高中物理(新教材)选修二课件4：4-4电磁波谱 人教版

第四章电磁振荡与电磁波4.电磁波谱在我们身边到处有电磁波的影子，它的应用更是比比皆是。下面列出的设备中工作时所发出的波，哪些不属于电磁波？(1)B超检查身体时发出的波；(2)微波炉加热食物时发出的波；(3)电视发射塔发出的波；(4)互联网光缆中传播的波；(5)电视机遥控器发出的波。提示：超声波或次声波是机械波，而光波、微波、红外线都是电磁波，故只有(1)不是电磁波。新知探究电磁波谱按电磁波的波长或频率大小的顺序把电磁波排列成谱，叫做电磁波谱。无线电波：波长大于1mm（频率小于300GHz）的电磁波是无线电波。用途：通信、广播电台和电视台、天体物理研究等。电磁波谱把各种电磁波按波长或频率的大小顺序排列起来，就组成了电磁波谱。按照波长从长到短依次排列成：无线电波、微波、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频率(波长)，才具有不同的特性。电磁波谱电磁波家族有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。波长最长的是无线电波中的长波；波长最短的是γ射线。电磁波谱【例1】根据电磁波谱选出下列各组电磁波，其中频率互相交错重叠，且波长顺序由短到长排列的是()A．微波、红外线、紫外线B．γ射线、X射线、紫外线C．紫外线、可见光、红外线D．紫外线、X射线、γ射线电磁波谱解析选项剖析结论A微波、红外线、紫外线的波长由长到短×B在电磁波谱中紫外线、X射线、γ射线有重叠，γ射线波长最短，紫外线波长最长

√D×C紫外线、可见光、红外线虽相邻，但它们三者间波长有明确的界线，频率也不相重叠×电磁波谱

无线电波的分类

无线电波的分类波长大于1mm(频率小于300GHz)的电磁波是无线电波，主要用于通信和广播。无线电波红外线的波长比无线电波短，比可见光长。所有物体都发射红外线。热物体的红外幅射比冷物体的红外幅射强。显著作用：热效应。用途：测体温，红外遥感和军事应用。红外线红外线的应用①发现过程：1800年英国物理学家赫谢耳用灵敏温度计研究光谱中各色光的热作用时，把温度计移至红光区域外侧，发现温度更高。②特性：热作用③红外线的频率比可见光更接近固体物质分子振动的固有频率，更容易引起分子的共振，所以有明显的热效应。④应用：红外线加热、红外摄影、红外遥感。红外线①特性：引起人的视觉，为地球上的生命提供赖以生存的能量。②可见光只在一个很窄的波段内，通常波长范围为400～770nm，不同频率(或波长)的可见光颜色不同，频率最高(波长最短)的是紫光，频率最低(波长最长)的是红光。③应用：摄影、照明。④天空看起来是蓝色的，是由于波长较短的光比波长较长的光更容易被散射；傍晚的阳光比较红，是由于大气对波长较短的紫光比波长较长的红光、橙光吸收较强的缘故。红外线①特性：引起人的视觉，为地球上的生命提供赖以生存的能量。②可见光只在一个很窄的波段内，通常波长范围为400～770nm，不同频率(或波长)的可见光颜色不同，频率最高(波长最短)的是紫光，频率最低(波长最长)的是红光。③应用：摄影、照明。④天空看起来是蓝色的，是由于波长较短的光比波长较长的光更容易被散射；傍晚的阳光比较红，是由于大气对波长较短的紫光比波长较长的红光、橙光吸收较强的缘故。红外线能使人的眼睛产生视觉效应的电磁波，称为可见光。波长在400nm到760nm之间。可见光天空为什么是亮的？宇宙的背景却是黑的？因为我们地球的表面有大气层，白天的时候阳光虽然从某一方向照射，但是阳光会被大气层向四面八方散射，这样整个天空就都亮了。在宇宙中，虽然有很多很多发光的恒星，但因为是真空，无法散射光芒，所以背景看起来就是黑的。可见光波长范围在5nm到370nm之间的电磁波是紫外线。显著特点：能量高，有杀菌消毒作用用途：促进钙吸收，防伪，杀毒消毒。紫外线①发现过程：1801年德国物理学家里特，发现在紫外区放置的照相底片感光，荧光物质发光。②特性：化学作用，荧光效应促进人体合成维生素D。③紫外照相、验钞机、黑光灯都是利用紫外线的荧光效应。杀菌、消毒主要应用紫外线的化学效应。紫外线【例3】关于紫外线的作用和性质，下列说法正确的是()A．一切物体都在不停地辐射紫外线B．紫外线能杀菌消毒是因为紫外线具有较高的能量，可以穿透细胞膜C．紫外线具有较强的穿透能力，可以穿透人的皮肤，破坏内脏器官D．紫外线具有荧光作用紫外线解析A×并不是一切物体都不停地辐射紫外线B√紫外线穿透能力较强，可以穿透细胞膜，具有杀菌消毒作用，但并不能穿透人的皮肤破坏内脏器官

C×D√紫外线具有荧光作用紫外线X射线是由德国物理学家伦琴发现的。X射线是一种波长比紫外线更短的电磁波。特点：有较强的穿透能力。X射线

(1)X射线①发现过程：1895年德国物理学家伦琴在研究阴极射线的性质时，发现阴极射线(高速电子流)射到玻璃壁上，管壁会发出同种看不见的射线。②产生条件：高速电子流射到任何固体上，都会产生X射线。③特性：穿透本领很大。④应用：工业上金属探伤、医疗上透视人体。X射线(2)γ射线①特性：穿透本领极强。②应用：工业探伤、医用治疗。

赫兹通过实验证实了电磁波是一种真实的物理存在。电磁波是运动中的电磁场，它可以传递能量。电磁波传递能量电磁波传递能量本课小结1.关于电磁波谱，下列说法中正确的是()A．X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变B．γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高C．紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射D．在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是γ射线课堂训练解析：X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变，故A正确。γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高，故B正确。在电磁波谱中从无线电波到γ射线，波长逐渐减小，频率逐渐增大，而波长越大，波动性越强，越容易发生干涉、衍射现象，因此紫光比紫外线更容易发生干涉和衍射现象，无线电波最容易发生衍射现象，故C、D错。答案：AB课堂训练2．认为光波和无线电波都是电磁波的理由是下面哪几个方面()A．真空中传播速度相同B．都能发生反射、折射、衍射等现象C．传播中都不依靠介质D．都是由振荡电路中自由电子的运动产生的课堂训练解析A√光波和无线电波都是电磁波家族中的一员，它们在真空中传播速度相同，都具有波的特有性质，同时在传播中都不依靠别的介质

C√B×反射、折射、衍射等现象只能说明光波和无线电波是波，但不能确定是电磁波D×光波和无线电波产生的机理不同，无线电波是由振荡电路中自由电子的运动产生的，而光波是由于原子的外层电子受激发后产生的课堂训练3．防治“非典”期间，在机场、车站等交通出入口，使用了红外线热像仪，红外线热像仪通过红外线遥感，可检测出经过它的发热病人，从而可以有效控制疫情的传播，关于红外线热像仪，下列说法中正确的是()A．选择红外线进行检测，主要是因为红外线波长较大，容易发生明显衍射B．红外线热像仪通过发射红外线照射人体来检测体温C．红外线热像仪同时还具有杀菌作用D．一切物体都能发射红外线，而且物体在不同温度下发射的红外线的频率和强度不同课堂训练解析：不同射线具有不同的特点，会有不同的用途。对红外线来说主要特点就是：一切物体都在不停地发射红外线，并且发射的能力跟温度有关。红外线热像仪就是应用了一切物体都在不停地发射红外线的特点。答案：D题后反思：红外线在现代科技和生活中应用广泛，我们要将它们与学过的有关知识联系起来。课堂训练4．太阳风暴袭击地球时，不仅会影响通信，威胁卫星，而且会破坏臭氧层。臭氧层作为地球的保护伞，是因为臭氧能吸收太阳辐射中()A．波长较短的可见光 B．波长较长的可见光C．波长较短的紫外线 D．波长较长的红外线课堂训练解析C臭氧层的主要作用就是吸收由太阳射向地球的紫外线，从而有效地对地球上的动植物起保护作用。作为人类，保护臭氧层就是保护我们自己。故正确的选项是C。课堂训练5．若某种紫外线的频率为1.5×1015Hz，(1)该紫外线的波长是多少？(2)紫外线的主要作用有哪些？(3)简要说明人体不接受紫外线辐射和大量辐射分别会产生什么后果？课堂训练答案：(1)200nm(2)荧光作用，灭菌消毒作用(3)不接受紫外线照射时，不能杀死人体内的一些细菌，人的抗病能力也较弱，也不利于钙和磷的吸收；紫外线照射过量，则会伤害皮肤，使体内的遗传物质受损，会把正常细胞变成癌细胞。课堂训练备用工具&资料5．若某种紫外线的频率为1.5×1015Hz，(1)该紫外线的波长是多少？(2)紫外线的主要作用有哪些？(3)简要说明人体不接受紫外线辐射和大量辐射分别会产生什么后果？课堂训练4．太阳风暴袭击地球时，不仅会影响通信，威胁卫星，而且会破坏臭氧层。臭氧层作为地球的保护伞，是因为臭氧能吸收太阳辐射中()A．波长较短的可见光 B．波长较长的可见光C．波长较短的紫外线 D．波长较长的红外线课堂训练电磁波谱按电磁波的波长或频率大小的顺序把电磁波排列成谱，叫做电磁波谱。电磁波家族有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。波长最长的是无线电波中的长波；波长最短的是γ射线。电磁波谱【例1】根据电磁波谱选出下列各