电磁波谱课件-高二下学期物理人教版选择性

4.4电磁波谱人教版（2019）物理（选择性必修第二册）第四章

电磁振荡与电磁波素养目标1.了解电磁波谱，知道各种可见光和不可见光与无线电波一样，都是电磁波2.知道电磁波的波长、频率、波速以及它们之间的关系3.深入了解生活中使用电磁波的情况，明确电磁波在生活和生产中的应用

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？无线电波、红外线、γ射线、可见光、紫外线、X射线电磁波在生活中的应用十分广泛收音机微波炉红外理疗紫外消毒X射线这节课来让我们了解电磁波家族中的各个成员新课讲解电磁波谱:按电磁波的波长大小或频率高低的顺序把它们排列成谱。

（按波长由长到短：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线

）①.可见光只是电磁波中的一小部分②.不同的电磁波由于具有不同的频率，才具有不同的特性。电磁波谱中的各种电磁波1、共性（1）它们的传播都不需要介质（2）它们都具有反射、折射、衍射和干涉的特性（3）都遵守公式，它们在真空中的传播速度都是光速

c

（4）它们在本质上都是电磁波，遵从相同的波动规律2、个性（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干涉、衍射现象，波长越短穿透能力越强。（2）相同频率的电磁波，在不同介质中速度不同；不同频率的电磁波在同一种介质中传播时，频率越大，速度越小。无线电波红外线、可见光、紫外线X射线γ射线振荡电路中电子周期性运动产生原子的外层电子受激发后产生原子的内层电子受激发后产生原子核受激发后产生无线电波1.无线电波（1）定义：技术上把波长大于1mm（频率低于300GHz）的电磁波称作无线电波。（2）按波长（频率）划分为分为长波、中波、短波、微波。

不同波段的无线电波的传播特点不一样，发射、接收所用的设备和技术也不尽相同，因此各有不同的用途。无线电波的波段划分波段波长/m频率/MHz传播方式主要用途长波30000～30000.01～0.1地波广播、导航中波3000～2000.1～1.5地波和天波中短波200～501.5～6天波调幅（AM）广播、导航短波50～106～30波段波长/m频率/MHz传播方式主要用途微波米波（VHF）10～130～300近似直线传播调频（FM）广播、电视、导航分米波（UHF）1～0.1300～3000直线传播电视雷达移动通信导航射电天文厘米波0.1～0.013000～30000毫米波0.01～0.00130000～300000无线电波的应用无线电波广泛应用于通信、广播及其他信号传输。广播电台和电视台雷达射电望远镜将视频和音频信息转变为高频电信号发射到空中波长短的电磁波衍射现象不明显传播的方向性好利于定位捕捉外太空中的微弱电磁波做一做移动经常使用Wi-Fi联网，也会用蓝牙传输数据。但是，由于Wi-Fi和蓝牙使用了相同频段的无线电波，两者可能相互干扰。请你利用移动中的应用程序检查一下，在连接蓝牙鼠标或蓝牙音响后，移动的上网速度会不会受到影响。再查一查Wi-Fi和蓝牙所使用的电磁波的频率是多少。红外线1.定义：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760nm～１mm。2.红外线的显著特征热效应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。弗里德里希·威廉·赫歇尔红外线的应用红外线可以应用于夜视仪器、红外摄影等红外线卫星云图红外线测温红外加热取暖器利用红外辐射进行热传递云层越高，温度越低利用不同温度判断云层高度红光不是红外线红外线是不可见光

思考讨论：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。你知道哪些动物有这方面的功能？蛇、老鼠、猫头鹰等。蛇可以利用红外感受器在夜间捕食，小鸟、老鼠、猫头鹰等动物在夜间也可以感知红外线，“看到”

物体。可见光知识点四：可见光1.定义：能使人的眼睛产生视觉效应的电磁波，称为可见光。无线电波100m1m1cm0.01cm1000nm10nm0.01nm0.01nm700nm600nm500nm400nm红外线紫外线X射线γ射线可见光2.可见光的波长为400〜760nm。科学研究发现，波长（频率）范围不同的光表现为不同的颜色。3.可见光分为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光。我们看到的白色阳光就是由各种色光组成的。大气中的水滴把阳光分解为色光可见光的应用可见光可以应用于照明、摄影等照明摄影可见光

波长/nm频率/1014Hz

红光760~6303.9~4.8

橙光630~6004.8~5.0

黄光600~5705.0~5.3

绿光570~5005.3~6.0

青光500~4506.0~6.7

蓝光450~4306.7~7.0

紫光430~4007.0~7.5紫外线在紫光之外，紫外线的波长范围为5~370nm紫外线人眼是看不到比紫光波长更短的电磁波的紫外线的特性：高能量（杀菌消毒）、化学作用、荧光效应等紫外线的应用紫外线可以应用于杀菌、鉴定、医疗等紫外线消毒荧光紫外线验钞X射线和γ射线1895年，德国物理学家伦琴在研究阴极射线的性质时，发现阴极射线射到玻璃壁上，管壁会发出一种看不见的射线，伦琴把它叫做X射线X射线和γ射线X射线的波长范围为0.01~10nmγ射线的波长范围为0.001~1nmX射线和γ射线的应用X射线和γ射线可以应用于医疗、安检等医疗成像安检伽马刀治疗1.关于微波和无线电波，下列说法正确的是()A.无线电波波速在任何情况下都等于真空中的光速B.微波在传播过程中遇到金属导体时，会在其中产生相应的感应电动势或感应电流C.所用的微波在传播过程中比无线电广播所用的中波更容易绕过障碍物D.在无线电通信中，声音信号通常要通过检波加载在高频信号上后，才向外发射B经典例题答案：B解析：电磁波只有在真空中传播时速度才等于真空中的光速，在其他介质中传播时速度小于真空中的光速，故A错误；微波传播的是变化的电磁场，变化的磁场在传播过程中遇到金属导体时，会产生电磁感应现象，故B正确；当障碍物不变时，波长越长，越容易观察到衍射现象，微波的波长比中波短，衍射现象不明显，表现为微波在传播过程中相比无线电广播所用的中波不容易绕过障碍物，故C错误；声音信号通常要通过调制加载在高频信号上后，才向外发射，故D错误。2.使用蓝牙耳机接听来电，信号传输示意图如图所示。蓝牙通信的电磁波()A.是蓝光B.波长比通信的电磁波短C.在真空中的传播速度大小为340m/sD.在真空中的传播速度比通信的电磁波传播速度小B经典例题答案：B解析：蓝牙通信用的电磁波不在可见光频率范围内，不是光信号，故A错误；蓝牙通信的电磁波比通信的电磁波频率高，波长短，故B正确；电磁波在真空中的传播速度约为，故C错误；蓝牙通信和通信使用的都是电磁波，在真空中传播速度相同，故D错误。3.（多选）下列说法正确的是()A.微波炉中使用的微波是一种无线电波B.所有物体都会发射红外线，热物体的红外线辐射比冷物体的红外线辐射强C.可见光也是一种电磁波，不同颜色的光是波长（频率）范围不同的电磁波D.太阳辐射中含有可见光、红外线、紫外线，同时还有X射线、γ射线，但无无线电波BC经典例题答案：BC解析：微波炉使用的微波是一种电磁波，这种电磁波的能量比通常的无线电波大得多，故A错误；所有物体都会发射红外线，热物体的红外线辐射比冷物体的红外线辐射强，故B正确；可见光也是一种电磁波，不同颜色的光是波长（频率）范围不同的电磁波，故C正确；太阳辐射中含有可见光、红外线、紫外线，同时还有X射线、γ射线、无线电波，故D错误。4.（多选）下列说法正确的是()A.红外线、紫外线、伦琴射线和γ射线在真空中传播的速度均为cB.红外线应用在遥感技术中，是利用它穿透本领强的特性C.紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度D.日光灯是紫外线的荧光效应的应用ACD经典例题答案：ACD解析：电磁波在真空中的传播速度等于c，而红外线紫外线、伦琴射线和γ射线都是电磁波，故选项A正确；红外线应用在遥感技术中，是因为其波长很长，衍射能力强，穿过云雾的能力较好，故选项B错误；紫外线在水中的折射率大于红外线在水中的折射率，由公式

可知，紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度，选项C正确；日光灯是紫外线的荧光效应的应用，选项D正确。5.（多选）如图所示，关于电磁波的应用，下列说法正确的是()A.微波炉不是利用电磁波来工作的B.微波炉是利用电磁波的能量来快速加热食物的C.雷达是利用电磁波的反射来侦测目标的D.夜视仪是利用红外线来帮助人们在夜间看见物体的BCD答案：BCD解析：微波属于电磁波，微波炉利用微波加热食物，故选项A错误，选项B正确；雷达是利用电磁波的反射来侦测目标的，故选项C正确；不同温度的物体发出的红外线特征不同，夜视仪是利用红外线来帮助人们在夜间看见物体的，故选项D正确。电磁波谱

按波长由长到短（频率由低到高）依次为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线波谱无线电波红外线可见光紫外线X射线γ射线特性波动性强热作用使人类产生视觉化学作用荧光效应杀菌消毒穿透能力强穿透能力强应用通讯广播导航等红外加热红外摄影红外成像红外遥感等照明照相等感光技术黑光灯杀菌消毒医疗等工业探伤医学透视等工业探伤医学治疗等1.电磁波在医院得到了广泛应用，关于电磁波的某些特性，下列说法正确的是()A.红外线测温仪，是利用了红外线波长较长的特性B.胸透又称荧光透视，是利用X射线具有穿透性、荧光性的特性C.伽马手术刀治疗癌症是利用γ射线穿透力强、能量高的特性D.医用紫外灭菌灯是利用了紫外线的消毒特性BCD答案：BCD解析：红外线测温仪，是利用了红外线的热效应，故选项A错误；X射线具有穿透性、荧光性和摄影效应等特性，所以可以用来做胸透，故选项B正确；γ射线能量高、穿透力强，医院常用γ射线照射癌细胞治疗癌症，故选项C正确；医用紫外灭菌灯是利用了紫外线的消毒特性，故选项D正确。2.下列有关光谱问题的论述中，正确的是()A.熔化的钢水发出的光通过分光镜所得到的是连续光谱B.气体发出的光只能产生明线光谱C.光谱分析的优点是非常灵敏与迅速D.进行光谱分析，可以用连续光谱，也可以用吸收光谱C答案：C解析：炽热的固体、液体和高压气体发出的光形成连续光谱，但经过分光镜后形成的光谱是线状谱，A错误；气体发光，若为高压气体则产生连续光谱，若为稀薄气体则产生明线光谱，B错误；光谱分析是用元素的特征谱线与光谱对比来分析物体的化学成分，故光谱分析非常灵敏与迅速，C正确；进行光谱分析，必须利用线状谱和吸收光谱，连续谱不行，D错误。3.有“中国天眼”美誉的FAST是目前世界最