【步步高 学案导学设计】高中物理 4.2 电磁波谱学案 新人教版选修11.doc

4.2 电磁波谱学习目标定位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c3.00108 m/s.2.了解电磁波谱是由无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、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一、波长、频率和波速1概念(1)在一列波中，凸起的最高处叫做波峰；凹下的最低处叫做波谷邻近的两个波峰(或波谷)的距离叫做波长(2)频率：在1s内所通过波峰或波谷的次数(3)波速：表示波的传播快慢2波长、频率和波速的关系波长、频率和波速三者的关系式为波速波长频率二、电磁波谱1电磁波谱：把电磁波按波长或频率大小的顺序排列起来，就叫电磁波谱2无线电波(1)无线电波是波长大于 1 mm(频率小于300 000 mhz)的电磁波(2)无线电波主要用于通信和广播3红外线(1)红外线是一种光波，波长比可见光的波长长，比无线电波的波长短(2)红外线不能引起人的视觉：一切物体都会发射红外线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强(3)红外线的主要作用：红外线遥感、勘测地热、寻找水源、监测森林火灾、预报风暴和寒潮、加热物体4可见光可见光的波长在700 nm400 nm之间，能引起人的视觉5紫外线紫外线也是不可见光，波长比可见光的短，波长范围为5 nm400 nm.紫外线的显著作用是化学作用紫外线可以灭菌消毒，人体接受适量的紫外线照射，能促进钙的吸收紫外线还有荧光效应6x射线和射线x射线和射线的波长比紫外线短x射线对生命物质有较强的作用，过量的辐射会引起生物体的病变x射线具有穿透作用，可以用于人体透视射线具有更高的能量，在医学上可以用来治疗癌症、探测金属部件内部的缺陷三、电磁波的能量1电磁波具有能量，电磁波是物质存在的一种形式微波炉的工作应用了一种电磁波微波食物中的水分子在微波的作用下加剧了热运动，内能增加，温度升高2太阳辐射中含有可见光、红外线、紫外线、x射线、射线、无线电波太阳辐射的能量主要集中在可见光、红外线和紫外线三个区域内眼睛正好能感受这个区域的电磁辐射.一、波长、频率和波速1关系：vf.2电磁波的波长()、波速(c)及频率(f)的关系：cf.(1)电磁波在真空中的速度为光速，c3.00108 m/s.(2)电磁波的频率越大，波长越短3影响波速的因素电磁波与机械波不同，它的传播速度与介质和频率有关，而机械波的传播速度只与介质有关二、不同波长电磁波的比较名称特性无线电波红外线可见光紫外线x射线射线主要应用通信、广播红外探测器、红外体温计引起视觉灭菌、消毒、防伪医学透视、安检、金属探伤治疗疾病、金属探伤真空中的速度都是c3.00108 m/s频率小大同介质中速度大小一、波长、频率和波速的关系例1如图1所示为一个同学敲打水面形成的水波示意图，通过测量得到相关数据标记在图上，请回答：图1(1)a、b、c、d四点中哪个点在波峰，哪个点在波谷？(2)已知图中水波传播的速度为1 m/s，根据图中数据计算该水波的频率为多少？答案(1)c点a点(2)hz针对训练频率为51014 hz的红光，从10 m外的交通信号灯传到你的眼睛，大约需要多长时间？在这个距离中有多少个波长？答案3.3108 s1.7107个解析该红光的波长由cf得， m6.0107 m传到眼睛需要的时间是t s3.3108 s，在这个距离中的波长数有n1.7107个二、电磁波的应用例2下面列出一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象请将相应的字母填写在运用这种现象的医疗器械后面的空格上(1)x光机，_.(2)紫外线灯，_.(3)理疗医用“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得较好这里的“神灯”是利用_a光的全反射b紫外线具有很强的荧光作用c紫外线具有杀菌消毒作用dx射线具有很强的穿透力e红外线具有显著的热效应f红外线波长较长，易发生衍射解析(1)x光机是用来透视人的体内器官的，因此需要具有较强穿透力的电磁波，但又不能对人体造成太大伤害，因此采用了穿透能力比较强又不会给人体造成太大伤害的x射线，选d.(2)紫外线灯主要是用来杀菌的，因此它应用的是紫外线的杀菌作用而非荧光作用，因此选c.(3)“神灯”又称红外线灯，主要是用于促进局部血液循环，它利用的是红外线的热效应，使人体局部受热，血液循环加快，因此选e.答案(1)d(2)c(3)e1(电磁波谱)下列各组电磁波中，按波长由长到短排列正确的是()a红外线、紫外线、可见光、射线b射线、紫外线、红外线、可见光c射线、紫外线、可见光、红外线d红外线、可见光、紫外线、射线答案d2(电磁波的特性)关于电磁波谱，下列说法中正确的是()ax射线对生命物质有较强的作用，过量的x射线辐射会引起生物体的病变b射线是波长最短的电磁波，它的频率比x射线还要高c紫外线的频率比紫光低d在电磁波谱中，穿透能力最强的是x射线答案ab解析x射线对生命物质有较强的作用，过量的x射线辐射会引起生物体的病变，选项a正确；射线是波长最短的电磁波，它比x射线的频率还要高，选项b正确；在电磁波谱中从无线电波到射线，波长逐渐减小，频率逐渐增大，紫外线的频率比紫光高，在电磁波谱中射线的穿透能力最强，故选项c、d错误3(电磁波的应用)据国外媒体报道，韩国科学家通过巧妙地处理荧光蛋白基因，成功地克隆了猫这个程序有助于相关人员研发治疗人类遗传病的方法该过程的一个“副产品”是，黑暗中的克隆猫接触紫外线时会发红光该猫发红光的原因是紫外线具有()a热效应 b荧光效应c灭菌消毒作用 d波长较短的特点答案b4(电磁波的应用)有些动物夜间几乎什么都看不到，而猫头鹰在夜间却有很好的视力其原因是()a不需要光线，也能看到目标b自身眼睛发光，照亮搜索目标c可对红外线