電磁波及其應(yīng)用-4.2電磁波譜

1、知識(shí)回顧知識(shí)回顧一、一、 麥克斯韋電磁場(chǎng)理論：麥克斯韋電磁場(chǎng)理論：1變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)2變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)3電磁場(chǎng)電磁場(chǎng)傳播傳播電磁波電磁波4電磁波不需介質(zhì)，以光速傳播。電磁波不需介質(zhì)，以光速傳播。二、赫茲的電火花：二、赫茲的電火花：1電磁場(chǎng)、電磁波的存在。電磁場(chǎng)、電磁波的存在。2電磁波能反射、折射、干涉、衍電磁波能反射、折射、干涉、衍射和偏振等現(xiàn)象，證明了電磁波與光具有射和偏振等現(xiàn)象，證明了電磁波與光具有相同的性質(zhì)。相同的性質(zhì)。新課導(dǎo)入新課導(dǎo)入水波的漣漪，音水波的漣漪，音樂(lè)的律動(dòng)，光的繽紛樂(lè)的律動(dòng)，光的繽紛色彩，這些不同的事色彩，這些不同的事物有共同之處嗎

2、？物有共同之處嗎？它們的共同處是：它們的共同處是：波動(dòng)波動(dòng)例如水波：小木棍在平靜水面上下振例如水波：小木棍在平靜水面上下振動(dòng)時(shí)，在水面上激起水波。水波不停向外動(dòng)時(shí)，在水面上激起水波。水波不停向外傳播。傳播。既然它們都有波動(dòng)，那么之前我們既然它們都有波動(dòng)，那么之前我們所學(xué)習(xí)過(guò)的電磁波是否也是波動(dòng)呢？如所學(xué)習(xí)過(guò)的電磁波是否也是波動(dòng)呢？如果是，那么它有什么特點(diǎn)？我們又如何果是，那么它有什么特點(diǎn)？我們又如何去描述電磁波呢？通過(guò)今天的學(xué)習(xí)，讓去描述電磁波呢？通過(guò)今天的學(xué)習(xí)，讓我們?nèi)ス餐私怅P(guān)于電磁波的知識(shí)。我們?nèi)ス餐私怅P(guān)于電磁波的知識(shí)。教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與能力知識(shí)與能力1掌握波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系。

3、知道掌握波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系。知道電磁波在真空中的傳播速度跟光速相同，即電磁波在真空中的傳播速度跟光速相同，即c=3108/。2了解電磁波譜是有無(wú)線電波、紅外線、了解電磁波譜是有無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、可見(jiàn)光、紫外線、x射線、射線、射線組成的，能射線組成的，能夠知道它們各自的特點(diǎn)與主要應(yīng)用。夠知道它們各自的特點(diǎn)與主要應(yīng)用。3了解電磁波具有能量。了解太陽(yáng)輻射了解電磁波具有能量。了解太陽(yáng)輻射大部分能量集中的波長(zhǎng)范圍。大部分能量集中的波長(zhǎng)范圍。過(guò)程與方法過(guò)程與方法通過(guò)對(duì)生活中電磁波的分析研究，通過(guò)對(duì)生活中電磁波的分析研究，能夠簡(jiǎn)單的計(jì)算波長(zhǎng)、頻率和波速。能夠簡(jiǎn)單的計(jì)算波長(zhǎng)、頻率和波速。情

4、感態(tài)度與價(jià)值觀情感態(tài)度與價(jià)值觀了解尋找地外文明的主要?dú)v史和當(dāng)了解尋找地外文明的主要?dú)v史和當(dāng)前的進(jìn)展，激發(fā)學(xué)生探索地外未知生命前的進(jìn)展，激發(fā)學(xué)生探索地外未知生命的熱情，增加求知欲。的熱情，增加求知欲。重點(diǎn)重點(diǎn)1波長(zhǎng)、頻率、波速。波長(zhǎng)、頻率、波速。 2電磁波普以及生活中的電磁波。電磁波普以及生活中的電磁波。3電磁波的能量。電磁波的能量。難點(diǎn)難點(diǎn)1波長(zhǎng)、頻率、波速的計(jì)算。波長(zhǎng)、頻率、波速的計(jì)算。2電磁波普。電磁波普。教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重難點(diǎn)本節(jié)導(dǎo)航本節(jié)導(dǎo)航一波長(zhǎng)、頻率、波速一波長(zhǎng)、頻率、波速二電磁波普二電磁波普三電磁波的能量三電磁波的能量四太陽(yáng)輻射四太陽(yáng)輻射1描述波動(dòng)的物理量：描述波動(dòng)的物理量：波長(zhǎng)、頻

5、率和波速波長(zhǎng)、頻率和波速（1）波長(zhǎng)：）波長(zhǎng)：相鄰的兩個(gè)波峰相鄰的兩個(gè)波峰(或波谷或波谷)之間的距離之間的距離 波峰：波峰：一列水波中，凸起的最高處叫波峰一列水波中，凸起的最高處叫波峰 波谷：波谷：一列水波中，凹下的最低處叫波谷一列水波中，凹下的最低處叫波谷 符號(hào)：符號(hào)： 單位：?jiǎn)挝唬簃2周期：周期：波峰（波谷）傳播一個(gè)波長(zhǎng)的距波峰（波谷）傳播一個(gè)波長(zhǎng)的距離所用的時(shí)間。離所用的時(shí)間。符號(hào)：符號(hào)：?jiǎn)挝唬簡(jiǎn)挝唬好朊?頻率：頻率：1s內(nèi)波峰（波谷）通過(guò)的次數(shù)。內(nèi)波峰（波谷）通過(guò)的次數(shù)。符號(hào)：符號(hào)：f單位：?jiǎn)挝唬汉掌澓掌滺z4波速：波速：用來(lái)描述波傳播快慢的物理量。用來(lái)描述波傳播快慢的物理量。符號(hào)：符號(hào)

6、：?jiǎn)挝唬簡(jiǎn)挝唬簃/s/vTf 5關(guān)系式：關(guān)系式：6電磁波：電磁波：對(duì)于電磁波，有同樣的關(guān)系。如果對(duì)于電磁波，有同樣的關(guān)系。如果用用表示電磁波的波長(zhǎng)、表示電磁波的波長(zhǎng)、f表示它的頻率，表示它的頻率，那么，電磁波的波速那么，電磁波的波速c與與、f的關(guān)系是：的關(guān)系是：C= 電磁波在真空中的速度電磁波在真空中的速度3.00108m/s1家用微波爐使用的微波頻率為家用微波爐使用的微波頻率為2450Hz。它的波長(zhǎng)是多少？。它的波長(zhǎng)是多少？2某廣播電臺(tái)發(fā)射的電磁波的波長(zhǎng)某廣播電臺(tái)發(fā)射的電磁波的波長(zhǎng)是是500m。它的頻率是多少？。它的頻率是多少？6110MHzHz9110nmm 提示：提示：1電磁波普：電磁波

7、普：按電磁波的波長(zhǎng)或頻率大按電磁波的波長(zhǎng)或頻率大小的順序把它們排列成譜，叫做電磁波譜。小的順序把它們排列成譜，叫做電磁波譜。2電磁波普分析：電磁波普分析：3電磁波成分：電磁波成分：電磁波的頻率范圍很廣。無(wú)電磁波的頻率范圍很廣。無(wú)線電波、光波（紅外線、可見(jiàn)光、紫外線）、線電波、光波（紅外線、可見(jiàn)光、紫外線）、X射線、射線、射線都是電磁波。射線都是電磁波。 （1）無(wú)線電波：）無(wú)線電波：特點(diǎn)：特點(diǎn)：大于大于1mm（f小于小于300000MHz），）， 較長(zhǎng)。較長(zhǎng)。應(yīng)用：長(zhǎng)、中短波用于發(fā)送廣播信號(hào)；微波應(yīng)用：長(zhǎng)、中短波用于發(fā)送廣播信號(hào)；微波用于發(fā)送電視信號(hào)和微波爐。用于發(fā)送電視信號(hào)和微波爐。 電視塔能

8、發(fā)射無(wú)線電波電視塔能發(fā)射無(wú)線電波（2）紅外線：）紅外線：特點(diǎn)：特點(diǎn)：介于無(wú)線電波和可見(jiàn)光之間；所有介于無(wú)線電波和可見(jiàn)光之間；所有物體都會(huì)發(fā)射紅外線；物體的紅外輻射跟溫度有物體都會(huì)發(fā)射紅外線；物體的紅外輻射跟溫度有關(guān)。關(guān)。應(yīng)用：紅外體溫計(jì)、紅外夜視議、紅外攝影、應(yīng)用：紅外體溫計(jì)、紅外夜視議、紅外攝影、紅外遙感技術(shù)等。紅外遙感技術(shù)等。人體也發(fā)射紅外線。人體也發(fā)射紅外線。體溫越高，發(fā)射的紅外體溫越高，發(fā)射的紅外線越強(qiáng)。根據(jù)這個(gè)原理，線越強(qiáng)。根據(jù)這個(gè)原理，紅外體溫不與身體接觸紅外體溫不與身體接觸也可以測(cè)體溫。也可以測(cè)體溫。紅外線衛(wèi)星云圖顯紅外線衛(wèi)星云圖顯示一九九九年九月十六示一九九九年九月十六日臺(tái)風(fēng)約

9、克于清晨靠近日臺(tái)風(fēng)約克于清晨靠近香港時(shí)香港時(shí),中心的風(fēng)眼清晰中心的風(fēng)眼清晰可見(jiàn)?？梢?jiàn)。利用紅外線檢測(cè)人體的利用紅外線檢測(cè)人體的健康狀態(tài)，本圖片是人體的健康狀態(tài)，本圖片是人體的背部熱圖，透過(guò)圖片可以根背部熱圖，透過(guò)圖片可以根據(jù)不同顏色判斷病變區(qū)域。據(jù)不同顏色判斷病變區(qū)域。（3）可見(jiàn)光：）可見(jiàn)光：波長(zhǎng)范圍：波長(zhǎng)范圍：400nm-700nm包含七種顏色包含七種顏色的色光：紅、橙、黃、綠、藍(lán)、的色光：紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛靛 、紫。、紫。作用：引起人眼視覺(jué)。作用：引起人眼視覺(jué)。（4）紫外線：）紫外線：特點(diǎn)：特點(diǎn)：介于介于5400nm之間，之間， 較短；能較短；能量較高。量較高。作用：滅菌殺毒；促進(jìn)人體

10、對(duì)鈣的吸收作用：滅菌殺毒；促進(jìn)人體對(duì)鈣的吸收 ；設(shè)計(jì)防偽措施。設(shè)計(jì)防偽措施。注意：注意：消毒燈、驗(yàn)鈔消毒燈、驗(yàn)鈔機(jī)燈看起來(lái)是淡藍(lán)色的。機(jī)燈看起來(lái)是淡藍(lán)色的。這不是紫外線。這不是紫外線。紫外線看不見(jiàn)。紫外線看不見(jiàn)。消毒燈、驗(yàn)鈔機(jī)燈除消毒燈、驗(yàn)鈔機(jī)燈除發(fā)出紫外線外，還發(fā)出少發(fā)出紫外線外，還發(fā)出少量紫光和藍(lán)光量紫光和藍(lán)光消毒柜消毒柜（5）x射線和射線和射線射線特點(diǎn)：波長(zhǎng)很短，頻率很高；穿透力強(qiáng)，特點(diǎn)：波長(zhǎng)很短，頻率很高；穿透力強(qiáng)，能量高。能量高。作用：作用：x射線用于人體檢查如射線用于人體檢查如CT掃描掃描；x射射線用于金屬缺陷探測(cè)、安全檢查線用于金屬缺陷探測(cè)、安全檢查等；等；射線可射線可以治療某些

11、癌癥，也可用于金屬缺陷探測(cè)等。以治療某些癌癥，也可用于金屬缺陷探測(cè)等。CT：計(jì)算機(jī)輔助射線斷層攝影：計(jì)算機(jī)輔助射線斷層攝影麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲通麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，這說(shuō)明過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，這說(shuō)明電磁波電磁波是一種客觀存在的物質(zhì)。是一種客觀存在的物質(zhì)。例如：我們可以利用微波對(duì)食物進(jìn)行加例如：我們可以利用微波對(duì)食物進(jìn)行加熱，光是一種電磁波，太陽(yáng)光照射到我們身熱，光是一種電磁波，太陽(yáng)光照射到我們身上，我們感覺(jué)到身體熱起來(lái)，我們的收音機(jī)上，我們感覺(jué)到身體熱起來(lái)，我們的收音機(jī)能夠受到廣播電臺(tái)的聲音，那是因?yàn)殡娕_(tái)發(fā)能夠受到廣播電臺(tái)的聲音，那是因?yàn)?/p>

12、電臺(tái)發(fā)射的電磁波在收音機(jī)的天線里感應(yīng)出了電流。射的電磁波在收音機(jī)的天線里感應(yīng)出了電流。這種種現(xiàn)象說(shuō)明這種種現(xiàn)象說(shuō)明電磁波具有能量。電磁波具有能量。 1電磁波的能量電磁波的能量電磁波有能量。電磁波是一電磁波有能量。電磁波是一種物質(zhì)存在的形式。種物質(zhì)存在的形式。例：微波爐，食物增加的能例：微波爐，食物增加的能量是微波給的量是微波給的,食物中的水分子在食物中的水分子在微波的作用下加劇了熱運(yùn)動(dòng)，內(nèi)微波的作用下加劇了熱運(yùn)動(dòng)，內(nèi)能增加，溫度升高能增加，溫度升高。2電磁波的特點(diǎn)電磁波的特點(diǎn)（1）電磁波是物質(zhì)存在的一）電磁波是物質(zhì)存在的一種特殊形式。種特殊形式。（2）電磁波具有能量。）電磁波具有能量。（3）電

13、磁波具有的能量跟）電磁波具有的能量跟f有關(guān)，有關(guān)，f越高，能量越高。越高，能量越高。太陽(yáng)輻射：太陽(yáng)輻射：1太陽(yáng)輻射中包含無(wú)線電波、紅外線、太陽(yáng)輻射中包含無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、可見(jiàn)光、紫外線、x射線、射線、射線。射線。 2能量集中在可見(jiàn)光、紅外線、紫外線能量集中在可見(jiàn)光、紅外線、紫外線三個(gè)區(qū)域。三個(gè)區(qū)域。3波長(zhǎng)在黃綠光的輻射能量最強(qiáng)波長(zhǎng)在黃綠光的輻射能量最強(qiáng) ,人眼對(duì)人眼對(duì)黃綠光感受最強(qiáng)。黃綠光感受最強(qiáng)。我們的眼睛正好能感受這個(gè)區(qū)域的電磁輻我們的眼睛正好能感受這個(gè)區(qū)域的電磁輻射。眼睛把太陽(yáng)在最強(qiáng)輻射區(qū)的輻射作為自己射。眼睛把太陽(yáng)在最強(qiáng)輻射區(qū)的輻射作為自己的接收對(duì)象，這樣就能看到最多的

14、東西，獲得的接收對(duì)象，這樣就能看到最多的東西，獲得最豐富的信息。最豐富的信息。太陽(yáng)輻射能大部分集中在可見(jiàn)光和紅太陽(yáng)輻射能大部分集中在可見(jiàn)光和紅外線、紫外線區(qū)域。如圖所示：外線、紫外線區(qū)域。如圖所示：課堂小結(jié)課堂小結(jié)兩個(gè)概念兩個(gè)概念一個(gè)關(guān)系一個(gè)關(guān)系六段波譜六段波譜波的能量波的能量太陽(yáng)輻射太陽(yáng)輻射波長(zhǎng)和頻率波長(zhǎng)和頻率fv六段波各自特點(diǎn)和應(yīng)用六段波各自特點(diǎn)和應(yīng)用電磁波具有能量及其影響因素電磁波具有能量及其影響因素太陽(yáng)輻射的特點(diǎn)太陽(yáng)輻射的特點(diǎn)一、波長(zhǎng)、頻率和波速一、波長(zhǎng)、頻率和波速 1描述波動(dòng)的物理量：波長(zhǎng)、頻率和波速。描述波動(dòng)的物理量：波長(zhǎng)、頻率和波速。 2波峰、波谷：凸起的最高處叫做波峰；凹波峰、

15、波谷：凸起的最高處叫做波峰；凹下的最低處叫波谷。下的最低處叫波谷。3波長(zhǎng)：鄰近的兩個(gè)波峰波長(zhǎng)：鄰近的兩個(gè)波峰(或波谷或波谷)間的距離間的距離叫做波長(zhǎng)。叫做波長(zhǎng)。4頻率：頻率：1S內(nèi)通過(guò)的波峰或波谷的次數(shù)叫頻內(nèi)通過(guò)的波峰或波谷的次數(shù)叫頻率。率。5波速公式：波速波速公式：波速=波長(zhǎng)波長(zhǎng)頻率頻率 C=6電磁波在真空中的速度：電磁波在真空中的速度：C=3.00108m/s。二、電磁波譜二、電磁波譜 1電磁波譜電磁波譜 ：按電磁波的波長(zhǎng)或頻率大：按電磁波的波長(zhǎng)或頻率大小的順序把它們排列成譜，叫做電磁波譜。小的順序把它們排列成譜，叫做電磁波譜。2波長(zhǎng)從大到小的順序：無(wú)線電波、光波長(zhǎng)從大到小的順序：無(wú)線電波

16、、光波（紅外線、可見(jiàn)光、紫外線）、波（紅外線、可見(jiàn)光、紫外線）、X射線、射線、射線。射線。三、電磁波的能量三、電磁波的能量電磁波有能量。電磁波是一種物質(zhì)。電磁波有能量。電磁波是一種物質(zhì)。四、太陽(yáng)輻射四、太陽(yáng)輻射太陽(yáng)輻射的能量集中在可見(jiàn)光、紅外線太陽(yáng)輻射的能量集中在可見(jiàn)光、紅外線和紫外線三個(gè)區(qū)域。黃綠光附近，輻射的能和紫外線三個(gè)區(qū)域。黃綠光附近，輻射的能量最強(qiáng)。量最強(qiáng)。課堂練習(xí)課堂練習(xí)1以下有關(guān)在真空中傳播的電磁波的以下有關(guān)在真空中傳播的電磁波的說(shuō)法正確的是（）說(shuō)法正確的是（）A頻率越大，傳播的速度越大頻率越大，傳播的速度越大B頻率不同，傳播的速度相同頻率不同，傳播的速度相同C頻率越大，其波長(zhǎng)越

17、大頻率越大，其波長(zhǎng)越大 D頻率不同，頻率不同， 傳播速度也不同傳播速度也不同 B2在電磁波譜中，紅外線、可見(jiàn)光和在電磁波譜中，紅外線、可見(jiàn)光和倫琴射線（射線）三個(gè)波段的頻率大小關(guān)系倫琴射線（射線）三個(gè)波段的頻率大小關(guān)系是是 （）（）A紅外線的頻率最大，可見(jiàn)光的頻紅外線的頻率最大，可見(jiàn)光的頻率最率最B倫琴射線的頻率最大，紅外線的倫琴射線的頻率最大，紅外線的頻率最小頻率最小C可見(jiàn)光的頻率最大，紅外線的頻可見(jiàn)光的頻率最大，紅外線的頻率最率最D倫琴射線頻率最大，可見(jiàn)光的頻倫琴射線頻率最大，可見(jiàn)光的頻率最小率最小B3關(guān)于紫外線，下列說(shuō)法中正確的是關(guān)于紫外線，下列說(shuō)法中正確的是 （）（）A一切物體都會(huì)發(fā)出

18、紫外線一切物體都會(huì)發(fā)出紫外線 B紫外線可用于無(wú)線電通訊紫外線可用于無(wú)線電通訊C紫外線有較高的能量，足以破壞紫外線有較高的能量，足以破壞細(xì)胞中的物質(zhì)細(xì)胞中的物質(zhì)D在紫外線照射下，所有物質(zhì)會(huì)發(fā)在紫外線照射下，所有物質(zhì)會(huì)發(fā)出熒光出熒光C4下列各組電磁波中下列各組電磁波中,接波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短接波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短排列正確的是（排列正確的是（ ）A紅外線、紫外線、可見(jiàn)光、紅外線、紫外線、可見(jiàn)光、射線射線B射線、紫外線、紅外線、可見(jiàn)光射線、紫外線、紅外線、可見(jiàn)光C射線、紫外線、可見(jiàn)光、紅外線射線、紫外線、可見(jiàn)光、紅外線D紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、射線射線B5有些動(dòng)物在夜間幾乎什么也看不見(jiàn)，有些動(dòng)物在夜間幾乎什么也看不見(jiàn)，而貓頭鷹在夜間卻有很好的視力，其原因?yàn)槎堫^鷹在夜間卻有很好的視力，其原因?yàn)椋ǎǎ?CA不需要光線，也能看到不需要光線，也能看到B自身眼睛發(fā)光，照亮搜索目標(biāo)自身眼睛發(fā)光，照亮搜索目標(biāo)C可對(duì)紅外線產(chǎn)生視覺(jué)可對(duì)紅外線產(chǎn)生視覺(jué)D可對(duì)紫外