2019-2020年高中物理 第十四章 電磁波 4 電磁波與信息化社會(huì) 5 電磁波譜學(xué)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(huì) 5 電磁波譜學(xué)案(新人教版)選修3-4 問(wèn)題導(dǎo)學(xué) 一、電磁波與信息化社會(huì) 活動(dòng)與探究1 1．電磁波可以通過(guò)什么方式進(jìn)行傳播？用光纜通信有何特點(diǎn)？ 2．雷達(dá)的基本原理是什么？ 遷移與應(yīng)用1 某雷達(dá)工作時(shí)，發(fā)射電磁波的波長(zhǎng)λ＝20 cm，每秒脈沖數(shù)n＝5 000，每個(gè)脈沖持續(xù)時(shí)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(dá)波從發(fā)射到接收通過(guò)的路程是雷達(dá)與目標(biāo)距離的兩倍。 二、電磁波譜 活動(dòng)與探究2 1．許多動(dòng)物具有發(fā)達(dá)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(dòng)物有這方面的功能嗎？ 2．天空為什么是亮的，看起來(lái)是藍(lán)色的，而傍晚的陽(yáng)光卻比較紅？ 3．哪些現(xiàn)象能說(shuō)明電磁波具有能量？試舉例。 4．我們根據(jù)什么說(shuō)電磁波是一種物質(zhì)？ 遷移與應(yīng)用2 下列說(shuō)法正確的是（　?。? A．麥克斯韋證明了光的電磁說(shuō)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(xué)作用 C．X射線的穿透本領(lǐng)比γ射線更強(qiáng) D．X射線與γ射線的產(chǎn)生機(jī)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(wú)線電波 紅外線 可見光 紫外線 X射線 γ射線 特性 波動(dòng)性強(qiáng) 熱效應(yīng) 引起 視覺 化學(xué)作用、熒光效應(yīng) 貫穿本領(lǐng)強(qiáng) 貫穿本領(lǐng)最強(qiáng) 應(yīng)用 無(wú)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(cè)、醫(yī)用透視 工業(yè)探傷、醫(yī)用治療 當(dāng)堂檢測(cè) 1．高原上的人皮膚黝黑（　?。? A．與高原上人的生活習(xí)慣有關(guān) B．與高原上的風(fēng)力過(guò)大有關(guān) C．與高原上紫外線輻射過(guò)強(qiáng)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(shuō)法正確的是（　?。? A．手機(jī)與手機(jī)之間可以直接通信 B．電磁灶的灶臺(tái)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(hào)是電視臺(tái)將聲音與圖像信號(hào)通過(guò)電磁波快速傳送到用戶處并被電視機(jī)接收下來(lái)的 3．據(jù)報(bào)道，新型增強(qiáng)型紅外夜視鏡已經(jīng)小規(guī)模配發(fā)給美國(guó)陸軍，紅外夜視鏡是利用了（　　） A．紅外線波長(zhǎng)長(zhǎng)，易繞過(guò)障礙物的特點(diǎn) B．紅外線熱效應(yīng)強(qiáng)的特點(diǎn) C．一切物體都在不停地輻射紅外線的特點(diǎn) D．紅外線肉眼不可見的特點(diǎn) 4．關(guān)于雷達(dá)的特點(diǎn)，下列說(shuō)法中正確的是（　?。? A．雷達(dá)所用無(wú)線電波的波長(zhǎng)比短波更短 B．雷達(dá)的顯示屏上可以直接讀出障礙物的距離 C．雷達(dá)在能見度低的黑夜將無(wú)法使用 D．雷達(dá)只有連續(xù)發(fā)射無(wú)線電波，才能發(fā)現(xiàn)目標(biāo) 5．關(guān)于電磁波譜，下列說(shuō)法中正確的是（　?。? A．X射線對(duì)生命物質(zhì)有較強(qiáng)的作用，過(guò)量的X射線輻射會(huì)引起生物體的病變 B．γ射線是波長(zhǎng)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(wèn)題導(dǎo)學(xué)】 活動(dòng)與探究1： 1．答案：（1）可以通過(guò)電纜、光纜進(jìn)行有線傳輸，也可以進(jìn)行無(wú)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(shí)光纜傳輸有抗干擾能力強(qiáng)、損耗小、通信質(zhì)量高的特點(diǎn)。 2．答案：（1）雷達(dá)是利用無(wú)線電波來(lái)判定物體位置的無(wú)線電設(shè)備，它是利用電磁波遇到障礙物要反射的特點(diǎn)來(lái)工作的，通過(guò)電磁波的發(fā)射、反射和接收，可以測(cè)定障礙物的方位和距離。 （2）雷達(dá)既是無(wú)線電波的發(fā)射端，又是無(wú)線電波的接收端。 （3）雷達(dá)使用的無(wú)線電波是直線性好、反射性能強(qiáng)的微波波段。 （4）雷達(dá)發(fā)射的是不連續(xù)的無(wú)線電波，即脈沖，每次發(fā)射時(shí)間短于1 μs，兩次發(fā)射的時(shí)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(lái)。 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(dá)發(fā)射相鄰兩個(gè)脈沖間隔時(shí)間內(nèi)傳播的距離 s＝cΔt＝c（－t）＝3108（－0.0210－6）m≈6104 m 所以雷達(dá)的最大偵察距離 s′＝＝3104 m＝30 km。 活動(dòng)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(yáng)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(yáng)高懸在空中，它周圍的天空也是黑暗的。由于波長(zhǎng)較短的光比波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光更容易被大氣散射，所以天空看起來(lái)是藍(lán)色的。大氣對(duì)波長(zhǎng)較短的光吸收能力比較強(qiáng)，傍晚的陽(yáng)光在穿過(guò)厚厚的大氣層時(shí)，藍(lán)光、紫光大部分被吸收掉了，剩下紅光、橙光通過(guò)大氣折射入我們的眼睛，所以傍晚的陽(yáng)光比較紅。 3．答案：例如，放在紅外線區(qū)域的溫度計(jì)升溫很快；γ射線具有很強(qiáng)的貫穿能力等。 4．答案：從電磁波可以脫離電荷獨(dú)立存在、不需借助媒質(zhì)傳播、具有能量三個(gè)方面可知，電磁波和實(shí)物粒子一樣，是一種物質(zhì)，這是人們對(duì)于物質(zhì)認(rèn)識(shí)的一個(gè)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(shuō)，赫茲用實(shí)驗(yàn)證明了光的電磁說(shuō)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(jī)理確實(shí)不同，但X射線和γ射線都有一個(gè)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(dāng)堂檢測(cè)】 1．C　解析：高原上空氣稀薄，對(duì)紫外線的反射作用很弱，所以太陽(yáng)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(diǎn)，故選C。 4．AB　解析：雷達(dá)所用的無(wú)線電波是波長(zhǎng)非常短的微波，選項(xiàng)A正確。在雷達(dá)的工作顯示屏上，直接標(biāo)的是距離，選項(xiàng)B正確。雷達(dá)在黑夜也能使用，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。雷達(dá)發(fā)射的是間斷的無(wú)線電波，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 5．AB　解析：X射線對(duì)生命物質(zhì)有較強(qiáng)的作用，過(guò)量的X射線輻射會(huì)引起生物體的病變，選項(xiàng)A正確；γ射線是波長(zhǎng)最短的電磁波，它比X射線的頻率還要高，選項(xiàng)B正確；在電磁波譜中從無(wú)線電波到γ射線，波長(zhǎng)逐漸減小，頻率逐漸增大，而波長(zhǎng)越大，波動(dòng)性越強(qiáng)，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(wú)線電波最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。