课 题： 电磁波谱 类型：新授课
目的要求：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。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。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。
重点难点：
教 具：
过程及内容：一、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
二、无线电波
问：无线电波的波长范围如何？（波长大于1mm，频率小于3GHz）
问：无线电波有何应用？（广播、电视、天体物理研究）
三、红外线
问：红外线的波长范围如何？（比无线电波短，比可见光长）
问：红外线有何特点？（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：红外线有何应用？（①红外线遥感②遥控③红外线加热）
三、可见光
问：可见光的波长范围是什么？（400nm-700nm）
问：可见光中包含哪几种颜色的色光？（红、橙、黄、绿、蓝、聢、紫）
问：天空为什么看起来是蓝色的？（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：为什么早晨、傍晚的阳光特别红？（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）
四、紫外线
问：紫外线的波长范围是什么？（5nm-370nm）
问：紫外线有何特征？（具有较大的能量）
问：紫外线有何应用？（①杀菌②促进钙的吸收③防伪）
问：紫外线有何危害？（过量的紫外线照射会伤害眼睛和皮肤）
五、x射线和γ射线
问：x射线和γ射线的波长有何特点？（波长比紫外线更短）
问：x射线有何应用？（①检查人体内部器官②金属探伤③安检）
问：γ射线有何应用？（①杀死癌细胞②金属探伤）
六、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
七、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。(共34张PPT)
一、波长、频率和波速
1、波动：水波的涟漪，音乐的律动，光的缤纷色彩，它们的共同处是：波动。
例水波：小木棍在平静水面上下振动时，在水面上激起水波。水波不停向外传播。
2、描述波动的物理量：波长、频率和波速
3、波峰、波谷：凸起的最高处叫做波峰；凹下的最低处叫波谷。
4、波长：邻近的两个波峰(或波谷)间的距离叫做波长。
5、频率：1S内通过的波峰或波谷的次数叫频率。
v
λ
v
x
t
波速定义式
6、波速：用来描述波传播快慢的物理量叫波速
v
T
1s内波完成变化的次数
波长λ即为一个周期T内，波传播的距离。
λ
7、电磁波在真空中的速度：C=3.00×108m/s
8、电磁波波速公式：波速=波长×频率
C=λ×f
可见：电磁波的频率与波长呈反比。
思考与讨论：
1、家用微波炉使用的微波频率为2450MHz。它的波长是多少？
λ=c/f=(3×108)/(2450×106)=0.12m
2、某广播电台发射的电磁波的波长是500m。它的频率是多少？
f=c/λ= (3×108)/500=6×105Hz
恒量
二、电磁波谱
1、电磁波成分：电磁波的频率范围很广。无线电波、光波（红外线、可见光、紫外线）、X射线、γ射线都是电磁波。
2、定义：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。如图所示
从左向右频率逐渐增大，波长逐渐减小
紫 靛
无线电波
微波
红外线
可见光
紫外线
X射线
γ射线
（1）无线电波
①波长大于1mm
频率小于300000MHz
②分为：长波、中波、短波和微波
④主要用于广播、电视、无线电通讯。
不同的电磁波由于具有不同的频率（波长）具有不同特性
③由振荡电路中自由电荷的运动产生
（2）红外线
①波长比无线电波短，比可见光长。
②所有的物体都在不停地发射红外线。温度越高，红外辐射越强.
③主要用于红外摄影、红外遥感技术、红外加热。
红外线主要作用是热作用，可以利用红外线来加热物体和进行红外线遥感
红外线技术的应用
利用红外线检测人体的健康状态，本图片是人体的背部热图，透过图片可以根据不同颜色判断病变区域．
红外线卫星云图显示一九九九年九月十六日台风约克于清晨靠近香港时,中心的风眼清晰可见
非接触红外测温仪：人体也发射红外线。温度越高，发射红外线越强。根据这个原理，红外体温计不与身体接角也可以测体温。
红外线遥感
（3）可见光
①波长在700nm～400nm。
②分为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光。
③可被视网膜感知，用于照明、摄影等。
频率4.3×1014～7.5×1014Hz
（4）紫外线
①波长在400nm～5nm。
②一切高温物体发出的光中，都有紫外线，具有较高的能量。
③可用于灭菌消毒，荧光效应，等化学作用。
频率7.5×1014～6.0×1016 Hz
④过量的紫外线照射会伤害眼睛和皮肤
画面上可以清晰的看到钱币上的防伪标记
注意:
消毒灯、验钞机灯看起来是淡蓝色的。这不是紫外线。紫外线看不见，消毒灯、验钞机灯除发出紫外线外，还发出少量紫光和蓝光。
（5）X射线（伦琴射线）
①波长比紫外线更短，10nm～10－3nm 。
②有比紫外线更高的能量。
③有较强的穿透作用，可用于透视、检查金属内部缺陷。
（6）γ射线
①波长比X外线更短，小于10－10m，频率非常高。
②有很高的能量。
③有很强的穿透作用，可用于医学治疗、金属内部探伤等。
波长短
波长长
频率高
频率低
三、电磁波的能量
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。 例：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。
电磁波具有能量，电磁波是一种物质
微波炉
四、太阳辐射
1、太阳辐射的主要成分：无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、γ射线
2、太阳辐射能量分布特点：太阳辐射的能量集中在可见光、红外线、紫外线三个区域
3、阳光中波长在5.5x10-7m的黄绿光附近，辐射的能量最强，这区域恰好是人眼最敏感
4、太阳辐射能量分布示意图：
能量的相对大小
波长λ/nm
400
800
1200
1600
2000
紫外线
可见光
红外线
黄绿光
能量主要集中在可见光、红外线和紫外线三个区域内。
两个概念
一个关系
六段波谱
波的能量
太阳辐射
波长和频率
六段波各自特点和应用
电磁波具有能量及其影响因素
太阳辐射的特点
频率(波长)不同的电磁波表现出作用不同．
红外线主要作用是热作用，可以利用红外线来加热物体和进行红外线遥感；
紫外线主要作用是化学作用，可用来杀菌和消毒；
伦琴射线有较强的穿透本领，利用其穿透本领与物质的密度有关，进行对人体的透视和检查部件的缺陷；
γ射线的穿透本领更大，在工业和医学等领域有广泛的应用，如探伤，测厚或用γ刀进行手术．
强 调
答：光和无线电波都是电磁波，区别在于它们的波长不同。
答：传到眼睛需要的时间是
在这个距离中的波长数有
答：经过的时间
答：听收音机需要无线电波；微波炉工作需要微波；
用眼睛看世界需要光波；做身体检查拍摄照片需要X射线等等。
问题：
天空为什么是亮的？
天空为什么是蓝色的？
傍晚的阳光为什么是红的？
你是怎么知道有荧光作用的？
在春天和秋天时期，为什么常常在教室内开“紫外线灯” ？
例、电磁波谱中，波长最长的是 ，波长最短的是 ；频率最高的是 ，频率最低的是 ；能量最高的是 ，能量最低的是 ；波动性最明显的 ，粒子性最明显的是 。
可见光中波长最长的是 ，波长最短的是 ，频率最高的是 ，频率最低的是 。
无线电波
γ射线
γ射线
无线电波
γ射线
无线电波
无线电波
γ射线
红光
紫光
紫光
红光
例、下列关于红外线的说法中正确的是（ ）
A、红外线的波长比紫外线短
B、一切物体都会发射红外线
C、可以利用红外线进行遥感
D、微波炉利用红外线进行加热
微波炉利用微波的热效应加热
C
例、下列关于紫外线的说法中正确的是（ ）
A、紫外线的波长比可见光长
B、一切物体都会发射紫外线
C、可以利用紫外线灭菌消毒
D、紫外线具有荧光效应
红外线
CD
例、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．可对红外线产生视觉
D．可对紫外线产生视觉
猫头鹰对红外线产生视觉
C
例、下列各组电磁波中,接波长由长到短排列正确的是( ）
A、红外线、紫外线、可见光、γ射线 B、γ射线、紫外线、红外线、可见光
C、γ射线、紫外线、可见光、红外线
D、红外线、可见光、紫外线、γ射线
D
