《電磁波家族》學習任務(wù)單

《電磁波家族》學習任務(wù)單一、學習目標1、了解電磁波家族的成員及其主要特點。2、理解不同頻段電磁波的應(yīng)用原理。3、掌握電磁波的一些基本性質(zhì)及其在生活、科技等方面的影響。二、學習資源1、教材：滬教版選修34課本。2、在線資源：可在正規(guī)科普網(wǎng)站（如中國科普網(wǎng)等）查詢電磁波相關(guān)的科普文章、視頻等，輔助學習理解。三、學習過程（一）預習階段1、概念初探打開課本，快速瀏覽3.4節(jié)“電磁波家族”的內(nèi)容，圈出你看到的所有電磁波家族成員的名字，像什么無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線之類的。然后試著用自己的話，簡單描述一下你對這些電磁波成員的第一印象，比如“我覺得無線電波好像到處都有，用來傳播廣播和電視信號”。在課本里找找看，有沒有提到這些電磁波成員的波長或者頻率范圍的內(nèi)容呢？如果有，就把它們標記出來，像無線電波的波長范圍可能是很長很長的，從幾毫米到幾千米都有，頻率就相對比較低啦。2、生活關(guān)聯(lián)在家里或者周圍環(huán)境里找找看，能不能發(fā)現(xiàn)一些和電磁波有關(guān)的東西呢？比如說，電視遙控器，它可能就是利用紅外線來工作的哦。然后想一想，還有哪些東西是用到電磁波的呢？是微波爐，還是手機呢？把這些東西和你認為它們可能用到的電磁波成員寫下來，像“微波爐微波”這種形式。（二）課堂學習階段1、知識講解與互動老師會在課堂上詳細講解電磁波家族的各個成員。當講到無線電波的時候，大家要特別注意它的分類，比如長波、中波、短波、微波等，它們的波長和頻率是不一樣的，應(yīng)用也不同哦。長波可能用于遠距離的通信，短波在一些短波電臺里用得比較多。對于紅外線，老師會講它的熱效應(yīng)。這時候大家可以聯(lián)想一下冬天用的紅外線取暖器，是不是很暖和呢？然后老師可能會問：“那除了取暖器，還有哪些地方用到了紅外線的熱效應(yīng)呢？”這時候你就可以舉手回答，像紅外線體溫計，它就是利用紅外線來測量體溫的，不需要接觸人體，很方便呢。當講到可見光的時候，這可是我們最熟悉的電磁波啦。我們能看到的紅橙黃綠藍靛紫這些顏色都在可見光的范圍內(nèi)。老師可能會問：“為什么不同的物體有不同的顏色呢？”這時候你就要想到是因為物體對不同顏色的光吸收和反射的情況不一樣。比如紅色的花朵，它就是吸收了其他顏色的光，反射了紅光，所以我們看到它是紅色的。紫外線可就有點特別啦。它有殺菌消毒的作用，但是過量的紫外線對人體是有害的。老師會說：“那我們生活中有哪些地方會用到紫外線殺菌呢？”你可以想到醫(yī)院的病房消毒，還有一些水處理廠也會用紫外線來殺菌呢。X射線和γ射線就更厲害了，它們的能量很高。在醫(yī)院里，X射線可以用來透視人體，看看骨頭有沒有受傷。γ射線在一些放射性治療中也會用到。這時候老師可能會提醒大家，這兩種射線因為能量高，所以對人體也有一定的危害，在接觸的時候要特別小心。在老師講解的過程中，如果有任何不明白的地方，一定要馬上舉手提問哦。比如說，你可能不太理解為什么X射線能透視人體，這時候老師就可以給你詳細解釋，是因為X射線的穿透能力比較強，但是不同組織對X射線的吸收程度不一樣，所以在底片上就會顯示出不同的影像。2、小組討論分組討論一下不同頻段電磁波在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用。每個小組可以選擇一到兩個電磁波成員來進行深入討論。比如說，第一組討論無線電波在通信領(lǐng)域的最新發(fā)展，像5G通信技術(shù)中的毫米波應(yīng)用；第二組可以討論紅外線在智能家居中的應(yīng)用，像紅外線感應(yīng)燈、紅外線遙控窗簾等；第三組討論可見光在光學通信方面有沒有什么新的研究成果；第四組研究紫外線在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用潛力，比如利用紫外線分解污染物等；第五組探討X射線在醫(yī)學影像技術(shù)方面的改進，例如現(xiàn)在的數(shù)字化X射線成像技術(shù)相比傳統(tǒng)的有哪些優(yōu)勢；第六組研究γ射線在核能領(lǐng)域除了治療還有哪些新的應(yīng)用方向。討論結(jié)束后，每個小組要派一名代表來向全班匯報討論的結(jié)果。其他小組的同學可以提問或者補充。如果第一組匯報說5G通信中的毫米波可以實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸，但是傳播距離相對較短，這時候其他小組的同學就可以提問：“那有什么辦法可以解決毫米波傳播距離短的問題呢？”然后大家再一起討論。（三）課后鞏固階段1、復習知識點重新回顧課本上關(guān)于電磁波家族的內(nèi)容，把每個電磁波成員的特點、應(yīng)用、波長頻率范圍等知識用思維導圖的形式整理出來。比如說，以電磁波家族為中心主題，然后分出無線電波、紅外線、可見光等分支，在每個分支下面再詳細列出它們的相關(guān)知識。對于課堂上老師講解的重點內(nèi)容，要反復理解記憶。比如不同物體顏色與可見光的關(guān)系，要能夠準確地說出是因為物體對光的吸收和反射不同才導致有不同顏色。2、課后作業(yè)基礎(chǔ)作業(yè)無線電波按照波長從長到短可以分為長波、中波、短波、微波等，查閱資料，寫出它們各自的波長范圍（用具體的數(shù)值表示，單位為米）。答案：長波：1000~10000米；中波：100~1000米；短波：10~100米；微波：0.001~1米。紅外線有很強的熱效應(yīng)，列舉出至少三個利用紅外線熱效應(yīng)的日常生活用品。答案：紅外線取暖器、紅外線理療儀、紅外線烘干機。拓展作業(yè)可見光中不同顏色的光頻率不同，查閱資料，按照頻率從高到低排列紅橙黃綠藍靛紫這七種顏色的光。答案：紫、靛、藍、綠、黃、橙、紅。紫外線可以殺菌消毒，但是過量的紫外線會對人體造成傷害。請解釋為什么大氣層中的臭氧層對地球生命很重要。答案：臭氧層可以吸收大量的紫外線，減少到達地球表面的紫外線量，從而保護地球上的生物免受過量紫外線的傷害。如果沒有臭氧層，地球上的生物會受到過量紫外線的輻射，可能會導致皮膚癌等疾病的發(fā)病率增加，還會影響生物的生長、繁殖等。探究作業(yè)隨著科技的發(fā)展，X射線在醫(yī)學影像領(lǐng)域不斷有新的技術(shù)出現(xiàn)。請查閱資料，了解一種新型的X射線醫(yī)學影像技術(shù)（除了傳統(tǒng)的X射線透視和拍片之外），并簡要介紹它的原理和優(yōu)勢。答案：例如數(shù)字減影血管造影（DSA）技術(shù)。原理：通過計算機處理，將注入造影劑前后拍攝的X射線影像進行數(shù)字化處理，然后相減，從而突出顯示血管的影像。優(yōu)勢：可以清晰地顯示血管的形態(tài)、病變等情況，對診斷血管疾病如血管狹窄、堵塞等有很大的幫助，并且能夠減少造影劑的用量，降低對患者的風險。研究γ射線在工業(yè)探傷中的應(yīng)用原理，并與X射線探傷進行比較，分析它們各自的優(yōu)缺點。答案：γ射線探傷原理：γ射線具有較強的穿透能力，能穿透一定厚度的金屬材料，當γ射線穿過材料時，由于材料內(nèi)部存在缺陷（如氣孔、裂紋等）會使γ射線的衰減發(fā)生變化，通過檢測γ射線的強度變化來發(fā)現(xiàn)材料內(nèi)部的缺陷。與X射線探傷比較，優(yōu)點：γ射線的能量更高，穿透能力更強，能檢測更厚的材料；γ射線源可以做得很小，便于在一些狹小空間使用。缺點：γ射線對人體的危害更大，需要更嚴格的防護措施；γ射線的設(shè)備相對較貴，操作也比較復雜；而X射線探傷的圖像分辨率相對較高，在檢測一些較薄材料和對圖像分辨率要求較高的情況下更有優(yōu)勢。四、學習評估1、課堂表現(xiàn)（30分）課堂提問回答情況（10分）：積極回答問題，回答準確得810分；能回答但不太準確得47分；很少回答問題得03分。小組討論參與度（20分）：在小組討論中積極發(fā)言，提出有價值的觀點，并且能夠很好地與小組成員合作得1620分；能夠參與討論，但貢獻較少得1015分；很少參與討論得09分。2、作業(yè)完成情況（40分）基礎(chǔ)作業(yè)（15分）：全部正確完成得1215分；有少量錯誤得811分；錯誤較多得07分。拓展作業(yè)（15分）：答案合理、完整得1215分；基本完成但有部分欠缺得811分；完成度較差得07分。