Пособие по теме Электромагнитные волны

ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ «КУПИНСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ ТЕХНИКУМ»

МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Для самостоятельной работы студентов

По дисциплине: ФИЗИКА

Тема: «ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ»

Специальность: 34.02.01 Сестринское дело Курс: 1

(базовой подготовки)

Купино

2017

Рассмотрено на заседании предметной цикловой

Методической комиссии по общеобразовательным дисциплинам,

общему гуманитарному и социально-экономическому, математическому и

естественно-научному циклу

Протокол № _____ от «_____» _________20____г.

Председатель ПЦМК: _____________

Автор – составитель: преподаватель математики высшей категории Тюменцева О.Н.

Купино

2017 г

Пояснительная записка к методическому пособию

Методическое пособие предназначено для повторения теоретических и практических знаний по теме.

Цель пособия – повторить понятия: электромагнитных волн, их свойств, воздействий на здоровье человека и подготовиться к занятию по теме «Электромагнитные волны».

Данное пособие рекомендовано для студентов первого курса специальности 34.02.01 Сестринское дело. Пособие содержит определения основных понятий по теме электромагнитные волны, историю открытия теории электромагнитных волн, тест для самоконтроля и ключи к тесту.

Пособие направлено на формирование навыков самостоятельной работы с учебным материалом, формирование навыков решения задач, формирование и развитие творческого потенциала, повышение интереса к дисциплине.

Электромагнитные волны

Важность данной темы обусловлена тем, что вся наша современная жизнь связана с телевиденьем, радиовещанием и мобильной связью. Поэтому стоить подчеркнуть, что все это осуществляется за счет электромагнитных волн.

Как вам уже известно, волной называют распространяющееся в пространстве возмущение, то есть, если где-то какое-то возмущение произошло, и оно распространяется во все стороны, то мы можем говорить, что распространение этого возмущения это и есть не что иное, как волновое явление.

Электромагнитные волны — это такие электромагнитные колебания, которые распространяются в пространстве с конечной скоростью, которая зависит от свойства среды. Иными словами можно сказать, что электромагнитной волной называют распространяющееся в пространстве электромагнитное поле или электромагнитное возмущение.

Теорию электромагнитных волн электромагнитного поля впервые создал английский ученый Джеймс Максвелл. Самое интересное и любопытное в этой работе заключается в том, что оказывается электрические и магнитные поля, как вы знаете, и так как было доказано, что они существуют вместе. Но оказывается, они могут существовать и совершенно в отсутствии какого-либо вещества. Вот это очень важное заключение и было сделано в работах Джеймса Клерка Максвелла.

Оказывается, электромагнитное поле может существовать даже там, где отсутствует какое-либо вещество. Вот мы с вами говорили, что звуковые волны присутствуют лишь только там, где есть среда. То есть, колебания, происходящие с частицами, имеют способность передаваться лишь там, где находятся частицы, которые обладают способностью передавать это возмущение.

А вот, что касается электромагнитного поля, то оно может существовать там, где нет вещества, и отсутствуют какие-либо частицы. И так, электромагнитное поле существует в вакууме, значит, из этого следует, что если мы создадим определенные условия и сможем, как бы создать общее электромагнитное возмущение в пространстве, то соответственно это возмущение имеет способность распространяться по всем направлениям. И именно это будет у нас электромагнитная волна.

Первый человек, который смог произвести излучение электромагнитной волны, и прием электромагнитной волны - это был немецкий ученый Генрих Герц. Ему первому удалось создать такую установку по излучению и по приему электромагнитной волны.

Первое, что мы должны здесь сказать, что для излучения электромагнитной волны нам требуется, конечно же, достаточно быстро движущийся электрический заряд. Мы должны создать такое устройство, где будет очень быстро движущийся или ускоренно движущийся электрический заряд.

Генрих Герц, с помощью своих опытов доказал, что для получения мощной и достаточно ощутимой электромагнитной волны, движущийся электрический заряд должен свое колебание осуществлять с очень высокой частотой, то есть порядка нескольких десятков тысяч герц. Также следует подчеркнуть, что если такое колебание происходит у заряда, то вокруг него будет генерироваться переменное электромагнитное поле и распространяться во все стороны. То есть, это и будет электромагнитная волна.

Свойства электромагнитных волн

Еще необходимо отметить тот факт, что электромагнитная волна, конечно же, обладает определенными свойствами и вот об этих свойствах как раз, и было совершенно точно указано в работах Максвелла.

Следует также отметить, что свойства электромагнитных волн имеют определенные различия, а также очень сильно зависят от ее длины. В зависимости от свойств и длинны волн электромагнитные волны делятся на диапазоны. Они имеют довольно таки условную шкалу, так как соседние диапазоны имеют свойства накладываться друг на друга.

Не лишним будет знать и то, что некоторые области обладают общими свойствами. К таким свойствам относятся:

• способность проникновения;
• высокая скорость распространения в веществе;
• влияние на человеческий организм, как положительное, так и отрицательное и т.д.

К разновидностям электромагнитных волн можно отнести, как радиоволны, ультрафиолетовый и инфракрасный диапазоны, видимый свет, а также рентгеновское, гамма-излучение и другие.

А теперь давайте внимательно рассмотрит приведенную внизу таблицу, и подробнее изучим, как можно классифицировать электромагнитные волны, какие бывают виды излучений, источники излучения, а также их частоту:

Интересные факты об электромагнитных волнах

Наверное, ни для кого не будет секретом тот факт, что пространство, которое нас окружает, пронизано электромагнитным излучением. Такое излучение связано не только с телефонными и радиоантеннами, но и окружающими нас телами, Землей, Солнцем и звездами. В зависимости от частоты колебаний электромагнитные волны могут иметь различные названия, но суть их сходна. К таким электромагнитным волнам можно отнести, как радиоволны, так и инфракрасное излучение, и видимый свет, и рентгеновские лучи, а так же лучи биополя.

Такой безграничный источник энергии, как электромагнитное поле является причиной появления колебания электрических зарядов атомов и молекул. Из этого следует, что колеблясь, заряд движется с ускорением и при этом излучает электромагнитные волны.

Воздействие электромагнитных волн на здоровье человека

Уже много лет ученные обеспокоены проблемой влияния электромагнитных полей на здоровье человека, животных и растений и поэтому много времени посвящают исследованиям и изучению этой проблемы.

Наверное, каждый из вас бывал в клубах и обращал внимание на то, что под действием ультрафиолетовых ламп светлая одежда начинала светиться. Такой вид излучения не представляет опасности для живых организмов.

А вот посещая солярий или используя в медицинских целях ультрафиолетовые лампы, необходимо использовать защиту для глаз, так как такое воздействие может вызывать кратковременную потерю зрения.

Так же при использовании ультрафиолетовых бактерицидных ламп, которые применяют для обеззараживания помещений, необходимо быть крайне осторожными и при их применении необходимо покинуть помещение, так как они отрицательно влияют на кожу человека, а также на растения, вызывая, ожег листьев.

Но кроме окружающих нас источников излучения и различных приборов, организм человека также имеет свои электрические и магнитные поля. Но также следует знать, что в человеческом организме на протяжении его жизни электромагнитные поля имеют свойство постоянно меняться.

Чтобы определить электромагнитное поле человека используют такой точный прибор, как энцефалограф. С помощью этого прибора можно с высокой точностью измерить электромагнитное поле человека и определить его активность в коре головного мозга. Благодаря появлению такого прибора, как энцефалограф, появилась возможность для диагностики различные заболевания даже на ранней стадии.

Тест по теме Электромагнитные волны

Тест №4 «Электромагнитные волны» (11 класс)

1. Рассмотрим два случая движения электрона:

1) электрон равномерно движется по окружности;

2) электрон совершает колебательные движения.

В каких случаях происходит излучение электромаг­нитных волн?

А. Только в 1-м случае. Б. Только во 2-м случае. В. В обоих случаях.

2. Радиопередатчик излучает электромагнитные волны с частотой ν. Как следует изменить емкость колебательно­го контура радиопередатчика, чтобы он излучал электро­магнитные волны с частотой ν/2?

А. Увеличить в 2 раза. Б. Уменьшить в 2 раза. В. Увеличить в 4 раза.

3. Колебательный контур радиоприемника настроен на длину волны 50 м. Как нужно изменить индуктивность катушки колебательного контура радиоприемника, что­бы он был настроен на большую в 2 раза частоту излуче­ния?

А. Увеличить в 4 раза.

Б. Уменьшить в 4 раза.

В. Увеличить в 2 раза.

4. Какова длина электромагнитной волны, если радио­станция ведет передачу на частоте 75 МГц?

А. 4м. Б. 8м. В. 1 м.

5. Чему равно отношение интенсивностей электромаг­нитных волн при одинаковой амплитуде напряженности электрического поля в волне, если частоты колебаний

ν₁ = 1 МГц и ν ₂ = 10 МГц?

А. 10. Б. 10 ^-4. В. 10⁴.

6. Рассмотрим два случая движения электрона:

1) электрон движется равномерно и прямолинейно;

2) электрон движется равноускорено и прямолинейно. В каких случаях происходит излучение электромаг­нитных волн?

А. Только в 1-м случае. Б. Только во 2-м случае. В. В обоих случаях.

7. Радиопередатчик излучает электромагнитные волны с частотой ν . Как следует изменить емкость колебательного контура радиопередатчика, чтобы он излучал электромагнитные волны с частотой 2 ν?

А. Увеличить в 2 раза.

Б. Уменьшить в 4 раза.

В. Увеличить в 4 раза.

8. Колебательный контур радиоприемника настроен на длину волны 25 м. Как нужно изменить индуктивность катушки колебательного контура радиоприемника, что­бы он был настроен на меньшую в 2 раза частоту излуче­ния?

А. Увеличить в 4 раза. Б. Уменьшить в 4 раза. В. Увеличить в 2 раза.

9. В радиоприемнике один из коротковолновых диапа­зонов может принимать передачи, длина волны которых 24—26 м. Каков частотный диапазон?

А. 1,5—2,5 МГц.

Б. 8—10 МГц.

В. 11,5—12,5 МГц.

10. Как изменится интенсивность электромагнитной вол­ны при увеличении расстояния до источника в 2 раза?

А. Уменьшится в 4 раза.

Б. Увеличится в 4 раза.

В. Увеличится в 2 раза.

Ответы к тесту Электромагнитные волны

Литература

1. Мякишева Г.Я., Быховцов Б.Б., Сотский Н.Н. Физика. 10-11 класс (базовый и профильный уровни)  М.: Просвещение, 20012 г 

2. Яремкевич А.П. Физика. Задачник 10-11 класс. - М.: Дрофа, 2005 г. 

Интернет-ресурсы

1. http://vschool.km.ru - Виртуальный репетитор по физике.

2. http://archive.1september.ru - Газета “1 сентября”: материалы по физике. Подборка публикаций по преподаванию физики в школе. Архив с 1997 г.

3. http://experiment.edu.ru - Физика: коллекция опытов

4. http://www.gomulina.orc.ru - Физика и астрономия: виртуальный методический кабинет.