高中物理-电磁波谱 (5)
电磁波谱解析：高中物理教案
电磁波谱解析：高中物理教案高中物理教案一、教学内容本节课程将介绍电磁波谱的基本概念和特性，以及谱线的组成和应用。
学生将学习如何理解光谱和光学原理，并学习如何应用这些概念来解释光谱特性。
此外，还将介绍电磁波谱的应用领域和技术，并引导学生进行练习和实验室操作。
二、教学目标1.掌握电磁波谱的基本概念和特性；2.了解波长、频率、波速、光谱等相关概念；3.掌握光的反射、折射、干涉、衍射等基本原理；4.了解能谱、质谱、红外线光谱等相关应用；5.能够进行基本实验操作和数据处理。
三、教学重难点重点1.电磁波谱的基本概念和特性；2.光的反射、折射、干涉、衍射等基本原理；3.光谱分析的应用领域和技术。
难点1.深入解释电磁波谱、光谱的物理学原理；2.进行实验操作并进行数据处理。
四、教学方法1.讲授法：通过讲解、演示和案例分析等方式，对电磁波谱解析进行全面介绍；2.实验法：通过实验操作来加深学生对电磁波谱、光谱及其应用的理解；3.对话法：采用老师与学生之间的对话交流方式，让学生定期进行概念回顾。
五、教学过程1.引入引导学生回忆电磁波的基本概念和特性，让学生自己来介绍一下电磁波的性质和应用。
2.讲授老师对所介绍的电磁波谱进行详细阐述，包括不同频率和不同波长的电磁波，以及对应光谱的特性。
重点讲解如何解析不同颜色的光，在光谱中找到对应的波长和频率。
讲解光的反射、折射、干涉、衍射等基本原理。
3.实验老师引导学生进行实验操作，如使用光谱仪测量不同颜色的光谱，以及在光学玻璃和透镜之间进行光学实验。
4.案例分析老师让学生进行案例分析，让学生分析光谱的实际应用，及其在能谱、质谱、红外线光谱分析等课题中的意义。
5.课堂练习老师对同学们进行测试，检查学生对于本堂课程的理解和系统掌握情况，让学生回答一些问题，如光的波长与频率之间的关系、光在不同介质中的传播速度等。
6.作业布置老师布置作业，让学生搜集一些光的应用案例和实验结果，并在下次课堂上进行分析和讨论。
什么是电磁波谱
什么是电磁波谱电磁波谱（Electromagnetic Spectrum）是指电磁波按照频率或波长从低到高的有序排列。
电磁波谱包括了广泛的波长和频率范围，从极长波长的无线电波到极短波长的伽马射线。
电磁波谱的分类根据波长或频率的不同，电磁波谱可以分为不同的部分，包括射电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线。
1. 射电波射电波是具有最长波长和最低频率的电磁波。
射电波在通信、天文学和雷达等领域有着重要的应用。
一些射电天文学技术通过接收和分析射电波来研究宇宙中的天体。
2. 微波微波波长较长，频率较低，介于射电波和红外线之间。
微波在通信、雷达、卫星通讯和厨房中的微波炉等领域有广泛应用。
3. 红外线红外线具有较长的波长，介于可见光和微波之间。
红外线的热辐射可以被用于红外线热成像技术，广泛用于军事、安保、医学和科学研究等领域。
4. 可见光可见光是人眼可见的光线，包括了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色。
可见光谱被广泛应用于照明、光通信、摄影和光譜分析等领域。
5. 紫外线紫外线波长较短，频率较高，介于可见光和X射线之间。
紫外线被广泛应用于杀菌消毒、紫外线光谱分析和光敏材料等领域。
6. X射线X射线具有较高的能量和频率，可用于医学影像学、材料检测、研究物质结构等领域。
7. 伽马射线伽马射线波长最短，频率最高，具有极高的能量。
它常常被用于放射治疗以及核物理和高能物理的研究。
电磁波谱的应用电磁波谱的不同部分在各个领域都有广泛的应用。
1. 通信和广播射电波和微波被广泛用于无线通信和广播领域。
无线电台、卫星通讯、无线网络等都依赖于电磁波的传播。
2. 医学诊断X射线在医学诊断中得到广泛应用。
它可以穿透人体，用于检查骨骼、牙齿和胸腔等部位。
3. 太阳能光伏可见光是太阳能光伏系统中主要的光源。
光伏技术可以将可见光转化为电能。
4. 遥感和气象预测红外线被用于遥感和气象预测。
红外线遥感技术可以通过探测红外辐射来获取关于地表温度和大气组成的信息。
电磁波谱
太阳辐射
能 量 的 相 对 大 紫外线 小
可见光
黄绿光
红外线
0
400
800
1200 1600 2000
太阳辐射的能量大部分集中在可见光及附近的区域
太阳辐射
能 量 的 相 对 大 小
紫外线 可见光
X射线（伦琴射线） X射线照影机
X射线照射下的手 X射线照射下的鱼
X射线（伦琴射线） CT（电子计算机断层扫描）
具有扫描时间快，图像清晰等 特点，可用于多种疾病的检查。
γ射线
比X射线穿 透能力更强
波长范围： 特点：具有很高的能量，更强的穿透能力 应用：
小结
电磁波谱 无线电波 红外线 可见光
紫外线
问题与练习
问题与练习
总结
按电磁波的波长或频率大小的顺序把它
们排列成谱，叫做电磁波谱。
电磁波谱 波长从大到小的顺序：无线电波、光波 （红外线、可见光、紫外线）、X射线、 。
电磁波谱
电磁波有能量。电磁波是一种物质。 太阳辐射的能量集中在可见光、红外线
和紫外线三个区域。 太阳辐射
黄绿光附近，辐射的能量最强。
波段
波长
频率
主要用途
短波
50m~10m 6MHz~30MHz
米波（VHF
10m~1m
30MHz~ 300MHz
微 波
分米波（UHF） 1m~0.1m
厘米波
10cm~1cm
300MHz~ 3000MHz 3000MHz~ 30000MHz
毫米波
10mm~1mm
30000MHz~ 300000MHz
14-4、5电磁波与信息化社会和电磁波谱
第四节 第五节
成才之路 ·物理 ·人教版 · 选修3-4
重点难点突破
第十四章
第四节 第五节
成才之路 ·物理 ·人教版 · 选修3-4
一、走近科学，了解雷达 1． 雷达的原理： 利用电磁波遇到障碍物发生反射的特性。 2．确定位置的方法，已知无线电波的传播速度为 c，测 出从发射无线电波脉冲到接收到反射回来无线电波的时间 t， 就可由公式 2s＝ct 确定被测物体的距离，再根据无线电波的 方向和仰角，便可以确定被测物体的位置了。
7
＝0.24 s。
答案：电磁波传递信息也是需要时间的；0.24s
第十四章
第四节 第五节
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点评：本题考查学生处理实际问题的能力，电磁波是以 光速传播，但由于距离大，所以时间不能忽略，再综合万有 引力定律及向心力知识，是考查综合能力的好题。
第十四章
第四节 第五节
－11
N· 2· 2) m kg
－
第十四章
第四节 第五节
成才之路 ·物理 ·人教版 · 选修3-4
解析：主持人与记者之间通话的不合拍是因为电磁波是 以有限的速度在空中传播的，利用电磁波传递信息是需要时 间的，设同步卫星高度为H，由万有引力提供卫星做圆周运 3 GMT2 GMm 4π 动的向心力，即 ＝m 2 (R＋H)，H＝ －R＝ T 4π2 R＋H2 2H 3.6×10 m，则一方讲话另一方听到所需的最少时间是t＝ c
(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 D．X射线有很强的贯穿能力 E．红外线具有显著的热作用 F．红外线波长较长，易发生衍射
高二物理人教版(教材)必修第三册-电磁波的发现及应用PPT
四、电磁波的能量
1 .电磁波具有能量。 2 . 电磁波是一种场物质。
微波炉
中国天眼FAST
五、电磁波通信
阅读p122“电磁波通信”了解电磁波在通信领域的应用。
5G是什么？你认为5G技术对社会 发展有着什么样的重要意义？
万物互联的全新时代
万物互联的全新时代
课堂小结
一、电磁波的发现过程
“电生磁”
形成一个不可分割的统一的电磁场。 ，重点注意各段的段首和段尾的句子。答题是注意提取文中的关键词语分析作答。此题注意从材料中分出角度进行概括。
周期性变化的电场
磁场
磁场
电场
电场
电场
电场
变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及 远地向周围传播。
二、电磁波
1 . 伟大的预言——空间可能存在电磁波。
那么电磁波是依靠什 么传播的呢？
2 . 变化的电场产生磁场 旺盛的用户需求促使资本与市场活跃起来。第三方数据显示，截至去年年底，中国共享单车市场整体用户数量大幅上升，预计今年年底将达到千万用户规模，今年以来，共享单车
平台已经从最初的17家迅速扩大到27家。 （四）但是，诗人写到这里，认为还不足以表现大堰河对我的爱，于是，她又带着我们走进了大堰河美丽而丰富的内心世界。大家浏览第八节，看一看，作者选取了几个细节来表 现大堰河对自己的深爱？
思考 猜测
一、电磁场
2 . 变化的电场产生磁场
对称性 大胆假设
变化的磁场产生了电场
变化的电场产生磁场
一、电磁场 10．李白在《蜀道难》一诗中，运用神话、夸张、衬托的手法来写蜀山之高险的句子有“上有六龙回日之高标，下有冲波逆折之回川。黄鹤之飞尚不得过，猿猱欲度愁攀援。”
燕国是一个地处北方的小国。当初燕王为了讨好秦国，曾将太子丹交给秦国作为人质。秦“遇之不善”，太子丹于公元前232年逃回燕国。公元前228年，秦将王翦破赵以后，引兵向 北，直逼燕境。燕太子丹为了抵抗秦的大举进攻，同时也为了报当初在秦被凌辱之仇，决定派荆轲劫持秦王，想要挟秦王归还秦侵占的各国土地；如果要挟不成，便刺死秦王，造 成秦国内部的混乱。 12.本段写蒙嘉在秦王面前为荆轲见秦王铺平了道路，他先讲明燕王对秦国十分畏惧恭顺，再进一步讲明燕王如何诚心诚意侍奉秦国。这样，就满足了秦王的骄傲心理，同时，由于 是宠臣所言，也增加了对荆轲的信任感。 荆轲刺秦王》各自然段的大意
4.4电磁波谱(广)
黑色越深，表示地面辐射
越强，天气越晴好。
若某地上空有云雨覆盖，卫星探测的是云层顶部向太空辐射的红
外线，表现为白色或灰白色；颜色越白，表示地面辐射越弱；云系
越密实，降雨强度越大。
晴空区与云雨区间的过渡区，有不同厚度的云而无明显降水。
红
外
体
温
探
测
做一做
许多动物具有发达的红外感受器官，因此在夜间也可以"看到"物体。
阳光进入大气时，波长较长
的色光，如红光，透射力大，能
透过大气射向地面；而波长短的
紫、蓝、青色光，碰到大气分子、
冰晶、水滴等时，就很容易发生
散射现象。被散射了的紫、蓝、
青色光布满天空，就使天空呈现
出一片蔚蓝了。
傍晚和早晨，太阳斜射大气，
光线在大气中的运行距离变长，
蓝紫光在大气中已散射完，剩余
的红、橙光较多，红、橙光占优
距离为 =
。
（3）用途：可以探测飞机、舰艇、导弹及其他军事目标；可以为飞机、船只导
航；天文学上可以用来研究行星、卫星；在气象上可以探测雷雨、云层厚度等。
红外线：波长约为760nm～1mm
特点：①波长介于无线电波和可见光之间
②所有物体都会发射红外线
③物体的红外辐射跟温度有关。
热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强。
4.4 电磁波谱
1.波长、频率和波速
(1) 波长:相邻的两个波峰(或波谷)之间的距离(单位:m)
(2) 频率:在1s内传播完整波长的个数
(3) 波速:用来描述波传播快慢的物理量三者关系：波速=波长×频率
即: c f
或 cT
电磁波谱课件
前后物体的两个位置或一段时间内的位移,从而测出物体的运动速
度。
2.如果从发射一列波到再接收到这列波的反射波所用的时间为
t,那么雷达与障碍物间的距离 x= ,而不是 x=ct。
2
案例探究
一个雷达向远处发射无线电波,每次发射的时
间为 1 μs,两次发射的时间间隔为 100 μs,在指示器
2s=ct,得
s=
2
=
3.0×108 ×50×10-6
2
答案:7.5×103 m
m=7.5×103 m。
思悟升华
雷达侦察问题的解决方法
1.电磁波在空中的传播速度可认为等于真空中的光速 c,根据雷
达荧光屏上发射波形和反射波形间的时间间隔,可求得侦察距离。
2.根据发射无线电波的方向和仰角,确定被侦察物体的位置。
答案:隐形飞机主要是降低雷达的可探测性。
根据雷达的工作原
理可知,只要照射到飞机上的电磁波不被反射回雷达,就不会被探测
到,所以飞机要实现对雷达隐身,主要措施有:(1)在机身上涂吸收雷
达波的涂层。(2)使机身呈多面体状,让雷达波反射到其他方向。(3)
经过特殊设计使雷达波能穿过机身而不被反射等。
二、电磁波谱
X 射线
电波
波动
引起 化学作用、 贯穿
特性
热效应
性强
视觉 荧光效应 本领强
检查探
无线电 加热、 照明、 感光技术、
应用
测、医用
技术 遥感 摄影 医用消毒
透视
γ 射线
贯穿本
领最强
工业探
伤、医用
治疗
2.产生机理
教科版高中物理选择性必修第二册第四章第3节电磁波谱
2.保持距离可减少电磁波： 没错，距离越远， 电磁波强度越弱。所以在使用电器用品像电 脑、电视、电风扇、吹风机、微波炉、电磁 炉时，都要远离这些电器用品，以策安全。
课堂练习
1．关于电磁波的下列说法，不正确的是（ B ）
1.显著作用： A、荧光效应 B、化学作用 C、杀菌消毒
紫外线消毒
注意:
消毒灯、验钞利机用灯用毒检灯验、验 钞机灯除发出紫人外民线币外的，还 发出少量紫光和真蓝伪光.
五、X射线
波长比紫外线更短的光叫做伦琴射线，也叫X射 线.是德国物理学家伦琴在1895年发现的．他的穿透能 力很强，能使包在黑纸里的照像底片感光.
一、无线电波
无线电波波长从几毫米到几十千米.主要用途：通 信、广播和天体物理研究等.
二、红外线
波长位于微波和可见光之间的电磁波称为 红外线.红外线的波长范围在760~106nm.红外 线不能直接引起视觉，但能给人以“热”的感 觉.
1.显著作用：热作用. 2.由英国物理学家赫歇耳于1800年首先发现 红外线，一切物体都在不停地辐射红外线， 物体温度越高，其辐射出的红外线越强. 3.主要用途:红外摄影、红外线遥感技术.
电磁波的危害
辐射标志
电磁波不同程度影响我们的健康， 成为第五大公害。
电磁波的危害
• 手机释放的电磁辐射对脑细胞有影响. • 电磁辐射的遗害会不断累积﹐在十至十五
年后﹐很可能出现更多因手机普及而导致 的癌症病例. • 电磁辐射对胎儿的发育起到极大的影响。 容易导致胎儿畸形和发育不良.
家庭中电磁波危害的预防
4.3 电磁波谱
我们按波长（或频率）的顺序把所有电磁波排列起来， 称之为电磁波谱.不同波长的电磁波的性质可以有很大差异， 用途也各不相同.
同步备课套餐之物理3-4讲义：第十四章电磁波5
5电磁波谱[学习目标]1。
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.2。
了解不同波长电磁波的特性以及应用。
3.知道电磁波也具有能量,知道电磁波是一种物质．一、电磁波谱［导学探究]（1）白光经三棱镜后发生色散，形成光谱，各种色光按波长大小如何排列的？(2)电磁波在真空中的传播速度是多少？无线电波的波长比可见光的波长大还是小?除了无线电波和可见光之外，还有其他哪些电磁波？答案(1）各种色光按波长由大到小排列为:红橙黄绿蓝靛紫．(2）电磁波在真空中的传播速度是光速，无线电波的波长比可见光的波长大．还有红外线、紫外线、X射线、γ射线等．[知识梳理］对电磁波谱的认识1．光的电磁说：麦克斯韦提出光的电磁说,认为光是一种电磁波，光和无线电波一样是横波(填“横波”或”纵波”），在真空中传播速度都是3×108 m/s，传播都不需借助介质,都能够发生反射、折射、干涉和衍射．2．电磁波谱：按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫做电磁波谱．3．电磁波谱按频率由小到大的顺序排列为:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线,如图1所示．图1［即学即用］判断下列说法的正误．（1)可见光中红光的波长最长，紫光的波长最短．（√）（2）红外线、可见光、紫外线、γ射线，它们的波长依次减小．(√）（3）电磁波家族中无线电波的频率最高．(×)（4)电磁波的波长都很短．（×）（5）可见光是电磁波的一小部分．（√)（6）不同电磁波由于具有不同的波长，所以它们具有不同的特性．(√)二、电磁波的应用［导学探究］电磁波在我们日常生活中应用相当广泛，请你举出下列电磁波的应用实例：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线．答案无线电波：收音机；微波：电视机；红外线：电烤箱；可见光:人可看到五彩缤纷的世界；紫外线：紫外线消毒灯;X射线:X光透视机;γ射线：γ射线探伤．［知识梳理]1．各种电磁波的特点(1）红外线：①红外线是一种光波,波长比无线电波短,比可见光长，不能引起人的视觉．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强．③红外线主要用于红外遥感和红外高速摄影．④红外线的热作用较强，衍射现象比可见光明显,能在云雾、烟尘中传播的更远．（2）紫外线：①波长范围在5_nm到370_nm之间，不能引起人的视觉．②具有较高的能量，应用于灭菌消毒，具有较强的荧光效应，用来激发荧光物质发光．(3）X射线和γ射线：①X射线频率比紫外线高,穿透力较强，用来检查工业部件有无裂纹或气孔，医学上用于人体透视．②γ射线频率比X射线还要高，具有很高的能量，穿透力更强,医学上用来治疗癌症，工业上用于探测金属部件内部是否有缺陷．2．电磁波传递能量电磁波是运动中的电磁场,各种各样的仪器能够探测到许许多多电磁波，表明电磁波可以传递能量．3．太阳辐射的特点太阳辐射的能量集中在可见光、红外线和紫外线三个区域，在眼睛最敏感的黄绿光附近，辐射的能量最强．[即学即用］判断下列说法的正误．(1)夏天太阳把地面晒得发热是因为可见光的热效应在各种电磁波中是最强的．（×）(2)紫外线能使很多物质发出荧光,具有杀菌作用．（√)（3)一切物体都在不停地辐射红外线,温度越高，辐射越强．（√)（4）γ射线能很容易地绕过障碍物到达目的地．(×）（5）γ射线的穿透力很强,在工业中可用来探伤或流水线的自动控制．(√）（6)电磁波谱中最难发生衍射的是X射线．（×）一、电磁波谱例1（多选）关于电磁波谱，下列说法正确的是(）A．波长不同的电磁波在本质上完全相同B．电磁波的波长若差异太大则会出现本质不同的现象C．电磁波谱的频带很宽D．电磁波的波长很短,所以电磁波的频带很窄答案AC解析电磁波谱中的电磁波在本质上是完全相同的，只是波长或频率不同而已．其中波长最长的波跟波长最短的波之间频率相差1020倍．针对训练1某广播电台发射“中波”段某套节目的信号、家用微波炉中的微波、VCD机中的激光、人体透视的X光，都是电磁波，它们的频率分别是f1、f2、f3、f4，则（)A. f1＞f2＞f3＞f4B. f1＜f2＜f3＜f4C．f1＜f2＜f4＜f3D．f2＜f1＜f3＜f4答案B二、电磁波的特性及应用不同电磁波的特性及应用光效应强强用途通信、广播、天体物理研究遥控、遥测、加热、红外摄像、红外制导照明、照相等日光灯、杀菌、防伪、治疗皮肤病等检查、探测、透视、治疗探测、治疗例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D．X射线有很强的贯穿力E．红外线具有显著的热效应F．红外线波长较长，易发生衍射答案(1)D（2)C（3)E解析(1)X光机是用来透视人体内部器官的，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的伤害,因此采用了穿透能力比较强又不会给人体造成太大的伤害的X射线，故选择D。
高中物理选修4课件
高中物理选修3-4课件
核心要点突破
一、雷达 1.用途：利用无线电波来测定物体位置的无线 电设备(如图14－4－1)．
图14－4－1
高中物理选修3-4课件
2．雷达的原理：利用电磁波遇到障碍物发生 反射的特性． 3．确定位置的方法：已知无线电波的传播速 度为c，测出从发射无线电波脉冲到接收反射 回来无线电波的时间t，就可由公式2s＝ct确定 被测物体的距离，再根据无线电波的方向和仰 角，便可以确定被测物体的位置了．
高中物理选修3-4课件
二、电磁波谱及特性 无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、 γ射线合起来，便构成了范围非常广阔的电磁 波谱． 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．无线电波用于通信 和广播．
高中物理选修3-4课件
2．红外线：红外线的波长比红光的波长还长， 是不可见光，不能引起人的视觉．一切物体(不管 大小、也无论是否有生命)，凡是由分子、原子等 微粒构成的物体都在不停地辐射红外线．物体温 度越高，辐射红外线的本领越强． 红外线有以下主要作用： (1)红外线遥感：勘测地热、寻找水源、人体检查 等． (2)红外线遥控：家用电器配套的遥控器发出红外 线脉冲信号，受控机器就会按照指令改变工作状 态．
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四、移动电话 无线电台 每一部移动电话都是一个______________ ，它 高频电信号 将用户的声音转变为______________ 发射到空 收音机 中；同时它又相当于一台__________ ，捕捉空 中的电磁波，使用户接收到通话对方送来的信
息．
高中物理选修3-4课件
高中物理选修3-4课件
三、雷达 物体位置 1．雷达是利用无线电波来测定___________ 的无线电设备．电磁波遇到障碍物要发生反射， 雷达就是利用电磁波的这个特性工作的．雷达 微波 ． 用的是________ 2．雷达有一个可以转动的天线，它能向一定 方向发射______________ ，每次发射的时间 无线电脉冲 短于1 μs，两次发射的时间间隔大约是0.1 ms， 测出从发射无线电波到接收反射波的时间t，就 可以确定障碍物的距离s.再根据发射无线电波 方向 仰角 的______和 ______，便可准确确定物体位 置．