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第四章 电磁波及其应用
第2节　　电磁波谱
【课前准备】
【课型】新授课 【课时】1课时
【教学目标】
知识与技能
1．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c=3×108m/s．
2．了解电磁波谱是有无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、γ射线组成的，能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．了解太阳辐射大部分能量集中的波长范围．
4．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．
过程与方法
通过在对网上资料筛选的过程中，提高分析推理能力，加强搜集信息、交流合 作的能力
情感态度与价值观
1．通过对各个波段电磁波的研究，认识到自然界规律的简单性 ．
2．通过对各个波段电磁波的了解，认识到科学技术对社会发展的巨大推动作 用．
【教学重点、难点】
教学重点
波长、频率和波速的关系．
教学难点
波长、频率和波速的关系的应用．
【教学方法】
讲授、讨论
【教学过程】
【新课导入】
二、电磁波谱
1、波长、频率和波速

【说明】在一列波中，凸起的最高处叫做波峰．凹下最低处叫做波谷．邻近的两个波峰（或波谷）的距离叫波长．在1s内有多少次波峰或波谷通过，博得频率就是多少．
用来描述波传播快慢的物理量叫做波速，波速、波长、频率三者之间的关系是
波速=波长×频率
如果用表示电磁波的波长，表示它的频率，那么，电磁波的波速与、的关系是

电磁波在真空中的速度

【思考与讨论】频率与波长
1、家用微波炉中使用的微波频率为2450MHz,它的波长是多少？
2、某广播电台发射的电磁波的波长是500m，它的频率是多少？
【点拨】（1）由得，
（2）由得，
二、电磁波谱
【说明】电磁波的频率很广，无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、γ射线都是电磁波．按电磁波的波长或频率大小的顺序把他们排列成谱，叫做电磁波谱
（1）无线电波
【问题】无线电波的波长范围如何？
【回答】波长大于1mm，频率小于3GHz．
【问题】问：无线电波有何应用？
【回答】广播、电视、天体物理研究
（2）红外线
【问题】红外线的波长范围如何？
【回答】比无线电波短，比可见光长．
【问题】红外线有何特点？
【回答】红外线具有热效应，任何物体都能辐射红外线，温度越高，红外辐射越强．
【问题】红外线有何应用？
【回答】①红外线遥感②遥控③红外线加热．
【大家谈】
许多动物具有发达的红外感受器官，可以感受红外辐射，在夜间也可以看见物体，你知道哪些动物具有这方面功能吗？
【点拨】腹蛇、五步蛇、烙铁头、竹叶青、响尾蛇及深水乌贼
（3）可见光
【问题】可见光的波长范围是什么？
【回答】400nm-700nm．
【问题】可见光中包含哪几种颜色的色光？
【回答】红、橙、黄、绿、蓝、聢、紫．
【问题】天空为什么看起来是蓝色的？
【回答】在没有大气的太空，即使太阳高悬在空中，它周围的天空也是黑暗的，光线经过大气层，经过大气的散射，所以天空是亮的，四面八方都是亮的．由于大气对波长较短的蓝光、紫光的散射作用比较强所以天空看起来是蓝色的．
【问题】为什么早晨、傍晚的阳光特别红？
【回答】因为傍晚的阳光在穿过厚厚的大气层时，蓝光、紫光大部分被吸收掉了，剩下红光、橙光进入我们的眼睛，所以傍晚的阳光看起来比较红．
（4）紫外线
【问题】紫外线的波长范围是什么？
【回答】5nm-370nm．
【问题】紫外线有何特征？
【回答】具有较大的能量．
【问题】紫外线有何应用？
【回答】①杀菌②促进钙的吸收③防伪．
【问题】紫外线有何危害？
【回答】过量的紫外线照射会伤害眼睛和皮肤．
（5）x射线和γ射线
【问题】x射线和γ射线的波长有何特点？
【回答】波长比紫外线更短．
【问题】x射线有何应用？
【回答】①检查人体内部器官②金属探伤③安检．
【问题】γ射线有何应用？
【回答】①杀死癌细胞②金属探伤．
3、电磁波的能量
【说明】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，这说明电磁波是一种客观存在的物质．
【说明】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．这种种现象说明电磁波具有能量．
4、太阳辐射
说明：阳光从太阳辐射出来，包含无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、γ射线，而波长在5.5×10-7m左右的黄绿光的能量最强．我们的眼睛正好对这个区域的电磁辐射最敏感，眼睛把太阳在最强辐射区的辐射作为自己的接收对象，这样就能够看到最多的东西，获得最丰富的信息．
【科学漫步】寻找地外文明
1960年美国设计一架收集21厘米波段信号的射电望远镜．选择观测太阳的近邻--波江星座18号星和鲸鱼星座52号星．然而，一连观测几个月都毫无音信．1971年以后，一些国家又观测了几十颗恒星，仍毫无所获．探索地外文明，犹如大海里捞针。但是，科学工作者们没有失望．从1983年3月7日开始，美国又执行了一项极其庞大的"探索外星人"的计划．在西班牙、澳大利亚和美国分设三座巨大的无线电天线，连续观测4年，到1987年3月告一段落．观测了整个天空中距地球80光年以内的773颗中年恒星．1992年又执行高分辨微波巡视计划．截止到1995年底，共对311颗恒星进行了23000次的观测，从接收到的几千种信号中，经过筛选，对其中近百种信号进行确认，目前还在研究之中．二是我们人类不能总是等待地外文明来联系，我们也应主动地向地外太空发射出信号，表明我们在太阳系中的存在，呼唤知音．1974年11月16日，美国利用设在波多黎各的阿雷西博山谷305米直径的巨型射电望远镜，对准武仙星座球状星团，发出人类第一组信号，共发射3分钟．电波以每秒30万公里的速度传播，到达武仙星座球状星团要2．5万年．如果那里真有我们的知音，他们迅速回电，又得2．5万年后才能到地球．来去匆匆的电波也得5万年．这事听起来很玄，但确是事实．这是"功在当代，福及子孙"．我们和后人的共同努力，才能创造人类灿烂辉煌的未来．三是人类发射探测器，除探测太阳系行星外，它们还飞出太阳系，到恒星世界中寻找知音，直接去登门拜访外星人，到外星人家中去作客。美国发射的"先躯者"10号和11号，"旅行者"1号和2号，都已在完成了太阳系内的探测后，肩负着人类的嘱托，飞出了太阳系．它们携带着人类的许多信息，作为人类的特使漫游在恒星际空间．比如，"先驱者"10号正以每小时近5万公里的速度，朗牛郎星方向飞去。如果一帆风顺的话，估计今后80万年内，它将从银河系中的10颗恒星附近掠过．足见，探索地外文明是一项综合性的科学使命，过于乐观是不现实的，过于悲观也是没有根据的．
??? 我国也参加了国际上探索地外文明的科学工作．在1993年，国际无线电科联在日本京都大会上，包括中国在内的10国射电天文学家联合发起，筹划建造接收面积为l平方公里的国际大射电望远镜，专门用来探测地外文明．

【课时小结】
本节课学习电磁波谱的构成，了解了各种电磁波的特点和主要应用，电磁波的频率很广，无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、γ射线都是电磁波．按电磁波的波长或频率大小的顺序把他们排列成谱，叫做电磁波谱．包括：无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线和γ射线．
【布置作业】
课本P85，问题与练习1,2,3,4
【板书设计】
二 电磁波谱
1、波长、频率和波速
在一列波中，凸起的最高处叫做波峰．凹下最低处叫做波谷．邻近的两个波峰（或波谷）的距离叫波长．在1s内有多少次波峰或波谷通过，博得频率就是多少．
用来描述波传播快慢的物理量叫做波速，波速、波长、频率三者之间的关系是
波速=波长×频率
如果用表示电磁波的波长，表示它的频率，那么，电磁波的波速与、的关系是

电磁波在真空中的速度

2、电磁波
无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线和γ射线
3、电磁波的能量
4、太阳辐射
【教学后记】

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