Шкала электромагнитных волн

Слайд 1. Шкала электромагнитных волн

От радиоволн до гамма-излучения: физика невидимого мира

Слайд 2. Что такое шкала ЭМВ?

Электромагнитные волны — это возмущения электромагнитного поля, распространяющиеся в пространстве.

Шкала объединяет их по длине волны $\lambda$ и частоте $\nu$. Чем меньше длина волны, тем выше частота и энергия кванта. Границы между диапазонами условны, так как природа волн едина.

Слайд 3. Радиоволны: самые длинные

Диапазон: от $10^4$ м до $10^{-3}$ м.

Используются для связи: ТВ, Wi-Fi, мобильные телефоны и радио.

Легко огибают препятствия и проходят сквозь стены.

Низкая энергия — не разрушают биологические ткани.

Слайд 4. Инфракрасное излучение

Это «тепловое» излучение, которое испускает любое нагретое тело.

Мы не видим его глазами, но чувствуем кожей. В технике ИК-лучи применяются в пультах дистанционного управления, тепловизорах и системах ночного видения.

Слайд 5. Видимый свет: узкое окно

На графике указаны примерные длины волн в нанометрах (нм). Это единственный участок шкалы, который воспринимает человеческий глаз. Красный цвет имеет самую большую длину волны, фиолетовый — самую короткую.

Слайд 6. Ультрафиолет: польза и вред

Стимулирует выработку витамина D.

Обладает бактерицидным действием (кварцевание).

Вызывает свечение некоторых веществ (люминесценция).

Может вызвать солнечные ожоги кожи.

Опасен для сетчатки глаз без защиты.

В больших дозах вызывает мутации в клетках ДНК.

Слайд 7. Жесткое излучение

Эти волны обладают колоссальной проникающей способностью. Они проходят сквозь мягкие ткани и металлы, поэтому их используют для диагностики переломов и поиска дефектов в деталях машин.

Слайд 8. Связь частоты и длины волны

Скорость света в вакууме постоянна: $c\approx 3\cdot 10^8$ м/с. Из формулы $c=\lambda \nu$ следует обратная зависимость: чем больше длина волны $\lambda$, тем меньше её частота $\nu$ (значения частоты на графике даны в МГц).

Слайд 9. Вопросы для обсуждения

Почему мы не видим Wi-Fi сигнал, хотя это тоже свет?

Какое излучение опаснее: с длиной волны 1 м или 1 нм? Почему?

Почему в горах солнечный ожог можно получить быстрее, чем на пляже?

Как атмосфера Земли защищает нас от самых опасных участков шкалы?

Слайд 10. Главное о шкале ЭМВ

Все электромагнитные волны имеют одинаковую скорость в вакууме.

Свойства волн (проникающая способность, энергия) зависят от их частоты.

Шкала непрерывна: один вид излучения плавно переходит в другой.

Человечество использует все диапазоны шкалы — от связи до ядерной медицины.