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此资料由网络收集而来,如有侵权请告知上传者立即删除。资料共分享,我们负责传递知识。高中物理 20.3 光的电磁说教案【教学重点】光的电磁说及其建立过程【教学难点】电磁波谱概念的建立【教具】光谱仪【教学过程】、复习&引入复习提问1:哪些事实能够说明光具有波动性?学生:答问复习提问2:电磁波和机械波的的区别与联系何在?学生:回忆、答问引入:通过前面的学习,光具有波动性的观点大概已经被我们广大的同学所接受,但是,光究竟是机械波还是电磁波?这就是本节课要解决的问题一、光的电磁说19世纪初,光的波动说获得很大成功,逐渐得到人们公认。但是当时人们把光波看成象机械波,需要有传播的媒介,曾假设在宇宙空间充满一种特殊物质“以太”。而且,“以太”应具有以下性质:一是有很大的弹性(甚至象钢一样),二是有极小的密度(比空气要稀薄得多以至我们根本不能用实验探测它的存在)。这种神秘的“以太”存在吗?这个问题到目前为止,甚至还在小范围的争执之中。但是,各种证明“以太”存在的实验都被认为是失败的,这就使光的机械波学说陷入了困境。而且,有一些新的事实促使人们去进一步探索光的本性的神秘面纱:1862年法拉第做了最后一次实验,试图发现磁场对放在磁场内的光源发出的光线的影响,但结果是否定的,因为他用的仪器还不够灵敏,不能探测到这种微细的效应。三十年后,当时还是青年的塞曼,从阅读法拉第的实验计划受到启发,他用更精密的仪器重新做实验,发现了塞曼效应。这个实验既对原子物理的研究有着重要的贡献,同时也证明了光具有电磁本性。19世纪60年代,英国物理学家麦克斯韦提出电磁场的理论,预见了电磁波的存在,并提出电磁波是横波,传播的速度等于光速,根据它跟光波的这些相似性,指出“光波是一种电磁波”光的电磁说。1888年赫兹用实验证实了电磁波的存在,测得它传播的速度等于光速,与麦克斯韦的预言符合得相当好,证实了光的电磁说是正确的。而且,光作为一种电磁波,具有电磁波的共性:1、同种均匀介质中匀速传播= v/f ;2、从一种介质到另一种介质,波的频率不变、波速&波长改变。二、电磁波谱光作为一种电磁波,它的频率范围是3.910147.51014Hz ,(在真空中的)波长范围是7.701074.00107m 。在光谱仪上,我们所看到的效果就是演示:光谱仪观察太阳光谱。提问:通过刚才的观察,我们发现,光谱的情形和教材的彩图1有什么区别?学生:答问一个重大的区别是,红光的右边、紫光的左边都没有“锋利”的边界!这一点很重要,它会激起人们探索问题的欲望既然,红光的右边是模糊消失的,那么,在那个似有似无的区域,是不是存在着我们肉眼看不见,但用一起可以探测的射线?1、红外线。1800年英国物理学家赫谢耳用灵敏温度计研究光谱各色光的热作用时,把温度计移至红光区域外侧,发现温度更高,说明这里存在一种不可见的射线,后来就叫做红外线。一切物体(包括大地、人体、农作物和车船)都在发射红外线,物体的温度越高,辐射的红外线越强(波长越短)(真空中)波长数量级:106102m 。显著作用:热作用。重要应用(1)红外线加热,这种加热方式优点是能使物体内部发热,加热效率高,效果好;(2)红外摄影,(远距离摄影、高空摄影、卫星地面摄影)这种摄影不受白天黑夜的限制;(3)红外线成像(夜视仪)可以在漆黑的夜间能看见目标;(4)红外遥感,可以在飞机或卫星上戡测地热,寻找水源、监测森林火情,估计家农作物的长势和收成,预报台风、寒潮。2、紫外线。1801年德国的物理学家里特,发现在紫外区放置的照相底板感光,荧光物质发光。(真空中)波长数量级:109107m 。显著作用:化学作用,荧光效应,杀菌消毒。重要应用(1)紫外照相,可辨别出很细微差别,如可以清晰地分辨出留在纸上的指纹;(2)照明和诱杀害虫的日光灯,黑光灯;(3)医院里病房和手术室的消毒;(4)治疗皮肤病,硬骨病。过渡:通过红外线和紫外线的波长数量级不难发现,这两种波(或者射线)虽然不被人们的肉眼所感知,但它们的“频道范围”比起可见光居然要宽广得多!人们探索问题的欲望是没有止境的,红光的“外边”找到了红外线,红外线和紫外线的“外边”又会有些什么射线或者波呢?3、伦琴射线。1895年德国物理学家伦琴在研究阴极射线的性质时,发现阴极射线(高速电子流)射到玻璃壁上,管壁会发出一种看不见的射线,伦琴把它叫做X射线。显著作用:穿透本领强。重要应用(1)工业上金属探伤;(2)医疗上透视人体。伦琴因为X射线的研究获得1901年首届诺贝尔物理学奖。4、射线、无线电波X射线的“外边”射线红外线的“外边”无线电波5、电磁波谱刚才谈到的各种波不仅在波段已经完整实现了接轨,而且,他们还有一个共同的特征:都是电磁波。这就构成了电磁波的一个庞大家族,我们称为电磁波谱。而无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、r射线可以视为电磁波谱这个大家族中的各个成员。学生参看教材图20-16(教师配备解说:各种射线和电磁波谱的图解说明)在这个大家族中,我们还不难发现,虽然可见光是最容易引起人们的感知的波,却是“波段”范围最为狭窄的一个“小弟小”。三、小结本节课,我们虽然是在继续探究光的本质属性,同时也从寻找光的“邻居”,带出了光所在的家族中的众多成员。对于这个家族电磁波谱,我们需要了解是,不同的波具有的共性:都是本质相同的电磁波,它们的行为服从电磁波的共同规律。但同时,它们也是各有个性,具体体现为:(2)物理特性不同四、作业布置阅读临时教材;“教材”P20“练习三”第(1)(2)题,上作业本;高中物理可是同步训练P20、21“基础知识训练”部分、“能力技巧训练”部分,做在书上【板书设计】注意“教学过程”的带框字符,即是板书计划。【教后感】【阅读材料】射线是一种强电磁波,一般波长0.001纳米。在原子核反应中,当原子核发生 、衰变后,往往衰变到某个激发态,处于激发态的原子核仍是不稳定的,并且会通过释放一系列能量使其跃迁到稳定的状态,而这些能量的释放是通过射线辐射来实现的,这种射线就是射线。射线具有极强的穿透本领。人体受到射线照射时,射线可以进入到人体的内部,并与体内细胞发生电离作用,电离产生的离子能侵蚀复杂的有机分子,如蛋白质、核酸和酶,它们都是构成活细胞组织的主要成份,一旦它们遭到破坏,就会导致人体内的正常化学过程受到干扰,严重的可以使细胞死亡。强大的威力。一般来说,核爆炸(比如原子弹、氢弹的爆炸)的杀伤力量由四个因素构成:冲击波、光辐射、放射性沾染和贯穿辐射。其中贯穿辐射则主要由强射线和中子流组成。由此可见,核爆炸本身就是一个射线光源。通过结构的巧妙设计,可以缩小核爆炸的其他硬杀伤因素,使爆炸的能量主要以射线的形式释放,并尽可能地延长射线的作用时间(可以为普通核爆炸的三倍),这种核弹就是射线弹。与其他核武器相比,射线的威力主要表现在以下两个方面:一是射线的能量大。由于射线的波长非常短,频率高,因此具有非常大的能量。高能量的射线对人体的破坏作用相当大,当人体受到射线的辐射剂量达到200-600雷姆时,人体造血器官如骨髓将遭到损坏,白血球严重地减少,内出血、头发脱落,在两个月内死亡的概率为0-80%;当辐射剂量为600-1000雷姆时,在两个月内死亡的概率为80-100%;当辐射剂量为1000-1500雷姆时,人体肠胃系统将遭破坏,发生腹泻、发烧、内分泌失调,在两周内死亡概率几乎为100%;当辐射剂量为5000雷姆以上时,可导致中枢神经系统受到破坏,发生痉挛、震颤、失调、嗜眠,在两天内死亡的概率为100%。二是射线的穿透本领极强。射线是一种杀人武器,它比中子弹的威力大得多。中子弹是以中子流作为攻击的手段,但是中子的产额较少,只占核爆炸放出能量的很小一部分,所以杀伤范围只有500-700米,一般作为战术武器来使用。射线的杀伤范围,据说为方圆100万公里,这相当于以阿尔卑斯山为中心的整个南欧。因此,它是一种极具威慑力的战略武器。“悄无声息”的杀手
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