第四章

電磁振蕩與電磁波第4節

電磁波譜

新課引入：下圖都是太陽的照片，怎會有紫色太陽？

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，你還知道太陽能發出哪些波段的電磁波嗎？020301主題(二)無線電波主題(一)電磁波譜目錄CONTENTS主題(三)紅外線、可見光、紫外線

04第4節

電磁波譜主題(四)X射線和γ射線

一、電磁波譜1.概念:2.特點:按照電磁波λ大小或υ高低的順序排列成譜。①它們可在真空和介質中傳播,

在真空中速度都是c；

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??；

一、電磁波譜1.概念:2.特點:按照電磁波λ大小或υ高低的順序排列成譜。②它們都具有反射、折射、衍射和干涉的波特性。

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。LC震蕩電路產生二、無線電波1.概念:2.產生機理:技術上把波長大于1mm(頻率低于300GHz)的電磁波稱作無線電波。振蕩器L1L23.無線電波的波段劃分與用途二、無線電波3.無線電波的波段劃分與用途二、無線電波射電望遠鏡4.自然界中的無線電波二、無線電波②地球磁層:①太陽輻射:地球的磁層與太陽風相互作用時，會產生無線電波，這些波對研究空間天氣和通信干擾有重要意義。③雷電活動:雷電過程中會產生強烈的無線電波，這些波可以被無線電愛好者捕捉，用于天氣預報和研究。太陽是自然界中最強大的無線電波源之一，其輻射的無線電波對地球通信和氣候有重要影響。原子外層電子受激發后產生英國人赫歇爾三、紅外線1.概念:2.產生機理:波長在760nm-1mm之間的電磁波1800年，天文學家威廉·赫歇爾在研究太陽光譜時，意外發現了紅外線的存在3.發現歷史:三、紅外線①一切物體都在不停地輻射紅外線，物體溫度越高，輻射的紅外線越強。②波長介于可見光和微波之間。人眼無法直接看到紅外線。4.特點:紅外線在生活中的應用三、紅外線5.應用:①熱效應：紅外線具有顯著的熱效應，能夠被物體吸收并轉化為熱能，廣泛應用于加熱和溫度測量。紅外線電烤箱非接觸紅外測溫儀紅外線在生活中的應用三、紅外線5.應用:②穿透性：紅外線能夠穿透某些介質，如霧和煙，這使得它在軍事和氣象領域有特殊應用。紅外遙感照片”紅外線在生活中的應用三、紅外線5.應用:③熱成像技術：紅外熱成像技術能夠顯示目標的熱輻射特征，用于偵察和監視，尤其在能見度低的環境中效果顯著。行星狀星云NGC7027的紅外線照片2.產生機理：原子外層電子受激發后產生四、可見光波長在400nm~760nm的電磁波。1.概念:2.產生機理：原子外層電子受激發后產生四、可見光波長在400nm~760nm的電磁波。1.概念:五、紫外線2.產生機理:原子外層電子受激發后產生波長在5nm-400nm的電磁波。1.概念:1801年德國物理學家里特首先發現了紫外線3.發現:過量的紫外線照射會傷害眼睛和皮膚五、紫外線2.產生機理:原子外層電子受激發后產生波長在5nm-400nm的電磁波。1.概念:1801年德國物理學家里特首先發現了紫外線3.發現:4.特性:有較高的能量，足以破壞細胞核中的物質。5.應用:①滅菌消毒

紫外線用于醫院手術室和病房的消毒，有效殺滅細菌和病毒，保障醫療環境的衛生安全。在飲用水和廢水處理中，紫外線消毒技術被廣泛使用，以減少氯化物的使用，提高水質安全。紫外線空氣凈化器能夠有效殺滅空氣中的細菌、病毒和霉菌，改善室內空氣質量。過量的紫外線照射會傷害眼睛和皮膚五、紫外線2.產生機理:原子外層電子受激發后產生波長在5nm-400nm的電磁波。1.概念:1801年德國物理學家里特首先發現了紫外線3.發現:4.特性:有較高的能量，足以破壞細胞核中的物質。5.應用:②促進鈣的吸收紫外線照射皮膚可促進維生素D的合成，進而幫助身體吸收鈣質，增強骨骼健康。兒童通過適量的紫外線暴露，可以預防佝僂病，因為維生素D對鈣吸收至關重要。過量紫外線可導致DNA分子鏈斷裂或形成嘧啶二聚體，增加細胞突變和癌變風險。過量的紫外線照射會傷害眼睛和皮膚五、紫外線2.產生機理:原子外層電子受激發后產生波長在5nm-400nm的電磁波。1.概念:1801年德國物理學家里特首先發現了紫外線3.發現:4.特性:有較高的能量，足以破壞細胞核中的物質。5.應用:③設計防偽措施(驗鈔機)使用紫外線激發熒光油墨在鈔票或證件上印刷特殊圖案，肉眼不可見，但紫外光下清晰可見。某些材料在紫外光照射下會改變顏色，由此可用于制造難以仿造的防偽標簽和標識。在產品中加入只有在紫外光照射下才能顯現的特殊標記，用于鑒別真偽。利用紫外線的熒光作用檢驗人民幣的真偽紫外線殺菌燈五、紫外線1895年，德國物理學家倫琴首先發現了X射線.六、X射線和γ射線1.X射線:原子內層電子受激發后產生的電磁波,波長通常在0.01納米到10納米之間。(1)特性:有比紫外線更高的能量,有很強的穿透作用。(2)應用:①檢查人體內部器官②金屬探傷

③安檢倫琴為夫人拍的全球第一張X光X射線照射下的魚X射線照影機六、X射線和γ射線2.γ射線：原子核受激發后產生的電磁波(2)應用:①殺死癌細胞

②金屬探傷六、X射線和γ射線(1)特性:①波長極短，

通常在皮米（pm）級別，遠小于可見光波長。②能量極高，

γ射線攜帶的能量非常高，能夠穿透多種物質，具有很強的穿透力。

γ射線的頻率非常高，屬于電磁波譜中頻率最高的部分，因此具有極強的電離能力③頻率極高，《思維導圖·電勢能和電勢》課堂小結熱作用加熱烘干醫療紅外攝影遙測遙控等紅外線各種電磁波按照波長大小或頻率高低的順序排列成譜。電磁波譜化學作用、熒光效應、殺菌消毒、感光技術、黑光燈、殺菌消毒、醫療等紫外線使人類產生視覺照明照相加熱等可見光穿透能力強工業探傷、醫學透視等X射線和γ射線波動性強通訊廣播導航等無線電波【典例1】關于電磁場理論，以下說法正確的是()A．在電場周圍一定會產生磁場B．任何變化的電場周圍空間一定會產生變化的磁場C．均勻變化的電場會產生變化的磁場D．周期性變化的電場會產生周期性變化的磁場D典例分析【典例2】

以下有關在真空中傳播的電磁波的說法正確的是()A．頻率越大，傳播的速度越大B．頻率不同，傳播的速度相同C．頻率越大，其波長越大D．頻率不同,傳播速度也不同B典例分析【典例3】關于電磁波的下列說法，不正確的（）A.電磁波可以在真空中傳播B.電磁波不能在空氣中傳播C.麥克斯韋第一次通過實驗驗證了電磁波的存在D.赫茲第一次通過實驗驗證了電磁波的存在B典例分析【典例4】在電磁波譜中，紅外線、可見光和倫琴射線（射線）三個波段的頻率大小關系是()A．紅外線的頻率最大，可見光的頻率最B．倫琴射線的頻率最大，紅外線的頻率最小C．可見光的頻率最大，紅外線的頻率最D．倫琴射線頻率最大，可見光的頻率最小B典例分析【典例5】關于紫外線，下列說法中正確的是()A．一切物體都會發出紫外線B．紫外線可用于無線電通訊C．紫外線有較高的能量，足以破壞細胞中的物質D．在紫外線照射下，所有物質會發出熒光C典例分析【典例6】下列說法正確的是(

)A.醫院里“CT”機使用的電磁波是γ射線,它具有較強的穿透能力B.紫外線常用于衛星通信、電視等信號的傳輸,它還可用于消毒C.“浴霸”的取暖燈泡能發出較強的紅外線,它具有

顯著的熱效應D.X射線可以摧毀病變的細胞,常用于治療各種癌癥C典例分析【典例7】(多選)電磁波廣泛應用在現代醫療中。下列屬于應用電磁波的醫用器械有(

)A.殺菌用的紫外燈

B.拍胸片的X光機C.治療咽喉炎的超聲波霧化器

D.檢查血流情況的“彩超”機AB典例分析【典例8】(多選)關于物理知識在生活中的應用,下列說法正確的是(

)A.機場、車站所用的測量人體溫度的測溫儀應用的是紫外線B.雷達是利用無線電波中的微波來測定物體位置的無線電設備C.γ射線可以用來治療某些癌癥D