2022年高三物理 第二十章 光的波動(dòng)性 三、光的電磁說(第一課時(shí))本節(jié)教材分析本節(jié)內(nèi)容首先提出了光的電磁說及其產(chǎn)生的理論背景和實(shí)驗(yàn)事實(shí)依據(jù)，介紹了紅外線、紫外線、X射線等不同頻率電磁波的特征和應(yīng)用，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步介紹了電磁波譜及不同電磁波的產(chǎn)生機(jī)理及特征，這一節(jié)內(nèi)容大多數(shù)屬于常識(shí)性介紹性的，但對(duì)開闊學(xué)生視野，加深對(duì)光的本性和電磁波的全面認(rèn)識(shí)很有幫助.根據(jù)這一特點(diǎn)，在教學(xué)中宜采用有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性和主動(dòng)性的方式進(jìn)行，可采用自學(xué)、討論、總結(jié)等生動(dòng)活潑的方式進(jìn)行，既活躍課堂教學(xué)，又有利于培養(yǎng)學(xué)生的能力.講述光的電磁說時(shí)要著重說明光的電磁說提出的背景和它的事實(shí)依據(jù)，還要著重說明提出光的電磁說的重要意義在于使人們認(rèn)識(shí)到光波與機(jī)械波有本質(zhì)的不同，光的電磁說揭露了光現(xiàn)象的電磁本質(zhì)，把光和電磁統(tǒng)一了起來.對(duì)紅外線、紫外線、X射線的講述，要讓學(xué)生抓住主要特征和它們的應(yīng)用，并盡可能聯(lián)系生產(chǎn)生活中的實(shí)例.要使學(xué)生理解不同頻率范圍的電磁波，它們本質(zhì)上是相同的，它們的行為服從共同的規(guī)律，但因?yàn)轭l率的不同又各自具有某些特性.教學(xué)目標(biāo)一、知識(shí)目標(biāo)1.知道電磁說的內(nèi)容以及提出的背景和它的事實(shí)依據(jù).2.知道可見光是一定頻率范圍的電磁波以及紅外線、紫外線、X射線等不同頻率的電磁波的特點(diǎn).3.知道電磁波譜及其包含的各種電磁波的產(chǎn)生機(jī)理.二、能力目標(biāo)1.通過查閱與電磁波譜中各種頻段波的應(yīng)用相關(guān)的資料，培養(yǎng)學(xué)生收集信息，加工處理信息的能力.2.通過討論，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決生產(chǎn)生活中遇到的問題的能力.三、德育目標(biāo)通過學(xué)習(xí)使學(xué)生感受到科學(xué)的巨大作用，培養(yǎng)為科學(xué)技術(shù)的發(fā)展貢獻(xiàn)自己力量的品質(zhì).教學(xué)重點(diǎn)紅外線、紫外線、倫琴射線的特點(diǎn)及應(yīng)用.教學(xué)難點(diǎn)電磁波產(chǎn)生的機(jī)理.教學(xué)方法通過學(xué)生自學(xué)和共同交流學(xué)習(xí)，歸納總結(jié)出電磁波的性質(zhì)特點(diǎn)，在應(yīng)用中深化認(rèn)識(shí)和理解.教學(xué)用具電視機(jī)遙控器、紫外線驗(yàn)鈔機(jī)、X光片、學(xué)生收集到的有關(guān)資料（包括軟盤資料）.課時(shí)安排1課時(shí)教學(xué)過程一、引入新課二、新課教學(xué)師課前我們已經(jīng)安排同學(xué)們閱讀了光的電磁說，先請(qǐng)同學(xué)們回答下列問題（投影）.（一）光的電磁說問題：光的干涉和衍射現(xiàn)象無可懷疑地證明了光是一種波，那么光是什么性質(zhì)的波呢？生光是一種電磁波.師能提供一些證據(jù)嗎？生第一，麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在并在理論上得出電磁波在真空中的傳播速度是3.11×108 m/s，而當(dāng)時(shí)測(cè)得的光速為3.15×108 m/s，兩者很接近.第二，赫茲通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，并測(cè)出了實(shí)驗(yàn)中電磁波的頻率和波長(zhǎng)，求出了電磁波的傳播速度，發(fā)現(xiàn)電磁波的速度確實(shí)與光速相同.(二）紅外線、紫外線、倫琴射線師很好.根據(jù)光和電磁波的傳播速度相同，我們可以確信光是一種電磁波，那么光在電磁波家族中排在什么位置呢？其實(shí)在電磁波中能夠引起人的眼睛視覺的只是一個(gè)很窄的波段，稱為可見光，在此之外還有紅外線、紫外線、倫琴射線等，下面請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)自己的閱讀，一起來填寫下表：（學(xué)生表述，教師填寫）紅外線紫外線倫琴射線發(fā)現(xiàn)者（英）赫謝耳（1800年）（德）里特（1801年）（德）倫琴（1895年）來源一切物體都輻射一切高溫物體發(fā)光中含有X射線管波長(zhǎng)約770 nm106 nm約5 nm400 nm比紫外線更短特點(diǎn)及作用溫度越高，輻射紅外線越強(qiáng)熱作用化學(xué)作用殺菌、消毒、熒光效應(yīng)穿透本領(lǐng)很大應(yīng)用紅外線遙感勘測(cè)地?zé)釋ふ宜垂烙?jì)農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)紅外攝影熱圖紅外線遙控加熱物體烘干油漆谷物烤制食品照射熒光物質(zhì)發(fā)光防偽促進(jìn)人體合成維生素D防止誘發(fā)皮膚癌殺菌消毒檢查金屬部件砂眼、裂紋透視人體師我這里有幾個(gè)日常用具，請(qǐng)大家來說說它們各自應(yīng)用哪種電磁波，并說說相關(guān)原理（出示遙控器、驗(yàn)鈔機(jī)、X光片）（因?yàn)殚喿x了課本，結(jié)合日常生活經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生的回答很好，基本上能結(jié)合射線的性質(zhì)敘述出幾種用具的大致原理，氣氛熱烈）師課本還給出了X射線管的工作原理圖，請(qǐng)大家對(duì)照?qǐng)D回答下面幾個(gè)問題：（投影問題及課本圖2015）1.燈絲電源有什么作用？2.“高壓電源”為什么要用“高壓”？電源極性如何？生燈絲電源可使燈絲加熱產(chǎn)生電子，用這些電子轟擊對(duì)陰極產(chǎn)生X射線.“高壓”電源的作用是使電子加速時(shí)獲得更高的能量，因?yàn)橐闺娮蛹铀?，所以高壓電源右端?yīng)為正極.師分析得很好，下面我們來給電磁波家族的成員按照波長(zhǎng)排序.（三）電磁波譜（對(duì)照課本圖2016，引導(dǎo)學(xué)生大致了解各波段的波長(zhǎng)范圍以及應(yīng)用，并且了解這一范圍不是絕對(duì)的.說明無論波長(zhǎng)如何，從無線電波到射線，都是本質(zhì)上相同的電磁波，它們的行為服從相同的規(guī)律.）師不同的電磁波產(chǎn)生機(jī)理不同，大家通過課前閱讀應(yīng)能從中找到一點(diǎn)規(guī)律，哪位同學(xué)能來談?wù)?？生自由電子的周期性運(yùn)動(dòng)就可以產(chǎn)生無線電波，而紅外線、可見光、紫外線只要原子的外層電子受激發(fā)就可以產(chǎn)生，倫琴射線要使原子的內(nèi)層電子受激發(fā)才能產(chǎn)生，相對(duì)越來越難，而射線要原子核受到激發(fā)才能產(chǎn)生，更難了.師說得很好，從產(chǎn)生難度上講雖然不很準(zhǔn)確，但這樣可以幫助我們記憶不同電磁波的產(chǎn)生機(jī)理，值得借鑒.師下面我們?cè)賮硌芯恳幌赂鞣N電磁波的波動(dòng)性.生我覺得波長(zhǎng)越長(zhǎng)的波波動(dòng)性越顯著，所以越容易表現(xiàn)出干涉、衍射等現(xiàn)象，像無線電波.而波長(zhǎng)越短的波要觀察到它們的干涉、衍射就比較困難，像倫琴射線，射線等.師很好，下面我們根據(jù)課前的安排，進(jìn)行分組交流，請(qǐng)各小組將本組同學(xué)收集的相關(guān)資料介紹給大家，同學(xué)們一起討論.（四）電磁波的應(yīng)用（學(xué)生代表閱讀介紹資料，教師提煉總結(jié)板書，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性.）第一組：紅外線應(yīng)用紅外線熱輻射能力穿透能力 應(yīng)用 紅外線通訊 紅外測(cè)距儀紅外線輻射計(jì)紅外定位器紅外線掃描儀紅外瞄準(zhǔn)鏡紅外線光譜分析紅外望遠(yuǎn)鏡紅外探測(cè)器紅外線攝影紅外遙感技術(shù)紅外線療法紅外制導(dǎo)第二組：紫外線穿透能力不強(qiáng)易被某些物質(zhì)吸收 應(yīng)用：殺菌消毒誘發(fā)突變治療皮膚病、軟骨病紫外線療法紫外線顯微鏡紫外線固化涂料日光燈第三組：X射線具有很強(qiáng)的穿透性易被某些熒光物質(zhì)吸收發(fā)生熒光 應(yīng)用： X光透視肺結(jié)核、胃潰瘍、骨折、腦腫瘤等CT技術(shù)（計(jì)算機(jī)體層掃描技術(shù)）檢查器官組織病變ZK）本節(jié)課我們通過課前閱讀，了解了光的電磁說的內(nèi)容及理論論據(jù)紅外線、紫外線、倫琴射線課堂歸納、加深了對(duì)紅外線、紫外線、倫琴射線的認(rèn)識(shí)交流拓展了電磁波的應(yīng)用的知識(shí)視野激發(fā)了獻(xiàn)身科學(xué)的熱情三、小結(jié)四、布置作業(yè)1.課本練習(xí)三2.從科普刊物上收集整理有關(guān)電磁波應(yīng)用的信息，從手邊的講義資料中查找相關(guān)習(xí)題分組討論交流.五、板書設(shè)計(jì)（一）光的電磁說內(nèi)容：光是一種電磁波依據(jù)：電磁波在真空中速度與光速相等（二）紅外線、紫外線、倫琴射線參見投影表格（表201）倫琴射線管（三）電磁波譜組成：波長(zhǎng)次序：產(chǎn)生機(jī)理：干涉、衍射本領(lǐng)（四）電磁波的應(yīng)用板書上述三組材料六、本節(jié)優(yōu)化訓(xùn)練設(shè)計(jì)1.對(duì)光波的敘述正確的是A.光波與機(jī)械波本質(zhì)上是一致的，它們都必須在介質(zhì)中傳播B.在打開或關(guān)閉日光燈時(shí)，會(huì)聽到附近收音機(jī)里發(fā)出“喀嚓”聲，這是因?yàn)槭找魴C(jī)接收到光波導(dǎo)致的C.可見光波在電磁波譜中對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)范圍最寬D.紅外線、可見光、紫外線中，紅外線最易發(fā)生衍射現(xiàn)象2.對(duì)于紅外線的作用和來源，下列敘述不正確的是A.一切物體都在不停地輻射紅外線B.紅外線有很強(qiáng)的熒光效應(yīng)C.紅外線最顯著的作用是熱作用D.紅外線的波長(zhǎng)比倫琴射線長(zhǎng)3.計(jì)算波長(zhǎng)是0.1 nm的X射線和波長(zhǎng)為500 nm的綠光的光子能量（用電子伏特作單位）4.紅光的頻率為4.8×1014 Hz,試計(jì)算紅光光子的動(dòng)量.參考答案：1.D 2.B3.1.24×104 eV,2.49 eV4.1.06×10-27 kg·m/s