高考物理 核心要点突破系列 第20章第三节《光的电磁说》课件 新人教版选修34.ppt

第三节光的电磁说 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练 第三节 课前自主学案 目标概览 目标概览 学习目标 1 知道光的电磁说的内容 2 知道电磁波谱 知道可见光是一定频率范围内的电磁波 3 知道红外线 紫外线 x射线等不同频率的电磁波的特点 重点难点 1 各种电磁波的产生机理 2 各种电磁波的特点及应用 课前自主学案 一 光的电磁说 光在本质上是一种电磁波1 光的电磁说由 提出 后来被 用实验验证 2 意义 光的电磁说说明了光的电磁本质 使人们认识到光波跟机械波有本质的不同 把光学和电磁学统一起来了 麦克斯韦 赫兹 二 提出光的电磁说的根据1 光和电磁波的传播都不需要 因此光不是机械波 2 光和电磁波在真空中传播速度 都是c 3 0 108m s 3 光和电磁波都是 介质 相同 横波 三 电磁波谱1 红外线 1 最显著作用 热作用 2 应用 2 紫外线 1 最显著作用 2 应用 加热 红外线遥感技术 夜视仪 化学作用 消毒杀菌 荧光效应 3 伦琴射线 1 特点 2 应用 穿透能力强 透视 检查金属内部的缺陷 一 电磁波谱1 电磁波谱 把各种电磁波按照频率从小到大 波长从大到小 的顺序排列起来就形成了电磁波谱 可见光是电磁波谱系中极窄的一个频段 电磁波谱中按照波长从大到小 频率由小到大 的顺序 依次是 无线电波 红外线 可见光 紫外线 x射线 射线 核心要点突破 2 各种电磁波的产生机理 性质及应用 二 伦琴射线管伦琴射线管是产生x射线的装置 也叫x射线管 1 结构如图20 3 1所示 其中灯丝电源的左侧电极可以是正极也可以是负极 但加在a k间的高压电源极性却是确定的 与a 对阴极 相接的只能是正极 图20 3 1 2 原理灯丝与灯丝电源构成闭合回路 灯丝电源工作时 灯丝消耗电能而发热 当灯丝中温度足够高时 热灯丝中的自由电子热运动的动能足够大而从灯丝中逸出 从灯丝中逸出的电子 又在a k间的高压电场作用下 向对阴极a加速运动 到达对阴极时 以很高的动能撞击对阴极中的电子 使之激发而发出x射线 忽略电子从热灯丝逸出时的速度 以u表示高压电源的电压 由动能定理得 电子到达对阴极时的动能为 ek eu 课堂互动讲练 关于电磁波的产生 下列说法正确的是 a 无线电波和红外线是由原子外层电子受激发产生的b 红外线 可见光和紫外线是由原子外层电子受激发产生的c 可见光和紫外线是由原子内层电子受激发产生的d x射线和 射线是由原子核受激发产生的 解析 无线电波是由自由电子周期性运动而产生的 红外线 可见光 紫外线是由原子的外层电子受激发而产生的 x射线是由原子的内层电子受激发而产生的 射线是由原子核受激发而产生的 答案 b 变式训练1下面给出的几组电磁波中 哪一组中的电磁波产生的机理各不相同 a 红光 微波 伦琴射线b 红外线 紫光 紫外线c 无线电波 微波 红外线d 黄光 绿光 紫光 解析 选a 红外线 可见光 紫外线都是由原子的外层电子受激发而产生的 微波 无线电波是电子在振荡电路中周期性运动而产生的 伦琴射线即x射线是原子的内层电子受激发而产生的 所以选a 如图20 3 2所示为伦琴射线管的示意图 k为阴极钨丝 发射的电子的初速度为零 a为对阴极 阳极 当a和k之间加直流电压u 30kv时 电子被加速打在对阴极a上 使之发出伦琴射线 设电子的动能全部转化为伦琴射线的能量 试求 图20 2 6 1 电子到达对阴极的速度是多大 2 若a和k间的电流为10ma 那么每秒钟从对阴极最多能辐射出多少个伦琴射线光子 电子电量e 1 6 10 19c 质量m 9 1 10 31kg 思路点拨 本题是电学 光学 能量的综合 用动能定理可求出电子的速度 利用电流的定义可求通过某一截面的电量 答案 1 1 0 108m s 2 6 25 1016个 变式训练2如图20 3 3是产生伦琴射线的装置图 伦琴射线管和电路图 其中用到了两个电源e1和e2 下面关于这两个电源的说法中正确的是 图20 3 3 a e1 e2既可以是直流电源 又可以是交流电源b e1只能是高压直流电源 且与对阴极相连的是电源的正极c e1只要是高压直流电源即可 不管与对阴极相连的是电源的正极还是负极d e2既可以是直流电源 也可以是交流电源 解析 选bd e1只能是高压直流电源 使管内气体电离 且与对阴极相连的是电源的正极 形成一个加速电场 e2既可以是交流电源 也可以是直流电源 其作用是在阴极将灯丝加热产生电子 风云 二号卫星发送回地面的红外云图是由卫星上设置的可以接收云层辐射的红外线的感应器完成的 云图上的黑白程度是由辐射红外线的云层的温度高低决定的 这是利用了红外线的 a 穿透性b 热效应c 可见性d 化学效应 解析 红外线是不可见光 人眼无法觉察到 所以c错 它的波长大频率低 穿透能力较弱 a错 它的主要作用是热效应 由于物体温度越高 向外辐射的红外线越强 正是利用这一作用得到大气层的遥感图 故b对d错 答案 b 点评 熟练掌握电磁波谱中各种射线的产生机理和用途是解决此类题的关键 变式训练3近几年 我国北京 上海 山东 洛阳 广州等地引进了十多台 刀 治疗患者5000余例 效果极好 成为治疗脑肿瘤的最佳仪器 令人惊奇的是 用 刀治疗不用麻醉 病人清醒 时间短 半小时内完成手术 无需住院 因而 刀被