高中物理人教版选择性必修第二册：4.电磁波谱-教学设计.docx

教学设计

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。

教学重难点

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211nm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1mm（频率低于300GHz）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？（)

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