1、必修三必修三13.4 电磁波的发现及应用电磁波的发现及应用【学习目标】【学习目标】1.1.了解麦克斯韦电磁场理论的主要观点，知道电磁波的了解麦克斯韦电磁场理论的主要观点，知道电磁波的概念及通过电磁波体会电磁场的物质性。概念及通过电磁波体会电磁场的物质性。2.2.认识电磁波谱。认识电磁波谱。3.3.了解电磁波谱中各波段的波的特征及它们在科技、经了解电磁波谱中各波段的波的特征及它们在科技、经济、社会发展中的作用。济、社会发展中的作用。4.4.知道电磁是一种物质，具有能量。知道电磁是一种物质，具有能量。【引入】【引入】广播广播手手机机通通信信电电视视电磁波使古代人电磁波使古代人“顺风耳、千里眼顺风耳
2、、千里眼”的梦想变成的梦想变成了现实。那么，电磁波是怎样发现的呢？了现实。那么，电磁波是怎样发现的呢？一、电磁场麦克斯韦麦克斯韦1.1.麦克斯韦的电磁场理论：麦克斯韦的电磁场理论：（1 1）变化的磁场产生电场）变化的磁场产生电场（2 2）变化的电场产生磁场）变化的电场产生磁场2.2.电磁场：电磁场：变化的电场和磁场变化的电场和磁场总是相互联系的总是相互联系的,形成一个不可形成一个不可分割的统一的电磁场分割的统一的电磁场小结：对小结：对麦克斯韦的预言的理解麦克斯韦的预言的理解1.1.变化的电场产生磁场变化的电场产生磁场（1 1）均匀变化的电场产生恒定的磁场均匀变化的电场产生恒定的磁场（2）周期性
3、变化的电场产生同频率周期性变化的磁场）周期性变化的电场产生同频率周期性变化的磁场2.2.变化的变化的磁磁场产生场产生电电场场（1 1）均匀变化的均匀变化的磁磁场产生恒定的场产生恒定的电电场场（2）周期性变化的磁场产生同频率周期性变化的）周期性变化的磁场产生同频率周期性变化的电电场场例例1.1.根据麦克斯韦电磁场理论根据麦克斯韦电磁场理论,下列说法正确的是下列说法正确的是()A.A.有电场的空间一定存在磁场有电场的空间一定存在磁场,有磁场的空间也一定能产生有磁场的空间也一定能产生电场电场B.B.在变化的电场周围一定产生变化的磁场在变化的电场周围一定产生变化的磁场,在变化的磁场周在变化的磁场周围一
4、定产生变化的电场围一定产生变化的电场C.C.均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场D.D.周期性变化的磁场周围空间一定产生周期性变化的电场周期性变化的磁场周围空间一定产生周期性变化的电场答案：答案：D1.1.电磁波电磁波：周期性变化的电场和周期性变化的磁场交周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替产生替产生,由近及远地向周围传播由近及远地向周围传播,形电磁波。形电磁波。2.1886年年赫兹赫兹通过实验捕捉到了电磁波通过实验捕捉到了电磁波,后来证实了麦克后来证实了麦克斯韦的电磁场理论。斯韦的电磁场理论。电磁波在真空中的传播速度等于光速电磁波在真空中的传播速
5、度等于光速c3108 m/s二、电磁波三、电磁波谱1.1.波峰与波谷波峰与波谷:在一列水波中在一列水波中,凸起的凸起的_叫作波峰叫作波峰;凹下的凹下的_叫作波谷。叫作波谷。2.波速、波长、频率三者之间的关系是波速、波长、频率三者之间的关系是:。3.电磁波在真空中的传播速度电磁波在真空中的传播速度c=。4.电磁波谱电磁波谱:按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列起来按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列起来,就是就是电磁波谱。电磁波谱。5.电磁波谱按波长由长到短依次为电磁波谱按波长由长到短依次为 最高处最高处最低处最低处波长波速频率波长波速频率3108 m/s无线电波、红外线、可见光、紫外无
6、线电波、红外线、可见光、紫外线、线、X射线、射线、射线射线。无线电波无线电波微波微波红外线红外线可见光可见光紫外线紫外线可见光可见光X X射线射线射线射线无线电波无线电波 无线电波：波长大于无线电波：波长大于1mm（频率小于（频率小于300GHz)的电磁波的电磁波 用途：通信、用途：通信、广播广播和天体物理研究等和天体物理研究等(2)当光子能量大于或等于13.6 eV时，也可以被处于基态的氢原子吸收，使氢原子电离；当处于基态的氢原子吸收的光子能量大于13.6 eV时，氢原子电离后，电子具有一定的初动能(2)动能不增加，即Ek1Ek2Ek1Ek2或p212m1p222m2p212m1p222m2
7、.例：如右图所示的水平地面上放有一个边长为30cm的正方体箱子，箱子重50 N，其顶部有一根长20 cm、横截面积为4 cm2竖直的管子与箱子相通，管子重10 N，管子和箱子都灌满水，求：生可以把kmh化成ms72kmh就是72个1 kmh，1 km就是103m，1 h就是3600s等量代换以后，进行计算就可以换算成ms.眼睛看物原理既是本节课的重点也是本节课的难点，而且还是学习近视眼、远视眼的矫正的基础。所以我计划先引导学生回顾前面所学知识：凸透镜中间越厚，对光线的偏折能力越强，会聚能力越强；在透镜位置不变时，光源的位置发生改变，像的位置也发生改变。(2)特点：一般情况下，物体间的相互作用力
8、(内力)较大，因此系统动量往往有以下几种情况：动量守恒；动量近似守恒；某一方向动量守恒(2)“动尺缩短”是沿运动方向上的长度比其相对静止时测量的长度要短一些，在垂直于运动方向上的长度没有变化例：如右图所示的水平地面上放有一个边长为30cm的正方体箱子，箱子重50 N，其顶部有一根长20 cm、横截面积为4 cm2竖直的管子与箱子相通，管子重10 N，管子和箱子都灌满水，求：根据教材安排，本节课分五大部分进行：眼球的构造；眼睛看物原理；近视眼的成因及其矫正；远视眼的成因及其矫正；介绍有关眼保健知识，进行用眼卫生教育。眼睛看物原理、近视眼的成因和矫正是本节课的重难点，所以我重点把这两部分的教学设计
9、进行详细阐述。从人文关怀的角度看，现在学生的近视率越来越高，保护我们的眼睛已经刻不容缓，所以也应该把介绍有关眼保健知识，进行用眼卫生教育作为本节课的重点。当m1m2时，v10，v2v1，两球碰撞后交换了速度2实验步骤1守恒条件1、液体内部朝各个方向都有压强；在同一深度，各方向压强_，深度增加，液体的压强_；液体的压强还与液体的密度有关，在深度相同时，液体密度越大，压强_。观察比较法：通过对生活中实际事例的比较，理解速度的概念和匀速直线运动与变速直线运动的区别红外线红外线(1)红外线是一种波长比红红外线是一种波长比红 光的波长还长光的波长还长的不可见光。其波长范围很宽，约的不可见光。其波长范围很
10、宽，约750nm106nm(2)(2)显著作用：热作用。显著作用：热作用。(3)由英国物理学家由英国物理学家赫谢尔赫谢尔于于1800年首先年首先发现红外线，一切物体都在不停地辐射红发现红外线，一切物体都在不停地辐射红外线，物体温度越高，辐射红外线的本领外线，物体温度越高，辐射红外线的本领越强。越强。(4)用途用途:红外摄影、红外遥感技术红外摄影、红外遥感技术非接触红外测温仪非接触红外测温仪 利用红外线检测人体的健康状态，本图片是人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体的背部热图，透过图片可以根据不同颜色判断病变区域病变区域 红外线检视器是利用红外线
11、能穿透颜料红外线检视器是利用红外线能穿透颜料的特性，揭示顏料层下隐藏的资料利用红的特性，揭示顏料层下隐藏的资料利用红外线发射器、接收器及屏幕显示器，油画上外线发射器、接收器及屏幕显示器，油画上炭笔初稿及已往曾经进行过的修复工作都能炭笔初稿及已往曾经进行过的修复工作都能一一呈现于眼前一一呈现于眼前红外线遥感长三角的长三角的“热岛热岛”可见光可见光 观察物体，照像等等，都是可观察物体，照像等等，都是可见光的应用。见光的应用。能作用于人的眼睛并引起视觉能作用于人的眼睛并引起视觉的称为可见光，如：红、橙、黄、的称为可见光，如：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各色光。绿、蓝、靛、紫各色光。在电磁波中是一个很窄
12、的波段，在电磁波中是一个很窄的波段，（波长为（波长为750nm370nm）。紫外线紫外线（2）由德国物理学家）由德国物理学家里特里特于于1801年首先发现的，一切高温物年首先发现的，一切高温物体发出的光中，都有紫外线。体发出的光中，都有紫外线。（1）紫外线是一种波长比紫光还短）紫外线是一种波长比紫光还短的不可见光；其波长范围约的不可见光；其波长范围约5nm370nm，显著作用：显著作用：A A、荧光，、荧光，B B、化、化学作用，学作用，C C、杀菌消毒、杀菌消毒利用紫外线利用紫外线的荧光作用的荧光作用检验人民币检验人民币的真伪的真伪紫外线杀菌灯紫外线杀菌灯紫外线杀紫外线杀菌灯菌灯防紫外线雨伞
13、防紫外线雨伞伦琴射线和伦琴射线和射线射线伦琴射线（伦琴射线（X射线）是一射线）是一种波长比紫外线更短的不可见种波长比紫外线更短的不可见光。光。有较强的穿透能力。有较强的穿透能力。比伦琴射线还短的那就比伦琴射线还短的那就是是射线。射线。对于由弹簧组成的系统，在物体间发生相互作用的过程中，当弹簧被压缩到最短时，弹簧两端的两个物体的速度相等(3)实例：喷气式飞机、火箭、人船模型等(1)明确研究对象，确定系统的组成(系统包括哪几个物体及研究的过程)；学生演算、教师巡视频率不同、光强相同时，光电流与电压的关系 遏止电压：Uc1、Uc2考点一对电磁场理论和电磁波的理解Ek：光电子的最大初动能(2)动能不增
14、加，即Ek1Ek2Ek1Ek2或p212m1p222m2p212m1p222m2.动量守恒中的临界问题2、由连通器的水面相平引导学生去思考连通器的原理。学生直接答出连通器的原理有些困难，这时我通过多媒体演示连通器原理的动画，加深学生的理解。(3)x1、x2均为沿动量方向相对于同一参考系的位移把课本上的演示实验改为学生分组实验，让学生认真观察实验现象，记录实验数据，使每位学生都能够通过亲自操作来体验知识生成的过程。教学课时：1课时X射线照射下的鱼射线照射下的鱼例例2.下列各过程中下列各过程中,没有利用到电磁波的是没有利用到电磁波的是()A.用水银温度计测量体温用水银温度计测量体温B.用遥控器打开
15、电视机用遥控器打开电视机C.用手机接听电话用手机接听电话D.用微波炉加热面包用微波炉加热面包答案：答案：A例例3.3.下列各组电磁波，按波长由长到短排列正确下列各组电磁波，按波长由长到短排列正确的是（的是（）A.A.紫外线、可见光、红外线、紫外线、可见光、红外线、射线射线B.B.可见光、红外线、紫外线、可见光、红外线、紫外线、射线射线C.C.射线、红外线、紫外线、可见光射线、红外线、紫外线、可见光D.D.红外线、可见光、紫外线、红外线、可见光、紫外线、射线射线答案：答案：D例例4.4.被誉为被誉为“神刀神刀”的的 刀在治疗脑肿瘤的时候刀在治疗脑肿瘤的时候不需要对患者实施麻醉，手术时间短。用不需
16、要对患者实施麻醉，手术时间短。用 刀治刀治疗脑肿瘤主要是利用了（疗脑肿瘤主要是利用了（）A.A.射线具有很强的穿透能力射线具有很强的穿透能力B.B.射线很强的电离能力射线很强的电离能力C.C.射线具有很高的能量射线具有很高的能量D.D.射线很容易绕过障碍物继续向前传播射线很容易绕过障碍物继续向前传播答案：答案：A四、电磁波的能量l电磁波具有能量，电磁波是一种物质电磁波具有能量，电磁波是一种物质微微波波炉炉例例5.5.下列实例中能证明电磁波具有能量的是下列实例中能证明电磁波具有能量的是_。食物中的水分子在微波的作用下热运动加剧食物中的水分子在微波的作用下热运动加剧,内能增加内能增加,温度升高。温
17、度升高。光是一种电磁波光是一种电磁波,光也是传播着的电磁场光也是传播着的电磁场,光具有能量。光具有能量。我们能通过各种各样的仪器探测到各种电磁波我们能通过各种各样的仪器探测到各种电磁波,表明电磁表明电磁波具有能量。波具有能量。1、液体对容器底和容器臂都有压强；眼睛和眼镜是人教版新课标教材八年级物理上册第三章第四节的内容，主要包括眼睛的构造、成像原理，眼睛的调节作用、近视眼远视眼的成因及其矫正等内容。它是第三章“透镜及其应用”中的重要组成部分，不仅涉及透镜的初步知识、照相机成像原理、凸透镜成像规律等物理知识，还涉及生物学科知识。2动量三、说教学程序教学方法例：如右图所示的水平地面上放有一个边长为
18、30cm的正方体箱子，箱子重50 N，其顶部有一根长20 cm、横截面积为4 cm2竖直的管子与箱子相通，管子重10 N，管子和箱子都灌满水，求：难点：眼睛调节作用、近视眼和远视眼的矫正。(2)氢原子的能级和轨道半径猜想B：在深度相同时，不同液体的压强还跟它的密度有关，液体的密度越大，压强越大；(4)写出研究对象的初、末动量和合外力的冲量(或各外力在各个阶段的冲量的矢量和)，根据动量定理列方程求解MVgR2G43R33g4GR，R3g4G，RR地3g4G4G地3g地gg地4(2)进行受力分析要要 点点 小小 结结波谱波谱 无线无线电波电波红外线红外线 可见光可见光 紫外线紫外线X射线射线射线射线波长波长范围范围特性特性应用应用波长在逐渐减小波长在逐渐减小感光技感光技术、医术、医用消毒用消毒等等照明、照明、摄影摄影等等无线电无线电技术技术红外摄影、红外遥感技术等贯穿本贯穿本领强领强贯穿本贯穿本领最强领最强检查检查探伤、探伤、医用医用透视透视工业工业探伤、探伤、医用医用治疗治疗摄影、摄影、引起引起视觉视觉波动波动性明性明显显热效热效应应荧光效应荧光效应化学作用化学作用杀菌消毒杀菌消毒
