2019-2020年高中物理 第十四章 電磁波 4 電磁波與信息化社會 5 電磁波譜學案(新人教版)選修3-4.doc

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2019-2020年高中物理 第十四章 電磁波 4 電磁波與信息化社會 5 電磁波譜學案(新人教版)選修3-4 問題導(dǎo)學 一、電磁波與信息化社會 活動與探究1 1．電磁波可以通過什么方式進行傳播？用光纜通信有何特點？ 2．雷達的基本原理是什么？ 遷移與應(yīng)用1 某雷達工作時，發(fā)射電磁波的波長λ＝20 cm，每秒脈沖數(shù)n＝5 000，每個脈沖持續(xù)時間t＝0.02 μs，該電磁波的振蕩頻率為多少？最大偵察距離是多少？ 1．電磁波在真空中的速度c＝3.00108 m/s是自然界的基本常數(shù)，應(yīng)記住。 2．注意雷達波從發(fā)射到接收通過的路程是雷達與目標距離的兩倍。 二、電磁波譜 活動與探究2 1．許多動物具有發(fā)達的紅外感受器官，因此在夜間也可以“看到”物體。你知道哪些動物有這方面的功能嗎？ 2．天空為什么是亮的，看起來是藍色的，而傍晚的陽光卻比較紅？ 3．哪些現(xiàn)象能說明電磁波具有能量？試舉例。 4．我們根據(jù)什么說電磁波是一種物質(zhì)？ 遷移與應(yīng)用2 下列說法正確的是（　?。? A．麥克斯韋證明了光的電磁說的正確性 B．紅外線的顯著作用是熱作用，紫外線最顯著的作用是化學作用 C．X射線的穿透本領(lǐng)比γ射線更強 D．X射線與γ射線的產(chǎn)生機理不同，因此它們的頻率范圍界線分明，不可能重疊 電磁波的特性及應(yīng)用 波譜 無線電波 紅外線 可見光 紫外線 X射線 γ射線 特性 波動性強 熱效應(yīng) 引起 視覺 化學作用、熒光效應(yīng) 貫穿本領(lǐng)強 貫穿本領(lǐng)最強 應(yīng)用 無線電 技術(shù) 加熱、遙感 照明、攝影 感光技術(shù)、醫(yī)用消毒 檢查探測、醫(yī)用透視 工業(yè)探傷、醫(yī)用治療 當堂檢測 1．高原上的人皮膚黝黑（　?。? A．與高原上人的生活習慣有關(guān) B．與高原上的風力過大有關(guān) C．與高原上紫外線輻射過強有關(guān) D．由遺傳本身決定 2．電磁技術(shù)的發(fā)展，使得人們的生活發(fā)生了很大的變化。關(guān)于電磁技術(shù)的應(yīng)用，下列說法正確的是（　?。? A．手機與手機之間可以直接通信 B．電磁灶的灶臺與鍋之間，如果隔有絕緣物質(zhì)，通電后則鍋不可能被加熱 C．微波爐內(nèi)盛放食物的器皿，只能是金屬器皿 D．電視信號是電視臺將聲音與圖像信號通過電磁波快速傳送到用戶處并被電視機接收下來的 3．據(jù)報道，新型增強型紅外夜視鏡已經(jīng)小規(guī)模配發(fā)給美國陸軍，紅外夜視鏡是利用了（　?。? A．紅外線波長長，易繞過障礙物的特點 B．紅外線熱效應(yīng)強的特點 C．一切物體都在不停地輻射紅外線的特點 D．紅外線肉眼不可見的特點 4．關(guān)于雷達的特點，下列說法中正確的是（　?。? A．雷達所用無線電波的波長比短波更短 B．雷達的顯示屏上可以直接讀出障礙物的距離 C．雷達在能見度低的黑夜將無法使用 D．雷達只有連續(xù)發(fā)射無線電波，才能發(fā)現(xiàn)目標 5．關(guān)于電磁波譜，下列說法中正確的是（　?。? A．X射線對生命物質(zhì)有較強的作用，過量的X射線輻射會引起生物體的病變 B．γ射線是波長最短的電磁波，它比X射線的頻率還要高 C．紫外線比紫光更容易發(fā)生干涉和衍射 D．在電磁波譜中，最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象的是γ射線 答案： 課堂合作探究 【問題導(dǎo)學】 活動與探究1： 1．答案：（1）可以通過電纜、光纜進行有線傳輸，也可以進行無線傳輸。 （2）用光纜通信，由于光的頻率高，所以承載的信息量大，同時光纜傳輸有抗干擾能力強、損耗小、通信質(zhì)量高的特點。 2．答案：（1）雷達是利用無線電波來判定物體位置的無線電設(shè)備，它是利用電磁波遇到障礙物要反射的特點來工作的，通過電磁波的發(fā)射、反射和接收，可以測定障礙物的方位和距離。 （2）雷達既是無線電波的發(fā)射端，又是無線電波的接收端。 （3）雷達使用的無線電波是直線性好、反射性能強的微波波段。 （4）雷達發(fā)射的是不連續(xù)的無線電波，即脈沖，每次發(fā)射時間短于1 μs，兩次發(fā)射的時間間隔約為0.1 ms。 （5）障礙物的距離等情況都由顯示器直接顯示出來。 遷移與應(yīng)用1：答案：1.5109 Hz　30 km 解析：由c＝λf，可得電磁波的振蕩頻率 f＝＝Hz＝1.5109 Hz。 電磁波在雷達發(fā)射相鄰兩個脈沖間隔時間內(nèi)傳播的距離 s＝cΔt＝c（－t）＝3108（－0.0210－6）m≈6104 m 所以雷達的最大偵察距離 s′＝＝3104 m＝30 km。 活動與探究2： 1．答案：主要是蛇類具有這方面的功能。 2．答案：由于大氣把陽光向四面八方散射，所以看到天空是亮的。在沒有大氣的太空，即使太陽高懸在空中，它周圍的天空也是黑暗的。由于波長較短的光比波長較長的光更容易被大氣散射，所以天空看起來是藍色的。大氣對波長較短的光吸收能力比較強，傍晚的陽光在穿過厚厚的大氣層時，藍光、紫光大部分被吸收掉了，剩下紅光、橙光通過大氣折射入我們的眼睛，所以傍晚的陽光比較紅。 3．答案：例如，放在紅外線區(qū)域的溫度計升溫很快；γ射線具有很強的貫穿能力等。 4．答案：從電磁波可以脫離電荷獨立存在、不需借助媒質(zhì)傳播、具有能量三個方面可知，電磁波和實物粒子一樣，是一種物質(zhì)，這是人們對于物質(zhì)認識的一個重大發(fā)現(xiàn)。 遷移與應(yīng)用2：B　解析：麥克斯韋提出了光的電磁說，赫茲用實驗證明了光的電磁說的正確性。X射線是原子的內(nèi)層電子受激發(fā)而產(chǎn)生的，γ射線是原子核受激發(fā)而產(chǎn)生的，產(chǎn)生機理確實不同，但X射線和γ射線都有一個較大的頻率范圍，較高頻率的X射線與較低頻率的γ射線產(chǎn)生了重疊，其他相鄰電磁波間也存在重疊。 【當堂檢測】 1．C　解析：高原上空氣稀薄，對紫外線的反射作用很弱，所以太陽光中含有大量的紫外線，導(dǎo)致高原上的人皮膚黝黑。 2．D 3．C　解析：紅外夜視鏡利用了一切物體都在不停地輻射紅外線的特點，故選C。 4．AB　解析：雷達所用的無線電波是波長非常短的微波，選項A正確。在雷達的工作顯示屏上，直接標的是距離，選項B正確。雷達在黑夜也能使用，選項C錯誤。雷達發(fā)射的是間斷的無線電波，選項D錯誤。 5．AB　解析：X射線對生命物質(zhì)有較強的作用，過量的X射線輻射會引起生物體的病變，選項A正確；γ射線是波長最短的電磁波，它比X射線的頻率還要高，選項B正確；在電磁波譜中從無線電波到γ射線，波長逐漸減小，頻率逐漸增大，而波長越大，波動性越強，越容易發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象，因此紫光應(yīng)比紫外線更容易發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象，無線電波最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，故選項C、D錯誤。