电磁学6-电磁辐射检测仪讲义

小小发明家系列课讲义电磁学模块第六讲：电磁辐射检测仪一、课程目标知识学习目标：1.重点了解辐射的分类和特点：电离辐射（能量强）和非电离辐射（能量弱；2.重点掌握电磁辐射检测仪的工作原理：电磁辐射检测仪中导线检测电磁波信号检波二极管可以将接收到的电磁波信号转变为电信号形成微弱电流使二极管发光；3.一般了解辐射及其来源。4.一般了解正确防辐射方法。探究学习目标：1.通过对于手机辐射谣言的学习了解到正确对待问题的态度教导学生以科学的眼光看待问题。2.学习辐射的种类以及其对应的危害学习科学减小辐射的方法养成学生科学钻研的态度，不要人云亦云。3.学习并制作电磁辐射检测仪能够了解其原理并且养成独立动手制作的好习惯。火星盒子制作目标：1.观察和认识电磁辐射检测仪的组成部分和主要元器件；2.在教师指导下，动手组装完成电磁辐射检测仪；3.学会电磁辐射检测仪的使用方法，并了解电磁辐射检测仪在生活中的应用。二、课堂组织形式1.组织开放式问题讨论2.问答式课堂互动3.随堂趣味测试题4.融入趣味故事讲解5.设计互动探究实验6.火星盒子制作演示和指导7.课后习题巩固三、课堂准备名称内容来源备注1PPT课件课程全流程演示文稿火星人课件2组装制作说明视频组装制作电磁辐射检测仪的说明视频火星人备课视频组装流程视频说明3互动实验教具“金属盒防辐射：金属盒、手机需教师自己准备（详细方法参考火星人备课视频）4学生组装器材及工具火星盒子——电磁辐射检测（每人一套螺丝刀（每人一套）火星盒子需按学生数量在商城订购；螺丝刀需根据学生数量由教师提前准备。注意事项：火星盒子和螺丝刀提前收好，需要在理论讲解之后，也就是上课流程第5步动手制作（见下文）时再发给学生，如果在课前即摆在学生面前会极大分散学生的注意力不利于理论知识讲解和课堂互动。5课后习题考核本科学习知识点，客观题+主观题本讲义最后部分四、详细上课流程本节课括课热和7步具体：（首先通火星讲解课的故景。（通过提及知谱讲解式回节内容。（第-4步为理解时控制需在-5分钟内对于手辐射言的学学科学的光看待问题。探究学习辐射的种类，以及不同种类辐射对于人体的伤害，学会客观的分析问题。学习正确的防辐射方式，养成科严谨度，同学习辐射检仪的原理。（第5步为生动操作组完成辐射检仪，师指导维护、保证全，控制在-0分钟。（第6步为课程，时长为0分.（）第7步为作业布，把内容延到生。（总时长为120分钟，预留5-10分钟休息时间）上课步骤 主要内容 注意事项【课堂预热】场景引入【对应PPT】火星来信【时长】3min【引入】小火星的家园前一阵受到了太阳风暴的袭击，太阳风暴有超级多辐射。现在太阳风暴虽然过去了，但是我还是很担心我的家里现在还有没有辐射，你们能帮助我吗？【衔接话术】老师：同学们你们知道什么是辐射吗？知道哪里能产生辐射吗？学生：自由回答老师：小火星希望我们能够帮他检查一下家里还有没有辐射，那我们首先要学习一下辐射是什么，才能帮助小火星。不要在课程开始时发给学生盒子器材，会分散学生注意力。【复习总结】复习巩固遥控小车【对应PPT】复习内容【时长】3min【衔接话术】那么在学习辐射之前老师要看看你们对于上节课知识掌握的怎么样？【提问】带领学生复习上节课内容【第1步】辟谣电磁辐射【对应PPT“辐射的那么可怕？”部分【时长】3in【衔接话术】那么什么是辐射呢？老师先给大家讲个故事。【故事几年之前有一个律师去饭店吃饭要了一条海鱼老板说是日本进口的，这个人吃到一半突然不吃了，把老板叫了过来，说“老板你这个确定是日本进口的吗？老板信誓旦旦的“是的，保证是进口的律师“那好吧你现在有麻烦了如果你的鱼是日本进口的那你就犯法了因为国家规定禁止从日本进口水产品，如果你的鱼不是从日本进口的你就是欺骗消费者你看怎么办吧。老板听了很害怕就给这个律师免单免费送其他食物临走前还给他送了小礼物。【提问】同学们你们知道为什么国家会禁止从日本进口水产品呢？【讲解在2011年日本的福岛核电站发生泄漏产生了强大的核辐射这个辐射会对于人体和动植物都受到损伤甚至产生变异所以日本的海产品可能受到了核辐射的影响，中国就禁止日本的海产品进口，防止我们也受到核辐射的危害。核辐射是一种非常强的辐射如果是蚂蚱被辐射久了可能都会基因变异从四条腿变成三条腿。【第2步】什么是辐射【对应PPT“什么辐射”部分【时长】15in【提问那么同学们我们也会经常在生活中听到辐射这个词那么你们觉得哪里有辐射呢？学生：自由回答（老师把学生的答案写在黑板上）老师：那么你们觉得这么多东西都能产生辐射，现在你们能说一下这么多辐射中哪些辐射是你们觉得对自己有危险的吗，能有像刚才我们故事中核电站爆炸那么大杀伤力的？学生：回答（老师分类）【衔接话术】大家很棒哦，列了这么多的东西，那首先我要告诉你们，有一点你们是正确的，这里的所有的东西都有辐射（看情况，但是我还要告诉你们一点，你们是蒙对的，你们都不认识辐射。【提问】我们说的辐射是个什么东西呢？它就是电磁辐射，大家还记得电磁波谱吗？学生：自由回答【讲解】所有这个表里的电磁波都是辐射，辐射就是电磁波这种能量往外扩散的意思且不说别的就说红外线大家还记得哪些物体可以发出红外线吗？（一切物体。【提问诶所以刚才问大家哪些地方有辐射可能这个问题现在要换一换了请问哪些地方没有辐射（所有东西都有辐射因为都会发出红外线）【讲解那我们再来看一下其他的无线电我们都很熟悉了手机信号wifi收音机等等都是用的无线电微波呢？哪里有用到？最典型的就是微波炉对不对用来加热食物可见光就是我们看到的光，还有紫外线，我们知道人如果暴晒在紫外线中会怎么样啊？会晒伤皮肤，还有X射线，伽马射线。【提问】那么这些电磁波的辐射的强度是一样吗？同学们觉得谁更强、谁更弱一些呢？如果这里是几间房子，每间房子充满一种电磁波，你必须选择一个房间，你会选择哪一个？一定不会选哪一个？【讲解哈哈我们大家选的大部分都是可见光一定不选的是伽马射线看来你们很机智嘛已经知道答案啦这个表里的电磁波从左向右能量是越来越怎么样啊？越来越强的举个例子可见光照在人手上时影子，而X射线呢？我们都知道受在医院拍胳膊或者牙齿的X光片，在底片上看到的是什么？骨骼对不对，所以X光是可以穿透人的血和肉的它的能量要强很多很多，而伽马射线呢？我们一开始讲的日本核辐射泄露会导致人基因变异，就是因为那里有大量的伽马射线由此可见它的能量就更强大了不知道大家有没有看过一些电影比如绿巨人这样的就是因为辐射变异的虽然有些夸张，但是X射线和伽马射线产生的能量超级强的辐射，确实能够直接破坏分子杀死人体的细胞甚至可以让基因变异但是像无线电、微波、红外线、可见光这些，大家觉得对我们人有很大杀伤力吗？如果有你早活不下去了对不对。【总结】那我们现在知道了，电磁辐射其实就是什么啊？电磁波能量的扩散对不对，那所有的辐射都有危害吗？并不是，从紫外线这里划分开来，紫外线是已经会晒伤皮肤了，但相对于后边两种还是太年轻。所以前面能量比较弱的电磁波是一类，后边这两种超强能量电磁波是一种我们给它们小组取个名字前边是非电离辐射后边是电离辐射。【第3步】哪里可以产生辐射【对应PPT“辐射来源”部分【时长】10in【衔接话术现在我们知道哪些辐射危害大哪些小那它们一般都在哪里呢？我们怎么躲着那些能量强的辐射呢？【讲解】能量强的电离辐射的危险性很大，所以有辐射的地方会有辐射警示标（播放图片电离辐射一般出现在这几个地方原子（核武器爆炸时核电站医院拍X光片时都会产生电离辐射。不出意料，离我们的生活都比较远，所以我们还是很安全的。【讲解家里的电器也会产生辐射这种辐射相对小多了烤箱主要利用的红外辐射，而微波炉则是微波辐射，微波辐射能量要稍微强一些所以在安全方面需要注意的是在微波炉工作时候离他远一点。辐射也有有益处的，比如红外线治疗仪，可以通过红外线的热辐射来治病，缓解关节疼痛等。【讲解】那么能量弱的电磁波，就一定安全吗？微波炉的能量有多强呢？我们可以看一个视频了解一下。【衔接话术】微波这么厉害，那手机用的无线电呢？虽然方才我们说了它很安全，但是生活中可是有很多说手机辐射很厉害呢，比如前些年就有这样一个故事。【故事】198年，名叫苏珊的美国妇女在使用手机7个月后患上脑瘤，其形状和位置与其使用的手机天线一致。她怀疑脑癌是由手机辐射引起，并将手机制造商、运营商、零售商一并告上法庭。【衔接话术】同学们你们觉得这是真的吗？真的是手机辐射让她得了脑瘤吗（学生自由回答现在对于手机辐射人们也是说什么的都有有的人说打电话一个小时脸发烫低头玩手机1个小时头晕，这是辐射导致的吗？（学生自由回答）【讲解】播放手机辐射谣言视频。打电话脸发烫那是因为手机电池发热了低头玩手机那么久你不头晕谁头晕啊这和辐射可没半点关系。【第4步】防辐射的方法【对应PPT“如何防射？”【提问不管是什么样的辐射现代人都比较热爱健康哈到处都是形形色色的防辐射方法同学们有没有听过这样的说法仙人掌这部分【时长】10-5min

样的绿植能够防辐射，防辐射眼镜也能够防辐射，你们觉得是真的吗？【讲解】其实这些都是谣言，我们刚刚讲到生活中有很多的电磁辐射都是在电磁波谱里都是电磁波的一种那么我们知道一般的材料对于电磁波是无效的，只有金属材质才能挡住电磁波，所以如果绿植想要防辐射，只能用铁做一个植物了，就算眼镜里加了某种隔离电磁波的科技手段，并没有直接的科学证明一般的电磁波对人的眼睛有很大的伤害，那防辐射眼镜又在防什么呢？电离辐射吗？显然他们都是挡不住的至于洗脸可以把辐射洗掉就更是乱说了那么具体都有什么是可以防辐射的呢？【讲解（展示图片首先我们看到的是这个大笼子这个大笼子呢，可以把辐射隔绝在外，只要你站在笼子里，外边的辐射就不能碰到你！那这个笼子是什么神奇的材料做的呢？是一种我们都接触不到的高科技吗？其实并不是，是一种非常常见的东西。【提问】老师：大家还记得我们在金属探测器里做过一个实验，有一样东西把电磁波给挡住的，是什么呢？:: ?:: ?:: ?::?" "" "??老师要告诉大家这个大家伙制作一能看到我们的行李里面有什么就是因为他里面是有X射线的我们刚刚说这个辐射是什么辐射（学生回答是电离辐射是很危险的辐射如果一不小心跑出来旁边的地铁安检人员就遭殃了，所以，我们看到这个帘子了吗？这是一个金属的铅帘，可以把X射线挡在里面出不来，这样大家就不会受到辐射了。【讲解】老师这里有一个金属盒子你们觉得他能防辐射吗？【实验/游戏】金属盒防辐射实验材料：金属盒、手机实验过程用电磁辐射检测仪检测手机观察现象再将手机装入金属盒子中，进行检测。实验结论：金属盒可以防辐射。【提问大家猜猜看如果把手机放到铁盒子里手机还能打电话、视频聊天吗？自己试一试吧。【第5步】电磁辐射检测仪的工作原理【对应PPT“电磁射检测【衔接话术】那么辐射好像在我们身边到处都是，我们需要检测一下我们周围的辐射重不重，就要用到检测辐射的机器，叫做电磁辐射检测仪。那么我们的电磁辐射检测仪是怎么工作的呢？仪的工作原理”部分【时长】5min【讲解】电磁辐射检测仪有一个非常重要的部分，叫做——检波二极管。那么还记得我们以前学过的LED灯？叫做发光二极管。听起来他们两个差不多，但是检波二极管不是发光的，而是用来将电磁辐射信号转化为电信号的。电磁辐射检测仪有一个神奇的功能，他有一根小电线是导线导线在空气中会检测电磁辐射当检测到电磁辐射以后，检波二极管会将电磁波信号转变为电信号，也就是说可以通过接收电磁波而产生微弱的电流。有电流产生以后，电磁辐射检测仪的LED示灯会发光，这样通过是否发光就能够检测周围有没有电磁辐射啦当检测到有一定量的辐射时就有电流产生，指示灯亮了当没有检测到一定量的辐射就没有电流产生指示灯就不亮。【第5步】动手制作电磁辐射检测仪【对应PPT“开始手制作啦”部分【视频辅导】此时可以播放/暂停组装说明视频作为指①指导学生打开包装盒，将零件分类摆放整齐在自己前方桌面上。（1）物品摆放不要太靠近自己的身体，否则容易掉在地上.（2）螺丝钉长短不一，要分开放置为避免散乱和掉落也可把螺丝和垫片一直放在袋子内。②讲解各元器件的形状和功能，主要的元器件如下：b.讲解主要元器件时讲解电子秤导。【时长】40-0ina.电磁辐射检测模块：检测电磁辐射的工作过程:将电磁辐射检测仪开关打开，供电电源指示灯会亮。当电磁辐射检测仪检测到电磁辐射以后检波二极管发光。c.（1）火星充电宝接电源开关模块输入端开关模块输出端接电磁辐射检测模块电源端口电磁辐射检测模块电源灯接口接绿色LED;输出端接红色LED。（2）详细安装步骤参考火星人