Мультимедийная презентация по теме 3.27 Спектральный анализ. Инфракрасное, ультрафиолетовое, рентгеновское излучение.

ГАПОУ НСО «Барабинский медицинский колледж»

Тема:

«Спектральный анализ. Инфракрасное, ультрафиолетовое, рентгеновское излучение»

Преподаватель: Вашурина Т. В. Барабинск, 2019

Цели учебного занятия:

• Учебные цели: сформировать представления о роли и месте физики в современной научной картине мира; понимание физической сущности наблюдаемых во Вселенной явлений через изучение понятий спектральный анализ, ИК, УФ и рентгеновское излучение, их применение в медицине; способствовать формированию умения владеть основополагающими физическими понятиями, уверенно пользоваться физической терминологией и символикой. Способствовать формированию умения организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения упражнений (ОК 2).

ФРОНТАЛЬНЫЙ ОПРОС ВИДЫ ИЗЛУЧЕНИЙ. ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ.

ФРОНТАЛЬНЫЙ ОПРОС ВИДЫ ИЗЛУЧЕНИЙ. КАТОДОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ. ХЕМИЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ.  

ФРОНТАЛЬНЫЙ ОПРОС ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ.

ФРОНТАЛЬНЫЙ ОПРОС СПЕКТРЫ И СПЕКТРАЛЬНЫЕ АППАРАТЫ. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ В СПЕКТРЕ. 

ФРОНТАЛЬНЫЙ ОПРОС СПЕКТРАЛЬНЫЕ АППАРАТЫ. ВИДЫ СПЕКТРОВ.

ФРОНТАЛЬНЫЙ ОПРОС НЕПРЕРЫВНЫЕ (ИЛИ СПЛОШНЫЕ) СПЕКТРЫ. ЛИНЕЙЧАТЫЕ СПЕКТРЫ. ПОЛОСАТЫЕ СПЕКТРЫ. СПЕКТРЫ ПОГЛОЩЕНИЯ.

Тема:

« Спектральный анализ. Инфракрасное, ультрафиолетовое, рентгеновское излучение »

Спектральный анализ

Спектральный анализ – метод определения химического состава вещества по его спектру. Разработан в 1859 году немецкими учеными Г. Р. Кирхгофом и Р. В. Бунзеным.

Густав Роберт Кирхгоф

1824 - 1887

Роберт Вильгельм Бунзен

1811 - 1899

Длины волн (или частоты) линейчатого спектра какого-либо вещества зависят только от свойств атомов этого вещества, но совершенно не зависят от способа возбуждения свечения атомов.

Можно обнаружить данный элемент в составе сложного вещества, даже если масса вещества меньше 10 -10 г.

Атомы каждого химического элемента имеют строго определённые резонансные частоты, в результате чего именно на этих частотах они излучают или поглощают свет.

Это приводит к тому, что в спектроскопе на спектрах видны линии (тёмные или светлые) в определённых местах, характерных для каждого вещества. Интенсивность линий зависит от количества вещества и его состояния.

Применение спектрального анализа

• Открываются новые элементы: рубидий, цезий и др;
• Узнали химический состав Солнца и звезд;
• Определяют химический состав руд и минералов;
• Метод контроля состава вещества в металлургии, машиностроении, атомной индустрии.

Состав сложных смесей анализируется по их молекулярным спектрам.

ИНФРАКРАСНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

- не видимое глазом электромагнитное излучение в пределах длин волн от 1-2 мм до 0,74 мкм ( или частотный диапазон ).

Уильям Гершель

(1738-1822)

основоположник звездной астрономии

ИСТОЧНИК ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

источником ИК-излучения являются колебание и вращение молекул вещества, поэтому инфракрасные эмв излучают нагретые тела, молекулы которых движутся особенно интенсивно.

- примерно 50% энергии Солнца излучается в инфракрасном диапазоне;

- человек создает ИК-излучение в диапазоне от 5 до 10 мкм(эту длину волны улавливают змеи, имеющие приемник теплового излучения и охотящиеся по ночам).

ПРИМЕНЕНИЕ ИК-ИЗЛУЧЕНИЯ

Приборы ночного

и теплового видения

лишь немного

Превосходят по своим

размерам обычные

подзорные трубы и

бинокли, хотя при

этом наделяют нас

поистине

сверхъестественными

способностями —

видеть невидимое!

ПРИМЕНЕНИЕ ИК-ИЗЛУЧЕНИЯ

Цветные инфракрасные

фотографии,

сделанные с самолета,

позволяют узнать

что растет

на вспаханном поле

и хорошо ли

полита водой

плодородная земля.

ПРИМЕНЕНИЕ ИК-ИЗЛУЧЕНИЯ

Тепловизор откликается не на отраженные, а на испускаемые телами и предметами инфракрасные лучи, улавливая разницу температур в доли градуса различных участков поверхности, например человеческого лица или работающего трансформатора.

УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

- коротковолновое электромагнитное излучение (400-10 нм), на долю которого приходится около 9% всей энергии излучения Солнца. Ультрафиолетовое излучение Солнца ионизирует газы верхних слоев земной атмосферы, что приводит к образованию ионосферы, которое полностью поглощается в земной атмосфере и доступно для наблюдения лишь со спутников и ракет. Главный вклад в ультрафиолетовое излучение космическое дают горячие звезды.

ВОЛЛАСТОН Уильям Хайд (1766-1828), английский ученый. Открыл (1801) независимо от И. Риттера ультрафиолетовое излучение.

УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

- человеческий глаз не видит УФ-излучение, т.к. роговая оболочка глаза и глазная линза поглощают ультрафиолет. Однако люди, у которых удалена глазная линза при снятии катаракты, могут видеть УФ-излучение в диапазоне длин волн 300-350 нм;

- УФ-излучение видят некоторые животные (голубь ориентируется по солнцу даже в пасмурную погоду);

- вызывает загар кожи;

- практически не пропускает УФ-лучи оконное стекло, т.к. его поглощает оксид железа, входящий в состав стекла. По этой причине даже в жаркий солнечный день нельзя загореть в комнате при закрытом окне;

УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

- в малых дозах УФ-излучение оказывает благотворное влияние на организм человека, активизируя синтез витамина Д, недостаток которого в организме детей раннего возраста приводит к РАХИТУ, характеризующегося расстройством обмена веществ, нарушением костеобразования, функций нервной системы и внутренних органов;

- большая доза УФ-облучения может вызвать ожоги кожи и раковые новообразования (в 80% случаев излечимые); чрезмерное УФ-облучение ослабляет иммунную систему организма, способствуя развитию некоторых заболеваний.

ПРИМЕНЕНИЕ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

• Бактерицидное действие (медицина);
• Реставрация картин (обнаружение дефектов и царапин);
• Определение количества водорода в межзвездном пространстве и в составе далеких галактик и звезд (астрономия).

РЕНТГЕНОВСКОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

- не видимое глазом электромагнитное излучение с длиной волны 10 -5 — 10 2 нм. Проникают через некоторые непрозрачные для видимого света материалы. Испускаются при торможении быстрых электронов в веществе (непрерывный спектр) и при переходах электронов с внешних электронных оболочек атома на внутренние (линейчатый спектр).

Источники — рентгеновская трубка, некоторые радиоактивные изотопы, ускорители и накопители электронов (синхротронное излучение). К галактическим источникам относятся преимущественно нейтронные звезды и, возможно, черные дыры, шаровые звездные скопления, к внегалактическим источникам — квазары, отдельные галактики и их скопления.

Приемники — фотопленка, люминесцентные экраны, детекторы ядерных излучений.

Крупнейший немецкий физик-экспериментатор. Открыл (1895) рентгеновские лучи, исследовал их свойства. Труды по пьезо- и пироэлектрическим свойствам кристаллов, магнетизму. Первый лауреат Нобелевской премии по физике.

Рентген Вильгельм

Конрад (1845-1923)

РЕНТГЕНОВСКОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

Первый в мире рентгеновский снимок, запечатлевший кисть руки жены Рентгена с обручальным кольцом.

ПРИМЕНЕНИЕ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Врачи хотели с помощью рентгеновских лучей узнать как можно больше о недугах своих пациентов. Вскоре они смогли судить не только о переломах костей, но и об особенностях строения желудка, о расположении язв и опухолей. Обычно желудок прозрачен для рентгеновских лучей, и немецкий ученый Ридер предложил кормить больных перед фотографированием... кашей из сернокислого бария. Сернокислый барий безвреден для организма и значительно менее прозрачен для рентгеновских лучей, чем мускулы или внутренние ткани. На снимках стали видны любые сужения или расширения пищеварительных органов человека.

В кровь больных

вводят вещества,

активно поглощающие

рентгеновские лучи.

И врач видит на экране

рентгеновского

аппарата места

закупорки и расширения сосудов .

ПРИМЕНЕНИЕ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

РЕНТГЕНОГРАФИЯ МАТЕРИАЛОВ, область материаловедения, основана на рентгеновских методах изучения структур материалов. В рентгенографии материалов исследуют кристаллическую структуру, фазовый состав и его изменения, состояние деформированных или подвергнутых другому воздействию материалов.

ПРИМЕНЕНИЕ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

РЕНТГЕНОДЕФЕКТОСКОПИЯ, основана на поглощении рентгеновских лучей, проходящих через контролируемый материал. Применяют в основном для выявления раковин, грубых трещин, ликвационных включений в литых и сварных изделиях.

ПРИМЕНЕНИЕ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

На рентгеновской фотографии, сделанной с борта орбитальной космической станции. Видна излучающая рентгеновские лучи серебристая солнечная корона на фоне непривычно темного Солнца.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ

Разноуровневые самостоятельные и контрольные работы А. Кирик стр. 109 начальный уровень вариант №6 №1-3, средний уровень вариант №1, №1-6.

ВОПРОСЫ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ:

В чем заключается природа спектрального анализа?

Какие виды спектрального анализа вам известны?

ВОПРОСЫ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ:

Каково значение спектроскопии для науки?

В чем заключается значение спектроскопии в астрофизике?

ВОПРОСЫ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ:

Что называют инфракрасным излучением?

Какие источники инфракрасного излучения вам известны? 

ВОПРОСЫ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ:

Кто открыл рентгеновское излучение?

Какова причина возникновения излучения?

ВОПРОСЫ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ:

Что называют спектральной плотностью потока излучения?

Какие виды спектров вам известны?

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА

Время выполнения: 5 минут

Критерии оценки:

• за 3 правильных ответа – «3» балла;
• за 4 правильных ответа – «4» балла;
• за 5 правильных ответов – «5» баллов.

ВЗАИМОПРОВЕРКА КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ: ЗА 3 ПРАВИЛЬНЫХ ОТВЕТА – «3» БАЛЛА; ЗА 4 ПРАВИЛЬНЫХ ОТВЕТА – «4» БАЛЛА; ЗА 5 ПРАВИЛЬНЫХ ОТВЕТОВ – «5» БАЛЛОВ.

Номер задания

Ответы

1

2

Б

3

А

4

А

А

5

В

ЗАДАНИЕ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ВНЕАУДИТОРНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ

Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев, Н. Н. Соцкий, Физика. 11 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений (с приложением на электронном носителе). Базовый и профильный уровни - М.: Просвещение, 2011 г. , с. 244 - 254, параграфы 83-86 прочитать, конспект выучить. Подготовить сообщение по теме: «УФ-излучение на службе медицины», «В. Рентген и его открытие» и др. (по желанию студента).

Критерии оценки:

• студент выучил конспект – «3» балла;
• студент прочитал параграфы и выучил конспект, не ответил на дополнительный вопрос по теме – «4» балла;
• студент выучил конспект, владеет информацией из учебника, ответил на дополнительный вопрос по теме – «5» баллов.
• Студент подготовил сообщение, соответствующий требованиям, ответил на дополнительный вопрос - «5» баллов.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

  СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Наука [Электронный ресурс]/ Light - fizika // Режим доступа

http://light-fizika.ru/index.php/11-klass?layout=edit&id=185

Спектральный анализ [Электронный ресурс]/ L ektsii. // Режим доступа https://www.13min.ru/nauka/spektralnyj-analiz-vidy-spektralnogo-analiza/

Теория относительности [Электронный ресурс]/ Naked - science // Режим доступа https://naked-science.ru/article/nakedscience/einsteins-special-relativity

Тест «Инфракрасное и ультрафиолетовое излучение»[Электронный ресурс]/ U chitelya // Режим доступа http://uchitelya.com/fizika/60751-test-infrakrasnoe-i-ultrafioletovoe-izluchenie-11-klass.html