KONSPEKT LEKCJI FIZYKI Autor: Data: 13.12.2009r. Klasa: 3 gimnazjum Dział tematyczny: O zjawiskach magnetycznych Temat: Fale elektromagnetyczne Program: yrozumieć Świat", Zamkor Cel ogólny: Zapoznanie się z pojęciem fali elektromagnetycznej. Cele operacyjne: - uczeń wie, że zmienne pole magnetyczne powoduje powstanie pola elek- trycznego; - uczeń wie, że zmienne pole elektryczne powoduje powstanie pola magnety- cznego; - uczeń wie, że fala elektromagnetyczna to rozchodzące się w przestrzeni zmi- enne pola elektryczne i magnetyczne; - uczeń wie, że fale elektromagnetyczne mogą rozchodzić się w próżni z pręd- kością 300000km; s - uczeń wie, że długość fali elektromagnetycznej jest związana z jej częstotli- c wością wzorem = , gdzie c jest prędkością światła w próżni; f - uczeń wie, co to jest widmo fal elektromagnetycznych; 1 1 Wstęp. Sprawdzam obecność i zadanie domowe. Następnie przypominam wiadomości z ostatnich lekcji, zadając pytania: - Co to jest pole lektryczne? Obszar, w którym na ładunek elektryczny działa siła. - A jeśli nie ma ładunku, to nadal jest pole elektryczne? Tak. - Co to jest pole magnetyczne? Obszar, w którym na ładunek magnetyczny działa siła. - Czy magnes w zwojnicy może powodować płynięcie prądu elektrycznego? Tak. - Czy magnes może być w spoczynku, czy musi się ruszać? Dlaczego? Bo musi być zmienne pole. - A jeśli nie będzie w pobliżu naszego zmiennego pola magnetycznego żad- nego obwodu elektrycznego, to tam nadal indukuje się pole elektryczne? Tak. - Co to jest długość fali? Droga, którą fala przebywa w czasie, gdy dowolna cząsteczka wykonuje jedno pełne drganie (czyli w czasie jednego okresu). Symbol: - Co to jest częstotliwość fali? Liczba drgań w czasie 1 s. Symbol: f. 2 Rozwinięcie. Mówię uczniom, że przed chwilą przypomnieliśmy sobie, że zmienne pole magnetyczne powoduje powstanie zmiennego pola eletrycznego. Pytam, czy zachozi zjawisko odwrotne - zmienne pole elektryczne powoduje powstanie zmiennego pola magnetycznego. Oczekiwana odpowiedz: Tak. Mówię, że są to dwa z 4 najważniejszych praw dotyczących elektromagne- tyzmu, nazywanych prawami Maxwella. Dyktuję notatkę do zeszytu: Temat: Fale elektromagnetyczne. 1. Zmienne pole magnetyczne powoduje powstanie pola elektrycznego. 2. Zmienne pole elektryczne powoduje powstanie pola magnetycznego. Następnie mówię, że zmienne pola elektryczne i magnetyczne rozchodzą się w przestrzeni tworząc fale elektromagnetyczne. 2 Zaznaczam, że fale takie nie potrzebują ośrodka, żeby się rozchodzić, zatem mogą rozchodzić się w próżni. Ich prędkość wynosi wtedy: 300000km. s Mówię także, że długość fali jest odwrotnie proporcjonalna do jej częstości, czyli im dłuższa fala, tym ma mniejszą częstotliwość, za to krótsza, ma więk- szą częstotliwość. Podaję wzór, którym powiązane są długość i częstotliwość fali i zapisuję go na tablicy: c = , gdzie: f - długość fali; f - częstotliwość fali; c - prędkość fal elektromagnetycznych w próżni; Następnie mówię, że według częstotliwości i długości fale elektromagnety- czne zostały ułożone w widmo fal elektromagnetycznych Pokazuję tu przykład widma, który dołączam na końcu tego konspektu. Omawiam poszczególne zakresy widma, zaznaczając że granice są płynne i nie ma sensu dokładne ich zapamiętywanie. Poniżej podaję krótki schemat tego, co mówię o poszczególnych zakresach: 1. Promieniowanie Gamma (ł) - najkrótsze. - wysyłane przez substancje promieniotwór- cze; - bardzo przenikliwe; - niszczy żywe komórki - zastosowanie: leczenie nowotworów (bomby kobal- towe). 2. Promieniowanie Rentgenowskie (X). - pochłaniane w róznym stopniu przez różne substancje - zastosowanie: prześwi- etlanie ciała ludzkiego. 3. Promieniowanie Ultrafioletowe (UV) - dociera ze słońca i jest również wytwarzane w lampach kwarcowych w so- larium; - nie widzimy samego promieniowania, ale widzimy jego skutki; - stymuluje podukcję witaminy D; - zabija bakterie i wirusy - zastosowanie: sterylizacja sal w szpitalach; - nadmierne opalanie powoduje raka skóry! 4. Światło widzialne. - światło, które widzimy; - światło białe można rozszczepić za pomocą pryzmatu; - światło białe rozszczepia się też w kropelce wody - tęcza. Doświadczenie: patrzeć pod słońce na wodę lecącą z węża ogrodowego. 3 5. Promieniowanie podczerwone. - nie widzimy już; - zródło: ciała o wysokiej temperaturze (również człowiek) - zastosowanie: detektor ruchu w systemach alrmowych, wyjaśniam działanie; 6. Mikrofale. - zastosowanie: radary - urządzenia służące do określania położenia obiektu, np. radary na samoloty, radary policyjne; - zastosowanie: podgrzewanie jedzenia w mikrofalówkach, wyjaśniam dzi- ałanie; 7. Fale radiowe ultrakrótkie. - zastosowanie: radio, telewizja, obserwacje astronomiczne; - zastosowanie: telefony komórkowe, wyjaśniam działanie sieci komórkowych. 8. Fale radiowe (krótkie, średnie, długie) - najdłuższe. - zastosowanie: radio; 3 Podsumowanie. Następnie, po omówieniu wszystkich tych zakresów, przechodzę do podyk- towania reszty notatki: 3. Fala elektromagnetyczna to rozchodzące się w przestrzeni zmienne pola elektryczne i magnetyczne. 4. Długość fali związana jest z jej częstotliwością następującym wzorem: c = , gdzie: f - długość fali; f - częstotliwość fali; c - prędkość fal elektromagnetycznych w próżni; 5. Widmo fal elektromagnetycznych - usystematyzowanie fal ze względu na częstotliwość i długość. Zadanie domowe Wklej bądz narysuj w zeszycie widmo fal elektromagnetycznych. Odpowiedz na pytanie: Czy widmo to ma początek lub koniec? 4 Jeżeli zostanie mi czas, pokazuję uczniom następujące doświadczenie: Doświadczenie: Z Pracowni Dydaktyki fizyki przynoszę szczelne siatki i wkładam między nie telefon komórkowy, a następnie proszę jedną z moich koleżanek, aby zadzwoniła do mnie. Telefon nie powinien zadzwonić, a moja koleżanka powina usłyszeć komunikat, że jestem poza zasięgiem. To samo można zrobić ze szczelnym garnkiem. Jeśli doświadczenie się uda, mówię uczniom, że fale radiowe ultrakrótkie są już na tyle długie, że nie przenikają przez oczka siatki. Następnie wykonuje kolejne, podobne doświadczenie, tyle że zamiast komórki używam radia. Mówię uczniom, że fale radiowe nie przenikają przez oczka siatki. Na zajęciach nie udało mi się doświadczenie z komórką, udało się natomiast z radiem. POwiedziałam uczniom, że fale radiowe ultrakrótkie mają taką długość, że przechodzą przez oczka siatki, natomiast fale radiowe, są na tyle długoe, że nie "przecisną się"już przez siatkę. 5