高中物理(新教材)選修二課件4：4-4電磁波譜 人教版

第四章電磁振蕩與電磁波4.電磁波譜在我們身邊到處有電磁波的影子，它的應(yīng)用更是比比皆是。下面列出的設(shè)備中工作時(shí)所發(fā)出的波，哪些不屬于電磁波？(1)B超檢查身體時(shí)發(fā)出的波；(2)微波爐加熱食物時(shí)發(fā)出的波；(3)電視發(fā)射塔發(fā)出的波；(4)互聯(lián)網(wǎng)光纜中傳播的波；(5)電視機(jī)遙控器發(fā)出的波。提示：超聲波或次聲波是機(jī)械波，而光波、微波、紅外線都是電磁波，故只有(1)不是電磁波。新知探究電磁波譜按電磁波的波長(zhǎng)或頻率大小的順序把電磁波排列成譜，叫做電磁波譜。無線電波：波長(zhǎng)大于1mm（頻率小于300GHz）的電磁波是無線電波。用途：通信、廣播電臺(tái)和電視臺(tái)、天體物理研究等。電磁波譜把各種電磁波按波長(zhǎng)或頻率的大小順序排列起來，就組成了電磁波譜。按照波長(zhǎng)從長(zhǎng)到短依次排列成：無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線。不同的電磁波由于具有不同的頻率(波長(zhǎng))，才具有不同的特性。電磁波譜電磁波家族有無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線。波長(zhǎng)最長(zhǎng)的是無線電波中的長(zhǎng)波；波長(zhǎng)最短的是γ射線。電磁波譜【例1】根據(jù)電磁波譜選出下列各組電磁波，其中頻率互相交錯(cuò)重疊，且波長(zhǎng)順序由短到長(zhǎng)排列的是()A．微波、紅外線、紫外線B．γ射線、X射線、紫外線C．紫外線、可見光、紅外線D．紫外線、X射線、γ射線電磁波譜解析選項(xiàng)剖析結(jié)論A微波、紅外線、紫外線的波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短×B在電磁波譜中紫外線、X射線、γ射線有重疊，γ射線波長(zhǎng)最短，紫外線波長(zhǎng)最長(zhǎng)

√D×C紫外線、可見光、紅外線雖相鄰，但它們?nèi)唛g波長(zhǎng)有明確的界線，頻率也不相重疊×電磁波譜

無線電波的分類

無線電波的分類波長(zhǎng)大于1mm(頻率小于300GHz)的電磁波是無線電波，主要用于通信和廣播。無線電波紅外線的波長(zhǎng)比無線電波短，比可見光長(zhǎng)。所有物體都發(fā)射紅外線。熱物體的紅外幅射比冷物體的紅外幅射強(qiáng)。顯著作用：熱效應(yīng)。用途：測(cè)體溫，紅外遙感和軍事應(yīng)用。紅外線紅外線的應(yīng)用①發(fā)現(xiàn)過程：1800年英國(guó)物理學(xué)家赫謝耳用靈敏溫度計(jì)研究光譜中各色光的熱作用時(shí)，把溫度計(jì)移至紅光區(qū)域外側(cè)，發(fā)現(xiàn)溫度更高。②特性：熱作用③紅外線的頻率比可見光更接近固體物質(zhì)分子振動(dòng)的固有頻率，更容易引起分子的共振，所以有明顯的熱效應(yīng)。④應(yīng)用：紅外線加熱、紅外攝影、紅外遙感。紅外線①特性：引起人的視覺，為地球上的生命提供賴以生存的能量。②可見光只在一個(gè)很窄的波段內(nèi)，通常波長(zhǎng)范圍為400～770nm，不同頻率(或波長(zhǎng))的可見光顏色不同，頻率最高(波長(zhǎng)最短)的是紫光，頻率最低(波長(zhǎng)最長(zhǎng))的是紅光。③應(yīng)用：攝影、照明。④天空看起來是藍(lán)色的，是由于波長(zhǎng)較短的光比波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光更容易被散射；傍晚的陽(yáng)光比較紅，是由于大氣對(duì)波長(zhǎng)較短的紫光比波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅光、橙光吸收較強(qiáng)的緣故。紅外線①特性：引起人的視覺，為地球上的生命提供賴以生存的能量。②可見光只在一個(gè)很窄的波段內(nèi)，通常波長(zhǎng)范圍為400～770nm，不同頻率(或波長(zhǎng))的可見光顏色不同，頻率最高(波長(zhǎng)最短)的是紫光，頻率最低(波長(zhǎng)最長(zhǎng))的是紅光。③應(yīng)用：攝影、照明。④天空看起來是藍(lán)色的，是由于波長(zhǎng)較短的光比波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光更容易被散射；傍晚的陽(yáng)光比較紅，是由于大氣對(duì)波長(zhǎng)較短的紫光比波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅光、橙光吸收較強(qiáng)的緣故。紅外線能使人的眼睛產(chǎn)生視覺效應(yīng)的電磁波，稱為可見光。波長(zhǎng)在400nm到760nm之間。可見光天空為什么是亮的？宇宙的背景卻是黑的？因?yàn)槲覀兊厍虻谋砻嬗写髿鈱樱滋斓臅r(shí)候陽(yáng)光雖然從某一方向照射，但是陽(yáng)光會(huì)被大氣層向四面八方散射，這樣整個(gè)天空就都亮了。在宇宙中，雖然有很多很多發(fā)光的恒星，但因?yàn)槭钦婵眨瑹o法散射光芒，所以背景看起來就是黑的?？梢姽獠ㄩL(zhǎng)范圍在5nm到370nm之間的電磁波是紫外線。顯著特點(diǎn)：能量高，有殺菌消毒作用用途：促進(jìn)鈣吸收，防偽，殺毒消毒。紫外線①發(fā)現(xiàn)過程：1801年德國(guó)物理學(xué)家里特，發(fā)現(xiàn)在紫外區(qū)放置的照相底片感光，熒光物質(zhì)發(fā)光。②特性：化學(xué)作用，熒光效應(yīng)促進(jìn)人體合成維生素D。③紫外照相、驗(yàn)鈔機(jī)、黑光燈都是利用紫外線的熒光效應(yīng)。殺菌、消毒主要應(yīng)用紫外線的化學(xué)效應(yīng)。紫外線【例3】關(guān)于紫外線的作用和性質(zhì)，下列說法正確的是()A．一切物體都在不停地輻射紫外線B．紫外線能殺菌消毒是因?yàn)樽贤饩€具有較高的能量，可以穿透細(xì)胞膜C．紫外線具有較強(qiáng)的穿透能力，可以穿透人的皮膚，破壞內(nèi)臟器官D．紫外線具有熒光作用紫外線解析A×并不是一切物體都不停地輻射紫外線B√紫外線穿透能力較強(qiáng)，可以穿透細(xì)胞膜，具有殺菌消毒作用，但并不能穿透人的皮膚破壞內(nèi)臟器官

C×D√紫外線具有熒光作用紫外線X射線是由德國(guó)物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)的。X射線是一種波長(zhǎng)比紫外線更短的電磁波。特點(diǎn)：有較強(qiáng)的穿透能力。X射線

(1)X射線①發(fā)現(xiàn)過程：1895年德國(guó)物理學(xué)家倫琴在研究陰極射線的性質(zhì)時(shí)，發(fā)現(xiàn)陰極射線(高速電子流)射到玻璃壁上，管壁會(huì)發(fā)出同種看不見的射線。②產(chǎn)生條件：高速電子流射到任何固體上，都會(huì)產(chǎn)生X射線。③特性：穿透本領(lǐng)很大。④應(yīng)用：工業(yè)上金屬探傷、醫(yī)療上透視人體。X射線(2)γ射線①特性：穿透本領(lǐng)極強(qiáng)。②應(yīng)用：工業(yè)探傷、醫(yī)用治療。

赫茲通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波是一種真實(shí)的物理存在。電磁波是運(yùn)動(dòng)中的電磁場(chǎng)，它可以傳遞能量。電磁波傳遞能量電磁波傳遞能量本課小結(jié)1.關(guān)于電磁波譜，下列說法中正確的是()A．X射線對(duì)生命物質(zhì)有較強(qiáng)的作用，過量的X射線輻射會(huì)引起生物體的病變B．γ射線是波長(zhǎng)最短的電磁波，它比X射線的頻率還要高C．紫外線比紫光更容易發(fā)生干涉和衍射D．在電磁波譜中，最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象的是γ射線課堂訓(xùn)練解析：X射線對(duì)生命物質(zhì)有較強(qiáng)的作用，過量的X射線輻射會(huì)引起生物體的病變，故A正確。γ射線是波長(zhǎng)最短的電磁波，它比X射線的頻率還要高，故B正確。在電磁波譜中從無線電波到γ射線，波長(zhǎng)逐漸減小，頻率逐漸增大，而波長(zhǎng)越大，波動(dòng)性越強(qiáng)，越容易發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象，因此紫光比紫外線更容易發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象，無線電波最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，故C、D錯(cuò)。答案：AB課堂訓(xùn)練2．認(rèn)為光波和無線電波都是電磁波的理由是下面哪幾個(gè)方面()A．真空中傳播速度相同B．都能發(fā)生反射、折射、衍射等現(xiàn)象C．傳播中都不依靠介質(zhì)D．都是由振蕩電路中自由電子的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的課堂訓(xùn)練解析A√光波和無線電波都是電磁波家族中的一員，它們?cè)谡婵罩袀鞑ニ俣认嗤季哂胁ǖ奶赜行再|(zhì)，同時(shí)在傳播中都不依靠別的介質(zhì)

C√B×反射、折射、衍射等現(xiàn)象只能說明光波和無線電波是波，但不能確定是電磁波D×光波和無線電波產(chǎn)生的機(jī)理不同，無線電波是由振蕩電路中自由電子的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，而光波是由于原子的外層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的課堂訓(xùn)練3．防治“非典”期間，在機(jī)場(chǎng)、車站等交通出入口，使用了紅外線熱像儀，紅外線熱像儀通過紅外線遙感，可檢測(cè)出經(jīng)過它的發(fā)熱病人，從而可以有效控制疫情的傳播，關(guān)于紅外線熱像儀，下列說法中正確的是()A．選擇紅外線進(jìn)行檢測(cè)，主要是因?yàn)榧t外線波長(zhǎng)較大，容易發(fā)生明顯衍射B．紅外線熱像儀通過發(fā)射紅外線照射人體來檢測(cè)體溫C．紅外線熱像儀同時(shí)還具有殺菌作用D．一切物體都能發(fā)射紅外線，而且物體在不同溫度下發(fā)射的紅外線的頻率和強(qiáng)度不同課堂訓(xùn)練解析：不同射線具有不同的特點(diǎn)，會(huì)有不同的用途。對(duì)紅外線來說主要特點(diǎn)就是：一切物體都在不停地發(fā)射紅外線，并且發(fā)射的能力跟溫度有關(guān)。紅外線熱像儀就是應(yīng)用了一切物體都在不停地發(fā)射紅外線的特點(diǎn)。答案：D題后反思：紅外線在現(xiàn)代科技和生活中應(yīng)用廣泛，我們要將它們與學(xué)過的有關(guān)知識(shí)聯(lián)系起來。課堂訓(xùn)練4．太陽(yáng)風(fēng)暴襲擊地球時(shí)，不僅會(huì)影響通信，威脅衛(wèi)星，而且會(huì)破壞臭氧層。臭氧層作為地球的保護(hù)傘，是因?yàn)槌粞跄芪仗?yáng)輻射中()A．波長(zhǎng)較短的可見光 B．波長(zhǎng)較長(zhǎng)的可見光C．波長(zhǎng)較短的紫外線 D．波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅外線課堂訓(xùn)練解析C臭氧層的主要作用就是吸收由太陽(yáng)射向地球的紫外線，從而有效地對(duì)地球上的動(dòng)植物起保護(hù)作用。作為人類，保護(hù)臭氧層就是保護(hù)我們自己。故正確的選項(xiàng)是C。課堂訓(xùn)練5．若某種紫外線的頻率為1.5×1015Hz，(1)該紫外線的波長(zhǎng)是多少？(2)紫外線的主要作用有哪些？(3)簡(jiǎn)要說明人體不接受紫外線輻射和大量輻射分別會(huì)產(chǎn)生什么后果？課堂訓(xùn)練答案：(1)200nm(2)熒光作用，滅菌消毒作用(3)不接受紫外線照射時(shí)，不能殺死人體內(nèi)的一些細(xì)菌，人的抗病能力也較弱，也不利于鈣和磷的吸收；紫外線照射過量，則會(huì)傷害皮膚，使體內(nèi)的遺傳物質(zhì)受損，會(huì)把正常細(xì)胞變成癌細(xì)胞。課堂訓(xùn)練備用工具&資料5．若某種紫外線的頻率為1.5×1015Hz，(1)該紫外線的波長(zhǎng)是多少？(2)紫外線的主要作用有哪些？(3)簡(jiǎn)要說明人體不接受紫外線輻射和大量輻射分別會(huì)產(chǎn)生什么后果？課堂訓(xùn)練4．太陽(yáng)風(fēng)暴襲擊地球時(shí)，不僅會(huì)影響通信，威脅衛(wèi)星，而且會(huì)破壞臭氧層。臭氧層作為地球的保護(hù)傘，是因?yàn)槌粞跄芪仗?yáng)輻射中()A．波長(zhǎng)較短的可見光 B．波長(zhǎng)較長(zhǎng)的可見光C．波長(zhǎng)較短的紫外線 D．波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅外線課堂訓(xùn)練電磁波譜按電磁波的波長(zhǎng)或頻率大小的順序把電磁波排列成譜，叫做電磁波譜。電磁波家族有無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線。波長(zhǎng)最長(zhǎng)的是無線電波中的長(zhǎng)波；波長(zhǎng)最短的是γ射線。電磁波譜【例1】根據(jù)電磁波譜選出下列各