме «Электромагнитные волны»

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/641586-metodicheskaja-razrabotka-uroka-jelektromagni