4.4 电磁波谱（解析版）

4.4电磁波谱模块一学问把握学问点一电磁波谱【学问梳理】1．电磁波谱：按电磁波的波长大小或频率凹凸的挨次排列成的谱，叫作电磁波谱．2．依据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．【重难诠释】1．电磁波谱及介绍无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线合起来便构成了范围格外宽敞的电磁波谱．如图所示是按波长由长到短(频率由低到高)的挨次排列的．2．各种电磁波的共性(1)在本质上都是电磁波，遵循相同的规律，各波段之间的区分并没有确定的意义．(2)都遵循公式v＝λf，在真空中的传播速度都是c＝3×108m/s.(3)传播都不需要介质．(4)都具有反射、折射、衍射和干涉的特性．（2023•海口三模）使用蓝牙耳机可以接听手机来电，蓝牙通信的电磁波波段为（2.4～2.48）×109Hz。已知可见光的波段为（3.9～7.5）×1014Hz，则蓝牙通信的电磁波（）A．是蓝光 B．波长比可见光短 C．比可见光更简洁发生衍射现象 D．在真空中的传播速度比可见光小【解答】解：ABC、依据题意，可知蓝牙通信的电磁波频率小于可见光的波段频率，所以蓝牙通信的电磁波属于无线电波，依据公式c＝λf，可得其波长比观察光的波长要长，依据明显衍射的条件，可知蓝牙通信的电磁波比比可见光更简洁发生衍射现象，故AB错误，C正确；D、全部电磁波在真空中的传播速度都等于光速，故D错误。故选：C。（2023春•江宁区期末）太赫兹（THz）波是指频率在0.1～10THz（波长为3000μm～30μm）范围内的电磁波，利用该频段可以加深和拓展人类对物理学、化学、天文学、信息学和生命科学中一些基本科学问题的生疏，通过和电磁波谱对比，下列说法正确的是（）A．太赫兹波比红光更简洁发生明显衍射 B．太赫兹波比紫外线的能量更大 C．太赫兹波比短波频率更小 D．太赫兹波可以用于工业探伤【解答】解：A、发生明显衍射现象的条件是障碍物的尺度或者孔径小于波长或与波长差不多，太赫兹波长比红光大，更简洁发生明显衍射，故A正确；B、由c＝λf可知，波长越大，频率越小，太赫兹波长比紫外线大，频率低于紫外线，依据爱因斯坦的光子说，可知它的光子的能量比紫外线光子的能量更小，故B错误；C、太赫兹波长比短波小，频率比短波大，故C错误；D、由于频率越高，其穿透力越强，太赫兹波频率远低于X射线，其比X射线穿透力量更弱，不行以用于工业探伤，故D错误。故选：A。（2022秋•津南区校级期末）关于电磁场和电磁波，下列说法不正确的是（）A．变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场 B．麦克斯韦预言电磁波的存在 C．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波 D．紫外线是一种波长比紫光更长的电磁波，能够灭菌消毒【解答】解：A、依据麦克斯韦电磁场理论，可知周期性变化的电场能产生周期性变化磁场，周期性变化的磁场能产生周期性变化的电场；均匀变化的电场产生恒定的磁场，均匀变化的产生恒定的电场磁场，故A正确；B、麦克斯韦预言了电磁波的存在，故B错误；C、依据电磁波谱的基本内容可知，无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波，故C正确；D、紫外线是一种波长比紫光波长更短的、频率比紫光更高的电磁波，主要应用灭菌消毒和钞票防伪上，故D错误。本题选择不正确的，故选：D。学问点二电磁波的特性及应用【情境导入】电磁波在我们日常生活中应用相当广泛，请你列举出下列电磁波的应用实例：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线．【答案】无线电波：收音机；红外线：红外线理疗仪；可见光：人看到的五彩缤纷的世界；紫外线：紫外线消毒灯；X射线：X光透视机；γ射线：γ射线探伤．【学问梳理】1．无线电波：把波长大于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)全部物体都放射红外线，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技术和红外体温计．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5～370nm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，有很强的穿透本事，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．【重难诠释】不同电磁波的特性及应用电磁波谱无线电波红外线可见光紫外线X射线γ射线频率由左向右，频率变化为由低到高真空中的波长由左向右，波长变化为由长到短特性波动性强热效应强感光性强化学作用、荧光效应强穿透力强穿透力最强（2023春•西城区校级期末）关于电磁波及其应用，下列说法正确的是（）A．雷达测距和测速利用的是无线电波衍射的原理 B．“中国天眼”（FAST）射电望远镜探测的是宇宙中的无线电波 C．晶体中原子间距与γ射线波长接近，通过γ射线衍射试验可以推想晶体结构 D．非接触式体温计通过探测人体辐射的紫外线来测量体温【解答】解：A、雷达测距和测速利用的是无线电波的多普勒效应，故A错误；B、“中国天眼”（FAST）射电望远镜探测的是宇宙中的无线电波，故B正确；C、晶体中原子间距与X射线波长接近，通过X射线衍射试验可以推想晶体结构，故C错误；D、非接触式体温计通过探测人体辐射的红外线来测量体温，故D错误。故选：B。（2023春•天宁区校级月考）关于各种电磁波的性质比较，下列说法中正确的有（）A．由于红外线的波长比可见光长，所以比可见光更易发生衍射 B．由于γ射线的波长太短了，所以根本无法发生干涉、衍射 C．频率越高的电磁波在真空中传播的速度越快 D．γ射线的穿透力量最强，所以最适于用来透视人体，检查骨骼和其他病变状况【解答】解：A、波长越长衍射越明显，由于红外线的波长比可见光长，所以比可见光更易发生衍射现象，故A正确；B、只要是波都可发生干涉和衍射，故B错误；C、无论哪一种电磁波在真空中的传播速度都相同，故C错误；D、X射线的穿透力较强，最适合用来透视人体，γ射线的穿透力量太强，能量值太大，不适合用来透射人体，故D错误。故选：A。（2023春•滨海新区期末）关于电磁波下列说法正确的是（）A．麦克斯韦通过试验验证了“变化的电场产生磁场”和“变化的磁场产生电场”，并证明白电磁波的存在 B．医院里常用X射线照射病房和手术室进行消毒 C．一切物体都辐射红外线、这种辐射与物体的温度有关 D．电磁波的传播需要介质，其在介质中的传播速度等于光速【解答】解：A、麦克斯韦提出了电磁场理论，赫兹通过试验验证了“变化的电场产生磁场”和“变化的磁场产生电场”，并证明白电磁波的存在，故A错误；B、医院里常用紫外线照射病房和手术室进行消毒，故B错误；C、一切物体都在辐射红外线，红外线属于电磁波，这种辐射与物体的温度有关，故C正确；D、电磁波的传播不需要介质，电磁波在真空也能传播，其在介质中的传播速度小于光速，故D错误。故选：C。模块三巩固提高（2023•荔湾区开学）“神舟五号”飞船飞行过程中，由多个地面测控站和四艘“远望号”远洋航天测量船组成了测控网，通过放射和接收某种波，对飞船进行跟踪、测量与把握。这种波是（）A．红外线 B．X射线 C．电磁波 D．超声波【解答】解：在用于通信的电磁波中，不同用途的设备使用的电磁波的频率范围不同，用于电视、雷达、无线电导航及测控等的是微波（电磁波的一种），故C正确，ABD错误；故选：C。（2022秋•淄博期末）随着通信技术的更新换代，第5代移动通信技术（简称5G）比4G具有更高的频率和更大的网络容载力量。与4G相比，5G使用的电磁波（）A．光子能量更小 B．衍射现象更明显 C．传播速度更大 D．波长更短【解答】解：A．由于5G使用的电磁波频率比4G高，依据E＝hν可知，5G使用的电磁波比4G光子能量更大，故A错误；B．发生明显衍射的条件是障碍物（或孔）的尺寸可以跟波长相比，甚至比波长还小；因5G使用的电磁波频率更高，即波长更短，故5G越不简洁发生明显衍射，故B错误；C．光在真空中的传播速度都是相同的，故C错误；D．因5G使用的电磁波频率更高，依据v＝λf可知，波长更短，故D正确。故选：D。（多选）（2023春•红桥区校级期中）关于电磁波谱，下列说法中正确的是（）A．电视遥控器利用的是红外线 B．医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒 C．利用紫外线的荧光效应可设计防伪措施 D．γ射线波长比X射线波长短【解答】解：A.人们利用红外线可以遥把握成电视、空调遥控器等，故A正确；B.医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒；X射线用来进行透视；故B错误；C.紫外线具有荧光效应；故利用紫外线的荧光效应可做防伪标识；故C正确；D.依据光谱的性质可知，γ射线波长比X射线波长短；故D正确；故选：ACD。（2022•景东县校级开学）关于电磁波的特性和应用，下列说法正确的是（）A．红外线和X射线都有很高的穿透本事，常用于医学上透视人体 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X射线 D．紫外线和X射线都可以使感光底片感光【解答】解：A、红外线具有明显的热效应，常用于加热物体，X射线有很高的穿透本事，常用于医学上透视人体，故A错误；B、适量的紫外线照射会促进人体对钙的吸取，过强的紫外线照射对人的皮肤健康有害，故B错误；C、电磁波中频率最大为γ射线，有极强的穿透力量和很高的能量，可以摧毁病变的细胞，故C错误；D．紫外线和X射线都具有明显的化学效应，可以使感光底片感光，故D正确。故选：D。（2023•浙江模拟）图甲呈现了在医院用某频段电磁波进行医学成像诊断的场景，图乙是技术所成的相片。关于该成像技术，下列说法中正确的是（）A．该频段的电磁波属于γ射线 B．可以利用该频段的电磁波进行灭菌消毒 C．可以利用该频段的电磁波制成不需要与身体接触的温度计 D．可以利用该频段的电磁波在车站、机场等地探测箱内的物品【解答】解：A．医院利用X光线能穿透物质，来检查人体的内部器官，故可推断该频段的电磁波为X射线；医学上利用γ射线摧毁病变的细胞，故A错误；B．紫外线可以进行灭菌消毒，故B错误；C．利用红外线的热辐射可以制成不需要与身体接触的温度计，故C错误；D．由于X光线能穿透物质，故可利用X射线在车站、机场等地探测箱内的物品，故D正确。故选：D。（2023春•徐州期中）关于生活中遇到的各种电磁波，下列说法正确的是（）A．医院里“CT”机使用的电磁波是γ射线，它具有较强的穿透力量 B．紫外线常用于卫星通信、电视等信号的传输，它还可用于消毒 C．“浴霸”的取暖灯泡能发出较强的红外线，它具有显著的热效应 D．X射线可以摧毁病变的细胞，常用于治疗各种癌症【解答】解：A．γ射线的穿透力很强，X射线的穿透力足够穿透人体器官；而且，X射线的激发需要高电压，关掉电压之后，X射线没有辐射，比较平安；γ射线随时随地都在辐射，担忧全；故医院里“CT”机使用的电磁波是X射线，利用X射线能够穿透物质，来检查人体的内部器官，故A错误；B．微波常用于卫星通信、电视等信号的传输，紫外线用于消毒，故B错误；C．“浴霸”的取暖灯泡能发出较强的红外线，利用红外线的热效应进行取暖，故C正确；D．γ射线的穿透力很强，故在医学上，使用γ射线摧毁病变的细胞，常用于治疗各种癌症，故D错误。故选：C。（2023春•徐汇区校级期中）“中国天眼”位于贵州的大山深处，是500m口径球面射电望远镜（FAST）。它通过接收来自宇宙深处的电磁波，探究宇宙，下列关于电磁波的说法正确的是（）A．紫外线的波长比红外线短 B．麦克斯韦认为均匀变化的电场能激发出变化的磁场，空间将产生电磁波 C．电磁波在任何介质中传播速度均为3×108m/s D．普朗克通过试验捕获到电磁波，证明白麦克斯韦的电磁理论【解答】解：A.因电磁波在真空中速度相同，均为光速，则由c＝λf可得，频率越大的电磁波，波长越短，紫外线的频率比红外线频率大，故紫外线的波长比红外线波长短，故A正确；B.均匀变化的电场激发恒定的磁场，恒定的磁场无法再形成电场，故无法在空间中产生电磁波，故B错误；C.真空中的电磁波的速度为3×108m/s，而在其他介质中电磁波的速度不再是3×108m/s，故C错误；D.赫兹通过试验捕获到电磁波，证明白麦克斯韦的电磁理论，故D错误。故选：A。（2022秋•芦溪县校级期末）在新冠肺炎疫情防控期间。测量体温成为重要的防疫措施之一，医学上常用的水银体温计可以在家庭中使用，红外测温枪在学校、居民区、办公楼、商场等公共场所广泛应用，如图是红外测温枪，下列说法中正确的是（）A．水银体温计可以用来测量佛水的温度 B．红外测温枪和电熨斗中的温度敏感元件相同 C．红外测温枪向人体放射红外线，从而测量人体温度 D．红外测温检测量人体温度时，离人体越远，显示温度越低【解答】解：A、水银体温计的测