第4课 电磁波的应用（课件）(共39张PPT) 高二物理（沪科版2023上海选择性必修第二册）

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§8.4电磁波的应用

太空中的太阳动力学观测台(SDO)可以拍摄到紫外线波段的太阳图像。通过这些图像可以观察到被可见光模糊或者遮挡的日冕等太阳活动。对比波长为211nm的紫外线和可见光的图像可以看出，它与我们常见的太阳大不相同。除了可见光和紫外线，你还知道太阳能发出哪些波段的电磁波吗？

新课引入

1、电磁波谱：

按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫电磁波谱。

一、电磁波谱

2、由无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线合起来构成范围非常广阔的电磁波谱。

一、电磁波谱

无线电波

微波

红外线

可见光

紫外线

可见光

X射线

γ射线

二、电磁波谱的主要成员及其应用

1-1无线电波：

波长大于1mm（频率小于300GHz)的电磁波

1-2用途：

通信、广播和天体物理研究等

Wi-Fi联网

与

蓝牙数据传送

做一做

2-1红外线：是一种波长比红光的波长还长的不可见光。其波长范围很宽，约750nm～１×106nm。

2-2由英国物理学家赫谢尔于1800年首先发现红外线，一切物体都在不停地辐射红外线，物体温度越高，辐射红外线的本领越强。

2-3红外线具有显著热作用。

二、电磁波谱的主要成员及其应用

2-4用途：红外摄影、红外遥感技术.

红外摄影

非接触红外测温

二、电磁波谱的主要成员及其应用

许多动物具有发达的红外感受器官，因此在夜间也可以"看到"物体。查一查哪些动物有这方面的功能。

响尾蛇毒性很大,它的眼睛对可见光几乎失去了作用。但是它有“热眼”它能够接收小动物身上发出来的红外辐射,并把外界温差和红外线通过神经反映给大脑,大脑发出相应的“命令”,引导毒蛇去猎取食物。

做一做

3-1能作用于人的眼睛并引起视觉的称为可见光，如：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫各色光。

在电磁波中是一个很窄的波段，（波长为760nm～400nm）。

3-2应用：观察物体，照像等等。

二、电磁波谱的主要成员及其应用

可见光

波长（频率）范围不同的光表现为不同的颜色。

色散

彩虹

天空为什么是蓝色的？

阳光进入大气时，波长较长的色光，如红光，透射力大，能透过大气射向地面；而波长短的紫、蓝、青色光，碰到大气分子、冰晶、水滴等时，就很容易发生散射现象。被散射了的紫、蓝、青色光布满天空，就使天空呈现出一片蔚蓝了。

二、电磁波谱的主要成员及其应用

早晨或傍晚的天空为什么会出现彩霞？

朝霞

晚霞

傍晚和早晨，太阳斜射大气，光线在大气中的运行距离变长，蓝紫光在大气中已散射完，剩余的红、橙光较多，红、橙光占优势，因此傍晚时天空呈橙红色。

二、电磁波谱的主要成员及其应用

4-1紫外线是一种波长比紫光还短的不可见光；其波长范围约5nm～370nm。

4-2德国物理学家里特于1801年首先发现的，

一切高温物体发出的光中，都有紫外线。

4-3作用：荧光、化学作用、杀菌消毒。

二、电磁波谱的主要成员及其应用

紫外线验钞

紫外杀菌灯

紫外光刻机

二、电磁波谱的主要成员及其应用

使皮肤老化产生皱纹、产生斑点、造成皮肤粗糙、造成皮肤炎、造成皮肤癌

二、电磁波谱的主要成员及其应用

5-1伦琴射线（X射线）是一种波长比紫外线更短的不可见光。

X射线波长：10－8m10－12m。

①特点：有较强的穿透能力。

②德国物理学家W.K.伦琴于1895年发现。

二、电磁波谱的主要成员及其应用

③应用：医学检查、安全检查X射线照射下的鱼在线检测二、电磁波谱的主要成员及其应用X射线光片

金属探伤仪

X射线安检仪

5-2γ射线：波长最短的电磁波。

波长小于10－10m。

①特点：具有很高的能量；

更强的穿透能力。

②医学治疗γ刀、金属探伤。

二、电磁波谱的主要成员及其应用

γ射线治疗癌症

寻找地外文明

STSE

三、电磁波的应用实例

①电磁波具有能量。

微波炉，食物增加的能量是微波给的。

②电磁波是一种物质存在的形式。

四、太阳辐射能量的相对大小波长λ/nm400800120236002000紫外线可见光红外线黄绿光0①阳光含有：无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、γ射线。②太阳辐射的能量集中在可见光、红外线、紫外线三个区域。③阳光中波长在5.5x10-7m的黄绿光附近，辐射的能量最强，这区域恰好是人眼最敏感。波谱无线电波红外线可见光紫外线X射线γ射线

特性

应用

化学作用、荧光效应、杀菌消毒

穿透能力强

穿透能力强

通讯广播导航等

加热烘干医疗红外摄影遥测遥控等

波动性强

热作用

使人类产生视觉

感光技术、黑光灯、杀菌消毒、医疗等

照明照相加热等

工业探伤、医学透视等

工业探伤、医学治疗等

课堂小结

1.共同点

(1)它们在本质上都是电磁波，它们的行为服从相同的规律，

各波段之间的区别并没有绝对的意义。

(2)都遵守公式v=λf，它们在真空中的传播速度都是c=3×108m/s。

(3)它们的传播都不需要介质。

(4)它们都具有反射、折射、衍射和干涉的特性。

各种电磁波的共性与区别

2.不同点

(1)不同电磁波的频率或波长不同，表现出不同的特性，波长越长越容易产生衍射现象，波长越短穿透能力越强。

(2)同频率的电磁波，在不同介质中传播速度不同.不同频率的电磁波，在同一种介质中传播时，频率越大，折射率越大，速度越小。

(3)它们的产生机理不同：

无线电波振荡电路中电子周期性运动产生

红外线、可见光和紫外线原子的外层电子受激发后产生

X射线原子的内层电子受激发后产生

γ射线原子核受激发后产生

特点用途

无线电波波动性强通讯、广播、导航

红外线热作用强加热、遥测、遥感、红外线制导

可见光感光性强照明、照相等

紫外线化学作用荧光效应杀菌消毒、治疗皮肤病等

X射线穿透力强检查、探测、透视、治疗

γ射线穿透力最强探测、治疗

(4)它们的用途不同：

小试牛刀

1.根据电磁波谱选出下列各组电磁波，其中频率相互交错重叠，且波长顺序由短到长的排列是（）

A.微波、红外线、紫外线

B.γ射线、X射线、紫外线

C.紫外线、红外线、无线电波

D.紫外线、X射线、γ射线

B

2.一种电磁波入射到半径为1mm的孔上，可发生明显的衍射现象，这种波属于电磁波谱的哪个区域（）

A.可见光

B.γ射线

C.无线电波

D.紫外线

C

小试牛刀

3.［多选］下列关于电磁波谱中各成员的说法正确的是（）

A.最容易发生衍射现象的是无线电波

B.紫外线有明显的热效应

C.X射线穿透能力较强，所以可用来检查工件

D.晴朗的天空看起来是蓝色的，是光散射的结果

ACD

小试牛刀

4.电磁波