Спектральный анализ и его применение




Скачать 56.51 Kb.
НазваниеСпектральный анализ и его применение
Дата конвертации04.04.2013
Размер56.51 Kb.
ТипУрок
Камзеева Елена Евгеньевна

ГОУ СОШ №987 г. Москва


Урок № 3.

Тема урока: Спектральный анализ и его применение.


Тип урока: интегрированный (физика-астрономия) урок изучения нового с элементами самостоятельной исследовательской работы


Задачи урока:

    • Познакомить учащихся с принципом работы спектроскопа, применением спектрального анализа в астрофизике

  • Формировать умение проводить исследовательскую работу, интегрировать знания из различных областей знаний.

  • Формировать умение коллективно работать, давать само и взаимооценку.


Демонстрации и материалы к уроку:

    • Презентация рисунков, таблиц, формул, составленная с использованием электронных продуктов издательств «Кирилл и Мефодий», «1С», «ФИЗИКОН», а также Интернет-ресурсов и учебной литературы.

    • Компьютерная анимация «Эффект Доплера» («1С»)

    • Видеофрагмент учебного фильма «Операция «Гелий», (киновидеостудия «Кварт») по истории открытия спектроскопа

    • Демонстрация принципа работы спектроскопа на основе призмы и дифракционной решетки.



План урока.



Этап урока

Приемы и методы

Время, мин

1

Постановка задач урока




1-2

2

Фронтальный опрос по материалам домашнего параграфа

Компьютерная игра «Кто хочет стать отличником по физике?»

5

3

Новый материал: принцип работы спектроскопа

Проведение демонстрационного эксперимента учителем и демонстрация видеофрагмента

7

4

Новый материал: применение спектрального анализа

Компьютерные анимации, рисунки, работа над опорным конспектом


13-15

5

Первичное закрепление знаний

Самостоятельная работа по вариантам: проведение исследовательской работы со спектрами звезд, решение задач.

Взаимопроверка

10-15

6

Подведение итогов, д/з




2-3

7











Ход урока.

  1. Постановка задач урока: познакомиться с принципом работы спектроскопа и практическим применением спектрального анализа на примере задач астрофизики.

  2. Урок начинается с опроса в виде компьютерной игры «Кто хочет стать отличником по физике?» (ученик получает шесть вопросов с вариантами ответов и может взять две подсказки: помощь друга и возможность убрать два неправильных ответа). В ходе опроса, помимо проработки темы «Поглощение и излучение света атомами», проводится повторение явления дисперсии и дифракции (подготовка к прохождению нового материала).

  3. Видеофрагмент из истории открытия первого спектроскопа.

Демонстрация принципов работы спектроскопа – прибора для получения и изучения спектров, основанного на призме или дифракционной решетке (слайд №2).

  1. Применение спектрального анализа. Опорный конспект в тетради (слайд №3)




    • Спектральный анализ (линейчатых спектров излучения и поглощения) применяют для определения химического состава вещества– качественный и количественный анализ вещества. Следует отметить высокую чувствительность этого метода: с помощью спектрального анализа можно обнаружить элемент в составе сложного вещества, если даже его масса не превышает 10-10 г. Количественный анализ состава вещества по его спектру затруднен, так как яркость спектральных линий зависит не только от массы вещества, но и от способа возбуждения свечения.

В настоящее время определены спектры всех атомов и составлены таблицы спектров. С помощью спектрального анализа были открыты новые элементы: рубидий, цезий и другие. Рубидий дает темно-красные, рубиновые линии. Слово цезий означает «небесно-голубой». Это цвет основных линий спектра цезия.

С помощью спектрального анализа производится контроль состава вещества в металлургии, атомной индустрии, криминалистике, определяется химический состав руд и минералов.

Именно с помощью спектрального анализа узнали химический состав Солнца и других звезд (слайд №4 «Спектр Солнца»). Ярко светящаяся поверхность Солнца, фотосфера, дает непрерывный спектр. Более холодные верхние слои солнечной атмосферы поглощают избирательно свет от фотосферы, что приводит к появлению линий поглощения на фоне непрерывного спектра. Темные линии поглощения в солнечном спектре впервые были тщательно изучены Фраунгофером, который измерил длины волн для 754 линий. Оказалось, что звезды состоят из тех же самых химических элементов, которые имеются на Земле. Любопытно, что гелий (от греческого Гелиос – солнце) первоначально открыли на Солнце (1895 г.) и лишь затем нашли в атмосфере Земли.

    • Определение температуры нагретого тела по положению максимума излучения в сплошном спектре (слайд № 5).

Так, нагретое до комнатной температуры тело испускает инфракрасные лучи; при температуре в несколько сотен градусов металла светится красным цветом; при дальнейшем повышении температуры свечение становится желтым, а затем синеватым. С увеличением температуры максимум излучения сдвигается в коротковолновую часть спектра.

Максимум излучения в сплошном спектре связан с температурой тела по закону Вина: длина волны, соответствующая максимуму энергии, излучаемой черным телом, обратно пропорциональна его температуре


λmax═2,9·10-3(К·м)/Т(К)


Для Солнца положение максимума излучения дает температуру фотосферы 6000К. Максимум его излучения приходится на видимый свет – в середине интервала дли волн видимого света значение λ═5,5·10-7 м. Понятно, что в результате эволюции живых организмов глаз оказался «рассчитанным» именно на максимум излучения Солнца (слайд №6) Давайте пофантазируем, с какой звезды мог прилететь хищник из одноименного фильма? (видеофрагмент фильма - 2 мин).



    • Определение лучевой скорости звезд, галактик по смещению линий в спектре. Демонстрация эффекта Доплера (компьютерная анимация, продукт «1С»).

Линии в спектре источника, приближающегося к наблюдателю, смещены к фиолетовому концу спектра, а линии в спектре удаляющегося источника – к красному концу спектра, причем относительное смещение линий равно отношению скорости источника к скорости света (слайд №7):


λ/λ0═V/C



    • Исследование и анализ спектров звезд позволяют определить также давление, напряженность электрического поля (эффект Штарка), индукцию магнитного поля (эффект Зеемана). По раздвоению и периодическому взаимному смещению (сближению и удалению) линий определяют двойную систему звезд. По периодическому смещению линий то в красную, то в фиолетовую область спектра определяют пульсирующие звезды и т.д.




  1. Самостоятельная работа, состоящая из двух заданий:

      • исследование спектров реальных звезд, определение температуры их фотосфер, определение спектрального класса звезды согласно Гарвардской спектральной классификации (слайд №17);

      • решение задачи на эффект Доплера.

  2. Взаимопроверка самостоятельной работы (слайд №18), выставление оценок по итогам работы в течение двух уроков: если в сумме 6-7 баллов – оценка «отлично»; 5 баллов – «хорошо», 4 балла – «удовлетворительно», менее 4-х баллов – «неудовлетворительно».

Подведение итогов.

  1. Д/з: §60, 62, дополнительно по желанию подготовить сообщение по применению спектрального анализа в астрофизике (на 3-4 мин.).



Литература:

  1. О.Струве, Б.Линдс, Э.Пилланс «Элементарная астрономия», М., «Наука», 1967 г.

  2. www.astroqalaxy.ru

  3. www.eu.edu.ru

  4. «Уроки открытого колледжа. Астрономия», электронное издание ООО «Физикон»

  5. http://virlib.eunnet.net/win/metod_materials/wm2/index.html

  6. http://www.astronet.ru/db/msg/1169494/node8.html



Добавить в свой блог или на сайт

Похожие:

Спектральный анализ и его применение iconМетодические указания к лабораторным работам «спектральный анализ»
Методические указания к лабораторным работам «спектральный анализ» по спецкурсу «оптические методы анализа» для студентов 4 курса...

Спектральный анализ и его применение iconЛ. В. Зотов Государственный астрономический институт им. П. К. Штернберга, мгу, г. Москва Проведен Фурье-анализ, вейвлет-анализ и сингулярный спектральный анализ (сса) временных рядов параметров вращения Земли (ПВ
Проведен Фурье-анализ, вейвлет-анализ и сингулярный спектральный анализ (сса) временных рядов параметров вращения Земли (пвз), получены...

Спектральный анализ и его применение iconИзучение спектра атома водорода
На этом основан спектральный анализ – метод определения химического состава вещества по его оптическому спектру. По той же причине...

Спектральный анализ и его применение iconПространственно-частотный спектральный анализ и оптико-электронный спектроанализатор для контроля подлинности защитных голограмм

Спектральный анализ и его применение iconАтомно-абсорбционный спектральный анализ, особенности, классификация. (10)
Т называется оптической плотностью А: –lgT= – lg I/I0=lgI0/I=A. Уменьшение интенсивности света при прохождении его через р-р подчиняется...

Спектральный анализ и его применение iconДокумента
Статья: Анализ ликвидности и его применение при управлении активами и пассивами банка

Спектральный анализ и его применение iconЭдвард Люттвак. Анализ его книг и статей: уже изданных в России и еще не переведенных на русский язык Информация об авторе и его книгах, анализ методов его
Информация об авторе и его книгах, анализ методов его работы и описание разработанной им особой интеллектуальной практики

Спектральный анализ и его применение iconИспользование ит в гиперспектральном анализе
Спектральный анализ всегда занимал и занимает первое место среди наиболее распространенных методов исследования законов и свойств...

Спектральный анализ и его применение icon5 спектральный анализ в определении состояния белков плазмы крови и динамики общей антиоксидантной
Институт радиофизики и электроники им. А. Я. Усикова нан украины; Харьков, Украина

Спектральный анализ и его применение iconКалендарно-тематический план по программе Г. Я. Мякишева
Поляризация света. Виды излучений. Источники света. Спектры и спектральный анализ


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница