2020-2021学年高中物理新人教版选择性必修第二册 第4章 4 电磁波谱 教案

电磁波谱【教学目标】一、知识与技能1．了解电磁波谱的构成，知道各波段的电磁波的主要作用及应用。2．知道电磁波具有能量，是一种物质。二、过程与方法通过查阅与电磁波谱中各种频段波的应用相关的资料，培养学生收集信息，加工处理信息的能力。三、情感、态度与价值观体会电磁波的应用对现代社会的影响，明确不同的电磁波具有的不同用途和危害，感悟现代科技的正反两个方面，培养辩证唯物的价值观。【教学重点】红外线、紫外线、X射线、γ射线的特点及应用。【教学难点】电磁波的能量。【教学过程】一、新课导入电磁波的范围很广。我们通常所说的，无线电波、光波各种射线，如红外线、紫外线、X射线、γ射线等，都是电磁波。我们把各种电磁波按照波长或频率大小的顺序排列成谱，就叫电磁波谱。这节课我们就来学习电磁波谱中各种电磁波的特点和主要作用。 二、新课教学（一）无线电波1．把波长大于1mm（频率低于300GHz）的电磁波称作无线电波。2．特性：传播过程中波动性明显。应用于通信、广播及其他信号传输。（二）红外线1．波长约为760nm～106nm。强调红外线为不可见光。2．特性：一切物体都在不停地辐射红外线，物体温度越高，辐射的红外线越强。热辐射——即红外线辐射，热传递方式之一。3．应用：红外摄影、红外遥感技术等。几个常见典型的应用：（1）利用红外线检测人体的健康状态，透过图片可以根据不同颜色判断病变区域。（2）红外加热取暖器。（再次强调红光不是红外线，红外线是看不见的）（3）红外遥控器。（4）红外线卫星云图。（5）红外线感应防盗报警器。 利用人体所产生的微弱红外线而触发。当有人试图进入它的探测范围时，它就会发出警报声，直到人离开才停止。（6）红外线水分计。利用红外线照射加温功能，使被测试样本内的水分蒸发散失，自动换算其含水率。（7）红外温度探测仪。根据红外辐射的测量原理，由一个滤镜和红外探测器（热电偶堆）组成。使用时对准目标物体，能测量物体的温度。（三）可见光1．能使人的眼睛产生视觉效应的电磁波，称为可见光。可见光的波长为400〜760nm。波长（频率）范围不同的光表现为不同的颜色。2．特性：能作用于眼睛并引起视觉。3．应用：照明、摄影等。（四）紫外线1．在紫光之外，波长范围为5〜370nm的电磁波是紫外线。（强调紫外线为不可见光）2．特性：荧光效应、化学作用、高能量（杀菌消毒）。3．应用：感光技术、医用消毒等。强调：消毒灯、验钞机灯看起来是淡蓝色的。这不是紫外线。紫外线看不见。消毒灯、验钞机灯除发出紫外线外，还发出少量紫光和蓝光。（五）X射线和γ射线1．波长比紫外线更短的电磁波就是X射线和γ射线了。①X射线：10-8m~10-12m②γ射线：小于10-10m2．特性：穿透力很强。 3．应用：X射线：医学成像、工业探测等。γ射线：杀伤力大、摧毁病变细胞、探测金属构件内部的缺陷、核爆炸、无声武器等。三、小结：1．按频率由小到大（波长由大到小）排列形成的电磁波谱是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。2．这些频率不同的电磁波本质是相同的。它们的行为服从共同的规律，但是他们产生的机理不同，因而具有不同的特性。在观察方法和应用上也有所不同：（1）红外线主要作用是热作用，可以利用红外线来加热物体和进行红外线遥感。（2）紫外线主要作用是化学作用，可用来杀菌和消毒。（3）X射线有较强的穿透本领，利用其穿透本领与物质的密度有关，对人体的透视和检查部件的缺陷。（4）γ射线的穿透本领更大，在工业和医学等领域有广泛的应用，如探伤，测厚或用γ刀进行手术。3．电磁波的种类和应用归纳波谱无线电波红外线可见光紫外线X射线g射线产生机理振荡电路中自由电子作周期性运动产生的原子外层电子受激发产生原子内层电子受激发产生原子核受激发产生特性波动性强热效应引起视觉化学作用荧光效应杀菌消毒贯穿能力强贯穿能力最强应用无线电技术加热遥感遥控摄影照明感光技术医用消毒检查探测医用透视工业探伤医用治疗四、巩固练习1．下列各组电磁波中，接波长由长到短排列正确的是（）A．红外线、紫外线、可见光、γ射线B．γ射线、紫外线、红外线、可见光C．γ射线、紫外线、可见光、红外线D．红外线、可见光、紫外线、γ射线 2．对红外线的作用和来源正确的叙述有（）A．一切物体都在不停地辐射红外线B．红外线有很强的荧光效应C．红外线最显著的作用是热作用D．红外线容易穿过云雾烟尘3．有些动物在夜间几乎什么也看不见，而猫头鹰在夜间却有很好的视力：其原因为（）A．不需要光线，也能看到B．自身眼睛发光，照亮搜索目标C．可对红外线产生视觉D．可对紫外线产生视觉4．被誉为“神刀”的γ刀在治疗脑肿瘤的时候不需要对患者实施麻醉，手术时间短。用γ刀治疗脑肿瘤主要是利用了（）A．γ射线具有很强的穿透能力B．γ射线很强的电离能力C．γ射线具有很高的能量D．γ射线很容易绕过障碍物继续向前传播5．一种电磁波入射到半径为1m的孔上，可发生明显的衍射现象，这种波属于电磁波谱的哪个区域（）A．可见光B．γ射线C．无线电波D．紫外线6．验钞机发出的光能使钞票上的荧光物质发光，电视机、空调的遥控器发出的光能控制电视机、空调的工作状态。对于它们发出的光，以下判断正确的是（）A．它们发出的都是红外线B．它们发出的都是紫外线C．验钞机发出的是红外线，遥控器发出的是紫外线D．验钞机发出的是紫外线，遥控器发出的是红外线答案：1．D2．ACD3．D 4．C5．C6．D