Презентация по физике на тему "Электромагнитные волны. Характеристики, свойства и интересные факты" (9 класс)

Слайд #1

Электромагнитные волны – суть явления,
характеристика, интересные факты

Слайд #2

Электромагнитные волны были предсказаны теоретически великим английским физиком Джеймсом Кларком Максвеллом (вероятно, впервые в 1862 году в работе «О физических силовых линиях», хотя подробное описание теории вышло в 1867 году). Он прилежно и с огромным уважением пытался перевести на строгий математический язык немного наивные картинки Майкла Фарадея, описывающие электрические и магнитные явления, а также результаты других ученых. 
Научная база обогатилась и в результате опытов Генриха Герца, который через 20 лет (1886–89) в серии экспериментов продемонстрировал генерацию и прием электромагнитных волн. Герц не только получил правильный результат, но страстно и бескомпромиссно защищал взгляды Максвелла. Причем не ограничился экспериментальным доказательством существование электромагнитных волн, но и исследовал их основные свойства, показав полную тождественность электромагнитных волн со светом.
ПЕРВООТКРЫВАТЕЛИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН

Слайд #3

Волна - это распространение колебаний в пространстве. Волны бывают механическими и электромагнитными. Механические волны мы можем почувствовать физически, потому что они распространяются в упругой среде. Электромагнитные мы потрогать не можем.  Для понимания приведем пример: мы стоим безопасном расстоянии у железнодорожных путей. Рано или поздно мы услышим приближение поезда и отойдем еще дальше. Наше сознание примет факт приближающегося поезда как только до уха дойдет звуковая волна со скоростью 𝑣 = 330 м/с.  
Если приложить ухо к рельсу, то это произойдет значительно быстрее, потому что скорость звука в твердом теле больше, чем в воздухе. Кстати, под водой скорость звука больше, чем в воздухе, но меньше, чем в твердых телах. Звук можно почувствовать и на ощупь, если включить Алису на полную громкость и приложить палец к колонке.

Слайд #4

Продольные - это те волны, у которых колебание происходит вдоль направления распространения волны. Дрожание окон во время грома или сейсмические волны (землетрясения) - это пример продольных волн.  
Поперечные - волны, у которых колебание происходит поперек направления распространения волны. Волна фанатов на стадионе – поперечная волна. Видимый свет и дрожание гитарной струны тоже поперечные волны
Волны также принято делить на продольные и поперечные 
И только морскую волну нельзя отнести к конкретному типу, потому что в ней есть и продольная, и поперечная составляющие.

Слайд #5

Электромагнитные волны окружают нашу планету. Они есть везде и всегда, но осязать их не получится. И потрогать руками электромагнитные волны, как звуковые тоже не получится.
Электромагнитная волна появляется благодаря электромагнитному полю, а само поле может быть создано любым электрическим зарядом.

Электрическое и магнитное поле не могут существовать в отдельности. Их рассмотрение в отдельности может быть только в теоретической физике. В реальных инженерных задачах рассматривается обязательно электромагнитное поле.
В свою очередь сам движущийся заряд создает магнитное поле. А их взаимодействие - это электромагнитное поле.

Слайд #6

Электромагнитная волна - это распространение электромагнитного поля. А если конкретнее, то электрическое поле колеблется (меняет свое значение и направление вектор напряженности электрического поля), магнитное поле колеблется (меняет значение и направление вектор магнитной индукции), эти колебания распространяются, и получается электромагнитная волна.
К электромагнитным волнам относятся радио, Wi-Fi и даже свет, хотя свет это частица. Экспериментально обнаружено, что свет в одних экспериментах ведет себя как частица, а в других как волна. То есть свет дуален, а если говорить человеческим языком, то у него раздвоение личности.

Слайд #7

ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНЫ

Обладают способностью преломляться, то есть менять направление.

Электромагнитные волны - поперечные, а не продольные.

Электромагнитные волны могут поглощаться поверхностью


Электромагнитные волны могут отражаться от поверхности

Слайд #8

Длина волны - это кратчайшее расстояние
между двумя точками, которые колеблются в одной фазе.
обозначается буквой λ;
единица измерения - метр (м);
находится по формуле: λ=cT=c/v.
Период колебаний - это время, за которое происходит одно полное колебание 
обозначение - T;
единица измерения - секунды (с);
равен: T=1/v.
Скорость волны - это скорость, с которой распространяется волна:
обозначение - с;
единица измерения - метры, деленные на секунду (м/с);         
ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН
Частота - это число колебаний за 1 секунду:
обозначение: v;
единица измерения - герцы (Гц);
находится с помощью выражения: v=1/T.

Слайд #9

А теперь немного о распространенных заблуждениях, касающихся электромагнитных волн.
МИФ №1
Вышки 5G вредны для нашего здоровья
Одна из теорий против 5G гласит, что новый тип связи может стать причиной раковых заболеваний. Справедливости ради отметим, что такие же обвинения не раз поступали в адрес 2G, 3G, 4G и более ранних поколений беспроводных сетей.
Стандарт 5G может использовать разные частотные диапазоны. Как правило, это низкий диапазон 600 МГц, а также средние частоты 2,5 ГГц, 3,5 ГГц и 3,7–4,2 ГГц.
В России «Государственная комиссия по радиочастотам» (ГКРЧ) рекомендует для выделения и использования под 5G частотный диапазон 27,1-27,5 ГГц.  

Диапазон от 30 ГГц (миллиметровые волны) относится к так называемому спектру крайне высоких частот и именно он вызывает большинство опасений по поводу вреда 5G для здоровья человека Тем не менее, известно, что даже в верхнем диапазоне излучение 5G не обладает достаточной энергией для разрушения человеческой ДНК или влияния на клетки. А значит, не может вызвать рак и не представляет опасность для нашего организма. По этой же причине нельзя верить в теорию, что 5G убивает птиц - этому излучению просто не хватит сил, чтобы кого-то убить.
 

Слайд #10

Миф № 2.
Шапочки из фольги защищают от вредного излучения. Кстати, они наоборот любую электромагнитную волну усиливают. Это доказали студенты из MIT (Массачусетский технологический институт), которые исследовали это опытным путем.
Ребята установили антенну в четырех частях от головы добровольцев: на лбу, затылке, висках и в районе мозга. И сравнивали показатели радиосигнала в шапочке для фольги и без нее. Оказалось, что сигнал не ослабляется, а усиливается. Так что шапочка не спасет от вредного излучения, а наоборот только усилит сигнал.
А теперь немного о распространенных заблуждениях, касающихся электромагнитных волн.

Слайд #11

Миф № 3. Микроволновки убивают еду, и она становится неживой
Электромагнитный фон возле СВЧ-печей выше больше, чем природный более, чем в миллион раз, но вреда человеку не наносит. Санитарные требования к этим приборам очень жёсткие, поэтому опасности микроволновка не представляет. Гораздо опаснее электромагнитные излучения от солнца или солярия, потому что там есть ультрафиолет, который легко повреждает клетки кожи человека.
 
Продукты становятся теплее за счёт нагревания в них воды. И когда мы их греем, могут образовываться радикалы - но это происходит при любом способе теплового воздействия. Например, при жарке могут образовываться ещё и канцерогены.
 
Наш организм способен бороться с небольшим количеством «вредных» радикалов благодаря иммунитету. При нагревании пищи образуется то количество радикалов, с которым организм способен бороться, поэтому микроволновка не опасна.
А теперь немного о распространенных заблуждениях, касающихся электромагнитных волн.

Слайд #12

ВИДЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ

Радиоволны. Диапазон длины волны и частоты (длинные, средние, короткие, ультракороткие): 1мм–10км, 30кГц–300ГГц. Применение: радиосвязь. Диапазон длины волны и частоты (микроволны): 1мм–1м, 300МГц–300ГГц. Применение: интернет, компьютер, микроволновая печь.


Инфракрасное излучение. Диапазон длины волны и частоты: 1мм- м, 300МГц - 29ТГц. Применение: отопление, стерилизация, приготовление пищи.


Видимое излучение. Диапазон длины волны и частоты:780–380 нм, 429–750 Тгц. Применение: освещение.   

Слайд #13

К опасному излучению относятся волны, распространяемые на частотах от 30 ПГц (петагерц) – ультрафиолетовые, рентгеновские и гамма-лучи. Они могут влиять на атомную структуру клеток и разрывать химические связи в ДНК. Именно поэтому, например, врачи советуют избегать долгого пребывания на солнце.

Слайд #14

Электромагнитные поля и излучения буквально пронизывают всю биосферу Земли, поэтому можно полагать, что все диапазоны естественного электромагнитного спектра сыграли какую-то роль в эволюции организмов, и что это как-то отразилось на процессах их жизнедеятельности.
Электромагнитные излучения могут оказывать как положительное, так и отрицательное воздействие на живые организмы. Например, инфракрасное, излучение, играет определяющую роль в поддержании жизни на Земле, поскольку люди, животные и растения смогут существовать только при определенных температурах. Данное излучение помогает сотрудникам МЧС находить людей в задымленных помещениях с помощью специальных инфракрасных приборов. Так же это оно помогает людям вглядываться в глубины космоса и изучать происхождение и эволюцию нашей Вселенной.
Видимый свет дает информацию об окружающем мире и возможность ориентироваться в пространстве. Он необходим также для протекания фотосинтеза в растениях, в результате чего поглощается вредный углекислый газ и выделяется кислород, необходимый для дыхания живых организмов.
Все знакомы с рентгеновским излучением, в частности с его широким применением в медицине - флюорографическое обследование или рентгеновский снимок здоровью не повредит, но может быть губительным для раковых клеток. Электромагнитное поле и волны – помогают нам жить и смогут погубить все живое. В зависимости от того как мы будем ими пользоваться!