Урок физики "Электромагнитные волны: вред или польза?"

Цель урока: повторить свойства электромагнитных волн, выделить положительные и отрицательные аспекты использования излучений, входящих в шкалу электромагнитных волн.

Используется технология проблемного обучения «Вариант".

Задачи урока:

Обобщить знания по теме «Электромагнитные волны»;

 Показать широту применения и значимость электромагнитных волн в нашей жизни;

Рассмотреть влияние каждого вида излучений на живые организмы и человека

Формировать здоровьесберегающее мышление через рассмотрение проблемного вопроса : «Электромагнитные волны: вред или польза»?

Формировать коммуникативные , познавательные, личностные, регулятивные УУД у учащихся.

План проведения урока:

 Длительность занятия составляет два урока по 45 минут и состоит из четырёх этапов:

Первый этап (30 минут, введение в проблему – обобщающая лекция «Электромагнитные волны. Шкала электромагнитных излучений».

Второй этап (30 минут) - работа с мыслительным инструментом P. M. I. – Плюс, Минус, Интересно.

Третий этап (20 минут) - работа с мыслительным инструментом S&C - Результаты и последствия.

Подведение итогов, домашнее задание (10 минут).

Урок является завершающим в разделе «Электромагнитные волны», проводится по технологии проблемного обучения. Имеет высокую степень обобщения, формирует коммуникативные, познавательные, личностные, регулятивные УУД у учащихся, направлен на формирование здоровьесберегающего мышления.

Необходимое оборудование и материалы для урока - занятия: мультимедийный проектор, интерактивная доска, компьютер, подключенный к сети Интернет.

Ход урока:

1. Организационный момент. Слово учителя: сообщение темы урока, его целей и способов работы.

Учитель: сегодня у нас обобщающий проблемный урок. Основной проблемой занятия является вопрос: электромагнитные волны – это вред или польза?

Цель нашего урока - рассмотреть различные виды электромагнитных излучений, их свойства, значимость и влияние каждого из них на живые организмы. Свет представляет собой ничтожную часть широкого спектра электромагнитных волн – от 4*10 ^{- 7} м до 8*10 ^{- 7} м. При изучении видимого света были открыты другие излучения с необычными свойствами. Шкала электромагнитных излучений включает в себя:

Низкочастотные волны;

Радиоволны;

Инфракрасные волны;

Видимый свет;

Ультрафиолетовые волны;

Рентгеновские лучи;

2. Введение в проблему:

 Давайте заслушаем доклады учащихся по каждому типу волн и систематизируем в виде обобщающей таблицы – смотрите документ.

Учащиеся заранее получают тему сообщения. Каждый вид излучения характеризует ученик: сообщение выполняется в среде Power Point в виде презентации на 6 - 7 слайдов. Остальные заносят краткие сведения в обобщающую таблицу. Примерное содержание докладов:

Низкочастотные колебания:

 λ= 10¹³ - 10⁵ м; ν=3· 10 ^{- 3 -} 3 ·10 ³ Гц;

 источники: реостатный альтернатор, динамомашина, вибраторГерца, генераторы в электрических сетях (50 Гц); машинные генераторы повышенной ( промышленной) частоты, ( 200 Гц) , телефонные сети ( 5000Гц), звуковые генераторы ( микрофоны, громкоговорители).

 Применение кино, радиовещание

 Влияние: низкочастотные электромагнитные поля играют существенную роль в функционировании живой природы: живые организмы эволюционно приспособились к использованию низкочастотных электромагнитных полей для получения информации об изменениях во внешней среде, для информационных связей между организмами и внутри живых организмов. Есть предположение о возможном влиянии полей на сверхнизких частотах в диапазоне 10 ^{- 3} - 10 Гц, близком к важнейшим биологическим ритмам. (Ритмы электрической активности мозга, сердца и других органов по существу находятся в том же интервале частот).

Радиоволны: получают с помощью колебательных контуров и макроскопических вибраторов

λ=10 ^{- 3} – 10³ м

ν= 10^{5 -} 10¹¹Гц

Свойства: радиоволны различны частот по - разному поглощаются и отражаются средами, проявляют свойства дифракции и интерференции.

Применение: радиосвязь, телевидение, радиолокация.

Инфракрасное излучение: дают все тела при любой температуре, человек излучает λ=9*10 ^{- 6}м; излучаются атомами и молекулами вещества.

λ=8*10 ^{- 7} – 2*10 ^{- 3} м

ν= 3*10^{11 -} 4*10¹⁴Гц

Свойства: проходит через некоторые непрозрачные тела, сквозь дождь, дымку, снег, невидимо, поглощается веществом и вызывает его нагревание, действует на фотопластинку, обладает свойством дифракции, интерференции.

Применение: получают инфракрасное изображение в темноте, в приборах ночного видения. Широко применяется в криминалистике, в медицине, для сушки в различных отраслях промышленности и в быту.

Весь материал - смотрите документ.

Сценарий урока «Электромагнитные волны: вред или польза»

Автор: Скирневская Ольга Геннадьевна

Полное название образовательного учреждения: Муниципальное автономное образовательное учреждение средняя общеобразовательная школа с. Александровское Томской области Александровского района.

Предмет: физика

Класс: 11

Тема урока: Электромагнитные волны: вред или польза.

Цель урока: повторить свойства электромагнитных волн, выделить положительные и отрицательные аспекты использования излучений, входящих в шкалу электромагнитных волн.

Используется технология проблемного обучения «Вариант".

Задачи урока:

1. Обобщить знания по теме «Электромагнитные волны»;

2. Показать широту применения и значимость электромагнитных волн в нашей жизни;

3. Рассмотреть влияние каждого вида излучений на живые организмы и человека

4. Формировать здоровьесберегающее мышление через рассмотрение проблемного вопроса : «Электромагнитные волны: вред или польза»?

5. Формировать коммуникативные ,познавательные, личностные, регулятивные УУД у учащихся.

6. План проведения урока:

Длительность занятия составляет два урока по 45 минут и состоит из четырёх этапов:
• Первый этап (30 минут, введение в проблему – обобщающая лекция «Электромагнитные волны. Шкала электромагнитных излучений».
• Второй этап (30 минут) - работа с мыслительным инструментом P.M.I. – Плюс, Минус, Интересно.
• Третий этап (20 минут) - работа с мыслительным инструментом S&C- Результаты и последствия.
• Подведение итогов, домашнее задание (10 минут). 
Урок является завершающим в разделе «Электромагнитные волны», проводится по технологии проблемного обучения. Имеет высокую степень обобщения, формирует коммуникативные, познавательные, личностные, регулятивные УУД у учащихся, направлен на формирование здоровьесберегающего мышления.

Необходимое оборудование и материалы для урока-занятия: мультимедийный проектор, интерактивная доска, компьютер, подключенный к сети Интернет.

Ход урока:

1. Организационный момент. Слово учителя: сообщение темы урока, его целей и способов работы.

Учитель: сегодня у нас обобщающий проблемный урок. Основной проблемой занятия является вопрос: электромагнитные волны – это вред или польза?

• Цель нашего урока - рассмотреть различные виды электромагнитных излучений, их свойства, значимость и влияние каждого из них на живые организмы. Свет представляет собой ничтожную часть широкого спектра электромагнитных волн – от 4*10^-7 м до 8*10^-7 м. При изучении видимого света были открыты другие излучения с необычными свойствами. Шкала электромагнитных излучений включает в себя:

• Низкочастотные волны;

• Радиоволны;

• Инфракрасные волны;

• Видимый свет;

• Ультрафиолетовые волны;

• Рентгеновские лучи;

1. Введение в проблему:

Давайте заслушаем доклады учащихся по каждому типу волн и систематизируем в виде обобщающей таблицы:

Учащиеся заранее получают тему сообщения. Каждый вид излучения характеризует ученик: сообщение выполняется в среде Power Point в виде презентации на 6-7 слайдов. Остальные заносят краткие сведения в обобщающую таблицу. Примерное содержание докладов:

• Низкочастотные колебания:

λ= 10¹³  -  10⁵ м; ν=3· 10 ^-3  - 3  ·10 ³ Гц;

источники: реостатный альтернатор, динамомашина, вибраторГерца, генераторы в электрических сетях (50 Гц); машинные генераторы повышенной ( промышленной) частоты, ( 200 Гц) ,телефонные сети ( 5000Гц), звуковые генераторы ( микрофоны, громкоговорители).

Применение кино, радиовещание

Влияние: низкочастотные электромагнитные поля играют существенную роль в функционировании живой природы: живые организмы эволюционно приспособились к использованию низкочастотных электромагнитных полей для получения информации об изменениях во внешней среде, для информационных связей между организмами и внутри живых организмов. Есть предположение о возможном влиянии полей на сверхнизких частотах в диапазоне 10^-3-10 Гц, близком к важнейшим биологическим ритмам. (Ритмы электрической активности мозга, сердца и других органов по существу находятся в том же интервале частот).

• Радиоволны: получают с помощью колебательных контуров и макроскопических вибраторов

λ=10^-3 – 10³ м

ν= 10⁵ - 10¹¹Гц

Свойства: радиоволны различны частот по-разному поглощаются и отражаются средами, проявляют свойства дифракции и интерференции.

Применение: радиосвязь, телевидение, радиолокация.

• Инфракрасное излучение: дают все тела при любой температуре, человек излучает λ=9*10^-6м; излучаются атомами и молекулами вещества.

λ=8*10^-7 – 2*10^-3 м

ν= 3*10¹¹ - 4*10¹⁴Гц

Свойства: проходит через некоторые непрозрачные тела, сквозь дождь, дымку, снег, невидимо, поглощается веществом и вызывает его нагревание, действует на фотопластинку, обладает свойством дифракции, интерференции.

Применение: получают инфракрасное изображение в темноте, в приборах ночного видения. Широко применяется в криминалистике, в медицине, для сушки в различных отраслях промышленности и в быту.

• Видимое излучение: часть электромагнитного излучения, воспринимаемое глазом (КОЖЗГСФ)

λ=8*10^-7 – 4*10^-7 м

ν= 4*10¹⁴ - 8*10¹⁴Гц

свойства: отражение, преломление, способно к дисперсии, интерференции, дифракции, воздействует на сетчатку глаза.

• Ультрафиолетовое излучение: Излучается телами с температурой выше 1000˚С, кварцевой лампой, светящимися парами ртути.

λ=10^-8 – 4*10^-7 м

ν= 8*10¹⁴ - 3*10¹⁵Гц

Свойства: высокая химическая активность, не действует на сетчатку глаза, большая проникающая способность, оказывает бактерицидное действие, вызывает загар, выработку витамина D₃, в больших дозах отрицательно действует на зрение, вызывает аномалии в развитии клеток и обмене веществ.

Применение: медицина, промышленность.

• Рентгеновское излучение: образуется при торможении быстрых электронов

Свойства: высокая проникающая способность, интерференция, дифракция.

Применение: в медицине (диагностика), промышленности (дефектоскопия).

• γ-излучение: при ядерных реакциях

λ3,3*10 ^-11 м

ν3*10 ²⁰Гц

Свойства: огромная проникающая способность, сильное биологическое воздействие.

Применение: в медицине (лечение раковых заболеваний), в производстве (γ-дефектоскопия), в криминалистике.

Обобщающее слово учителя: 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. Непрерывный индустриальный прогресс и стремительное развитие  науки в современную эпоху ведут к широкому использованию различных домашних электроприборов и электронного оборудования.  Это создаёт людям огромные удобства в работе, учёбе и повседневной жизни, и, одновременно, наносит скрытый вред их здоровью. 
  Наукой доказано, что вся бытовая электроника в процессе применения в разной степени генерирует электромагнитные волны разной частоты. Электромагнитные волны не имеют цвета, запаха, невидимы, неосязаемы, но при этом обладают большой проникающей силой, так, что человек беззащитен перед ними. Они уже стали новым источником загрязнения окружающей среды, исподволь подтачивая человеческий организм, отрицательно воздействуют на здоровье человека,  вызывая различные заболевания. 
Электронное излучение уже стало новым экологическим бедствием общемирового масштаба. 

1. Постановка проблемы.

Учитель: мы только что убедились, насколько широко применяется весь спектр электромагнитных излучений в нашей жизни: в медицине, промышленности, криминалистике, в быту. А теперь давайте постараемся ответить на проблемный вопрос : электромагнитные волны – это вред или польза?

Класс делится на четыре подгруппы по 6 – 7 человек в каждой.
На занятии проводится работа с мыслительным инструментом P.M.I. – Плюс. Минус. Интересно.

Работая в группе, подумайте и ответьте, какие положительные и отрицательные моменты использования альтернативных источников энергии? Что бы вы выделили в отдельный раздел - "интересно"?
Анализ выполняем по всем видам электромагнитных излучений, время работы в группе – 15 минут. На интерактивной доске – таблица:

Предполагаемые ответы по выделению минусов - Отрицательные моменты:
• Генная мутация, за счёт которой возрастает вероятность возникновения онкологических заболеваний.
• Нарушения нормальной электрофизиологии человеческого организма,  что вызывает головные боли, бессонницу, тахикардию.
• Повреждения глаз, вызывающие различные офтальмологические заболевания, в тяжёлых случаях – вплоть до полной потери зрения.
• Видоизменение сигналов, подаваемых гормонами околощитовидных желёз на мембранах клеток, торможение роста костного материала у детей.
• Нарушение трансмембранного потока ионов кальция, что препятствует нормальному развитию организма у детей и подростков.
• Накопительный эффект, который возникает при многократном вредоносном воздействии излучения, в конечном счёте приводит к необратимым негативным изменениям.

Предполагаемые ответы по выделению плюсов - Положительные моменты:

• В электротехнике.

• Сотовая связь, беспроводный интернет,

• Радио, телевидение, пульты управления,

• СВЧ-печи,

• Радары и т. п.,

• Инфракрасные приборы ночного видения, 

• Ультрафиолетовые детекторы фальшивых купюр,

• Рентгеновские аппараты в медицине, 

• Гамма-телескопы на космических обсерваториях,

• Термическая обработка, сушка, нагрев,

• В радиосвязи,

• В медицине, физиотерапии, магнитотерапии, стоматологии,

• Спектральный анализ в криминалистике и науке,

• Дефектоскопия в промышленности.

На обсуждение командам выделяется 15 минут и бланки, где капитан записывает предложения своей группы. По окончании капитаны каждой команды выходят к интерактивной доске. Далее проходят три последовательных раунда: плюс, минус, интересно. Капитаны на каждом раунде по очереди называют свои варианты ответов. Все неповторяющиеся варианты ответов записываются на доске, и за каждый уникальный ответ команда получает «золотой жетон». На этот этап (все три раунда) выделяется 3 минуты. При проведении и этапа обсуждения, и этапа выдачи ответов в классе команды работают оперативно и слаженно. В случае если будет шумно, команды и капитаны будут задерживаться с ответами, могут применяться штрафные санкции: команде будут выдаваться «штрафные жетоны» за каждое нарушение правил.
Третий этап проходит в таком же временном режиме. На данном этапе подгруппы работают с мыслительным инструментом S&C - Результаты и последствия. Этап делится на две части: вначале подгруппы обсуждают немедленные, среднесрочные, долгосрочные последствия, затем выходят капитаны и по очереди зачитывают все варианты, предложенные группой. Ответы также записываются на интерактивной доске, за каждый уникальный ответ выдается «золотой жетон».
На последнем, заключительном этапе, команды подсчитывают количество «золотых» и «штрафных» жетонов, находят разницу между ними, побеждает команда, у которой в остатке больше всего жетонов. 
Затем учащиеся получают домашнее задание: найти информацию о способах защиты от воздействия низкочастотных электромагнитных полей в быту, изучить опыт зарубежных стран.
4. Заключительный этап.

Учитель: Непрерывный индустриальный прогресс и стремительное развитие  науки в современную эпоху ведут к широкому использованию различных домашних электроприборов и электронного оборудования.  Это создаёт людям огромные удобства в работе, учёбе и повседневной жизни, и, одновременно, наносит скрытый вред их здоровью. 
  Наукой доказано, что вся бытовая электроника в процессе применения в разной степени генерирует электромагнитные волны разной частоты. Электромагнитные волны не имеют цвета, запаха, невидимы, неосязаемы, но при этом обладают большой проникающей силой, так, что человек беззащитен перед ними. Они уже стали новым источником загрязнения окружающей среды, исподволь подтачивая человеческий организм, отрицательно воздействуют на здоровье человека,  вызывая различные заболевания. 
Электронное излучение уже стало новым экологическим бедствием общемирового масштаба. 

Список использованной литературы и Интернет-ресурсов:

1. Г.Я.Мякишев, Б.Б. Буховцев «Физика 11класс», М.,Просвещение,2013г.,

2. http://ru.wikipedia.org/wiki/,

3. Диск «Уроки физики Кирилла и Мефодия. 11 класс», «Кирилл и Мефодий», 2006.