本節(jié)內(nèi)容是在學(xué)習(xí)了電磁波的產(chǎn)生，發(fā)射及接收原理的基礎(chǔ)上，通過(guò)學(xué)習(xí)電磁波譜，知道電磁波譜是按照電磁波頻率的高低進(jìn)行排列的，通過(guò)學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容，知道電磁波隨著頻率的升高其能量及波長(zhǎng)的變化規(guī)律，同時(shí)也要清楚紅外線及紫外線的特點(diǎn)及其在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用。
【物理觀念】了解什么是電磁波譜，知道各種可見光和不可見光與無(wú)線電波一樣，也是電磁波。了解不同波長(zhǎng)(或頻率)范圍的電磁波的特性以及應(yīng)用。
【科學(xué)思維】了解電磁波譜中各波段的主要特性和在科技、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展中的應(yīng)用
【科學(xué)探究】體會(huì)電磁波的應(yīng)用對(duì)現(xiàn)代社會(huì)的影響,明確不同的電磁波具有的不同用途和危害。引發(fā)學(xué)生對(duì)波動(dòng)現(xiàn)象的好奇心。
【科學(xué)態(tài)度與責(zé)任】引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并嘗試歸納現(xiàn)象的學(xué)習(xí)習(xí)慣，激發(fā)學(xué)生勇于探索的積極性。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的熱情，增加求知欲。
【教學(xué)重點(diǎn)】電磁波的組成，分波段解釋無(wú)線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線的特點(diǎn)與應(yīng)用
【教學(xué)難點(diǎn)】無(wú)線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線的特點(diǎn)與應(yīng)用
【引入新課】
想一想：
太空中的太陽(yáng)動(dòng)力學(xué)觀測(cè)臺(tái)（SDO）
可以拍攝到紫外線波段的太陽(yáng)圖像。通過(guò)這些圖像可以觀察到被可見光模糊或者遮擋
的日冕等太陽(yáng)活動(dòng)。對(duì)比波長(zhǎng)為 211 nm 的紫外線和可見光的圖像可以看出，它與我
們常見的太陽(yáng)大不相同。除了可見光和紫外線，你還知道太陽(yáng)
能發(fā)出哪些波段的電磁波嗎？
【進(jìn)行新課】
探究點(diǎn)一、 電磁波譜
電磁波譜：按電磁波的波長(zhǎng)或頻率高低的順序把它們排列成譜，叫電磁波譜
由無(wú)線電波、紅外線、可見光、紫外線、倫琴射線、γ射線合起來(lái)構(gòu)成范圍非常廣闊的電磁波譜
探究點(diǎn)二、 無(wú)線電波
無(wú)線電波的特點(diǎn)概念：
特點(diǎn)：λ大于1mm（f小于300000MHz）， λ較長(zhǎng)。
應(yīng)用：無(wú)線電技術(shù)（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。）
特性：無(wú)線電技術(shù)
無(wú)線電波的波段分布及其主要用途（根據(jù)：波長(zhǎng)/頻率）
雷達(dá)天線（微波）
波長(zhǎng)短的電磁波，由于衍射現(xiàn)象不明顯，傳播的方向性好，有利于用電磁波定位。
射電望遠(yuǎn)鏡
通過(guò)接收天體輻射的無(wú)線電波，進(jìn)行天體物理研究。
【做一做】：移動(dòng)電話經(jīng)常使用 Wi-Fi 聯(lián)網(wǎng)，也會(huì)用藍(lán)牙傳輸數(shù)據(jù)。但是，由于 Wi-Fi 和藍(lán)牙使用了相同頻段的無(wú)線電波，兩者可能互相干擾。請(qǐng)你利用移動(dòng)電話中的應(yīng)用程序檢查一下，在連接藍(lán)牙鼠標(biāo)或藍(lán)牙音響后，移動(dòng)電話的上網(wǎng)速度會(huì)不會(huì)受到影響。再查一查 Wi-Fi 和藍(lán)牙所使用的電磁波的頻率是多少。

探究點(diǎn)三、 紅外線
紅外線特點(diǎn)：* λ介于無(wú)線電波和可見光之間。
* 所有物體都發(fā)射紅外線。
* 物體的紅外輻射跟溫度有關(guān)。溫度越高,發(fā)射
的紅外線越強(qiáng)。
波長(zhǎng)范圍：750nm～１×106nm
一切物體都在不停地輻射紅外線， 物體溫度 越高,輻射的紅外線越強(qiáng). 熱輻射----即紅外線輻射,熱傳遞方式之一
發(fā)現(xiàn)：由英國(guó)人赫歇爾于1800年首先發(fā)現(xiàn)
特性：熱效應(yīng)
用途：紅外攝影、紅外線遙感技術(shù)
老師引出：
利用紅外探測(cè)器能在較冷的背景上探測(cè)出較熱物體的紅外輻射，這是夜視儀器和紅外攝影的基礎(chǔ)（圖）用靈敏的紅外探測(cè)器接收遠(yuǎn)處物體發(fā)出的紅外線，然后用電子電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，可以得知被測(cè)對(duì)象的形狀及溫度、濕度等參數(shù)。這就是紅外遙感技術(shù)。利用紅外遙感技術(shù)可以在飛機(jī)或人造地球衛(wèi)星上勘測(cè)地?zé)帷ふ宜?、監(jiān)視森林火情、預(yù)報(bào)風(fēng)暴和寒潮。紅外遙感技術(shù)在軍事上的應(yīng)用也十分重要。人體也在發(fā)射紅外線，體溫越高，發(fā)射的紅外線越強(qiáng)。根據(jù)這個(gè)原理制成的紅外體溫計(jì)不與身體接觸也可以測(cè)量體溫。

用紅外觸發(fā)相機(jī)拍攝到 的東北豹 非接觸紅外測(cè)溫儀
紅外線遙感—紅外線在生活中的應(yīng)用

紅外線衛(wèi)星云圖顯示一九九九年九月十六日臺(tái)風(fēng)約克于清晨靠近香港時(shí),中心的風(fēng)眼清晰可見。

用紅外線檢測(cè)人體的健康狀態(tài)，透過(guò)圖片可以根據(jù)不同顏色判斷病變區(qū)域。
探究點(diǎn)四、可見光
能使人的眼睛產(chǎn)生視覺(jué)效應(yīng)的電磁波稱為可見光。如：紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫各色光。
波長(zhǎng)范圍：400nm～760nm
特性：能作用于眼睛并引起視
應(yīng)用：照明、攝影等
各色光在真空中的波長(zhǎng)和頻率
【說(shuō)明】:
可見光在電磁波中是一個(gè)很窄的波段
光的顏色是由電磁波的頻率決定的。
不同頻率的色光在真空中波速相同，在介質(zhì)中波速不同。
同一色光在不同介質(zhì)中，頻率（顏色）不變，波長(zhǎng)和波速都要改變。
在同一介質(zhì)中，頻率越高，波速越小。
【想一想】:
天空為什么是亮的？天空為什么是藍(lán)色的？
天空是亮的，是因?yàn)楣庠诖髿鈱又邪l(fā)生了散射。在晴朗的天氣里空氣中會(huì)有許多微小的塵埃、水滴、冰晶等物質(zhì)，當(dāng)太陽(yáng)光通過(guò)空氣時(shí)太陽(yáng)光中波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅光、橙光、黃光都能穿透大氣層，直接射到地面，而波長(zhǎng)較短的藍(lán)、紫、靛等色光，很容易被懸浮在空氣中的微粒阻擋，從而使光線散射向四方，使天空呈現(xiàn)出蔚藍(lán)色。
海水為什么是藍(lán)色的？
太陽(yáng)光是由紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七色光復(fù)合而成，七色光波長(zhǎng)長(zhǎng)短不一，從紅光到紫光，波長(zhǎng)由長(zhǎng)漸短，其中波長(zhǎng)長(zhǎng)的紅光、橙光、黃光穿透能力強(qiáng)，最易被水分子所吸收。波長(zhǎng)較短的藍(lán)光、紫光穿透能力弱，遇到純凈海水時(shí)，最易被散射和反射。又由于人們眼睛對(duì)紫光很不敏感，往往視而不見，而對(duì)藍(lán)光比較敏感。于是，我們所見到的海洋就呈現(xiàn)出一片蔚藍(lán)色或深藍(lán)色了。
探究點(diǎn)五、紫外線
紫外線是一種波長(zhǎng)比紫光還短的不可見光
波長(zhǎng)范圍：5nm～370nm
熒光效應(yīng)
特性： 化學(xué)作用
殺菌消毒
發(fā)現(xiàn)：由德國(guó)物理學(xué)家里特于1801年首先發(fā)現(xiàn)的
應(yīng)用：感光技術(shù)、醫(yī)用消毒等
一切高溫物體發(fā)出的光中，都有紫外線。
注意：紅外線與紫外線人眼都是看不到的

里特

利用紫外線的熒光作用檢驗(yàn)人民幣的真?zhèn)? 紫外線殺菌
注意：消毒燈、驗(yàn)鈔機(jī)燈看起來(lái)是淡藍(lán)色的。這不是紫外線。紫外線看不見。
【想一想】:
人為什么不能長(zhǎng)時(shí)間在太陽(yáng)下暴曬？
紫外線的作用較強(qiáng)，人體適量接受太陽(yáng)光里的紫外線照射，能促進(jìn)鈣質(zhì)吸收。但過(guò)多地吸收紫外線，會(huì)對(duì)皮膚和眼睛造成傷害。
探究點(diǎn)六、X 射線和 γ 射線
比X射線波長(zhǎng)更短的電磁波，就是γ 射線
波長(zhǎng)范圍：γ射線：小于10－10m
特性：具有很高的能量，更強(qiáng)的穿透能力
應(yīng)用：醫(yī)學(xué)治療γ刀，金屬探傷
γ 射線對(duì)人體正常細(xì)胞有很強(qiáng)的破壞作用，因此有γ 射線可能出現(xiàn)的地方，必須提出警告，嚴(yán)加防護(hù)
比X射線波長(zhǎng)更短的電磁波，就是γ 射線
波長(zhǎng)范圍：γ射線：小于10－10m
特性：具有很高的能量，更強(qiáng)的穿透能力
應(yīng)用：醫(yī)學(xué)治療γ刀，金屬探傷
γ 射線對(duì)人體正常細(xì)胞有很強(qiáng)的破壞作用，因此有γ 射線可能出現(xiàn)的地方，必須提出警告，嚴(yán)加防護(hù)
當(dāng)心電離輻射
探究點(diǎn)七、STSE-尋找地外文明
人類探索自然奧秘的活動(dòng)從來(lái)沒(méi)有停止過(guò)。20 世紀(jì)，“外星人”成了科幻小說(shuō)的主題之一。1960 年美國(guó)國(guó)立射電天文臺(tái)執(zhí)
行了一項(xiàng)計(jì)劃：尋找“外星人”。他們使用一臺(tái)直徑 26 m 的射電望遠(yuǎn)鏡，接收 21 cm 波長(zhǎng)的無(wú)線電信號(hào)。宇宙中最多的元素是氫，21 cm 波長(zhǎng)是氫原子輻射的波長(zhǎng)之一。如果存在著任何智慧生物，他們都會(huì)對(duì)氫元素作透徹的研究。同年 4 月 8 日，這架射電望遠(yuǎn)鏡開始搜索。遺憾的是，至今沒(méi)有發(fā)現(xiàn)什么有價(jià)值的信息。研究人員又在 1972 1975 年用兩臺(tái)直徑更大的射電望遠(yuǎn)鏡和更精密的儀器，在同一波段對(duì) 660 顆與太陽(yáng)類似的恒星進(jìn)行無(wú)線電監(jiān)聽，結(jié)果仍然沒(méi)有新的發(fā)現(xiàn)。
我國(guó)在貴州建造的世界最大的球面射電望遠(yuǎn)鏡 FAST 正在開展對(duì)地外文明的探索。除了千方百計(jì)接收來(lái)自太空的“外星人來(lái)電”之外，地球上的人也主動(dòng)向宇宙發(fā)射過(guò)幾次無(wú)線電信號(hào)。1974 年 11 月 16 日，設(shè)在波多黎各的一個(gè)天文臺(tái)用波長(zhǎng) 12.6 cm 的調(diào)頻電磁波第一次向銀河系發(fā)送了人類對(duì)外星人的問(wèn)候。時(shí)至今日，人們雖然已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)系外的行星，但還沒(méi)有找到地外文明。目前已知的文明星球只有一個(gè) —— 地球。生活在地球上的人們應(yīng)該更加愛(ài)護(hù)自己的地球母親。

人類在1974 年發(fā)給外星人的電報(bào)的內(nèi)容
課堂重點(diǎn)知識(shí)小結(jié)
隨堂練習(xí)
例1、(多選)在電磁波中，波長(zhǎng)按從長(zhǎng)到短排列的是( )
A．無(wú)線電波、可見光、紅外線
B．無(wú)線電波、可見光、γ射線
C．紅光、黃光、綠光
D．紫外線、X射線、γ射線
【答案】：BCD
【解析】：電磁波譜按波長(zhǎng)從長(zhǎng)到短的排列順序依次是無(wú)線電波→紅外線→可見光(紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫)→紫外線→X射線→γ射線，由此可知B、C、D選項(xiàng)正確．
例2、（單選）古代也采用過(guò)“無(wú)線”通信的方式，如利用火光傳遞信息的烽火臺(tái)，利用聲音傳遞信號(hào)的鼓等，關(guān)于聲音與光，下列說(shuō)法中正確的是( )
A．聲音和光都是機(jī)械波
B．聲音和光都是電磁波
C．聲音是機(jī)械波，光是電磁波
D．聲音是電磁波，光是機(jī)械波
【答案】 C
【解析】 聲音必須在介質(zhì)中傳播，光可以在真空中傳播.
例3、（單選）下列有關(guān)電磁波的說(shuō)法中正確的是( )
A．電磁波譜中最難發(fā)生衍射的是無(wú)線電波
B．電磁波譜中最難發(fā)生衍射的是γ射線
C．頻率接近可見光的電磁波沿直線傳播
D．以上說(shuō)法都不正確
【答案】 B
【解析】 波長(zhǎng)越長(zhǎng)越容易發(fā)生衍射現(xiàn)象．
例4、(多選）下列說(shuō)法中符合實(shí)際的是( )
A．在醫(yī)院里常用X射線對(duì)病房和手術(shù)室消毒
B．醫(yī)院里常用紫外線對(duì)病房和手術(shù)室消毒
C．在人造地球衛(wèi)星上對(duì)地球進(jìn)行拍攝是利用紫外線有較好的分辨能力
D．在人造地球衛(wèi)星上對(duì)地球進(jìn)行拍攝是利用紅外線有較好的穿透云霧煙塵的能力
【答案】： BD
【解析】：紫外線具有殺菌、消毒的作用，X射線穿透能力較強(qiáng)，因此醫(yī)院里常用紫外線對(duì)病房和手術(shù)室進(jìn)行消毒，用X射線透視人體；在人造地球衛(wèi)星上對(duì)地球進(jìn)行拍攝是利用射線的衍射能力較強(qiáng)，容易透過(guò)云霧煙塵，因而用波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅外線，所以答案為BD.

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