Az elektromágneses spektrum vagy az EM spektrum körülöttünk van. A fény, amelyet látunk, a mikrohullámok, amelyek lehetővé teszik számunkra a mobiltelefonok használatát, a rádióhullámok, amelyeket zeneünknek az autóinkba történő továbbításához használnak, és a rák kezelésére használt gamma-sugarak ugyanazok a hullámok, csak hullámhossz és frekvencia függvényében. Az EM spektrumnak messzemenő felhasználásai vannak, amelyek megváltoztatták életmódunkat. Mindemellett ezekkel is vannak veszélyek. Például a gammasugaraknak van a legtöbb energiájuk és rákot okozhatnak, de rengeteg más típusú sugárzás is okozhat kárt az emberben. Az útmutatóban szereplő tevékenységek segítenek a hallgatóknak elsajátítani a sugárzás különféle típusait az EM spektrumban.
Az elektromágneses spektrum az univerzumban megtalálható különféle típusú EM-sugárzás szervezésének egyik módja. Ez egy folyamatos spektrum, azaz ahol az egyik rész befejeződik, a másik rések nélkül kezdődik. Az EM spektrum mindegyikének van egy közös vonása: valamennyien azonos sebességgel haladnak. Minden a hullámok utazás 3 x 10 8 m / s vagy 300,000,000 m / s. Minden egyes alkatrész eltérő felhasználással és veszélyekkel rendelkezik, amelyek hullámhosszukhoz és frekvenciájukhoz kapcsolódnak. A frekvencia növekedésével (és a hullámhossz csökkenésével) a hullámok energiája növekszik. A hullámok frekvenciáját és hullámhosszát v = fλ felhasználásával kell összekapcsolni, ahol v a m / s-ban mért sebesség, f a Hertzben mért frekvencia, és λ az m-ben mért hullámhossz.
A rádióhullámok a leghosszabb hullámhosszúak, a legalacsonyabbak és a legalacsonyabb energiájúak. Ezenkívül nincsenek valódi veszélyei, mert energiájuk alacsony. A rádióhullámokat sugárzásra és kommunikációra használják.
A mikrohullámok a második leghosszabb hullámhosszúak. Leginkább a mikrohullámú sütőben való felhasználásukról ismertek. A mikrohullámú készülékeket a mobiltelefonokban is használják, lehetővé téve számunkra, hogy az emberekkel kommunikáljunk szerte a világon. A mikrohullámok veszélyesek lehetnek. Ha egy embert mikrohullámú sütőbe helyez, akkor az felmelegíti a testben levő vízmolekulákat, és főzi a belső szöveteket.
Az infravörös érzést melegen vagy hőn érezzük emberként. Hőkép- és éjjellátó technológiában használják. Az infravörös rendszert az optikai szál kommunikációban is használják. A túl sok infravörös égési sérülést okozhat a bőrén.
A látható fény az EM sugárzás szűk tartománya, amelyet láthatunk. A fehér fény 7 színből áll: piros, narancs, sárga, zöld, kék, indigó, ibolya. Ezt a fényt prizma segítségével fel lehet osztani minden színre vagy szétszórhatja. Jó emlékezés erre, ha gondolunk a nevet adó betűkre - Roy G. Biv. A látható fénynek számos felhasználási területe van, beleértve az optikai teleszkópiát és az optikai mikroszkópiát. Nincsenek azzal valódi veszélyek, de a túl sok látható fény károsíthatja a szemet.
Az ultraibolya sugárzás a bőr barnulását okozza, és a szoláriumokban használják. A hamis számlák ellenőrzésére is felhasználják. Az UV felhasználható az ivóvíz sterilizálására is, mivel a DNS megrontásával elpusztíthatja a káros mikroorganizmusokat. A magas ultraibolya expozíció a bőrrák fokozott kockázatához is vezethet, ezért az orvosok azt javasolják, hogy napsütéses napon viseljen fényvédő krémet.
A röntgenfelvételeket általában a képalkotásban használják az orvostudomány és a biztonság területén. A röntgen nagyon áthatol, ami azt jelenti, hogy nehéz megállítani; ez lehetővé teszi számukra a csontok képeinek elkészítését. Csak egy sűrű anyag, például a csont és a fém veszi fel őket, és könnyen továbbjuthatnak a lágy szöveteken. Ezeket a repülőtéri biztonságban is használják. A röntgen sugarak ionizálódnak és rákot okozhatnak.
A gammasugarak a legmagasabb energiájú EM hullámok. A legrövidebb hullámhosszú és legmagasabb frekvenciájuk van. Rendkívül ionizáló és áthatoló. Nagyon veszélyesek lehetnek az emberi egészségre, és a rák kialakulásához kapcsolódhatnak. De rák kezelésére is felhasználhatók. A gammasugarak károsítják a sejteket, és amikor a rákos sejteket gamma-sugárzásnak teszik ki, azok megsérülnek és elpusztíthatók. Ez segíthet megakadályozni a rák terjedését.
Gyűjtsön össze egyszerű anyagokat, például zseblámpát, CD-ket, napszemüvegeket és egy prizmat. Használja ezeket az eszközöket arra, hogy bemutassa, hogyan szóródik a fény és hogyan akadályozzák vagy engedik át az anyagok az elektromágneses hullámok bizonyos típusait. Ez lehetővé teszi a diákok számára, hogy lássák a kulcsfontosságú fogalmakat a gyakorlatban, és serkenti a kíváncsiságot az EM-spektrummal kapcsolatban.
Írja le, hogy a prizma hogyan választja szét a fehér fényt egy szivárványra, hogyan blokkolják a napszemüvegek az UV-sugarakat, és hogyan tükrözheti a CD felülete a fényt, hogy színeket mutasson. Kössön minden hatást az EM-spektrum egy részéhez, hogy a diákok összekapcsolják a mindennapi tárgyakat a tudományos elvekkel.
Mutasson rá, hogy a látható fény lehetővé teszi, hogy lássunk, az UV-sugarak sterilizálják a vizet, és a infrared sugárzás távirányítókban használatos. Hozzon létre kapcsolatot az osztálytermi tevékenységek és a mindennapi technológia között, hogy növelje az érdeklődést.
Tegye fel kérdéseket, például: „Mit gondolsz, mi fog történni, amikor egy zseblámpát egy prizma elé helyezünk?” vagy „Miért segítenek a napszemüvegek megvédeni a szemünket?” Vezesse be a kritikus gondolkodást és a tudományos jóslatokat, hogy fejlessze a kérdezősködő képességeket.
Arra ösztönözze a diákokat, hogy válasszanak ki egy EM-spektrum koncepciót és készítsenek biztonságos, egyszerű kísérletet otthon vagy az iskolában. Mutassák be eredményeiket az osztály előtt, hogy ösztönözzék a kreativitást és megerősítsék a tanulást.
Elektromágneses spektrum minden típusú elektromágneses hullám tartománya, beleértve a rádióhullámokat, mikrohullámokat, infravörös, látható fényt, ultraviolát, röntgen- és gamma-sugarakat. Ezek a hullámok különböznek , és , de mindegyik ugyanazzal a sebességgel halad vákuumban.
Remek módszer a (például a 'Roy G. Biv' a látható fényhez) és kreatív tevékenységek, például történet-készítés vagy vizuális poszterek segítségével. Bátorítsa a diákokat, hogy találjanak saját emlékeztető eszközöket a hullámok sorrendjéhez.
Mindegyik típusnak egyedi felhasználásai és kockázatai vannak: kommunikációhoz, főzéshez és telefonáláshoz, hőképi képalkotáshoz, látáshoz, sterilizáláshoz, de rákkeltő lehet, orvosi képalkotáshoz, de ionizáló, és rák kezelésére, de nagyon veszélyesek.
A magasabb frekvenciájú hullámok, mint például a , több energiát hordoznak, ami nagyobb valószínűséggel károsítja a sejteket vagy a DNS-t. Ezért kapcsolódnak egészségügyi kockázatokhoz, például vagy , míg az alacsonyabb frekvenciájú hullámok (rádió, mikrohullámok) általában biztonságosabbak.
Hatékony tevékenységek közé tartozik a (pl. élet mikrohullámok nélkül), tervezése az EM sugárzásról, valamint vagy vizuális segédanyagok készítése a hullámok sorrendjének és színeinek megjegyzéséhez.