4.4 電磁波譜（解析版）

4.4電磁波譜模塊一學(xué)問把握學(xué)問點(diǎn)一電磁波譜【學(xué)問梳理】1．電磁波譜：按電磁波的波長大小或頻率凹凸的挨次排列成的譜，叫作電磁波譜．2．依據(jù)波長從長到短依次排列為無線電波、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波長(頻率)，具有不同的特性．【重難詮釋】1．電磁波譜及介紹無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線合起來便構(gòu)成了范圍格外寬敞的電磁波譜．如圖所示是按波長由長到短(頻率由低到高)的挨次排列的．2．各種電磁波的共性(1)在本質(zhì)上都是電磁波，遵循相同的規(guī)律，各波段之間的區(qū)分并沒有確定的意義．(2)都遵循公式v＝λf，在真空中的傳播速度都是c＝3×108m/s.(3)傳播都不需要介質(zhì)．(4)都具有反射、折射、衍射和干涉的特性．（2023??？谌＃┦褂盟{(lán)牙耳機(jī)可以接聽手機(jī)來電，藍(lán)牙通信的電磁波波段為（2.4～2.48）×109Hz。已知可見光的波段為（3.9～7.5）×1014Hz，則藍(lán)牙通信的電磁波（）A．是藍(lán)光 B．波長比可見光短 C．比可見光更簡潔發(fā)生衍射現(xiàn)象 D．在真空中的傳播速度比可見光小【解答】解：ABC、依據(jù)題意，可知藍(lán)牙通信的電磁波頻率小于可見光的波段頻率，所以藍(lán)牙通信的電磁波屬于無線電波，依據(jù)公式c＝λf，可得其波長比觀察光的波長要長，依據(jù)明顯衍射的條件，可知藍(lán)牙通信的電磁波比比可見光更簡潔發(fā)生衍射現(xiàn)象，故AB錯誤，C正確；D、全部電磁波在真空中的傳播速度都等于光速，故D錯誤。故選：C。（2023春?江寧區(qū)期末）太赫茲（THz）波是指頻率在0.1～10THz（波長為3000μm～30μm）范圍內(nèi)的電磁波，利用該頻段可以加深和拓展人類對物理學(xué)、化學(xué)、天文學(xué)、信息學(xué)和生命科學(xué)中一些基本科學(xué)問題的生疏，通過和電磁波譜對比，下列說法正確的是（）A．太赫茲波比紅光更簡潔發(fā)生明顯衍射 B．太赫茲波比紫外線的能量更大 C．太赫茲波比短波頻率更小 D．太赫茲波可以用于工業(yè)探傷【解答】解：A、發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是障礙物的尺度或者孔徑小于波長或與波長差不多，太赫茲波長比紅光大，更簡潔發(fā)生明顯衍射，故A正確；B、由c＝λf可知，波長越大，頻率越小，太赫茲波長比紫外線大，頻率低于紫外線，依據(jù)愛因斯坦的光子說，可知它的光子的能量比紫外線光子的能量更小，故B錯誤；C、太赫茲波長比短波小，頻率比短波大，故C錯誤；D、由于頻率越高，其穿透力越強(qiáng)，太赫茲波頻率遠(yuǎn)低于X射線，其比X射線穿透力量更弱，不行以用于工業(yè)探傷，故D錯誤。故選：A。（2022秋?津南區(qū)校級期末）關(guān)于電磁場和電磁波，下列說法不正確的是（）A．變化的電場能夠產(chǎn)生磁場，變化的磁場能夠產(chǎn)生電場 B．麥克斯韋預(yù)言電磁波的存在 C．無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線都是電磁波 D．紫外線是一種波長比紫光更長的電磁波，能夠滅菌消毒【解答】解：A、依據(jù)麥克斯韋電磁場理論，可知周期性變化的電場能產(chǎn)生周期性變化磁場，周期性變化的磁場能產(chǎn)生周期性變化的電場；均勻變化的電場產(chǎn)生恒定的磁場，均勻變化的產(chǎn)生恒定的電場磁場，故A正確；B、麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，故B錯誤；C、依據(jù)電磁波譜的基本內(nèi)容可知，無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線都是電磁波，故C正確；D、紫外線是一種波長比紫光波長更短的、頻率比紫光更高的電磁波，主要應(yīng)用滅菌消毒和鈔票防偽上，故D錯誤。本題選擇不正確的，故選：D。學(xué)問點(diǎn)二電磁波的特性及應(yīng)用【情境導(dǎo)入】電磁波在我們?nèi)粘Ｉ钪袘?yīng)用相當(dāng)廣泛，請你列舉出下列電磁波的應(yīng)用實(shí)例：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和γ射線．【答案】無線電波：收音機(jī)；紅外線：紅外線理療儀；可見光：人看到的五彩繽紛的世界；紫外線：紫外線消毒燈；X射線：X光透視機(jī)；γ射線：γ射線探傷．【學(xué)問梳理】1．無線電波：把波長大于1mm(頻率低于300GHz)的電磁波稱作無線電波，主要用于通信、廣播及其他信號傳輸．雷達(dá)是利用電磁波遇到障礙物要發(fā)生反射，以此來測定物體位置的無線電設(shè)備，其利用的是波長較短的微波．2．紅外線(1)紅外線是一種光波，波長比無線電波短，比可見光長．(2)全部物體都放射紅外線，熱物體的紅外輻射比冷物體的紅外輻射強(qiáng)．(3)紅外線的應(yīng)用主要有紅外遙感技術(shù)和紅外體溫計(jì)．3．可見光可見光的波長在400～760nm之間．4．紫外線(1)波長范圍在5～370nm之間，不能引起人的視覺．(2)具有較高的能量，應(yīng)用于滅菌消毒，具有較強(qiáng)的熒光效應(yīng)，用來激發(fā)熒光物質(zhì)發(fā)光．5．X射線和γ射線(1)X射線波長比紫外線短，有很強(qiáng)的穿透本事，用來檢查金屬構(gòu)件內(nèi)部有無裂紋或氣孔，醫(yī)學(xué)上用于檢查人體的內(nèi)部器官．(2)γ射線波長比X射線更短，具有很高的能量，穿透力更強(qiáng)，醫(yī)學(xué)上用來治療某些癌癥，工業(yè)上也可用于探測金屬構(gòu)件內(nèi)部是否有缺陷．【重難詮釋】不同電磁波的特性及應(yīng)用電磁波譜無線電波紅外線可見光紫外線X射線γ射線頻率由左向右，頻率變化為由低到高真空中的波長由左向右，波長變化為由長到短特性波動性強(qiáng)熱效應(yīng)強(qiáng)感光性強(qiáng)化學(xué)作用、熒光效應(yīng)強(qiáng)穿透力強(qiáng)穿透力最強(qiáng)（2023春?西城區(qū)校級期末）關(guān)于電磁波及其應(yīng)用，下列說法正確的是（）A．雷達(dá)測距和測速利用的是無線電波衍射的原理 B．“中國天眼”（FAST）射電望遠(yuǎn)鏡探測的是宇宙中的無線電波 C．晶體中原子間距與γ射線波長接近，通過γ射線衍射試驗(yàn)可以推想晶體結(jié)構(gòu) D．非接觸式體溫計(jì)通過探測人體輻射的紫外線來測量體溫【解答】解：A、雷達(dá)測距和測速利用的是無線電波的多普勒效應(yīng)，故A錯誤；B、“中國天眼”（FAST）射電望遠(yuǎn)鏡探測的是宇宙中的無線電波，故B正確；C、晶體中原子間距與X射線波長接近，通過X射線衍射試驗(yàn)可以推想晶體結(jié)構(gòu)，故C錯誤；D、非接觸式體溫計(jì)通過探測人體輻射的紅外線來測量體溫，故D錯誤。故選：B。（2023春?天寧區(qū)校級月考）關(guān)于各種電磁波的性質(zhì)比較，下列說法中正確的有（）A．由于紅外線的波長比可見光長，所以比可見光更易發(fā)生衍射 B．由于γ射線的波長太短了，所以根本無法發(fā)生干涉、衍射 C．頻率越高的電磁波在真空中傳播的速度越快 D．γ射線的穿透力量最強(qiáng)，所以最適于用來透視人體，檢查骨骼和其他病變狀況【解答】解：A、波長越長衍射越明顯，由于紅外線的波長比可見光長，所以比可見光更易發(fā)生衍射現(xiàn)象，故A正確；B、只要是波都可發(fā)生干涉和衍射，故B錯誤；C、無論哪一種電磁波在真空中的傳播速度都相同，故C錯誤；D、X射線的穿透力較強(qiáng)，最適合用來透視人體，γ射線的穿透力量太強(qiáng)，能量值太大，不適合用來透射人體，故D錯誤。故選：A。（2023春?濱海新區(qū)期末）關(guān)于電磁波下列說法正確的是（）A．麥克斯韋通過試驗(yàn)驗(yàn)證了“變化的電場產(chǎn)生磁場”和“變化的磁場產(chǎn)生電場”，并證明白電磁波的存在 B．醫(yī)院里常用X射線照射病房和手術(shù)室進(jìn)行消毒 C．一切物體都輻射紅外線、這種輻射與物體的溫度有關(guān) D．電磁波的傳播需要介質(zhì)，其在介質(zhì)中的傳播速度等于光速【解答】解：A、麥克斯韋提出了電磁場理論，赫茲通過試驗(yàn)驗(yàn)證了“變化的電場產(chǎn)生磁場”和“變化的磁場產(chǎn)生電場”，并證明白電磁波的存在，故A錯誤；B、醫(yī)院里常用紫外線照射病房和手術(shù)室進(jìn)行消毒，故B錯誤；C、一切物體都在輻射紅外線，紅外線屬于電磁波，這種輻射與物體的溫度有關(guān)，故C正確；D、電磁波的傳播不需要介質(zhì)，電磁波在真空也能傳播，其在介質(zhì)中的傳播速度小于光速，故D錯誤。故選：C。模塊三鞏固提高（2023?荔灣區(qū)開學(xué)）“神舟五號”飛船飛行過程中，由多個(gè)地面測控站和四艘“遠(yuǎn)望號”遠(yuǎn)洋航天測量船組成了測控網(wǎng)，通過放射和接收某種波，對飛船進(jìn)行跟蹤、測量與把握。這種波是（）A．紅外線 B．X射線 C．電磁波 D．超聲波【解答】解：在用于通信的電磁波中，不同用途的設(shè)備使用的電磁波的頻率范圍不同，用于電視、雷達(dá)、無線電導(dǎo)航及測控等的是微波（電磁波的一種），故C正確，ABD錯誤；故選：C。（2022秋?淄博期末）隨著通信技術(shù)的更新?lián)Q代，第5代移動通信技術(shù)（簡稱5G）比4G具有更高的頻率和更大的網(wǎng)絡(luò)容載力量。與4G相比，5G使用的電磁波（）A．光子能量更小 B．衍射現(xiàn)象更明顯 C．傳播速度更大 D．波長更短【解答】解：A．由于5G使用的電磁波頻率比4G高，依據(jù)E＝hν可知，5G使用的電磁波比4G光子能量更大，故A錯誤；B．發(fā)生明顯衍射的條件是障礙物（或孔）的尺寸可以跟波長相比，甚至比波長還小；因5G使用的電磁波頻率更高，即波長更短，故5G越不簡潔發(fā)生明顯衍射，故B錯誤；C．光在真空中的傳播速度都是相同的，故C錯誤；D．因5G使用的電磁波頻率更高，依據(jù)v＝λf可知，波長更短，故D正確。故選：D。（多選）（2023春?紅橋區(qū)校級期中）關(guān)于電磁波譜，下列說法中正確的是（）A．電視遙控器利用的是紅外線 B．醫(yī)院里常用X射線對病房和手術(shù)室進(jìn)行消毒 C．利用紫外線的熒光效應(yīng)可設(shè)計(jì)防偽措施 D．γ射線波長比X射線波長短【解答】解：A.人們利用紅外線可以遙把握成電視、空調(diào)遙控器等，故A正確；B.醫(yī)院里常用紫外線對病房和手術(shù)室進(jìn)行消毒；X射線用來進(jìn)行透視；故B錯誤；C.紫外線具有熒光效應(yīng)；故利用紫外線的熒光效應(yīng)可做防偽標(biāo)識；故C正確；D.依據(jù)光譜的性質(zhì)可知，γ射線波長比X射線波長短；故D正確；故選：ACD。（2022?景東縣校級開學(xué)）關(guān)于電磁波的特性和應(yīng)用，下列說法正確的是（）A．紅外線和X射線都有很高的穿透本事，常用于醫(yī)學(xué)上透視人體 B．過強(qiáng)的紫外線照射有利于人的皮膚健康 C．電磁波中頻率最大的是X射線 D．紫外線和X射線都可以使感光底片感光【解答】解：A、紅外線具有明顯的熱效應(yīng)，常用于加熱物體，X射線有很高的穿透本事，常用于醫(yī)學(xué)上透視人體，故A錯誤；B、適量的紫外線照射會促進(jìn)人體對鈣的吸取，過強(qiáng)的紫外線照射對人的皮膚健康有害，故B錯誤；C、電磁波中頻率最大為γ射線，有極強(qiáng)的穿透力量和很高的能量，可以摧毀病變的細(xì)胞，故C錯誤；D．紫外線和X射線都具有明顯的化學(xué)效應(yīng)，可以使感光底片感光，故D正確。故選：D。（2023?浙江模擬）圖甲呈現(xiàn)了在醫(yī)院用某頻段電磁波進(jìn)行醫(yī)學(xué)成像診斷的場景，圖乙是技術(shù)所成的相片。關(guān)于該成像技術(shù)，下列說法中正確的是（）A．該頻段的電磁波屬于γ射線 B．可以利用該頻段的電磁波進(jìn)行滅菌消毒 C．可以利用該頻段的電磁波制成不需要與身體接觸的溫度計(jì) D．可以利用該頻段的電磁波在車站、機(jī)場等地探測箱內(nèi)的物品【解答】解：A．醫(yī)院利用X光線能穿透物質(zhì)，來檢查人體的內(nèi)部器官，故可推斷該頻段的電磁波為X射線；醫(yī)學(xué)上利用γ射線摧毀病變的細(xì)胞，故A錯誤；B．紫外線可以進(jìn)行滅菌消毒，故B錯誤；C．利用紅外線的熱輻射可以制成不需要與身體接觸的溫度計(jì)，故C錯誤；D．由于X光線能穿透物質(zhì)，故可利用X射線在車站、機(jī)場等地探測箱內(nèi)的物品，故D正確。故選：D。（2023春?徐州期中）關(guān)于生活中遇到的各種電磁波，下列說法正確的是（）A．醫(yī)院里“CT”機(jī)使用的電磁波是γ射線，它具有較強(qiáng)的穿透力量 B．紫外線常用于衛(wèi)星通信、電視等信號的傳輸，它還可用于消毒 C．“浴霸”的取暖燈泡能發(fā)出較強(qiáng)的紅外線，它具有顯著的熱效應(yīng) D．X射線可以摧毀病變的細(xì)胞，常用于治療各種癌癥【解答】解：A．γ射線的穿透力很強(qiáng)，X射線的穿透力足夠穿透人體器官；而且，X射線的激發(fā)需要高電壓，關(guān)掉電壓之后，X射線沒有輻射，比較平安；γ射線隨時(shí)隨地都在輻射，擔(dān)憂全；故醫(yī)院里“CT”機(jī)使用的電磁波是X射線，利用X射線能夠穿透物質(zhì)，來檢查人體的內(nèi)部器官，故A錯誤；B．微波常用于衛(wèi)星通信、電視等信號的傳輸，紫外線用于消毒，故B錯誤；C．“浴霸”的取暖燈泡能發(fā)出較強(qiáng)的紅外線，利用紅外線的熱效應(yīng)進(jìn)行取暖，故C正確；D．γ射線的穿透力很強(qiáng)，故在醫(yī)學(xué)上，使用γ射線摧毀病變的細(xì)胞，常用于治療各種癌癥，故D錯誤。故選：C。（2023春?徐匯區(qū)校級期中）“中國天眼”位于貴州的大山深處，是500m口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（FAST）。它通過接收來自宇宙深處的電磁波，探究宇宙，下列關(guān)于電磁波的說法正確的是（）A．紫外線的波長比紅外線短 B．麥克斯韋認(rèn)為均勻變化的電場能激發(fā)出變化的磁場，空間將產(chǎn)生電磁波 C．電磁波在任何介質(zhì)中傳播速度均為3×108m/s D．普朗克通過試驗(yàn)捕獲到電磁波，證明白麥克斯韋的電磁理論【解答】解：A.因電磁波在真空中速度相同，均為光速，則由c＝λf可得，頻率越大的電磁波，波長越短，紫外線的頻率比紅外線頻率大，故紫外線的波長比紅外線波長短，故A正確；B.均勻變化的電場激發(fā)恒定的磁場，恒定的磁場無法再形成電場，故無法在空間中產(chǎn)生電磁波，故B錯誤；C.真空中的電磁波的速度為3×108m/s，而在其他介質(zhì)中電磁波的速度不再是3×108m/s，故C錯誤；D.赫茲通過試驗(yàn)捕獲到電磁波，證明白麥克斯韋的電磁理論，故D錯誤。故選：A。（2022秋?蘆溪縣校級期末）在新冠肺炎疫情防控期間。測量體溫成為重要的防疫措施之一，醫(yī)學(xué)上常用的水銀體溫計(jì)可以在家庭中使用，紅外測溫槍在學(xué)校、居民區(qū)、辦公樓、商場等公共場所廣泛應(yīng)用，如圖是紅外測溫槍，下列說法中正確的是（）A．水銀體溫計(jì)可以用來測量佛水的溫度 B．紅外測溫槍和電熨斗中的溫度敏感元件相同 C．紅外測溫槍向人體放射紅外線，從而測量人體溫度 D．紅外測溫檢測量人體溫度時(shí)，離人體越遠(yuǎn)，顯示溫度越低【解答】解：A、水銀體溫計(jì)的測