1、4.4電磁波譜教學設計一、教材分析人教版選擇性必修二第四章第四節(jié)電磁波譜，本節(jié)內容是在學習了電磁波的產(chǎn)生，發(fā)射及接收原理的基礎上，通過學習電磁波譜，知道電磁波譜是按照電磁波頻率的高低進行排列的，通過學習本節(jié)內容，知道電磁波隨著頻率的升高其能量及波長的變化規(guī)律，同時也要清楚紅外線及紫外線的特點及其在現(xiàn)實生活中的應用。二、教學目標與核心素養(yǎng)物理觀念：了解什么是電磁波譜，知道各種可見光和不可見光與無線電波一樣，也是電磁波。了解不同波長(或頻率)范圍的電磁波的特性以及應用。科學思維：了解電磁波譜中各波段的主要特性和在科技、經(jīng)濟、社會發(fā)展中的應用?？茖W探究：體會電磁波的應用對現(xiàn)代社會的影響,明確不同的電

2、磁波具有的不同用途和危害。引發(fā)學生對波動現(xiàn)象的好奇心?？茖W態(tài)度與責任：引導和培養(yǎng)學生仔細觀察實驗現(xiàn)象并嘗試歸納現(xiàn)象的學習習慣，激發(fā)學生勇于探索的積極性。了解尋找地外文明的主要歷史和當前的進展，激發(fā)學生探索地外未知生命的熱情，增加求知欲。三、教學重難點教學重點：電磁波的組成，分波段解釋無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、射線的特點與應用教學難點：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、射線的特點與應用四、教學過程【引入新課】說到 “譜”，同學們想到了什么呢？對，菜譜，家譜，人物關系譜，等等。像這樣依照事物的類別、系統(tǒng)，制成的表冊就稱為譜。建立譜，方便我們歸類、查找、總結各事物之間的關系。

3、建立譜系，在科學上，也有著廣泛的應用，比方說，化學里的元素周期表，能夠準確地反映、預測各種元素的特性及其之間的關系，是分析物質化學行為非常重要的框架。那么，能不能給電磁波也建一個譜呢？電磁波譜：按電磁波的波長或頻率高低的順序把它們排列成譜，叫電磁波譜。由無線電波、紅外線、可見光、紫外線、倫琴射線、射線合起來構成范圍非常廣闊的電磁波譜?！拘抡n探究】探究點一、 無線電波無線電波的概念：技術上把波長大于1mm（頻率低于300GHz）的電磁波稱作無線電波。應用：無線電技術（長、中短波用于發(fā)送廣播信號。）（微波用于發(fā)送電視信號和微波爐。）無線電波的波段分布及其主要用途（根據(jù)：波長/頻率）做一做：移動電話

4、經(jīng)常使用Wi-Fi聯(lián)網(wǎng)，也會用藍牙傳輸數(shù)據(jù)。但是，由于Wi-Fi和藍牙使用了相同頻段的無線電波，兩者可能互相干擾。請你利用移動電話中的應用程序檢查一下，在連接藍牙音響后，移動電話的上網(wǎng)速度會不會受到影響。再查一查Wi-Fi和藍牙所使用的電磁波的頻率是多少。 探究點二、 紅外線紅外線：波長約為760nm1mm，所有物體都發(fā)射紅外線，熱物體的紅外輻射比冷物體的紅外輻射強。發(fā)現(xiàn)：由英國人赫歇爾于1800年首先發(fā)現(xiàn)。特性：熱效應。用途：紅外攝影、紅外線遙感技術。利用紅外探測器能在較冷的背景上探測出較熱物體的紅外輻射，這是夜視儀器和紅外攝影的基礎（圖）用靈敏的紅外探測器接收遠處物體發(fā)出的紅外線，然后用電

5、子電路對信號進行處理，可以得知被測對象的形狀及溫度、濕度等參數(shù)。這就是紅外遙感技術。利用紅外遙感技術可以在飛機或人造地球衛(wèi)星上勘測地熱、尋找水源、監(jiān)視森林火情、預報風暴和寒潮。紅外遙感技術在軍事上的應用也十分重要。人體也在發(fā)射紅外線，體溫越高，發(fā)射的紅外線越強。根據(jù)這個原理制成的紅外體溫計不與身體接觸也可以測量體溫。播放視頻：紅外線的應用夜視儀做一做：紅外線感官發(fā)達的動物，蛇的顏面兩側，有對紅外線敏感的特殊感受器。在黑夜里，探測由對方發(fā)出的紅外線，起著猶如雙眼視覺的作用。探究點三、可見光可見光：能使人的眼睛產(chǎn)生視覺效應的電磁波稱為可見光。波長范圍：400nm760nm。特性：能作用于眼睛并引起

6、視。應用：照明、攝影等。各色光在真空中的波長和頻率STSE：紫極魔瞳探究點四、紫外線在紫光之外，波長范圍為5370nm的電磁波是紫外線，特性：熒光效應、化學作用、殺菌消毒。發(fā)現(xiàn)：由德國物理學家里特于1801年首先發(fā)現(xiàn)的。應用：感光技術、醫(yī)用消毒等。想一想: 人為什么不能長時間在太陽下暴曬？紫外線的作用較強，人體適量接受太陽光里的紫外線照射，能促進鈣質吸收。但過多地吸收紫外線，會對皮膚和眼睛造成傷害。探究點五、X 射線和 射線X射線波長范圍在0.001nm到10nm之間，射線波長小于0.001nm。特性：具有很高的能量，更強的穿透能力。應用：醫(yī)學治療刀，金屬探傷， 射線對人體正常細胞有很強的破壞

7、作用，因此有射線可能出現(xiàn)的地方，必須提出警告，嚴加防護。探究點六、STSE-尋找地外文明人類探索自然奧秘的活動從來沒有停止過。20世紀，“外星人”成了科幻小說的主題之一。1960年美國國立射電天文臺執(zhí)行了一項計劃：尋找“外星人”。他們使用一臺直徑26m的射電望遠鏡，接收21cm波長的無線電信號。宇宙中最多的元素是氫，21cm波長是氫原子輻射的波長之一。如果存在著任何智慧生物，他們都會對氫元素作透徹的研究。同年4月8日，這架射電望遠鏡開始搜索。遺憾的是，至今沒有發(fā)現(xiàn)什么有價值的信息。研究人員又在1972、1975年用兩臺直徑更大的射電望遠鏡和更精密的儀器，在同一波段對 660顆與太陽類似的恒星進

8、行無線電監(jiān)聽，結果仍然沒有新的發(fā)現(xiàn)。我國在貴州建造的世界最大的球面射電望遠鏡 FAST 正在開展對地外文明的探索。除了千方百計接收來自太空的“外星人來電”之外，地球上的人也主動向宇宙發(fā)射過幾次無線電信號。1974年11月16日，設在波多黎各的一個天文臺用波長12.6cm的調頻電磁波第一次向銀河系發(fā)送了人類對外星人的問候。時至今日，人們雖然已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了太陽系外的行星，但還沒有找到地外文明。目前已知的文明星球只有一個地球。生活在地球上的人們應該更加愛護自己的地球母親。播放視頻：探索地外文明想一想：太空中的太陽動力學觀測臺（SDO）可以拍攝到紫外線波段的太陽圖像。通過圖像可以觀察到被可見光模糊或者遮擋的日冕等太陽活動。對比波長為 211 nm 的紫外線和可見光的圖像可以看出，它與我們常見的太陽大不相同。除了可見光和紫外線，你還知道太陽能發(fā)出哪些波段的電磁波嗎？【課堂練習】1、波長為0.6 m的紅光，從10m外的交通信號燈傳到你的眼睛，大約需要多長時間？這個距離是波長的多少倍？2、某雷達站正在跟蹤一架飛機，此時飛機正朝著雷達站方向勻速飛來。某一時刻雷達發(fā)出一個無線電脈沖，經(jīng)200s后收到反射波； 隔0.8s后再發(fā)出一個脈沖，經(jīng)198s收到反射波。求飛機的飛行速度?！窘虒W反思】回顧本堂課教學設計，以生活中的譜引入