原创 家庭教育科教篇:让孩子运用电磁波相关知识去探究 ——实践性学习之二十九1世界报道

2022-11-14 05:45:58

就读高二的小民记得,小学四年级时到市科技馆参观,曾被自然科学展区的赫兹振荡器所吸引。这是模拟1887年德国物理学家赫兹证实电磁波存在所制作的实验装置:左方是电磁波发射器,右方是电磁波接收器,二者之间除空气外无任何东西相连。发射器是利用其振荡电路中的感应线圈产生高电压,在被称为振荡偶极子的一对小铜球之间产生电火花。接收器则是用一根金属线弯成一圆环,两端小铜球不相接而仅留小空隙。当发射器产生火花放电时,接收器也会产生一个较弱的电火花——这说明从发射器发出的电磁波穿越空间后,已被接收器所接收到。

正是上述直观的感受,让小民第一次认识到电磁波。而此后从小学到初中,参加了学校科技社团后,小民对电磁波中的无线电波、微波和可见光等有了更为深刻的认识。例如作为学校无线电社团的代表,小民曾连续多年参加了区、市和全国无线电通信体验活动,以及无线电测向活动。例如在参与无线电通信体验活动中,小民不仅学习并理解了无线电相关科学知识,还初步掌握了应用对讲机通信、在短波机上抓抄信号,以及尝试户外应急通信营地设立并使用营地电台接收报文等技能。由于要在规定时间内完成上述通信,且要考核通信的准确率,因此这项体验活动对小民的动手能力、合作意识、体育精神和科学素养的提升都是大有裨益的。

而通过参与无线电侧向活动,小民在测向机制作和短距离测向等项目中亦都获益匪浅。测向机制作实质也是一种电子制作——无线电制作。参赛学生要在规定的时间内完成插件、焊接、调试等多项环节,将元器件组装成一个完整的作品。短距离测向一般只在1千米左右的范围内进行,电台之间的距离也只有30至200米。该活动要求要求参赛学生熟练应用测向机,在上述范围内快速寻找出隐藏的电台数量。小民以其优异的技能,曾先后在各级无线电侧向竞赛中获奖,同时也激发了他对无线电波乃至所有电磁波谱的兴趣和探索欲望。


(资料图片)

众所周知, 变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场,相互依存的电场和磁场则被称为电磁场。而电磁波是指在空间传播着的周期性变化的电磁场,它在真空中的传播速度约为每秒30万千米。 无线电波、微波、可见光、红外线、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波。如按波长(或频率)将上述不同波段的电磁波排列,就构成电磁波谱。家长应引导孩子利用科学课、物理课或课外科技活动中所学的电磁波相关知识,尝试去实践去探究。

中小学生家长应向孩子传播的是,电磁波与人类社会密切相关,广泛应用于通信、遥感、工农业生产、国防建设和科学研究。如1901 年12 月12 日意大利发明家马可尼利用自己研制的带有天线的新型收发报机,首次实现了人类跨大西洋的远距离无线电通信后,电磁波就在人类的信息传递或传播中发挥着越来越重要的作用。现代通信技术中的移动通信、卫星通信、光纤通信和互联网络的信息传送,都可以说是基于电磁波应用的最新成果。

家长还应让孩子知晓,电磁波在工农业生产中亦有着广泛应用。如太阳发射且穿透大气层到达地面的电磁波——可见光在进入农作物和土壤时,会产生反射、穿透和吸收作用,依据辐射光谱层析技术,利用卫星或飞机进行遥测,可对大面积土壤肥力和板结状况做出判断,对农作物产量或病虫害做出预测,以便于精准施策。而利用电磁波中的紫外线和可见光,运用光谱分析,可快速检测蔬菜和水果中的农药残留或重金属残留等,是保证食品安全的有效手段。

中小学生家长还应向孩子传播的是,电磁波在传播过程中产生的电磁辐射,亦有可能对人体健康造成危害,需要学会科学应对。如移动通信是选择电磁波谱中的微波波段进行信息传输的——即孩子用手机拨打或接听电话时,语音会转换成电讯号,以微波的形式在移动通信基站和手机间传送。由于手机通话时能量以电磁波的形式传播,就必然会形成电磁辐射——这就是我们俗称的手机辐射。而上述手机辐射或多或少的会被人体吸收,从而形成健康隐患。

因此中小学生家长应注意提醒孩子,一定要学会防范手机辐射的相关方法和技能。如手机刚刚接通时,因信号不稳定而导致功率处于最大,家长应告诫孩子此刻手机要离头部稍远些,以减少辐射量;再有每天使用手机的时间应尽量缩短,以减少辐射量的积累;另外手机不要贴身携带,最好放在书包或手包中;晚上睡觉时切忌把手机放在枕头旁边;这样才可避免手机辐射对人体可能造成的健康损害。

当然,由于电磁波的应用广泛,也给孩子们提供了相当多的实践机会和探究视角。家长应引导孩子,善于从日常生活中寻找问题,思考诸如影响广播电视信号传输的因素,如何避免微波炉加热食物时对人体的潜在危害,以及怎样设计一个红外测温仪等,进而制定探究计划,通过实施获得相应成果。你的孩子有这样的兴趣吗?

(禾青、欣欣、立原,20221113,反馈邮箱:zhliyuan@263.net)返回搜狐,查看更多

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标签: 无线电波