電磁波及其應用電磁波譜

關于電磁波及其應用電磁波譜新課導入

水波的漣漪，音樂的律動，光的繽紛色彩，這些不同的事物有共同之處嗎？水波第2頁,共40頁，2024年2月25日，星期天它們的共同處是：波動

例如水波：小木棍在平靜水面上下振動時，在水面上激起水波。水波不停向外傳播。第3頁,共40頁，2024年2月25日，星期天既然它們都有波動，那么之前我們所學習過的電磁波是否也是波動呢？如果是，那么它有什么特點？我們又如何去描述電磁波呢？通過今天的學習，讓我們去共同了解關于電磁波的知識。如何描述電磁波？第4頁,共40頁，2024年2月25日，星期天4.２電磁波譜第5頁,共40頁，2024年2月25日，星期天教學目標知識與能力

1．掌握波長、頻率和波速的關系。知道電磁波在真空中的傳播速度跟光速相同，即c=3×108ｍ/ｓ。

2．了解電磁波譜是有無線電波、紅外線、可見光、紫外線、x射線、γ射線組成的，能夠知道它們各自的特點與主要應用。

3．了解電磁波具有能量。了解太陽輻射大部分能量集中的波長范圍。第6頁,共40頁，2024年2月25日，星期天過程與方法

通過對生活中電磁波的分析研究，能夠簡單的計算波長、頻率和波速。

情感態(tài)度與價值觀

了解尋找地外文明的主要歷史和當前的進展，激發(fā)學生探索地外未知生命的熱情，增加求知欲。第7頁,共40頁，2024年2月25日，星期天重點

1．波長、頻率、波速。

2．電磁波普以及生活中的電磁波。

3．電磁波的能量。

難點

1．波長、頻率、波速的計算。

2．電磁波普。教學重難點第8頁,共40頁，2024年2月25日，星期天本節(jié)導航一．波長、頻率、波速二．電磁波普三．電磁波的能量四．太陽輻射第9頁,共40頁，2024年2月25日，星期天一.波長、頻率和波速第10頁,共40頁，2024年2月25日，星期天1．描述波動的物理量：波長、頻率和波速

（1）波長：相鄰的兩個波峰(或波谷)之間的距離

波峰：一列水波中，凸起的最高處叫波峰

波谷：一列水波中，凹下的最低處叫波谷

符號：λ

單位：m相關概念：第11頁,共40頁，2024年2月25日，星期天

2．周期：波峰（波谷）傳播一個波長的距離所用的時間。

符號：Ｔ

單位：秒Ｓ

3．頻率：1s內波峰（波谷）通過的次數(shù)。

符號：f

單位：赫茲Hz

4．波速：用來描述波傳播快慢的物理量。

符號：ｖ

單位：m/s第12頁,共40頁，2024年2月25日，星期天5．關系式：

6．電磁波：

對于電磁波，有同樣的關系。如果用λ表示電磁波的波長、f表示它的頻率，那么，電磁波的波速c與λ、f的關系是：C=λｆ

電磁波在真空中的速度

Ｃ＝3.00×108m/s第13頁,共40頁，2024年2月25日，星期天思考與討論

1．家用微波爐使用的微波頻率為2450Hz。它的波長是多少？

2．某廣播電臺發(fā)射的電磁波的波長是500m。它的頻率是多少？提示：第14頁,共40頁，2024年2月25日，星期天二.電磁波普第15頁,共40頁，2024年2月25日，星期天

1．電磁波普：按電磁波的波長或頻率大小的順序把它們排列成譜，叫做電磁波譜。第16頁,共40頁，2024年2月25日，星期天2．電磁波普分析：第17頁,共40頁，2024年2月25日，星期天

3．電磁波成分：電磁波的頻率范圍很廣。無線電波、光波（紅外線、可見光、紫外線）、X射線、γ射線都是電磁波。

（1）無線電波：

特點：λ大于1mm（f小于300000MHz），λ較長。

應用：長、中短波用于發(fā)送廣播信號；微波用于發(fā)送電視信號和微波爐。電視塔能發(fā)射無線電波第18頁,共40頁，2024年2月25日，星期天

（2）紅外線：

特點：λ介于無線電波和可見光之間；所有物體都會發(fā)射紅外線；物體的紅外輻射跟溫度有關。

應用：紅外體溫計、紅外夜視議、紅外攝影、紅外遙感技術等。人體也發(fā)射紅外線。體溫越高，發(fā)射的紅外線越強。根據(jù)這個原理，紅外體溫不與身體接觸也可以測體溫。第19頁,共40頁，2024年2月25日，星期天紅外線衛(wèi)星云圖顯示一九九九年九月十六日臺風約克于清晨靠近香港時,中心的風眼清晰可見。利用紅外線檢測人體的健康狀態(tài)，本圖片是人體的背部熱圖，透過圖片可以根據(jù)不同顏色判斷病變區(qū)域。第20頁,共40頁，2024年2月25日，星期天

（3）可見光：

波長范圍：400nm-700nm包含七種顏色的色光：紅、橙、黃、綠、藍、靛

、紫。

作用：引起人眼視覺。第21頁,共40頁，2024年2月25日，星期天

（4）紫外線：

特點：λ介于5－400nm之間，λ較短；能量較高。

作用：滅菌殺毒；促進人體對鈣的吸收；設計防偽措施。

注意：消毒燈、驗鈔機燈看起來是淡藍色的。這不是紫外線。

紫外線看不見。

消毒燈、驗鈔機燈除發(fā)出紫外線外，還發(fā)出少量紫光和藍光消毒柜第22頁,共40頁，2024年2月25日，星期天

（5）x射線和γ射線

特點：波長很短，頻率很高；穿透力強，能量高。

作用：x射線用于人體檢查如CT掃描；x射線用于金屬缺陷探測、安全檢查等；γ射線可以治療某些癌癥，也可用于金屬缺陷探測等。CT：計算機輔助Ｘ射線斷層攝影第23頁,共40頁，2024年2月25日，星期天三.電磁波的能量第24頁,共40頁，2024年2月25日，星期天麥克斯韋預言了電磁波的存在，赫茲通過實驗證實了電磁波的存在，這說明電磁波是一種客觀存在的物質。

例如：我們可以利用微波對食物進行加熱，光是一種電磁波，太陽光照射到我們身上，我們感覺到身體熱起來，我們的收音機能夠受到廣播電臺的聲音，那是因為電臺發(fā)射的電磁波在收音機的天線里感應出了電流。這種種現(xiàn)象說明電磁波具有能量。第25頁,共40頁，2024年2月25日，星期天1．電磁波的能量

電磁波有能量。電磁波是一種物質存在的形式。

例：微波爐，食物增加的能量是微波給的,食物中的水分子在微波的作用下加劇了熱運動，內能增加，溫度升高。

2．電磁波的特點

（1）電磁波是物質存在的一種特殊形式。

（2）電磁波具有能量。

（3）電磁波具有的能量跟f有關，f越高，能量越高。第26頁,共40頁，2024年2月25日，星期天四.太陽輻射第27頁,共40頁，2024年2月25日，星期天

太陽輻射：

1．太陽輻射中包含無線電波、紅外線、可見光、紫外線、x射線、γ射線。

2．能量集中在可見光、紅外線、紫外線三個區(qū)域。

3．波長在黃綠光的輻射能量最強,人眼對黃綠光感受最強。

我們的眼睛正好能感受這個區(qū)域的電磁輻射。眼睛把太陽在最強輻射區(qū)的輻射作為自己的接收對象，這樣就能看到最多的東西，獲得最豐富的信息。第28頁,共40頁，2024年2月25日，星期天太陽輻射能大部分集中在可見光和紅外線、紫外線區(qū)域。如圖所示：第29頁,共40頁，2024年2月25日，星期天課堂小結兩個概念一個關系六段波譜波的能量太陽輻射波長和頻率六段波各自特點和應用電磁波具有能量及其影響因素太陽輻射的特點第30頁,共40頁，2024年2月25日，星期天

一、波長、頻率和波速

1．描述波動的物理量：波長、頻率和波速。

2．波峰、波谷：凸起的最高處叫做波峰；凹下的最低處叫波谷。

3．波長：鄰近的兩個波峰(或波谷)間的距離叫做波長。

4．頻率：1S內通過的波峰或波谷的次數(shù)叫頻率。

5．波速公式：波速=波長×頻率C=λｆ

6．電磁波在真空中的速度：C=3.00×108m/s。第31頁,共40頁，2024年2月25日，星期天

二、電磁波譜

1．電磁波譜：按電磁波的波長或頻率大小的順序把它們排列成譜，叫做電磁波譜。

2．波長從大到小的順序：無線電波、光波（紅外線、可見光、紫外線）、X射線、γ射線。

三、電磁波的能量

電磁波有能量。電磁波是一種物質。

四、太陽輻射

太陽輻射的能量集中在可見光、紅外線和紫外線三個區(qū)域。黃綠光附近，輻射的能量最強。第32頁,共40頁，2024年2月25日，星期天課堂練習

1．以下有關在真空中傳播的電磁波的說法正確的是（）A．頻率越大，傳播的速度越大

B．頻率不同，傳播的速度相同

C．頻率越大，其波長越大

D．頻率不同，傳播速度也不同B第33頁,共40頁，2024年2月25日，星期天

2．在電磁波譜中，紅外線、可見光和倫琴射線（射線）三個波段的頻率大小關系是（）

A．紅外線的頻率最大，可見光的頻率最

B．倫琴射線的頻率最大，紅外線的頻率最小

C．可見光的頻率最大，紅外線的頻率最

D．倫琴射線頻率最大，可見光的頻率最小B第34頁,共40頁，2024年2月25日，星期天

3．關于紫外線，下列說法中正確的是（）

A．一切物體都會發(fā)出紫外線

B．紫外線可用于無線電通訊

C．紫外線有較高的能量，足以破壞細胞中的物質

D．在紫外線照射下，所有物質會發(fā)出熒光C第35頁,共40頁，2024年2月25日，星期天

4．下列各組電磁波中,接波長由長到短排列正確的是（）A．紅外線、紫外線、可見光、γ射線

B．γ射線、紫外線、紅外線、可見光

C．γ射線、紫外線、可見光、紅外線

D．紅外線、可見光、紫外線、γ射線B第36頁,共40頁，2024年2月25日，星期天

5．有些動物在夜間幾乎什么也看不見，而貓頭鷹在夜間卻有很好的視力，其原因為（）CA．不需要光線，也能看到

B．自身眼睛發(fā)光，照亮搜索目標

C．可對紅外線產生視覺

D．可對紫外線產生視覺第37頁,共40頁，2024年2月25日，星期天教材習題答案1．答