5、电磁波谱导学案学生

5、电磁波谱导学案

学习目标：

1、知道电磁波谱，掌握不同的电磁波产生的机理．

2、知道红外线、紫外线、X射线的主要作用．

重点难点：电磁波谱及特性，对电磁波能量的理解．

易错问题：对电磁波产生的机理理解不清．

学时：1学时

学习过程：

一、电磁波谱

电磁波谱： ，叫电磁波谱

由 、 、 、 、 、 合起来构成范围非常广阔的电磁波谱

二、无线电波

1、无线电波：波长大于1mm（频率小于300GHz)的电磁波

2、用途：通信、广播和天体物理研究等

三、红外线

1、红外线是一种波长比红光的波长还长的不可见光。其波长范围很宽，约750nm～１×106nm

2、显著作用：热辐射

3、由英国物理学家赫谢尔于1800年首先发现红外线， 物体都在不停地辐射红外线，物体温度越高，辐射红外线的本领越 ，辐射的红外线波长越 。

4、用途:红外摄影、红外遥感技：展示图片

四、可见光：

称为可见光，如：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各色光。

在电磁波中是一个很窄的波段，（波长为750nm～370nm）。

观察物体，照像等等，都是可见光的应用。

问题：

⑴天空为什么是亮的？

⑵为什么天空看起来是蓝色的？

⑶傍晚的阳光为什么是红的？

五、紫外线

1、紫外线是 不可见光；其波长范围约5nm～370nm，

2、由德国物理学家里特于1801年首先发现的，一切 物体发出的光中，都有紫外线。

3、显著作用：A、 ，B、 ，C、

讨论： 在“非典”非常时期，常常在教室内开“紫外线灯”为什么？

展示图片

六、伦琴射线和γ射线 1、伦琴射线

⑴X射线是德国物理学家伦琴在1895年发现的．下图是产生X射线的装置，叫做X射线管：

K是阴极A是阳极（也叫对阴极）

⑵伦琴射线（X射线）：是 的不可见光。有较强的 能力，能使包在黑纸里的照像底片感光 。

⑶X射线的应用：可以检查 ，检查 。过量的X射线辐射会引起生物体的病变。

2、γ射线： 是γ射线。它具有很高的能量。

γ射线的应用： γ射线能破坏生命物质，可以摧毁 ，可以治疗 ；可以探测 。

七、电磁波谱的说明

1、按频率由小到大（波长由大到小）排列形成的电磁波谱是：

。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．

2、不同电磁波产生的机理

无线电波是振荡电路中自由电子作周期性的运动产生的．

红外线、可见光、紫外线是原子外层电子受激发产生的．

伦琴射线是原子内层电子受激发产生的．

γ射线是原子核受激发产生的．

3、频率(波长)不同的电磁波表现出作用不同．

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；

紫外线主要作用是化学作用，可用来杀菌和消毒；

伦琴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，进行对人体的透视和检查部件的缺陷；

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．

七、电磁波的能量：电磁波具有能量，电磁波是一种物质

八、太阳辐射

阳光含有：无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、γ射线

太阳辐射的能量集中在可见光、红外线、紫外线三个区域

阳光中波长在5.5x10-7m的黄绿光附近，辐射的能量最强，这区域恰好是人眼最敏感

学习小结： 同步训练：问题与练习

自我测评：优化

课后训练：

1．根据电磁波谱从下列选项中选出电磁波的范围相互交错重叠、且频率顺序由高到低排列的情况( )

A．伦琴射线、紫外线、可见光 B．伦琴射线、紫外线、红外线

C．紫外线、红外线、可见光 D．无线电波、红外线、紫外线

2．蝙蝠视觉比较差，但是夜间出来飞行和觅食都能正确找出方位和捕捉到目标．

(1)其中的原因应是( )

A．自身可以发射电磁波，并能接收回波 B．紫外线提高了它的视觉

C．有灵敏地感知热辐射的能力 D．自身有发射和接收超声波的器官

(2)蝙蝠的定位系统只有几分之一克，与雷达相比( )

A．蝙蝠属于鸟类，所以定位精确 B．定位精确度高，抗干扰能力强

C．由于质量小，定位精确度低 D．由于质量小，抗干扰能力低

3．一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

4．关于电磁波，下列说法中正确的是( )

A．无线电波的波长大，不易观察到衍射现象 B．红外线比紫外线的波动性显著情况差

C．可见光是原子的外层电子受激发后产生的 D．伦琴射线的频率小于紫外线的频率

5．近年来高速发展的PDP(Plasma Display Panel)等离子显示屏，可以制造出大屏幕悬挂式彩色电视机，使电视机屏幕尺寸更大，图像更清晰，色彩更鲜艳，而本身的厚度只有8cm左右．等离子显示屏PDP是一种以等离子管作为发光元件，并由大量的等离子管排列在一起构成的屏幕．每个等离子管的透明玻璃管内都充有低压的氖氙气体，管的两端各有一个电极，在两个电极间加上高电压后，封在管内的气体便产生某种肉眼看不见的射线，它激发显示屏上的红绿蓝三基色荧光粉发出可见光．每个等离子管作为一个像素，由这些像素的明暗和颜色变化的组合，便形成了各种灰度和色彩的图像，则( )

A．等离子管发光的微观机理是通过高电压使低压氖氙气体原子的外层电子受到激发而发光

B．等离子管发光的微观机理是通过高电压使低压氖氙气体原子的内层电子受到激发而发光

C．该射线使荧光粉发出可见光是利用了光的荧光效应

D．该射线使荧光粉发出可见光是利用了光的化学作用

6．1991年的海湾战争中，充分表明了物理学的重要意义．“爱国者”导弹成功地拦截了“飞毛腿”导弹的过程，是利用了两颗装有红外望远镜的预警卫星．这两颗卫星每秒钟向伊拉克全国扫描一次，当飞毛腿导弹发射时，红外望远镜和红外传感器立刻测到导弹尾部辐射出来的强大信号，卫星马上把信息经过地面控制站传到美国作战部，通讯距离(往返)达16万公里，通讯所用时间为________s．“飞毛腿”导弹飞行时间为7分钟，而卫星把信息经过地面控制站传到美国作战部发出指令到“爱国者”雷达系统需要5分钟，“爱国者”导弹从发射到击中“飞毛腿”导弹的过程必须在2分钟内完成．“爱国者”的雷达有效距离为150km，雷达发出电磁波到接收到电磁波最长时间为________s．从发现到击中目标有1分钟就够了．从以上可看出，可以轻松进行拦截，这与通讯时间极短有很大关系．

7．(1)红外体温计不与人体接触就能测体温，为什么？

(2)一切物体都在不停地辐射红外线，为什么在冰窖中我们会感到很冷？

(3)红外遥感有哪些方面的应用？

能力提升

1．下列说法中正确的是( )

A．热的物体辐射红外线，冷的物体不辐射红外线

B．所有物体都辐射红外线，但热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强

C．设计防伪措施时可利用紫外线的荧光效应

D．太阳辐射的能量只有很小一部分集中在可见光及附近区域

2．下列说法正确的是( )

A．光的偏振现象说明光是一种纵波 B．红外线能杀死多种细菌，所以可用来消毒

C．紫外线有荧光作用，所以可用来检验钞票的真伪 D．伦琴射线的波长比红外线的波长要长

3．高原上人的皮肤黝黑的原因是( )

A．与高原上人的生活习惯有关 B．与高原上的风力过大有关

C．与高原上紫外线辐射过强有关 D．由遗传基因本身决定的

4．北京时间2003年10月29日14时13分，太阳风暴袭击地球，太阳日冕抛射出的大量带电粒子流击中地球磁场，产生了强磁暴．当时，不少地方出现了绚现多彩的极光，美国北部一些电网出现了电流急冲现象．太阳风暴袭击地球时，不仅会影响通信，威胁卫星，而且会破坏臭氧层．臭氧层作为地球的保护伞，是因为臭氧能吸收太阳辐射中( )

A．波长较短的可见光 B．波长较长的可见光

C．波长较短的紫外线 D．波长较长的红外线

5．家用微波炉是利用微波的电磁能加热食物的新型灶具，主要由磁控管、波导管、微波加热器、炉门、直流电源、冷却系统、控制系统、外壳等组成，接通电源后，220 V的交流电经变压器，一方面在次级产生3.4 V交流电对磁控管加热，另一方面在次级产生2 000 V高压，经整流加到磁控管的阴、阳两极之间，使磁控管产生频率为 2 450 MHz的微波，微波输送至金属制成的加热器(炉腔)，被来回反射，微波的电磁作用使食物内分子高频地振动同时内外迅速变热，并能最大限度地保存食物中的维生素．

(1)试计算变压器的升压变压比．

(2)导体可反射微波，绝缘体可使微波透射，而食物通常含有的成份是________，较易吸收微波能且转换成热，故在使用微波炉时应注意( )

A．用金属容器将食物放入炉内加热 B．用陶瓷容器将食物放入炉内加热

C．将微波炉置于磁性材料周围 D．将微波炉远离磁性材料周围

6．某高速公路自动测速仪装置如图1所示，雷达向汽车驶来方向发射不连续的电磁波，每次发射时间约为百万分之一秒，两次发射时间间隔为t.当雷达向汽车发射无线电波时，在指示器荧光屏上呈现出一个尖波形；在收到反射回来的无线电波时，在荧光屏上呈现第二个尖形波．根据两个波的距离，可以计算出汽车距雷达距离，根据自动打下的纸带如图2所示，可求出该汽车的车速，请根据给出的t1、t2、t、c求出汽车车速表达式．