4.4電磁波譜人教版（2019）物理（選擇性必修第二冊）第四章

電磁振蕩與電磁波素養(yǎng)目標1.了解電磁波譜，知道各種可見光和不可見光與無線電波一樣，都是電磁波2.知道電磁波的波長、頻率、波速以及它們之間的關系3.深入了解生活中使用電磁波的情況，明確電磁波在生活和生產中的應用

太空中的太陽動力學觀測臺（SDO）可以拍攝到紫外線波段的太陽圖像。通過這些圖像可以觀察到被可見光模糊或者遮擋的日冕等太陽活動。對比波長為211nm的紫外線和可見光的圖像可以看出，它與我們常見的太陽大不相同。除了可見光和紫外線，你還知道太陽能發(fā)出哪些波段的電磁波嗎？無線電波、紅外線、γ射線、可見光、紫外線、X射線電磁波在生活中的應用十分廣泛收音機微波爐紅外理療紫外消毒X射線這節(jié)課來讓我們了解電磁波家族中的各個成員新課講解電磁波譜:按電磁波的波長大小或頻率高低的順序把它們排列成譜。

（按波長由長到短：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線

）①.可見光只是電磁波中的一小部分②.不同的電磁波由于具有不同的頻率，才具有不同的特性。電磁波譜中的各種電磁波1、共性（1）它們的傳播都不需要介質（2）它們都具有反射、折射、衍射和干涉的特性（3）都遵守公式，它們在真空中的傳播速度都是光速

c

（4）它們在本質上都是電磁波，遵從相同的波動規(guī)律2、個性（1）不同電磁波的頻率或波長不同，表現(xiàn)出不同的特性，波長越長越容易產生干涉、衍射現(xiàn)象，波長越短穿透能力越強。（2）相同頻率的電磁波，在不同介質中速度不同；不同頻率的電磁波在同一種介質中傳播時，頻率越大，速度越小。無線電波紅外線、可見光、紫外線X射線γ射線振蕩電路中電子周期性運動產生原子的外層電子受激發(fā)后產生原子的內層電子受激發(fā)后產生原子核受激發(fā)后產生無線電波1.無線電波（1）定義：技術上把波長大于1mm（頻率低于300GHz）的電磁波稱作無線電波。（2）按波長（頻率）劃分為分為長波、中波、短波、微波。

不同波段的無線電波的傳播特點不一樣，發(fā)射、接收所用的設備和技術也不盡相同，因此各有不同的用途。無線電波的波段劃分波段波長/m頻率/MHz傳播方式主要用途長波30000～30000.01～0.1地波廣播、導航中波3000～2000.1～1.5地波和天波中短波200～501.5～6天波調幅（AM）廣播、導航短波50～106～30波段波長/m頻率/MHz傳播方式主要用途微波米波（VHF）10～130～300近似直線傳播調頻（FM）廣播、電視、導航分米波（UHF）1～0.1300～3000直線傳播電視雷達移動通信導航射電天文厘米波0.1～0.013000～30000毫米波0.01～0.00130000～300000無線電波的應用無線電波廣泛應用于通信、廣播及其他信號傳輸。廣播電臺和電視臺雷達射電望遠鏡將視頻和音頻信息轉變?yōu)楦哳l電信號發(fā)射到空中波長短的電磁波衍射現(xiàn)象不明顯傳播的方向性好利于定位捕捉外太空中的微弱電磁波做一做移動經常使用Wi-Fi聯(lián)網，也會用藍牙傳輸數(shù)據。但是，由于Wi-Fi和藍牙使用了相同頻段的無線電波，兩者可能相互干擾。請你利用移動中的應用程序檢查一下，在連接藍牙鼠標或藍牙音響后，移動的上網速度會不會受到影響。再查一查Wi-Fi和藍牙所使用的電磁波的頻率是多少。紅外線1.定義：紅外線是一種波長比紅光的波長還長的不可見光。其波長范圍很寬，約760nm～１mm。2.紅外線的顯著特征熱效應所有物體都發(fā)射紅外線，熱物體的紅外輻射比冷物體的紅外輻射強。弗里德里希·威廉·赫歇爾紅外線的應用紅外線可以應用于夜視儀器、紅外攝影等紅外線衛(wèi)星云圖紅外線測溫紅外加熱取暖器利用紅外輻射進行熱傳遞云層越高，溫度越低利用不同溫度判斷云層高度紅光不是紅外線紅外線是不可見光

思考討論：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？蛇、老鼠、貓頭鷹等。蛇可以利用紅外感受器在夜間捕食，小鳥、老鼠、貓頭鷹等動物在夜間也可以感知紅外線，“看到”

物體。可見光知識點四：可見光1.定義：能使人的眼睛產生視覺效應的電磁波，稱為可見光。無線電波100m1m1cm0.01cm1000nm10nm0.01nm0.01nm700nm600nm500nm400nm紅外線紫外線X射線γ射線可見光2.可見光的波長為400?760nm。科學研究發(fā)現(xiàn)，波長（頻率）范圍不同的光表現(xiàn)為不同的顏色。3.可見光分為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種色光。我們看到的白色陽光就是由各種色光組成的。大氣中的水滴把陽光分解為色光可見光的應用可見光可以應用于照明、攝影等照明攝影可見光

波長/nm頻率/1014Hz

紅光760~6303.9~4.8

橙光630~6004.8~5.0

黃光600~5705.0~5.3

綠光570~5005.3~6.0

青光500~4506.0~6.7

藍光450~4306.7~7.0

紫光430~4007.0~7.5紫外線在紫光之外，紫外線的波長范圍為5~370nm紫外線人眼是看不到比紫光波長更短的電磁波的紫外線的特性：高能量（殺菌消毒）、化學作用、熒光效應等紫外線的應用紫外線可以應用于殺菌、鑒定、醫(yī)療等紫外線消毒熒光紫外線驗鈔X射線和γ射線1895年，德國物理學家倫琴在研究陰極射線的性質時，發(fā)現(xiàn)陰極射線射到玻璃壁上，管壁會發(fā)出一種看不見的射線，倫琴把它叫做X射線X射線和γ射線X射線的波長范圍為0.01~10nmγ射線的波長范圍為0.001~1nmX射線和γ射線的應用X射線和γ射線可以應用于醫(yī)療、安檢等醫(yī)療成像安檢伽馬刀治療1.關于微波和無線電波，下列說法正確的是()A.無線電波波速在任何情況下都等于真空中的光速B.微波在傳播過程中遇到金屬導體時，會在其中產生相應的感應電動勢或感應電流C.所用的微波在傳播過程中比無線電廣播所用的中波更容易繞過障礙物D.在無線電通信中，聲音信號通常要通過檢波加載在高頻信號上后，才向外發(fā)射B經典例題答案：B解析：電磁波只有在真空中傳播時速度才等于真空中的光速，在其他介質中傳播時速度小于真空中的光速，故A錯誤；微波傳播的是變化的電磁場，變化的磁場在傳播過程中遇到金屬導體時，會產生電磁感應現(xiàn)象，故B正確；當障礙物不變時，波長越長，越容易觀察到衍射現(xiàn)象，微波的波長比中波短，衍射現(xiàn)象不明顯，表現(xiàn)為微波在傳播過程中相比無線電廣播所用的中波不容易繞過障礙物，故C錯誤；聲音信號通常要通過調制加載在高頻信號上后，才向外發(fā)射，故D錯誤。2.使用藍牙耳機接聽來電，信號傳輸示意圖如圖所示。藍牙通信的電磁波()A.是藍光B.波長比通信的電磁波短C.在真空中的傳播速度大小為340m/sD.在真空中的傳播速度比通信的電磁波傳播速度小B經典例題答案：B解析：藍牙通信用的電磁波不在可見光頻率范圍內，不是光信號，故A錯誤；藍牙通信的電磁波比通信的電磁波頻率高，波長短，故B正確；電磁波在真空中的傳播速度約為，故C錯誤；藍牙通信和通信使用的都是電磁波，在真空中傳播速度相同，故D錯誤。3.（多選）下列說法正確的是()A.微波爐中使用的微波是一種無線電波B.所有物體都會發(fā)射紅外線，熱物體的紅外線輻射比冷物體的紅外線輻射強C.可見光也是一種電磁波，不同顏色的光是波長（頻率）范圍不同的電磁波D.太陽輻射中含有可見光、紅外線、紫外線，同時還有X射線、γ射線，但無無線電波BC經典例題答案：BC解析：微波爐使用的微波是一種電磁波，這種電磁波的能量比通常的無線電波大得多，故A錯誤；所有物體都會發(fā)射紅外線，熱物體的紅外線輻射比冷物體的紅外線輻射強，故B正確；可見光也是一種電磁波，不同顏色的光是波長（頻率）范圍不同的電磁波，故C正確；太陽輻射中含有可見光、紅外線、紫外線，同時還有X射線、γ射線、無線電波，故D錯誤。4.（多選）下列說法正確的是()A.紅外線、紫外線、倫琴射線和γ射線在真空中傳播的速度均為cB.紅外線應用在遙感技術中，是利用它穿透本領強的特性C.紫外線在水中的傳播速度小于紅外線在水中的傳播速度D.日光燈是紫外線的熒光效應的應用ACD經典例題答案：ACD解析：電磁波在真空中的傳播速度等于c，而紅外線紫外線、倫琴射線和γ射線都是電磁波，故選項A正確；紅外線應用在遙感技術中，是因為其波長很長，衍射能力強，穿過云霧的能力較好，故選項B錯誤；紫外線在水中的折射率大于紅外線在水中的折射率，由公式

可知，紫外線在水中的傳播速度小于紅外線在水中的傳播速度，選項C正確；日光燈是紫外線的熒光效應的應用，選項D正確。5.（多選）如圖所示，關于電磁波的應用，下列說法正確的是()A.微波爐不是利用電磁波來工作的B.微波爐是利用電磁波的能量來快速加熱食物的C.雷達是利用電磁波的反射來偵測目標的D.夜視儀是利用紅外線來幫助人們在夜間看見物體的BCD答案：BCD解析：微波屬于電磁波，微波爐利用微波加熱食物，故選項A錯誤，選項B正確；雷達是利用電磁波的反射來偵測目標的，故選項C正確；不同溫度的物體發(fā)出的紅外線特征不同，夜視儀是利用紅外線來幫助人們在夜間看見物體的，故選項D正確。電磁波譜

按波長由長到短（頻率由低到高）依次為：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線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作用使人類產生視覺化學作用熒光效應殺菌消毒穿透能力強穿透能力強應用通訊廣播導航等紅外加熱紅外攝影紅外成像紅外遙感等照明照相等感光技術黑光燈殺菌消毒醫(yī)療等工業(yè)探傷醫(yī)學透視等工業(yè)探傷醫(yī)學治療等1.電磁波在醫(yī)院得到了廣泛應用，關于電磁波的某些特性，下列說法正確的是()A.紅外線測溫儀，是利用了紅外線波長較長的特性B.胸透又稱熒光透視，是利用X射線具有穿透性、熒光性的特性C.伽馬手術刀治療癌癥是利用γ射線穿透力強、能量高的特性D.醫(yī)用紫外滅菌燈是利用了紫外線的消毒特性BCD答案：BCD解析：紅外線測溫儀，是利用了紅外線的熱效應，故選項A錯誤；X射線具有穿透性、熒光性和攝影效應等特性，所以可以用來做胸透，故選項B正確；γ射線能量高、穿透力強，醫(yī)院常用γ射線照射癌細胞治療癌癥，故選項C正確；醫(yī)用紫外滅菌燈是利用了紫外線的消毒特性，故選項D正確。2.下列有關光譜問題的論述中，正確的是()A.熔化的鋼水發(fā)出的光通過分光鏡所得到的是連續(xù)光譜B.氣體發(fā)出的光只能產生明線光譜C.光譜分析的優(yōu)點是非常靈敏與迅速D.進行光譜分析，可以用連續(xù)光譜，也可以用吸收光譜C答案：C解析：熾熱的固體、液體和高壓氣體發(fā)出的光形成連續(xù)光譜，但經過分光鏡后形成的光譜是線狀譜，A錯誤；氣體發(fā)光，若為高壓氣體則產生連續(xù)光譜，若為稀薄氣體則產生明線光譜，B錯誤；光譜分析是用元素的特征譜線與光譜對比來分析物體的化學成分，故光譜分析非常靈敏與迅速，C正確；進行光譜分析，必須利用線狀譜和吸收光譜，連續(xù)譜不行，D錯誤。3.有“中國天眼”美譽的FAST是目前世界最