电磁波及其应用-4.2电磁波谱.ppt

知识回顾,一、麦克斯韦电磁场理论：1变化的磁场产生电场2变化的电场产生磁场3电磁场传播电磁波4电磁波不需介质，以光速传播。二、赫兹的电火花：1电磁场、电磁波的存在。2电磁波能反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象，证明了电磁波与光具有相同的性质。,水波,它们的共同处是：波动例如水波：小木棍在平静水面上下振动时，在水面上激起水波。水波不停向外传播。,既然它们都有波动，那么之前我们所学习过的电磁波是否也是波动呢？如果是，那么它有什么特点？我们又如何去描述电磁波呢？通过今天的学习，让我们去共同了解关于电磁波的知识。,如何描述电磁波？,4.电磁波谱,知识与能力1掌握波长、频率和波速的关系。知道电磁波在真空中的传播速度跟光速相同，即c=3108/。2了解电磁波谱是有无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、射线组成的，能够知道它们各自的特点与主要应用。3了解电磁波具有能量。了解太阳辐射大部分能量集中的波长范围。,过程与方法通过对生活中电磁波的分析研究，能够简单的计算波长、频率和波速。情感态度与价值观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。,重点1波长、频率、波速。2电磁波普以及生活中的电磁波。3电磁波的能量。难点1波长、频率、波速的计算。2电磁波普。,一波长、频率、波速二电磁波普三电磁波的能量四太阳辐射,一.波长、频率和波速,1描述波动的物理量：波长、频率和波速（1）波长：相邻的两个波峰(或波谷)之间的距离 波峰：一列水波中，凸起的最高处叫波峰 波谷：一列水波中，凹下的最低处叫波谷 符号：单位：m,相关概念：,2周期：波峰（波谷）传播一个波长的距离所用的时间。符号：单位：秒3频率：1s内波峰（波谷）通过的次数。符号：f单位：赫兹Hz4波速：用来描述波传播快慢的物理量。符号：单位：m/s,5关系式：,6电磁波：对于电磁波，有同样的关系。如果用表示电磁波的波长、f表示它的频率，那么，电磁波的波速c与、f的关系是：C=电磁波在真空中的速度3.00108m/s,思考与讨论,1家用微波炉使用的微波频率为2450Hz。它的波长是多少？2某广播电台发射的电磁波的波长是500m。它的频率是多少？,提示：,二.电磁波普,1电磁波普：按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫做电磁波谱。,2电磁波普分析：,3电磁波成分：电磁波的频率范围很广。无线电波、光波（红外线、可见光、紫外线）、X射线、射线都是电磁波。（1）无线电波：特点：大于1mm（f小于300000MHz），较长。应用：长、中短波用于发送广播信号；微波用于发送电视信号和微波炉。,电视塔能发射无线电波,（2）红外线：特点：介于无线电波和可见光之间；所有物体都会发射红外线；物体的红外辐射跟温度有关。应用：红外体温计、红外夜视议、红外摄影、红外遥感技术等。,人体也发射红外线。体温越高，发射的红外线越强。根据这个原理，红外体温不与身体接触也可以测体温。,红外线卫星云图显示一九九九年九月十六日台风约克于清晨靠近香港时,中心的风眼清晰可见。,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病变区域。,（3）可见光：波长范围：400nm-700nm包含七种颜色的色光：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。作用：引起人眼视觉。,（4）紫外线：特点：介于5400nm之间，较短；能量较高。作用：灭菌杀毒；促进人体对钙的吸收；设计防伪措施。,注意：消毒灯、验钞机灯看起来是淡蓝色的。这不是紫外线。紫外线看不见。消毒灯、验钞机灯除发出紫外线外，还发出少量紫光和蓝光,消毒柜,（5）x射线和射线特点：波长很短，频率很高；穿透力强，能量高。作用：x射线用于人体检查如CT扫描；x射线用于金属缺陷探测、安全检查等；射线可以治疗某些癌症，也可用于金属缺陷探测等。,CT：计算机辅助射线断层摄影,三.电磁波的能量,麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，这说明电磁波是一种客观存在的物质。例如：我们可以利用微波对食物进行加热，光是一种电磁波，太阳光照射到我们身上，我们感觉到身体热起来，我们的收音机能够受到广播电台的声音，那是因为电台发射的电磁波在收音机的天线里感应出了电流。这种种现象说明电磁波具有能量。,1电磁波的能量电磁波有能量。电磁波是一种物质存在的形式。例：微波炉，食物增加的能量是微波给的,食物中的水分子在微波的作用下加剧了热运动，内能增加，温度升高。2电磁波的特点（1）电磁波是物质存在的一种特殊形式。（2）电磁波具有能量。（3）电磁波具有的能量跟f有关，f越高，能量越高。,四.太阳辐射,太阳辐射：1太阳辐射中包含无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、射线。2能量集中在可见光、红外线、紫外线三个区域。3波长在黄绿光的辐射能量最强,人眼对黄绿光感受最强。我们的眼睛正好能感受这个区域的电磁辐射。眼睛把太阳在最强辐射区的辐射作为自己的接收对象，这样就能看到最多的东西，获得最丰富的信息。,太阳辐射能大部分集中在可见光和红外线、紫外线区域。如图所示：,两个概念,一个关系,六段波谱,波的能量,太阳辐射,波长和频率,六段波各自特点和应用,电磁波具有能量及其影响因素,太阳辐射的特点,一、波长、频率和波速 1描述波动的物理量：波长、频率和波速。2波峰、波谷：凸起的最高处叫做波峰；凹下的最低处叫波谷。3波长：邻近的两个波峰(或波谷)间的距离叫做波长。4频率：1S内通过的波峰或波谷的次数叫频率。5波速公式：波速=波长频率 C=6电磁波在真空中的速度：C=3.00108m/s。,二、电磁波谱 1电磁波谱：按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫做电磁波谱。2波长从大到小的顺序：无线电波、光波（红外线、可见光、紫外线）、X射线、射线。三、电磁波的能量电磁波有能量。电磁波是一种物质。四、太阳辐射太阳辐射的能量集中在可见光、红外线和紫外线三个区域。黄绿光附近，辐射的能量最强。,A频率越大，传播的速度越大B频率不同，传播的速度相同C频率越大，其波长越大 D频率不同，传播速度也不同,B,A红外线的频率最大，可见光的频率最B伦琴射线的频率最大，红外线的频率最小C可见光的频率最大，红外线的频率最D伦琴射线频率最大，可见光的频率最小,B,A一切物体都会发出紫外线 B紫外线可用于无线电通讯C紫外线有较高的能量，足以破坏细胞中的物质D在紫外线照射下，所有物质会发出荧光,C,A红外线、紫外线、可见光、射线B射线、紫外线、红外线、可见光C射线、紫外线、可见光、红外线D红外线、可见光、紫外线、射线,B,C,A不需要光线，也能看到B自身眼睛发光，照亮搜索目标C可对红外线产生视觉D可对紫外线产生视觉,1答：光和无线电波都是电磁波，区别在于它们的波长不同。2答：传到眼睛需要的时间是在这个距离中的波长数有,3答：经过的时间4答：听收音机需要无线电波；微波炉工作需要微波；用眼睛看世界需要光波；做身体检查拍摄照片需要X射线等等。,再见,