人教版(新教材)高中物理選擇性必修第二冊PAGEPAGE14.4電磁波譜〖學習目標〗1.認識電磁波譜。2.知道各個波段的電磁波的名稱、特征和典型應用。〖知識梳理〗電磁波譜1．概念按電磁波的或大小的順序把它們排列成譜。2．電磁波譜的排列按波長由長到短依次為：、紅外線、、紫外線、X射線、。3．不同電磁波的特點及應用特點用途無線電波通訊、廣播、導航紅外線加熱、遙測、遙感、紅外線制導可見光照明、照相等紫外線殺菌消毒、治療皮膚病等X射線檢查、探測、透視、治療γ射線探測、治療4.電磁波的能量各種各樣的儀器能夠探測到許許多多電磁波，說明電磁波具有，電磁波是一種物質。5．太陽輻射的特點太陽輻射的能量集中在可見光、和三個區域，在眼睛最敏感的光附近，輻射的能量最強。〖基礎自測〗1．思考判斷(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)電磁波按照頻率由高到低依次是無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線。 ()(2)電磁波的波長越長，相同時間傳遞的信息量越大。 ()(3)太陽輻射的能量集中在紅外線、可見光、紫外線三個區域。 ()(4)各種電磁波在本質上是一樣的，都能夠發生反射、折射、衍射和干涉。 ()(5)X射線對生命物質有較強的作用，過量的X射線輻射會引起生物體的病變。 ()2．關于電磁波的特性和應用，下列說法正確的是()A．紅外線和X射線都有很高的穿透本領，常用于醫學上透視人體B．過強的紫外線照射能促進維生素D的合成從而有利于人體皮膚健康C．電磁波中頻率最大的是γ射線，最容易用它來觀察衍射現象D．紫外線和X射線都可以使感光底片感光3．電磁波包含了γ射線、紅外線、紫外線、無線電波等，按波長由長到短的排列順序是()A．無線電波、紅外線、紫外線、γ射線B．紅外線、無線電波、γ射線、紫外線C．γ射線、紅外線、紫外線、無線電波D．紫外線、無線電波、γ射線、紅外線〖合作探究〗〖情境引入〗電磁波在真空中的傳播速度是多少？無線電波的波長比可見光的波長大還是小？除了無線電波和可見光之外，還有其他哪些電磁波？1．電磁波的共性(1)它們在本質上都是電磁波，它們的行為服從相同的規律，各波段之間的區別并沒有絕對的意義。(2)都遵守公式v＝λf，它們在真空中的傳播速度都是c＝3.0×108m(3)它們的傳播都不需要介質。(4)它們都具有反射、折射、衍射和干涉的特性。2．電磁波的個性(1)不同電磁波的頻率或波長不同，表現出不同的特性，波長越長越容易產生干涉、衍射現象，波長越短穿透能力越強。(2)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，頻率越大折射率越大，速度越小。(3)產生機理不同無線電波振蕩電路中電子周期性運動產生紅外線、可見光和紫外線原子的外層電子受激發后產生X射線原子的內層電子受激發后產生γ射線原子核受激發后產生(4)用途不同：無線電波用于通信和廣播，紅外線用于加熱和遙感技術，紫外線用于殺菌消毒，X射線應用于醫學上的X光照片，γ射線檢查金屬部件的缺陷等。〖例〗下面列出一些醫療器械的名稱和這些器械運用的物理現象，請將相應的字母填寫在運用這種現象的醫療器械后面的空格上。(1)X光機，。(2)紫外線燈，。(3)用理療“神燈”照射傷口，可使傷口愈合得較好，這里的“神燈”是利用。A．光的全反射B．紫外線具有很強的熒光作用C．紫外線具有殺菌消毒作用D．X射線的很強的貫穿力E．紅外線具有顯著的熱效應F．紅外線波長較長，易發生衍射〖規律方法〗X射線與γ射線都具有穿透能力，但γ射線的穿透能力最強，X射線能穿透人體，通常用作人體透視，而γ射線可以穿過幾厘米厚的鉛板，可以用于探測金屬內部的缺陷。〖跟進訓練〗無線電波的中波波長范圍為200～3000m。求該波段的頻率范圍。〖隨堂達標檢測〗1．下列關于紫外線的說法正確的是()A．照射紫外線可增進人體對鈣的吸收，因此人們應盡可能多地接受紫外線的照射B．一切高溫物體發出的光都含有紫外線C．紫外線有很強的熒光效應，常被用來防偽D．紫外線有殺菌消毒的作用，是因為其有熱效應2．(多選)對紅外線的作用及來源的敘述中正確的有()A．一切物體都在不停地輻射紅外線B．紅外線有很強的熒光效應C．紅外線最顯著的作用是熱效應D．紅外線容易穿過云霧、煙塵3．(多選)關于電磁波譜，下列說法中正確的是()A．在真空中各種電磁波的傳播速度都相同B．γ射線是波長最短的電磁波，它比X射線的頻率還要高C．紫外線比紫光更容易發生干涉和衍射D．在電磁波譜中，最容易發生衍射現象的是γ射線4．下列說法正確的是()A．只有物體溫度較高時才能向外輻射紅外線B．紫外線的主要作用是熱作用C．可見光比紅外線容易發生衍射現象D．X射線穿透力強，可用來進行人體透視5．間諜衛星上裝有某種遙感照相機，可用來探測軍用和民用目標。這種照相機能拍到晚上關燈行駛的汽車，即使車輛離開，也瞞不過它。這種遙感照相機敏感的電磁波屬于()A．可見光波段 B．紅外波段C．紫外波段 D．X射線波段▁▃▅▇█參*考*答*案█▇▅▃▁〖知識梳理〗電磁波譜1．波長頻率2．無線電波可見光γ射線3．波動性強熱作用強感光性強化學作用、熒光效應穿透力強穿透力最強4.能量5．紅外線紫外線黃綠〖基礎自測〗1．(1)×(2)×(3)√(4)√(5)√2．D〖X射線有很高的穿透本領，常用于醫學透視人體，但紅外線穿透能力很弱，選項A錯誤；過強的紫外線照射對人的皮膚有害，選項B錯誤；電磁波中頻率最大的是γ射線，波長最短，最不容易發生衍射現象，選項C錯誤。〗3．A〖電磁波的頻率由小到大的順序依次是無線電波、紅外線、紫外線和γ射線，這也是波長由長到短的順序，故A正確。〗〖合作探究〗〖情境引入〗〖提*示〗：電磁波在真空中的傳播速度是光速；無線電波的波長比可見光的波長大；還有紅外線、紫外線、X射線、γ射線等。〖例〗〖〖解析〗〗(1)X光機是用來透視人的體內器官的，因此需要具有較強穿透力的電磁波，但又不能對人體造成太大的傷害，因此采用了穿透能力比較強又不會給人體造成太大傷害的X射線，選擇D。(2)紫外線燈主要是用來殺菌的，因此它應用的是紫外線的殺菌作用而非熒光作用，因此選擇C。(3)“神燈”又稱紅外線燈，主要是用于促進局部血液循環，它利用的是紅外線的熱效應，使人體局部受熱，血液循環加快，因此選擇E。〖〖答案〗〗(1)D(2)C(3)E〖跟進訓練〗〖〖解析〗〗根據頻率公式f＝eq\f(c,λ)得f1＝eq\f(c,λ1)＝3×eq\f(108,200)Hz＝1.5×106Hz，f2＝eq\f(c,λ2)＝eq\f(3×108,3000)Hz＝1.0×105Hz，即該波段的頻率范圍為1.0×105～1.5×106Hz。〖〖答案〗〗1.0×105～1.5×106Hz〖隨堂達標檢測〗1．C〖紫外線有顯著的生理作用，殺菌能力較強，在醫療上有其應用，但是過多地接受紫外線的照射，對人體來說也是有害的，A、D錯誤；并不是所有的高溫物體發出的光都含有紫外線，B錯誤；紫外線有很強的熒光效應，可用來防偽，C正確。〗2．ACD〖任何物體在不停地輻射紅外線，且熱物體比冷物體的紅外輻射本領大，選項A正確；熒光效應是紫外線的特性，紅外線沒有，紅外線的顯著作用是熱效應，選項B錯誤，選項C正確；紅外線波長較長，衍射能力比較強，選項D正確。〗3．AB〖電磁波在真空中的速度都為3.0×108m/s，故A正確；γ射線是波長最短的電磁波，它比X射線的頻率還要高，故B正確；在電磁波譜中從無線電波到γ射線，波長逐漸減小，頻率逐漸增大，而波長越大，波動性越強，越容易發生干涉、衍射現象，因此紫光比紫外線更容易發生干涉和衍射現象，無線電波最容易發生衍射現象，故C、D4．D〖任何物體在任何溫度下均會向外輻射紅外線，A錯誤；紫外線的主要作用是化學作用和熒光作用，B錯誤；可見光的波長小于紅外線的波長，故可見光相對紅外線不容易發生衍射現象，C錯誤；X射線穿透力強，醫學上常用于透視人體，D正確。〗5．B〖任何物體都能發出紅外線，熱的物體的紅外線輻射比冷的物體的強，間諜衛星上裝的遙感照相機，實際上是紅外線探測器，它能在較冷的背景上探測出較熱物體的紅外線輻射，這是紅外線攝影的基礎。再者，紅外線波長比其他波(如可見光、紫外線、X射線)的波長長，有較好地穿透云霧的能力，故B正確。而其他選項的光不具備以上特點，故A、C、D錯誤。〗4.4電磁波譜〖學習目標〗1.認識電磁波譜。2.知道各個波段的電磁波的名稱、特征和典型應用。〖知識梳理〗電磁波譜1．概念按電磁波的或大小的順序把它們排列成譜。2．電磁波譜的排列按波長由長到短依次為：、紅外線、、紫外線、X射線、。3．不同電磁波的特點及應用特點用途無線電波通訊、廣播、導航紅外線加熱、遙測、遙感、紅外線制導可見光照明、照相等紫外線殺菌消毒、治療皮膚病等X射線檢查、探測、透視、治療γ射線探測、治療4.電磁波的能量各種各樣的儀器能夠探測到許許多多電磁波，說明電磁波具有，電磁波是一種物質。5．太陽輻射的特點太陽輻射的能量集中在可見光、和三個區域，在眼睛最敏感的光附近，輻射的能量最強。〖基礎自測〗1．思考判斷(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)電磁波按照頻率由高到低依次是無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線。 ()(2)電磁波的波長越長，相同時間傳遞的信息量越大。 ()(3)太陽輻射的能量集中在紅外線、可見光、紫外線三個區域。 ()(4)各種電磁波在本質上是一樣的，都能夠發生反射、折射、衍射和干涉。 ()(5)X射線對生命物質有較強的作用，過量的X射線輻射會引起生物體的病變。 ()2．關于電磁波的特性和應用，下列說法正確的是()A．紅外線和X射線都有很高的穿透本領，常用于醫學上透視人體B．過強的紫外線照射能促進維生素D的合成從而有利于人體皮膚健康C．電磁波中頻率最大的是γ射線，最容易用它來觀察衍射現象D．紫外線和X射線都可以使感光底片感光3．電磁波包含了γ射線、紅外線、紫外線、無線電波等，按波長由長到短的排列順序是()A．無線電波、紅外線、紫外線、γ射線B．紅外線、無線電波、γ射線、紫外線C．γ射線、紅外線、紫外線、無線電波D．紫外線、無線電波、γ射線、紅外線〖合作探究〗〖情境引入〗電磁波在真空中的傳播速度是多少？無線電波的波長比可見光的波長大還是小？除了無線電波和可見光之外，還有其他哪些電磁波？1．電磁波的共性(1)它們在本質上都是電磁波，它們的行為服從相同的規律，各波段之間的區別并沒有絕對的意義。(2)都遵守公式v＝λf，它們在真空中的傳播速度都是c＝3.0×108m(3)它們的傳播都不需要介質。(4)它們都具有反射、折射、衍射和干涉的特性。2．電磁波的個性(1)不同電磁波的頻率或波長不同，表現出不同的特性，波長越長越容易產生干涉、衍射現象，波長越短穿透能力越強。(2)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，頻率越大折射率越大，速度越小。(3)產生機理不同無線電波振蕩電路中電子周期性運動產生紅外線、可見光和紫外線原子的外層電子受激發后產生X射線原子的內層電子受激發后產生γ射線原子核受激發后產生(4)用途不同：無線電波用于通信和廣播，紅外線用于加熱和遙感技術，紫外線用于殺菌消毒，X射線應用于醫學上的X光照片，γ射線檢查金屬部件的缺陷等。〖例〗下面列出一些醫療器械的名稱和這些器械運用的物理現象，請將相應的字母填寫在運用這種現象的醫療器械后面的空格上。(1)X光機，。(2)紫外線燈，。(3)用理療“神燈”照射傷口，可使傷口愈合得較好，這里的“神燈”是利用。A．光的全反射B．紫外線具有很強的熒光作用C．紫外線具有殺菌消毒作用D．X射線的很強的貫穿力E．紅外線具有顯著的熱效應F．紅外線波長較長，易發生衍射〖規律方法〗X射線與γ射線都具有穿透能力，但γ射線的穿透能力最強，X射線能穿透人體，通常用作人體透視，而γ射線可以穿過幾厘米厚的鉛板，可以用于探測金屬內部的缺陷。〖跟進訓練〗無線電波的中波波長范圍為200～3000m。求該波段的頻率范圍。〖隨堂達標檢測〗1．下列關于紫外線的說法正確的是()A．照射紫外線可增進人體對鈣的吸收，因此人們應盡可能多地接受紫外線的照射B．一切高溫物體發出的光都含有紫外線C．紫外線有很強的熒光效應，常被用來防偽D．紫外線有殺菌消毒的作用，是因為其有熱效應2．(多選)對紅外線的作用及來源的敘述中正確的有()A．一切物體都在不停地輻射紅外線B．紅外線有很強的熒光效應C．紅外線最顯著的作用是熱效應D．紅外線容易穿過云霧、煙塵3．(多選)關于電磁波譜，下列說法中正確的是()A．在真空中各種電磁波的傳播速度都相同B．γ射線是波長最短的電磁波，它比X射線的頻率還要高C．紫外線比紫光更容易發生干涉和衍射D．在電磁波譜中，最容易發生衍射現象的是γ射線4．下列說法正確的是()A．只有物體溫度較高時才能向外輻射紅外線B．紫外線的主要作用是熱作用C．可見光比紅外線容易發生衍射現象D．X射線穿透力強，可用來進行人體透視5．間諜衛星上裝有某種遙感照相機，可用來探測軍用和民用目標。這種照相機能拍到晚上關燈行駛的汽車，即使車輛離開，也瞞不過它。這種遙感照相機敏感的電磁波屬于()A．可見光波段 B．紅外波段C．紫外波段 D．X射線波段▁▃▅▇█參*考*答*案█▇▅▃▁〖知識梳理〗電磁波譜1．波長頻率2．無線電波可見光γ射線3．波動性強熱作用強感光性強化學作用、熒光效應穿透力強穿透力最強4.能量5．紅外線紫外線黃綠〖基礎自測〗1．(1)×(2)×(3)√(4)√(5)√2．D〖X射線有很高的穿透本領，常用于醫學透視人體，但紅外線穿透能力很弱，選項A錯誤；過強的紫外線照射對人的皮膚有害，選項B錯誤；電磁波中頻率最大的是γ射線，波長最短，最不容易發生衍射現象，選項C錯誤。〗3．A〖電磁波的頻率由小到大的順序依次是無線電波、紅外線、紫外線和γ射線，這也是波長由長到短的順序，故A正確。〗〖合作探究〗〖情境引入〗〖提*示〗：電磁波在真空中的傳播速度是光速；無線電波的波長比可見光的波長大；還有紅外線、紫外線、X射線、γ射線等。〖例〗〖〖解析〗〗(1)X光機是用來透視人的體內器官的，因此需要具有較強穿透力的電磁波，但又不能對人體造成太大的傷害，因此采用了穿透能力比較強又不會給人體造成太大傷害的X射線，選擇D。(2)紫外線燈主要是用來殺菌的，因此它應用的是紫外線的殺菌作用而非熒光作用，因此選擇C。(3)“神燈”又稱紅外線燈，主要是用于促進局部血液循環，它利用的是紅外線的熱效應，使人體局部受熱，血液循環加快，因此選擇E。〖〖答案〗〗(1)D(2)C(3)E〖跟進訓練〗〖〖解析〗〗根據頻率公式f＝eq\f(c,λ)得f1＝eq\f(c,λ1)＝3×eq\f(108,200)Hz＝1.5×106Hz，f2＝eq\f(c,λ2)＝eq\f(3×108,3000)Hz＝1.0×