Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігі «Ұлттық ақпараттандыру орталығы» АҚ

127 
 
- 
проверить, как учащиеся поняли содержание домашней работы. 
- 
выполнить тестовые задания ЦОР №  2747.   
                                      
 
 
 
 
 
 
ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКА НА ТЕМУ «РЕНТГЕНОВСКОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ»  
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ  ЦОР  №№  2731, 2749    
 
                                                 
Цели и задачи урока:  
общеобразовательная: 
•
 
ознакомить учащихся  с историей открытия рентгеновского излучения; 
•
 
знать свойства и природу  рентгеновских лучей;  
•
 
показать практическое  применение рентгеновских лучей.  
развивающая: 
•
 
развитие логического мышления и творческих способностей  учащихся;  
•
 
развитие умения анализировать, выдвигать гипотезы;  
•
 
развитие умений сравнивать, выявлять закономерности, обобщать;  
•
 
показать роль опыта и теории в становлении физики; 
•
 
умение работать с информацией, пользоваться ИКТ; 
воспитательная: 
•
 
развитие познавательного интереса к предмету, уважения к творцам науки и техники; 
•
 
воспитание внимания, ответственности и самостоятельности при  выполнении 
заданий; 
•
 
развитие личностных качеств: взаимопомощь, чувство коллективизма способность к 
сотрудничеству. 
 
Тип урока: урок изучения нового материала 
Форма проведения урока: фронтальный опрос, беседа, составление опорного конспекта, 
тестовые задания, использование компьютерной техники. 
Оборудование: Е-библиотека Системы электронного обучения, ЦОР №  2731 
«
Электромагнитные волны»,  ЦОР №  2749 «Рентгеновское излучение»,  ПК, 
мультимедийный проектор, экран; презентация, анимации, карточки, рентгеновская трубка.  
 
 
 

128 
 
                                                       
Структура  урока: 
I
. Организационный момент.  2 мин.    
II
. Актуализация знаний учеников. 3 мин. 
III
. Изучение нового материала.  20 мин. 
IV
. Закрепление знаний. 15 мин. 
V. 
Подведение итогов, оценки за урок. 3-4 мин.  
VI
. Домашнее задание. 1 мин. 
 
 
                                                                       
Ход урока 
I
. Организационный момент 
- 
обеспечить  нормальную  обстановку  для  работы  на  уроке,  психологически  настроить 
учащихся к занятию; 
- 
включение учащихся в ритм работы. 
     
Сообщение  темы  урока. Формулирование  целей  урока совместно с учащимися.  
     
Все  окружающее  нас  пространство  пронизано  электромагнитным  излучением.  Солнце, 
звезды, окружающие нас тела, антенны радиостанции испускают электромагнитные волны, 
которые    в  зависимости  от  частоты  колебаний  носят  разные  названия:  радиоволны, 
инфракрасное излучение, видимый свет,  ультрафиолетовое излучение, рентгеновские лучи. 
Все  они  представляют  собой  электромагнитные  волны,  порождаемые  заряженными 
частицами. В зависимости  от частоты и длины волны электромагнитные волны относятся к 
разным диапазонам.  
     
Сегодня  на  уроке  по  данной  теме  мы  рассмотрим  следующий  вид  излучения  – 
рентгеновское излучение. 
 
II. 
Актуализация знаний учеников 
     
Посмотрим  на  шкалу  электромагнитных  излучений.  Вы  обратили  внимание,  что 
рентгеновское излучение  располагается в ней в самом конце, после него только гамма-лучи   
(
ЦОР № 2731).   
                                   
 
 
      
Перед  тем  как  мы  начнем  изучение  нового  материала,    повторим  все,  что  знаем  об 
излучениях, с природой и свойствами которых  вы познакомились на прошлых уроках. 
 
 
 
 
 
 
 
 

129 
 
 
№ 
Радиоволны  
1 
 
 
Вопрос. Что собой представляет радиоизлучение? 
 
  
               
 
Ответ. К радиоизлучению относят электромагнитное излучение в диапазоне длин 
волн от 
3
10
−
 
до 
5
10
м. Длины волн лежат в интервале от нескольких километров до 
нескольких миллиметров.  
Вопрос. Перечислите источники радиоизлучения. 
Ответ. Колебательный контур, источником радиоволн в космосе являются звезды, 
пульсары.  
Вопрос. Какими свойствами  обладает радиоизлучение? 
Ответ.  Радиоволны  различных  частот  и  с  различными  длинами  волн по-разному 
поглощаются  и  отражаются  средами,  проявляют  свойства  дифракции  и 
интерференции. 
Вопрос.  Где  применяется радиоизлучение?  
Ответ. Радиоволны применяются для радиосвязи, телевидения, радиолокации. 
2 
                                  
Инфракрасное излучение 
 
Вопрос: Что собой представляет инфракрасное излучение? 
                    
                     
 
Ответ:  Это  электромагнитное  излучение  в  диапазоне  длин  волн  от 
3
10
−
 
до 
7
10
8
,
7
−
⋅
 
м,    лежащее  между    радиоволнами    и    видимым  светом.  Впервые 
экспериментально  исследовал  в  1800  г.  английский  астроном  Вильям  Гершель 
(1738-1822). 
Вопрос: Перечислите источники инфракрасного излучения. 
Ответ:  Инфракрасные  излучение    испускают  любые  нагретые  тела.  Источником 
инфракрасного  излучения  является  Солнце,  печи,  батареи  водяного  отопления, 
электрические лампы накаливания. 
Вопрос: Какими свойствами  обладает инфракрасное излучение? 
Ответ:  Вызывает  нагревание  тел,  невидимо,  проходит  через  некоторые 
непрозрачные вещества, мало поглощаются воздухом, пылью.  
Вопрос: Где  применяется инфракрасное излучение?  
Ответ:  Инфракрасное  излучение  применяется  для  сушки    окрашенных  зданий, 
стен  зданий,  древесины,  при  стерилизации  в  пищевой  промышленности, 
физиотерапия, приборы ночного видения.  

130 
 
 
3 
 
Видимое излучение 
 
 
Вопрос: Что собой представляет видимое  излучение? 
  
Ответ. Часть электромагнитного излучения, воспринимаемая   глазом от красного 
до фиолетового, лежащая в диапазоне длин волн 
7
10
8
,
3
−
⋅
 
до 
7
10
7
,
7
−
⋅
 
м. 
Вопрос. Перечислите источники видимого излучения. 
Ответ. Солнце, электролампа, люминесцентные лампы, огонь, лазеры. 
Вопрос. Какими свойствами  обладает видимое  излучение? 
Ответ.  Делает  видимым  окружающие  предметы,  разлагается  на  лучи  разных 
цветов,  воздействует  на  глаз,  способно  к  явлениям  дисперсии,  интерференции, 
дифракции, вызывает фотосинтез в растениях. 
Вопрос. Где оно применяется?  
Ответ.  Освещение,  голография,  в  оптических  приборах:  бинокль,  микроскоп, 
телескоп. 
 
4 
 
Ультрафиолетовое излучение  
 
 
Вопрос: Что собой представляет ультрафиолетовое излучение? 
                                   
           
  
Ответ. Невидимое глазом электромагнитное излучение с длиной волны меньше, 
чем у фиолетового света. К ультрафиолетовому излучению относят 
электромагнитное излучение в диапазоне длин волн от 
7
10
8
,
3
−
⋅
 
до 
8
10
1
−
⋅
м. 
Ультрафиолетовое излучение было открыто в 1801 г. немецким физиком Иоганн 
Риттером  (1776-1810). 
Вопрос. Перечислите источники ультрафиолетового излучения. 
Ответ. Источником ультрафиолетового излучения  являются Солнце, звезды, 
ртутные лампы, в медицине используются газоразрядные лампы с трубкой  из 
кварца. 
Вопрос. Какими свойствами  обладает ультрафиолетовое  излучение? 
Ответ: Интенсивно поглощается атмосферой и исследуется только вакуумными 
приборами, невидимо, обладает высокой химической и биологической 
активностью, бактерицидным действием, ионизирует воздух. 
Вопрос. Где  применяется ультрафиолетовое излучение?  
Ответ. Ультрафиолетовое излучение  широко применяют для дезинфекции 
воздуха, для обеззараживания воды. УФ излучение используется в фото-
электронике,   светотехнике, криминалистике 
 
 

131 
 
III
. Изучение нового материала  
      
Учитель. Мы познакомимся с историей открытия  рентгеновских лучей, их свойствами и  
применением рентгеновского излучения. 
       
Рентгеновское  излучение  было  открыто  в  1895  г.  немецким  физиком    В.  Рентгеном. 
Открытие  рентгеновских  лучей  оказало  огромное  влияние  на  все  последующее  развитие 
физики, в частности привело к открытию радиоактивности.  
 
                 
 
     
В конце XIX в. всеобщее внимание физиков привлек газовый разряд при малом давлении 
в  так  называемой  трубке  Крукса.  В  стеклянный  сосуд  впаивались  два  электрода,  к  ним 
подводилось  высокое  напряжение.  Работая  с  разрядной  трубкой,  учёные  замечали 
голубоватый  пучок,  исходящий  из  катода  до  анода.  В  то  время  их  называли  катодными 
лучами, и природа таких лучей еще не была с достоверностью установлена. Известно было 
лишь, что они берут начало на катоде трубки. Ученые, проводили опыты, используя  трубки 
разных форм, меняя при этом места электродов.   
      
Рентген также не оставался равнодушным к этой трубке,  и проводил опыты.  Занявшись 
исследованием катодных лучей. Рентген скоро заметил, что фотопластинка вблизи разрядной 
трубки  оказывалась  засвеченной  даже  в  том  случае,  когда  она  была  завернута  в  черную 
бумагу. Серия экспериментов убедила ученого, что при работе разрядной трубки возникает 
какое-то неизвестное ранее сильно проникающее излучение. Он назвал его Х-лучами.  
     
23 января 1896 г. Рентген прочел свою первую публичную лекцию о свойствах Х-лучей, 
продемонстрировал свой опыт, сделав  рентгеновский снимок. На следующий день Рентген 
проснулся  знаменитым,  так  как  всем  стали  ясны    грандиозные  перспективы  применения 
нового  открытия  в  физике.  Впоследствии  за  этим  излучением  прочно  укрепился  термин 
«рентгеновские лучи». 
     
Рентгеном  были  исследованы  основные  свойства  открытых  им  лучей:  способность 
отражаться,  поглощаться,  ионизировать  воздух  и  другие,  предложена  конструкция  трубки 
для их получения, сделаны первые фотоснимки. 
     
Рентгеновские лучи обладают следующими свойствами:  
- 
большой  проникающей и ионизирующей способностью; 
- 
обладают фотохимическим действием (чернеет фотобумага); 
- 
не  отклоняются  в  электрическом  и  магнитном  полях,  следовательно,  не  несут 
электрического заряда; 
- 
оказывает биологическое действие на живые клетки;  
- 
вызывают свечение некоторых веществ; 

132 
 
- 
оптическими свойствами: могут преломляться, отражаться, обладают поляризацией, дают 
явления  интерференции  и  дифракции,  однако  оптические  свойства  рентгеновских  лучей 
выражены слабо.  
     
В  настоящее  время  для  получения  рентгеновского  излучения  разработаны  совершенные 
устройства, называемые рентгеновскими трубками.  
 
     
Работа  с    ЦОР  №    2749.    Учащиеся  выполняют  интерактивное  задание:  собирают 
рентгеновскую  трубку,  изучают  появление  рентгеновского  излучения  и  принцип  действия  
рентгеновской трубки. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
                              
 
      
Схема и принцип действия рентгеновской трубки.  Рентгеновская трубка представляет 
собой вакуумный баллон с несколькими электродами. 
     
Нагреваемый  катод  служит  источником  термоэлектронов,  которые  укоряются    высоким 
напряжением,  создаваемым  между  катодом  и  анодом.  Анод  изготавливают  из  тяжелых 
металлов (
Pt
W
.
,
и т.д.). Сильно ускоренные электрическим полем электроны бомбардируют 
анод,  испытывая  при  нем  резкое  торможение.  Нагреваемый  катод  служит  источником 
термоэлектронов, которые укоряются  высоким напряжением, создаваемым между катодом и 
анодом.  Анод  изготавливают  из  тяжелых  металлов  (
Pt
W
.
,
и  т.д.).  Сильно  ускоренные 
электрическим  полем  электроны  бомбардируют  анод,  испытывая  при  нем  резкое 
торможение.     
      
         
         
                                           
     
      
При  торможении  происходит  превращение  части  кинетической  энергии  электронов  в 
энергию    электромагнитного  излучения,  которое  называется  тормозным  рентгеновским 

133 
 
излучением. Однако большая часть энергии электронов превращается в энергию теплового 
движения  частиц  анода,  что  вызывает  его  сильное  нагревание,  поэтому  анод  необходимо  
охлаждать  проточной  водой.  Если  электроны  в  то  же  время  выбивают  электроны  из 
внутренних оболочек атомов металла, из которого сделан анод, то рентгеновское излучение 
будет  выделяться  с  определенной  характерной  для  материала  энергией.  Такое  излучение 
называют характеристическим рентгеновским излучением. 
     
Механизм ускорения электронов связан с работой электрического поля при перемещении 
заряженной частицы.  Это работа равна  
                                                                       
12
qU
A
=
 
−
q
заряд частицы, 
−
12
U
разность потенциалов между двумя точками электрического поля. 
     
Значит, за счет работы поля возрастает кинетическая энергия электрона, т.е. повышается 
его скорость: 
                                                       
2
2
e
e
m
eU
A
υ
=
=
 
     
Здесь 
−
U
напряжение, 
−
e
m
 
масса  электрона, 
−
e
υ
приобретаемая  электроном  скорость,   
−
e
элементарный заряд электрона. 
     
Работа  электрического  поля  над  заряженной  частицей  лежит  в  основе  действия  так 
называемых ускорителей. 
                                                                   
Вывод  
- 
Рентгеновское излучение – электромагнитное излучение с длиной волны примерно порядка 
9
12
10
10
−
−
−
м. 
- 
Образуется при торможении быстрых электронов. 
- 
В качестве источника рентгеновского излучения используются электронные трубки. 
 
     
Возникновения  рентгеновского  излучения.  Интересно  знать,  что  происходит,  когда 
электрон  ударяется  о  поверхность  металла.  Рассмотрим  объяснение  возникновения 
рентгеновского  излучения  в  рамках  классической  электромагнитной  теории  и  согласно 
квантовой теории. 
     
1.  Летящий  электрон  окружен  электрическим  и  магнитным  полями,  ибо    движущийся 
электрон  представляет  собой  ток.  Быстрые  электроны  при  ударе  о  поверхность  металла 
тормозятся из-за взаимодействия их с кулоновским полем ядра атома. Остановка  электрона 
означает  изменение  магнитного  поля  вокруг  него,  а  изменение  магнитного  или 
электрического  поля  вызывает    излучение  электромагнитных  волн.  Излучение,  которое 
возникающее при торможении быстрых электронов называется тормозным рентгеновским 
излучением.  
Причем,  согласно  классической  теории,  при  торможении  электрона  должны  возникать 
волны  всех  длин:  от  нуля  до  бесконечности.  Тормозное  рентгеновское  излучение  имеет 
сплошной  спектр  и  поэтому  часто  называется  “белым”  излучением  (по  аналогии  со 
сплошным спектром белого света). 
     
2.  По  квантовой  теории  сплошной  характер  спектра  тормозного  излучения  может  быть 
объяснен  следующим  образом.  Пусть  кинетическая  энергия  электрона  перед  его 
соударением с анодом:  
                                                           
2
2
e
e
k
m
eU
E
υ
=
=
, 
здесь 
−
U
напряжение  на  рентгеновской  трубке, 
−
e
m
 
масса  электрона, 
−
e
υ
скорость 
электрона,    −
e
заряд электрона. 
     
В процессе соударения часть этой энергии 
T
 
превращается в тепло, а часть преобразуется 
в  энергию фотона рентгеновского излучения: 

134 
 
                                                                
T
m
h
e
e
−
=
2
2
υ
ν
 
     
Так  как  при  случайных  соударениях  величина  тепловой  энергии  T   может  иметь 
различное значение, то и  энергия излучения  ν
h
 
может быть различной. Следовательно, в 
тормозном  рентгеновском  излучении  могут  присутствовать  фотоны  с  различными 
частотами, и спектр его будет непрерывным. 
 
     
Спектр рентгеновского излучения.     Тормозное излучение рентгеновской трубки имеет 
сплошной  спектр.  Если  электроны  в  ускоряющем  поле  приобретут  достаточно  высокую 
скорость,  чтобы  проникнуть  внутрь  атома  анода  и  выбить  один  из  электронов  его 
внутреннего слоя, то на его место переходит электрон из более удаленного слоя. 
     
При  таком  переходе  электронов  атом  испускает  характерное  для  материала  анода 
высокочастотное рентгеновское излучение с энергией  
                                                           
ν
ε
⋅
= h
 
      
Такое  рентгеновское  излучение  имеет  строго  определенные  длины  волн,  поэтому  оно 
называется характеристическим. 
Характеристическое  излучение  имеет  линейчатый  спектр,  накладывающийся  на  сплошной 
спектр  тормозного  излучения.  При  увеличении  порядкового  номера  элемента  в  таблице 
Менделеева рентгеновский спектр излучения его атомов сдвигается в сторону коротких длин 
волн. 
 
 
Применение рентгеновского излучения. 
Медицина: 
1.Рентгенодиагностика 
2.Флюорография 
3.Рентгенотерапия  
Для  постановки  правильного  диагноза 
заболевания,  а  также  для  лечения  раковых 
заболеваний.  С  помощью  рентгеновского 
излучения  можно  получить  фотографии 
внутренних  органов  человека,  определить 
повреждения  органов,  воспаление  и  опухоли, 
закупорки сосудов и т.д. 
 
 
 
Применение в промышленности: 
1. Рентгеновская дефектоскопия. 
2. Рентгеновский телескоп. 
В  технике  рентгеновские  лучи  применяются 
для 
контроля 
внутренней 
структуры 
различных  изделий,  проверки  качества 
сварных швов. 
 
 
Применение в научных исследованиях: 
Для  установления  порядка  расположения 
атомов  в  пространстве,  т.  е.  структуры 
кристаллов;  
при помощи рентгеновских лучей может быть 
определен химический состав вещества.  
 
 

135 
 
 
                                                  
IV
. Закрепление знаний 
      
Эвристическая беседа 
№ 
Вопросы 
Предполагаемый ответ 
1 
Для  чего  врачи  –  рентгенологи 
пользуются  при  работе  перчатками, 
фартуками и очками, в которые введены 
соли свинца? 
Свинец  и  соли  свинца  поглощают 
рентгеновское  излучение,  защищают     
врача от излучения. 
2 
Перед  тем  как  сделать  рентгеновский 
снимок  желудка,  больному  дают 
«бариевую кашу». Для чего это делается? 
 
Соли 
бария 
сильнее 
поглощают   
рентгеновские  лучи,  чем  окружающие 
ткани и  делают видимыми мягкие ткани 
человека (желудок, кишечник). 
3 
Электроны 
в 
катодном 
луче 
телевизионной трубки, достигнув экрана, 
внезапно останавливаются. Не возникает 
ли  рентгеновское  излучение?  Не  опасно 
ли при этом смотреть телевизор? 
Рентгеновское  излучение  возникает,  но 
оно  слабое  из-за  малой  скорости 
электронов    и  поглощается  стеклом 
трубки. 
4 
Металлическая пластинка под действием 
рентгеновских  лучей  зарядилась.  Каков 
знак ее заряда? 
 
Положительный,  т.к.  из  пластинки  под 
действием 
рентгеновских 
лучей 
вырываются 
электроны, 
остается 
избыток положительного заряда. 
5 
Что  дает  более  густую  тень  на  экране 
рентгеновской установки: алюминий или 
медь? 
Медь,  так  как  это  более  плотное 
вещество 
6 
Перечислите,  какую  пользу  принесли 
рентгеновские лучи?  
 
С  помощью  рентгеновских  лучей  врачи 
могут 
устанавливать 
правильный 
диагноз;  изучать  структуру  атомов, 
строение молекул белков, живых клеток; 
обнаружить 
дефекты 
в 
отливках 
металлов,  качество  сварочных  швов, 
трещины в рельсах. 
 
    
Проверка  полученных знаний и умений. Выполнить тестовые задания ЦОР № 2749.    

жүктеу/скачать 9,7 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: