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4.4电磁波谱 学案
一学科核心素养
物理观念：了解什么是电磁波谱，知道各种可见光和不可见光与无线电波一样，也是电磁波。了解不同波长(或频率)范围的电磁波的特性以及应用。
科学思维：了解电磁波谱中各波段的主要特性和在科技、经济、社会发展中的应用。
科学探究：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。引发学生对波动现象的好奇心。
科学态度与责任：引导和培养学生仔细观察实验现象并尝试归纳现象的学习习惯，激发学生勇于探索的积极性。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的热情，增加求知欲。
二学习重难点
教学重点：电磁波的组成，分波段解释无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线的特点与应用
教学难点：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线的特点与应用
三课前预习
1．无线电波：波长大于1 mm（频率低于300 GHz）的电磁波称作无线电波，主要用于_____、广播及其他信号传输。
2．红外线
（1）红外线是一种光波，波长比无线电波_____，比可见光_____。
（2）所有物体都发射红外线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射_____。
（3）红外线的应用主要有________和红外体温计。
3．电磁波的特点及应用:
（1）无线电波:波长大于1 mm（频率小于300 GHz）的电磁波是无线电波。
①无线电波中的中长短波:广播及其他信号传输。
②无线电波中的微波:卫星通信、电视等。
（2）红外线:
①红外线是一种光波,波长比无线电波______,比可见光______,其主要特点是______效应。
②所有物体都发射红外线,热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射______。
③红外线主要用于______、______和红外______等。
（3）可见光:可见光的波长在______ nm到______ nm之间,可见光让我们看见这个世界,也可用于通信。
（4）紫外线:
①波长范围在______到________nm之间,其主要特点是______效应。
②具有______的能量,应用于灭菌消毒,具有较强的______效应,用来激发______物质发光。
（5）X射线和γ射线:
①X射线频率比紫外线_____,穿透力较______,用来检查工业部件有无裂纹或气孔,医学上用于______。
②γ射线频率比X射线还要高,具有______的能量,穿透力______,医学上用来治疗______,工业上用于探测______部件内部是否有缺陷。
4．热辐射∶
（1）定义∶一切物体都在辐射____，这种辐射与物体的____有关，所以叫作热辐射。
（2）特点∶物体在热辐射中随温度的升高，辐射的_______的电磁波的成分越来越大。
5．电磁波
（1）电磁波的产生：变化的电场和磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成___________。
（2）电磁波的特点
a.电磁波在空间传播不需要___________。
b.电磁波是横波：电磁波中的电场强度与磁感应强度互相垂直，而且二者均与波的传播方向___________。
c.电磁波能产生反射、___________、干涉、偏振和___________等现象。
（3）电磁波具有能量
电磁场的转换就是___________能量与___________能量的转换，电磁波的发射过程是___________能量的过程，传播过程是能量传播的过程。
6．电磁波谱：按电磁波的_____大小或_____高低的顺序排列成谱，叫作电磁波谱。
7．在电磁波谱中，波长最长的是___________；能引起荧光效应，用于验钞的是___________。
8．将以下4种波段的电磁波按波长从大到小排序________________（a.无线电波，b.X射线，c.可见光，d.红外线）；若某电视台使用的电磁波频率为4×108Hz，则这种电磁波在真空中的波长为__________m。
9．一台收音机的接收频率范围从到。设这台收音机能接收的相应波长范围从到，调谐电容器的相应电容变化范围从到，那么，波长之比________，电容之比________。
四自我检测
1．某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中不正确的是（　　）
A．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用
B．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象
C．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播
D．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波
2．红外线夜视仪是利用了（　　）
A．红外线波长较长，容易绕过障碍物的特点
B．红外线热效应强的特点
C．一切物体都在不停地辐射红外线的特点
D．红外线是不可见光的特点
3．电磁波在真空中传播的速度是3.00×108 m/s，有一个广播电台的频率f=90.0 MHz，这个台发射的电磁波的波长λ为（　　）
A．2.70 m B．333 m C．270 m D．3.33 m
4．关于电磁波谱，下列说法正确的是（　　）
A．红外线的波长比无线电波的长
B．微波炉利用黄光对食物加热
C．人们在烤火时感到温暖，是因为皮肤正在吸收紫外线
D．电磁波不仅具有能量，而且可以携带信息
5．下列关于红外线的说法中正确的是（　　）
A．红外线的波长比红光的波长短
B．利用红外线的热效应可以加热物体
C．红外遥感是利用红外线的穿透能力强
D．高温物体辐射红外线，低温物体不辐射红外线
6．新冠肺炎疫情突发，中华儿女风雨同舟、守望相助，筑起了抗击疫情的巍峨长城。志愿者用非接触式体温测量仪，通过人体辐射的红外线测量体温，防控人员用紫外线灯在无人环境下消杀病毒，为人民健康保驾护航。红外线和紫外线相比较（　　）
A．红外线的光子能量比紫外线的小
B．真空中红外线的波长比紫外线的短
C．真空中红外线的传播速度比紫外线的大
D．红外线能发生偏振现象，而紫外线不能
7．根据电磁波谱选出下列各组电磁波，其中频率互相交错重叠，且波长顺序由短到长排列的是（　　）
A．微波、红外线、紫外线
B．γ射线、X射线、紫外线
C．紫外线、可见光、红外线
D．紫外线、X射线、γ射线
8．“4G改变生活，5G改变社会”。5G网络使用的无线电通信频率是在3.0 GHz以上的超高频段和极高频段，比4G网络（无线电通信频率在1.8～2.7 GHz之间）通信拥有更大的带宽，相同时间传递的信息量更大。下列说法正确的是（　　）
A．5G信号和4G信号都是横波
B．5G信号比4G信号波长更长
C．在真空中，5G信号比4G信号传播速度更快
D．5G信号比4G信号更容易绕过障碍物，便于远距离传播
9．电磁波在日常生活中有着广泛的应用。下列说法正确的是（　　）
A．微波炉加热食物是利用了红外线的热作用
B．红外线应用在遥感技术中，是利用了它穿透本领强的特性
C．医院用X射线进行透视，是因为它是各种电磁波中穿透能力最强的
D．利用紫外线灭菌消毒，是因为紫外线具有较高的能量
10．随着通信技术的更新换代，无线通信使用的电磁波频率更高，频率资源更丰富，在相同时间内能够传输的信息量更大。第5代移动通信技术（简称5G）意味着更快的网速和更大的网络容载能力，“4G改变生活，5G改变社会”。与4G相比，5G使用的电磁波（　　）
A．频率更高 B．衍射更明显
C．传播速度更大 D．波长更长
三课前预习
1．通信
2． 短 长 强 红外遥感
3． 短 长 热 强 加热理疗 红外遥感 高速摄影 400 760 5 370 化学 较高 荧光 荧光 高 强 人体透视 很高 更强 癌症 金属
4． 电磁波 温度 较短波长
5． 电磁波 介质 垂直 折射 衍射 电场 磁场 辐射
6． 波长 频率
7． 无线电波 紫外线
8． adcb 0.75
9． 10:1 100:1
四自我检测
1．D
2．C
3．D
4．D
5．B
6．A
7．B
8．A
9．D
10．A

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