第8.4节电磁波的应用（原卷版）

第八章·电磁振荡与电磁波第4节电磁波的应用◎目标导航知识要点难易度1．了解电磁波的产生与传播。2．知道光是一种电磁波，以及电磁波在真空中的传播速度。3．知道波长与频率、波速的关系。4．认识电磁波谱。5．了解电磁波在科技、经济、社会发展中的作用。★★★★★★◎知识精讲一、电磁波谱1．电磁波谱：按电磁波的波长大小或频率高低的顺序排列成谱，叫作电磁波谱．2．按照波长从长到短依次排列为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．不同的电磁波由于具有不同的波长(频率)，具有不同的特性．二、电磁波的特性及应用1．无线电波：波长大于1mm(频率低于300GHz)的电磁波称作无线电波，主要用于通信、广播及其他信号传输．雷达是利用电磁波遇到障碍物要发生反射，以此来测定物体位置的无线电设备，其利用的是波长较短的微波．2．红外线(1)红外线是一种光波，波长比无线电波短，比可见光长．(2)所有物体都发射红外线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强．(3)红外线的应用主要有红外遥感和红外体温计．3．可见光：可见光的波长在400～760nm之间．4．紫外线(1)波长范围在5～370_nm之间，不能引起人的视觉．(2)具有较高的能量，应用于灭菌消毒，具有较强的荧光效应，用来激发荧光物质发光．5．X射线和γ射线(1)X射线波长比紫外线短，有很强的穿透本领，用来检查金属构件内部有无裂纹或气孔，医学上用于检查人体的内部器官．(2)γ射线波长比X射线更短，具有很高的能量，穿透力更强，医学上用来治疗某些癌症，工业上也可用于探测金属构件内部是否有缺陷．6．各种电磁波的异同波段波长/产生机理来源主要用途无线电波长、中、短波自由电子振荡振荡电路超远程无线电通讯、导航、广播、电报微波电视、雷达、导航、微波炉红外线外层电子受激发一切物体①热作用：烤箱，红外体温计②红外摄影：远距离和高空摄影③红外遥感：探测地热、火情、预告台风可见光光源照明、光合作用紫外线一切高温物体①化学作用②荧光作用③杀菌作用④生理作用射线内层电子受激发高速电流射到金属上①穿透本领：透视、检查砂眼、裂纹②对生命物质有较强作用射线原子核受激发放射性物质①破坏生命物质，摧毁病变细胞②穿透能力较强各种电磁波的共性(1)都遵循公式v＝λf，在真空中的传播速度都是c＝3×108m/s.(2)传播都不需要介质．(3)都具有反射、折射、衍射和干涉、偏振的特性．三、电磁波应用实例1.蓝牙常见的短距离无线通信技术有蓝牙、WiFi。蓝牙：使用低功耗、高频率的无线电波(2.4GHZ)，能够穿薄墙或者玻璃窗、但功率较小(约为1mw)，所以工作距离较近，仅为10m左右。主要应用：蓝牙耳机、蓝牙鼠标、车载等。2.WifiWiFi：使用高频无线电波，将计算机、手持设备等终端以无线方式互相连接，实现通信和网络连接等功能。WiFi使用的两种高频无线电波分别为2.4GHZ(频率范为2.4~2.5GH的电磁波)和5GHZ(4.9~5.9GHZ)。和蓝牙的频段有部分重合。优点：传输速度非常快，传输范围可达100m以上，目前使用最为广泛的无线电通信技术。主要应用：互联网。3.蜂窝网络蜂窝移动通信系统由移动设备、基站、交换中心及中继线组成，每个基站覆盖的范围称为一个服务区，服务区被设定为一个六边形的区域，范围为1~35km，形状类似蜂窝，从而得名“蜂窝移动通信系统”。主要用于解决频率资源不足问题。主要应用：移动联网。4.5G技术第五代移动通信技术，简称5G。相对于蜂窝网络技术和4G，具有更好传输频率，传输资源更快更丰富，低延时等特性。主要应用：移动联网。◎例题精讲例1.下列关于电磁波的特性和应用，说法正确的是()A．红外线和X射线都有很高的穿透本领，常用来在医学上做透视人体B．过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康C．电磁波中频率最大的是γ射线，最容易用来观察衍射现象D．紫外线和X射线都可以使照像底片感光例2．下列各组电磁波，按波长由长到短的正确排列是()A．γ射线、红外线、紫外线、可见光B．红外线、可见光、紫外线、γ射线C．可见光、红外线、紫外线、γ射线D．紫外线、可见光、红外线、γ射线例3．一种电磁波入射到半径为1m的孔上，可发生明显的衍射现象，这种波属于电磁波谱的区域是()A．γ射线B．可见光C．无线电波D．紫外线例4．下列说法中正确的是()A．各种电磁波中最容易表现出干涉和衍射现象的是γ射线B．红外线有显著的热效应，紫外线有显著的化学作用C．X射线的穿透本领比γ射线更强D．低温物体不能辐射红外线◎巩固练习1.关于电磁波谱，下列说法中正确的是（）多选A．X射线穿透性强，机场安检用来检查旅客是否携带违禁品 B．高温物体才能向外辐射红外线 C．紫外线可使钞票上的荧光物质发光 D．无线电波可广泛用于通信和广播2.关于电磁波及其应用，下列说法中，正确的是（）A．电磁波不能被反射 B．收音机放进金属薄膜袋内，就不能正常收音 C．在发短消息时，不发射电磁波 D．γ射线不是电磁波3.电磁波在生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（）A．雷达是利用无线电波中的长波来测定物体位置 B．太阳辐射在黄绿光附近辐射最强，人眼对黄绿光最敏感 C．在电磁波的发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫调谐 D．紫外线的波长比可见光的波长更长，具有较高的能量，可以用来灭菌消毒4.据报道：截止2020年12月我国5G基站建设累积71.8万个，已建成全球最大5G网络，中国将进入全面5G时代，开启了万物互联时代：车联网、物联网，智慧城市、无人机网络、自动驾驶技术等将一元变为现实。5G，即第五代移动通信技术，采用3300﹣5000MHz频段，相比于现有的4G（即第四代移动通信技术，1880﹣2635MHz频段）技术而言，具有极大的带宽、极大的容量和极低的时延。关于5G信号与4G信号下列说法正确的是（）A．5G信号和4G信号都具有偏振现象 B．5G信号和4G信号有可能是纵波 C．5G信号相比4G信号光子能量更小 D．5G信号相比4G信号在真空中的传播速度更小5.为了消杀新冠病毒，防控重点场所使用一种人体感应紫外线灯。这种灯装有红外线感应开关，人来灯灭，人走灯亮，为人民的健康保驾护航。下列说法错误的是（）A．红外线的衍射能力比紫外线的强 B．紫外线能消杀病毒是因为紫外线具有较高的能量 C．真空中红外线的传播速度比紫外线的大 D．红外线感应开关通过接收到人体辐射的红外线来控制电路通断6.下列不属于利用电磁波的医用器械是（）A．杀菌用的紫外灯 B．拍胸片的X光机 C．测量体温的红外线体温计 D．检查血流情况的“彩超”机7.测温是防控新冠肺炎的重要环节。额温枪是通过传感器接收人体辐射的红外线，对人体测温的。下列说法正确的是（）A．红外线是波长比紫外线短的电磁波 B．红外线可以用来杀菌消毒 C．体温越高，人体辐射的红外线越强 D．红外线在真空中的传播速度比紫外线的大8．我国研制的反隐身米波雷达发射无线电波的波长在1～10m范围内，该无线电波与可见光相比，有（）A．更长的波长 B．更高的频率 C．更大的速度 D．更多的能量9．下列电磁波中，从原子核内部发射出来的是（）A．红外线 B．无线电波 C．γ射线 D．X射线10.关于电磁波及电磁振荡，下列说法中不正确的是（）A．无线电波中，微波比长波更容易发生衍射 B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波 C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直 D．LC振荡电路放电过程中，电场能转化为磁场能11.2019年被称为5G元年，这一年全球很多国家开通了5G网络，开起了一个全新的通信时代，即万物互联的物联网时代。5G网络使用的无线电电波通信频率是在3.0GHz以上的超高频段和极高频段，比目前4G通信频率是在0.3GHz﹣3.0GHz的特高频段网络拥有更大的带宽和更快的传输速率。下列说法正确的是（）A．4G信号是纵波，5G信号是横波 B．4G信号和5G信号相遇能产生干涉现象 C．4G信号比5G信号更容易发生衍射现象 D．5G信号比4G信号波长更长，相同时间传递的信息量更大12.电磁波已广泛运用于很多领域，下列关于电磁波的说法符合实际的是（）A．电磁波是横波，不能产生衍射现象 B．常用的遥控器通过发射紫外线脉冲信号来遥控电视机 C．根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度 D．只要空间某处有变化的电场或磁场，就会在其周围形成电磁波13.关于电磁波谱，下列说法错误的是（）A．红外线比红光波长长，它的热作用很强 B．X射线就是伦琴射线 C．阴极射线是一种频率极高的电磁波 D．紫外线的波长比伦琴射线长，可以灭菌消毒1