人教版 (2019)选择性必修 第二册电磁波谱表格教学设计

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第二册电磁波谱表格教学设计，共7页。教案主要包含了提出问题，新课内容，作业布置等内容，欢迎下载使用。
课程基本信息
学科
高中物理
年级
高二
学期
春季
课题
4 电磁波谱
教科书
书 名：普通高中教科书物理选择性必修第二册
出版社：人民教育出版社 出版日期：2020年5月
教学目标
物理观念：
1.认识电磁波谱，知道各种电磁波在电磁波谱中的波长排列顺序。
2.知道各个波段的电磁波的名称、特性和典型应用。
3.知道不同波段的无线电波的用途不同。
4.知道光是电磁波，不同波长和频率的可见光颜色不同。
科学思维：
5.能结合实际，知道无线电通信在生活中的应用。
6.会分类归纳无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。
科学态度与责任：
7.能解释电磁波在生产生活中的应用，体会电磁波的应用对社会发展的促进作用。
教学内容
教学重点：
无线电波、红外线、紫外线、X射线、γ射线的特性及应用。
教学难点：
无线电波、红外线、紫外线、X射线、γ射线的特性及应用。
教学过程
一、提出问题：太空中的太阳动力学观测台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211 nm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？
二、新课内容
通过必修三的学习，我们已经知道了电磁波包含无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等。太阳辐射中就包含了波长不同的各种各样的电磁波。不同电磁波具有不同的波长（频率），具有不同的特性。电磁波谱就是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。
（一）无线电波
技术上把波长大于1 mm（频率低于300 GHz）的电磁波称作无线电波，并按波长（频率）划分为若干波段。
特点：传播过程中波动性明显。
用途：广泛应用于通信、广播及其他信号传输。
不同波段的无线电波传播特点不一样，发射、接收所用的设备和技术也不尽相同，因此各有不同的用途。生活中我们经常收听的交通之声FM103.5就是使用微波波段的信号。

雷达在军事、导航、天文学等方面有广泛应用。在生活上也有广泛应用，比如汽车安装的倒车雷达。
浩瀚星空、广袤苍穹，自古以来就寄托着人类的科学梦想。然而通过可见光波段观测宇宙是有局限的。实际上，天体的辐射覆盖了整个电磁波段。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。
我国天文学家南仁东先生于1994年提出了建设500米口径球面射电望远镜的构想。这就是2016年9月25日在贵州落成启用的世界最大的500m口径球面射电望远镜（简称FAST），被誉为“中国天眼”。
请看中央电视台对“中国天眼”的报道：
国之利器·2016中国科技之最 探索宇宙的天眼：FAST射电望远镜
2019年9月17日，国家主席习近平签署主席令，授予南仁东“人民科学家”国家荣誉称号。
（课前任务）做一做：移动电话经常使用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（课本82页图4.4-3）。再查一查Wi-Fi和蓝牙所使用的电磁波的频率是多少。
同学们可以说说自己的体验结果。
（二）红外线
红外线的波长比无线电波短，比可见光长。其波长范围很宽，约760nm～1×106nm。
由英国科学家威廉·赫歇尔于1800年首先发现。
特性：一切物体都辐射红外线，温度越高，红外辐射越强 。
应用：红外加热，红外测温，红外摄影、红外夜视仪、红外遥感等。
请看中央电视台纪录片：遥感卫星如何造福人类？

[共同关注]我国初步形成遥感卫星产业应用体系 一问到底：遥感卫星如何造福人类？（cctv.cm)
红外光虽然无法用肉眼看见，但大到风云卫星、火星车、小到感应水龙头、机场安检设备，背后都离不开它的应用，也离不开一个以中国科学家名字命名的公式，这位科学家就是中国科学院院士、红外物理学家褚君浩。红外技术究竟有哪些意想不到的应用？在红外线的研究过程中，中国科学家又做出了怎样的努力？请同学们课后观看2024年4月7日《开讲啦》节目，褚院士将与大家分享那道“看不见的光”背后的故事。
（课前任务）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。查一查哪些动物有这方面的功能。
这是老师布置的课前任务，同学们可以把自己查到的结果拿出来与大家交流。
（三）可见光
能使人的眼睛产生视觉效应的电磁波，称为可见光。可见光的波长在400nm ~760nm。
波长范围不同的光表现为不同的颜色，如：红、橙、 黄、绿、青、蓝、紫各色光。
不同波长的单色光组合也能产生不同的颜色，我们看到的阳光就是由各种色光组成的。所以当大气中的水滴把阳光分解为色光时，我们能在天空看见一道彩虹。

思考：为什么傍晚的阳光比较红？
提示：傍晚的阳光在穿过厚厚的大气层时，蓝光、紫光等大部分被吸收掉了，剩下红光、橙光透过大气层射入我们的眼睛，所以傍晚的阳光比较红。
（四）紫外线
波长范围在5nm~370nm的电磁波是紫外线，不能引起人的视觉。
由德国物理学家里特于1801年首先发现。
应用：灭菌消毒，促进钙质吸收，荧光防伪等。

（五）X射线和γ射线
波长比紫外线更短的电磁波就是X射线和γ射线。
X射线也叫伦琴射线，由德国物理学家伦琴于1895年发现的。
人们用X射线管产生X射线。
应用：医疗检查，工业探伤，机场安检等。

波长最短的电磁辐射是γ射线，它具有更高的能量。
应用：治疗癌症，工业探伤。
（六）STSE：寻找地外文明
人类探索自然奥秘的活动从来没有停止过。20世纪六七十年代，美国使用射电望远镜接收无线电信号，寻找“外星人”。至今没有发现什么有价值的信息。
同时，地球上的人也主动向宇宙发射过几次无线电信号。时至今日，还没有找到地外文明。
我国在贵州建造的世界最大的球面射电望远镜FAST正在开展对地外文明的探索。截至目前， “中国天眼”已发现900余颗新脉冲星。
课堂小结：
不同电磁波的特性及应用。
电磁波谱
无线电波
红外线
可见光
紫外线
X射线
γ射线
频率
由左向右，频率变化为由低到高
真空中的波长
由左向右，波长变化为由长到短
特性
波动性强
热效应强
感光性强
化学作用、荧光效应强
穿透力强
穿透力最强
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
杀菌、防伪、治疗皮肤病等
检查、探测、透视
探测、治疗
四、作业布置：
（一）下载并完成 “4电磁波谱作业练习”。
（二）观看中央电视台纪录片《天眼》。
（三）观看中央电视台节目《开讲啦》褚君浩：神奇的红外世界。