电磁波及其应用-4.2电磁波谱

1、知识回顾知识回顾一、一、 麦克斯韦电磁场理论：麦克斯韦电磁场理论：1变化的磁场产生电场变化的磁场产生电场2变化的电场产生磁场变化的电场产生磁场3电磁场电磁场传播传播电磁波电磁波4电磁波不需介质，以光速传播。电磁波不需介质，以光速传播。二、赫兹的电火花：二、赫兹的电火花：1电磁场、电磁波的存在。电磁场、电磁波的存在。2电磁波能反射、折射、干涉、衍电磁波能反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象，证明了电磁波与光具有射和偏振等现象，证明了电磁波与光具有相同的性质。相同的性质。新课导入新课导入水波的涟漪，音水波的涟漪，音乐的律动，光的缤纷乐的律动，光的缤纷色彩，这些不同的事色彩，这些不同的事物有共同之处吗

2、？物有共同之处吗？它们的共同处是：它们的共同处是：波动波动例如水波：小木棍在平静水面上下振例如水波：小木棍在平静水面上下振动时，在水面上激起水波。水波不停向外动时，在水面上激起水波。水波不停向外传播。传播。既然它们都有波动，那么之前我们既然它们都有波动，那么之前我们所学习过的电磁波是否也是波动呢？如所学习过的电磁波是否也是波动呢？如果是，那么它有什么特点？我们又如何果是，那么它有什么特点？我们又如何去描述电磁波呢？通过今天的学习，让去描述电磁波呢？通过今天的学习，让我们去共同了解关于电磁波的知识。我们去共同了解关于电磁波的知识。教学目标教学目标知识与能力知识与能力1掌握波长、频率和波速的关系。

3、知道掌握波长、频率和波速的关系。知道电磁波在真空中的传播速度跟光速相同，即电磁波在真空中的传播速度跟光速相同，即c=3108/。2了解电磁波谱是有无线电波、红外线、了解电磁波谱是有无线电波、红外线、可见光、紫外线、可见光、紫外线、x射线、射线、射线组成的，能射线组成的，能够知道它们各自的特点与主要应用。够知道它们各自的特点与主要应用。3了解电磁波具有能量。了解太阳辐射了解电磁波具有能量。了解太阳辐射大部分能量集中的波长范围。大部分能量集中的波长范围。过程与方法过程与方法通过对生活中电磁波的分析研究，通过对生活中电磁波的分析研究，能够简单的计算波长、频率和波速。能够简单的计算波长、频率和波速。情

4、感态度与价值观情感态度与价值观了解寻找地外文明的主要历史和当了解寻找地外文明的主要历史和当前的进展，激发学生探索地外未知生命前的进展，激发学生探索地外未知生命的热情，增加求知欲。的热情，增加求知欲。重点重点1波长、频率、波速。波长、频率、波速。 2电磁波普以及生活中的电磁波。电磁波普以及生活中的电磁波。3电磁波的能量。电磁波的能量。难点难点1波长、频率、波速的计算。波长、频率、波速的计算。2电磁波普。电磁波普。教学重难点教学重难点本节导航本节导航一波长、频率、波速一波长、频率、波速二电磁波普二电磁波普三电磁波的能量三电磁波的能量四太阳辐射四太阳辐射1描述波动的物理量：描述波动的物理量：波长、频

5、率和波速波长、频率和波速（1）波长：）波长：相邻的两个波峰相邻的两个波峰(或波谷或波谷)之间的距离之间的距离 波峰：波峰：一列水波中，凸起的最高处叫波峰一列水波中，凸起的最高处叫波峰 波谷：波谷：一列水波中，凹下的最低处叫波谷一列水波中，凹下的最低处叫波谷 符号：符号： 单位：单位：m2周期：周期：波峰（波谷）传播一个波长的距波峰（波谷）传播一个波长的距离所用的时间。离所用的时间。符号：符号：单位：单位：秒秒3频率：频率：1s内波峰（波谷）通过的次数。内波峰（波谷）通过的次数。符号：符号：f单位：单位：赫兹赫兹Hz4波速：波速：用来描述波传播快慢的物理量。用来描述波传播快慢的物理量。符号：符号

6、：单位：单位：m/s/vTf 5关系式：关系式：6电磁波：电磁波：对于电磁波，有同样的关系。如果对于电磁波，有同样的关系。如果用用表示电磁波的波长、表示电磁波的波长、f表示它的频率，表示它的频率，那么，电磁波的波速那么，电磁波的波速c与与、f的关系是：的关系是：C= 电磁波在真空中的速度电磁波在真空中的速度3.00108m/s1家用微波炉使用的微波频率为家用微波炉使用的微波频率为2450Hz。它的波长是多少？。它的波长是多少？2某广播电台发射的电磁波的波长某广播电台发射的电磁波的波长是是500m。它的频率是多少？。它的频率是多少？6110MHzHz9110nmm 提示：提示：1电磁波普：电磁波

7、普：按电磁波的波长或频率大按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫做电磁波谱。小的顺序把它们排列成谱，叫做电磁波谱。2电磁波普分析：电磁波普分析：3电磁波成分：电磁波成分：电磁波的频率范围很广。无电磁波的频率范围很广。无线电波、光波（红外线、可见光、紫外线）、线电波、光波（红外线、可见光、紫外线）、X射线、射线、射线都是电磁波。射线都是电磁波。 （1）无线电波：）无线电波：特点：特点：大于大于1mm（f小于小于300000MHz），）， 较长。较长。应用：长、中短波用于发送广播信号；微波应用：长、中短波用于发送广播信号；微波用于发送电视信号和微波炉。用于发送电视信号和微波炉。 电视塔能

8、发射无线电波电视塔能发射无线电波（2）红外线：）红外线：特点：特点：介于无线电波和可见光之间；所有介于无线电波和可见光之间；所有物体都会发射红外线；物体的红外辐射跟温度有物体都会发射红外线；物体的红外辐射跟温度有关。关。应用：红外体温计、红外夜视议、红外摄影、应用：红外体温计、红外夜视议、红外摄影、红外遥感技术等。红外遥感技术等。人体也发射红外线。人体也发射红外线。体温越高，发射的红外体温越高，发射的红外线越强。根据这个原理，线越强。根据这个原理，红外体温不与身体接触红外体温不与身体接触也可以测体温。也可以测体温。红外线卫星云图显红外线卫星云图显示一九九九年九月十六示一九九九年九月十六日台风约

9、克于清晨靠近日台风约克于清晨靠近香港时香港时,中心的风眼清晰中心的风眼清晰可见。可见。利用红外线检测人体的利用红外线检测人体的健康状态，本图片是人体的健康状态，本图片是人体的背部热图，透过图片可以根背部热图，透过图片可以根据不同颜色判断病变区域。据不同颜色判断病变区域。（3）可见光：）可见光：波长范围：波长范围：400nm-700nm包含七种颜色包含七种颜色的色光：红、橙、黄、绿、蓝、的色光：红、橙、黄、绿、蓝、靛靛 、紫。、紫。作用：引起人眼视觉。作用：引起人眼视觉。（4）紫外线：）紫外线：特点：特点：介于介于5400nm之间，之间， 较短；能较短；能量较高。量较高。作用：灭菌杀毒；促进人体

10、对钙的吸收作用：灭菌杀毒；促进人体对钙的吸收 ；设计防伪措施。设计防伪措施。注意：注意：消毒灯、验钞消毒灯、验钞机灯看起来是淡蓝色的。机灯看起来是淡蓝色的。这不是紫外线。这不是紫外线。紫外线看不见。紫外线看不见。消毒灯、验钞机灯除消毒灯、验钞机灯除发出紫外线外，还发出少发出紫外线外，还发出少量紫光和蓝光量紫光和蓝光消毒柜消毒柜（5）x射线和射线和射线射线特点：波长很短，频率很高；穿透力强，特点：波长很短，频率很高；穿透力强，能量高。能量高。作用：作用：x射线用于人体检查如射线用于人体检查如CT扫描扫描；x射射线用于金属缺陷探测、安全检查线用于金属缺陷探测、安全检查等；等；射线可射线可以治疗某些

11、癌症，也可用于金属缺陷探测等。以治疗某些癌症，也可用于金属缺陷探测等。CT：计算机辅助射线断层摄影：计算机辅助射线断层摄影麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，这说明过实验证实了电磁波的存在，这说明电磁波电磁波是一种客观存在的物质。是一种客观存在的物质。例如：我们可以利用微波对食物进行加例如：我们可以利用微波对食物进行加热，光是一种电磁波，太阳光照射到我们身热，光是一种电磁波，太阳光照射到我们身上，我们感觉到身体热起来，我们的收音机上，我们感觉到身体热起来，我们的收音机能够受到广播电台的声音，那是因为电台发能够受到广播电台的声音，那是因为

12、电台发射的电磁波在收音机的天线里感应出了电流。射的电磁波在收音机的天线里感应出了电流。这种种现象说明这种种现象说明电磁波具有能量。电磁波具有能量。 1电磁波的能量电磁波的能量电磁波有能量。电磁波是一电磁波有能量。电磁波是一种物质存在的形式。种物质存在的形式。例：微波炉，食物增加的能例：微波炉，食物增加的能量是微波给的量是微波给的,食物中的水分子在食物中的水分子在微波的作用下加剧了热运动，内微波的作用下加剧了热运动，内能增加，温度升高能增加，温度升高。2电磁波的特点电磁波的特点（1）电磁波是物质存在的一）电磁波是物质存在的一种特殊形式。种特殊形式。（2）电磁波具有能量。）电磁波具有能量。（3）电

13、磁波具有的能量跟）电磁波具有的能量跟f有关，有关，f越高，能量越高。越高，能量越高。太阳辐射：太阳辐射：1太阳辐射中包含无线电波、红外线、太阳辐射中包含无线电波、红外线、可见光、紫外线、可见光、紫外线、x射线、射线、射线。射线。 2能量集中在可见光、红外线、紫外线能量集中在可见光、红外线、紫外线三个区域。三个区域。3波长在黄绿光的辐射能量最强波长在黄绿光的辐射能量最强 ,人眼对人眼对黄绿光感受最强。黄绿光感受最强。我们的眼睛正好能感受这个区域的电磁辐我们的眼睛正好能感受这个区域的电磁辐射。眼睛把太阳在最强辐射区的辐射作为自己射。眼睛把太阳在最强辐射区的辐射作为自己的接收对象，这样就能看到最多的

14、东西，获得的接收对象，这样就能看到最多的东西，获得最丰富的信息。最丰富的信息。太阳辐射能大部分集中在可见光和红太阳辐射能大部分集中在可见光和红外线、紫外线区域。如图所示：外线、紫外线区域。如图所示：课堂小结课堂小结两个概念两个概念一个关系一个关系六段波谱六段波谱波的能量波的能量太阳辐射太阳辐射波长和频率波长和频率fv六段波各自特点和应用六段波各自特点和应用电磁波具有能量及其影响因素电磁波具有能量及其影响因素太阳辐射的特点太阳辐射的特点一、波长、频率和波速一、波长、频率和波速 1描述波动的物理量：波长、频率和波速。描述波动的物理量：波长、频率和波速。 2波峰、波谷：凸起的最高处叫做波峰；凹波峰、

15、波谷：凸起的最高处叫做波峰；凹下的最低处叫波谷。下的最低处叫波谷。3波长：邻近的两个波峰波长：邻近的两个波峰(或波谷或波谷)间的距离间的距离叫做波长。叫做波长。4频率：频率：1S内通过的波峰或波谷的次数叫频内通过的波峰或波谷的次数叫频率。率。5波速公式：波速波速公式：波速=波长波长频率频率 C=6电磁波在真空中的速度：电磁波在真空中的速度：C=3.00108m/s。二、电磁波谱二、电磁波谱 1电磁波谱电磁波谱 ：按电磁波的波长或频率大：按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫做电磁波谱。小的顺序把它们排列成谱，叫做电磁波谱。2波长从大到小的顺序：无线电波、光波长从大到小的顺序：无线电波

16、、光波（红外线、可见光、紫外线）、波（红外线、可见光、紫外线）、X射线、射线、射线。射线。三、电磁波的能量三、电磁波的能量电磁波有能量。电磁波是一种物质。电磁波有能量。电磁波是一种物质。四、太阳辐射四、太阳辐射太阳辐射的能量集中在可见光、红外线太阳辐射的能量集中在可见光、红外线和紫外线三个区域。黄绿光附近，辐射的能和紫外线三个区域。黄绿光附近，辐射的能量最强。量最强。课堂练习课堂练习1以下有关在真空中传播的电磁波的以下有关在真空中传播的电磁波的说法正确的是（）说法正确的是（）A频率越大，传播的速度越大频率越大，传播的速度越大B频率不同，传播的速度相同频率不同，传播的速度相同C频率越大，其波长越

17、大频率越大，其波长越大 D频率不同，频率不同， 传播速度也不同传播速度也不同 B2在电磁波谱中，红外线、可见光和在电磁波谱中，红外线、可见光和伦琴射线（射线）三个波段的频率大小关系伦琴射线（射线）三个波段的频率大小关系是是 （）（）A红外线的频率最大，可见光的频红外线的频率最大，可见光的频率最率最B伦琴射线的频率最大，红外线的伦琴射线的频率最大，红外线的频率最小频率最小C可见光的频率最大，红外线的频可见光的频率最大，红外线的频率最率最D伦琴射线频率最大，可见光的频伦琴射线频率最大，可见光的频率最小率最小B3关于紫外线，下列说法中正确的是关于紫外线，下列说法中正确的是 （）（）A一切物体都会发出

18、紫外线一切物体都会发出紫外线 B紫外线可用于无线电通讯紫外线可用于无线电通讯C紫外线有较高的能量，足以破坏紫外线有较高的能量，足以破坏细胞中的物质细胞中的物质D在紫外线照射下，所有物质会发在紫外线照射下，所有物质会发出荧光出荧光C4下列各组电磁波中下列各组电磁波中,接波长由长到短接波长由长到短排列正确的是（排列正确的是（ ）A红外线、紫外线、可见光、红外线、紫外线、可见光、射线射线B射线、紫外线、红外线、可见光射线、紫外线、红外线、可见光C射线、紫外线、可见光、红外线射线、紫外线、可见光、红外线D红外线、可见光、紫外线、红外线、可见光、紫外线、射线射线B5有些动物在夜间几乎什么也看不见，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，其原因为而猫头鹰在夜间却有很好的视力，其原因为（）（） CA不需要光线，也能看到不需要光线，也能看到B自身眼睛发光，照亮搜索目标自身眼睛发光，照亮搜索目标C可对红外线产生视觉可对红外线产生视觉D可对紫外