优秀教案系列
第4节电磁波谱
教学分析
教学分析
教学目标
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。了解不同波长(或频率)范围的电磁波的特性以及应用。
2.了解电磁波谱中各波段的主要特性和在科技、经济、社会发展中的应用。
3.体会电磁波的应用对现代社会的影响,明确不同的电磁波具有的不同用途和危害。引发学生对波动现象的好奇心。引导和培养学生仔细观察实验现象并尝试归纳现象的学习习惯,激发学生勇于探索的积极性。了解寻找地外文明的主要历史和当前的进展,激发学生探索地外未知生命的热情,增加求知欲。
评价目标
1.通过笔记整理之后的课堂提问,根据学生的回答情况检测教学目标1的达成情况。
2.通过对例题及反馈练习的讨论和展示,检测学生教学目标1和教学目标2的达成情况。
3.通过对学生总结本节知识点及收获,根据学生的总结发言情况辅助举手调查的方式检测学生对教学目标3的达成情况。
教学重难点
重点:电磁波的组成,分波段解释无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线的特点与应用。
难点:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线的特点与应用。
教学方法
视频观察法、讲授法、合作讨论法。
课时安排
1课时
教学准备
多媒体课件、学案。
教学
教学设计
一、情境导入
【想一想】
如图4.4-1太空中的太阳动力学观测台(SDO)可以拍摄到紫外线波段的太阳图像。通过这些图像可以观察到被可见光模糊或者遮挡的日冕等太阳活动。对比波长为21.1nm的紫外线和可见光的图像可以看出,它与我们常见的太阳大不相同。除了可见光和紫外线,你还知道太阳能发出哪些波段的电磁波吗?
图4.4-1
二、新课讲授
探究点一、电磁波谱
电磁波谱:按电磁波的波长大小或频率高低的顺序把
它们排列成的谱,叫电磁波谱。
由无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等合起来构成范围非常广阔的电磁波谱。
图4.4-2
探究点二、无线电波
概念:技术上把波长大于1mm(频率低于300GHz)的电磁波称作无线电波。
特点:λ大于1mm(f小于300000MHz),λ较长。
应用:无线电技术(长、中、中短、短波用于发送广播、导航等。微波用于发送电视信号等。)
特性:无线电技术。
无线电波的波段划分及其主要用途(根据:波长/频率)
波段
波长/m
频率/MHz
传播方式
主要用途
长波
30000~3000
0.01~0.1
地波
广播、导航
中波
3000~200
0.1~1.5
地波和天波
中短波
200~50
1.5~6
天波
调幅(AM)广播、导航
短波
50~10
6~30
超短波
10~1
30~300
近似直
线传播
调频(FM)广播、电
视、导航
微波
分米波(UHF)
1~0.1
300~3000
直线传播
电视、雷达、移动通信、导航、射电天文
厘米波
0.1~0.01
3000~30000
毫米波
0.01~0.001
30000~300000
雷达天线
图4.4-3
波长短的电磁波,由于衍射现象不明显,传播的方向性好,有利于用电磁波定位。
射电望远镜
图4.4-4
天文学家用射电望远镜接收天体辐射的无线电波,进行天体物理研究。
【做一做】
移动智能手机经常使用Wi-Fi联网,也会用蓝牙传输数据。但是,由于Wi-Fi和蓝牙使用了相同频段的无线电波,两者可能互相干扰。请你利用移动电话中的应用程序检查一下,在连接蓝牙鼠标或蓝牙音响后,移动电话的上网速度会不会受到影响。再查一查Wi-Fi和蓝牙所使用的电磁波的频率是多少。
图4.4-5
探究点三、红外线
特点:(1)λ介于无线电波和可见光之间。(2)所有物体都发射红外线。(3)物体的红外辐射跟温度有关。温度越高,发射的红外辐射越强。
波长范围:750~1×106nm。
一切物体都在不停地辐射红外线,物体温度越高,辐射的红外线越强。热辐射——即红外线辐射为热传递方式之一。
发现:由英国人赫歇尔首先发现。
特性:热效应。
用途:红外摄影、红外遥感技术。
赫歇尔
图4.4-6
老师引出:
利用红外探测器能在较冷的背景上探测出较热物体的红外辐射,这是夜视仪器和红外摄影的基础(如图4.4-7)。用灵敏的红外探测器接收远处物体发出的红外线,然后用电子电路对信号进行处理,可以得知被测对象的形状及温度、湿度等参数。这就是红外遥感技术。利用红外遥感技术可以在飞机或人造地球卫星上勘测地热、寻找水源、监视森林火情、预报风暴和寒潮。红外遥感技术在军事上的应用也十分重要。人体也在发射红外线,体温越高,发射的