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，它的應用更是比比皆是。下面列出的設備中工作時所發(fā)出的波，哪些不屬于電磁波？(1)B超檢查身體時發(fā)出的波；(2)微波爐加熱食物時發(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)電視機遙控器發(fā)出的波。提示：超聲波或次聲波是機械波，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、廣播電臺和電視臺、天體物理研究等。電磁波譜把各種電磁波按波長或頻率的大小順序排列起來，就組成了電磁波譜。按照波長從長到短依次排列成：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)，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。波長最長的是無線電波中的長波；波長最短的是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，其中頻率互相交錯重疊，且波長順序由短到長排列的是()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剖析結(jié)論A微波、紅外線、紫外線的波長由長到短×B在電磁波譜中紫外線、X射線、γ射線有重疊，γ射線波長最短，紫外線波長最長

√D×C紫外線、可見光、紅外線雖相鄰，但它們?nèi)唛g波長有明確的界線，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比無線電波短，比可見光長。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。顯著作用：熱效應。用途：測體溫，紅外遙感和軍事應用。紅外線紅外線的應用①發(fā)現(xiàn)過程：1800年英國物理學家赫謝耳用靈敏溫度計研究光譜中各色光的熱作用時，把溫度計移至紅光區(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)分子振動的固有頻率，更容易引起分子的共振，所以有明顯的熱效應。④應用：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可見光只在一個很窄的波段內(nèi)，通常波長范圍為400～770nm，不同頻率(或波長)的可見光顏色不同，頻率最高(波長最短)的是紫光，頻率最低(波長最長)的是紅光。③應用：攝影、照明。④天空看起來是藍色的，是由于波長較短的光比波長較長的光更容易被散射；傍晚的陽光比較紅，是由于大氣對波長較短的紫光比波長較長的紅光、橙光吸收較強的緣故。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可見光只在一個很窄的波段內(nèi)，通常波長范圍為400～770nm，不同頻率(或波長)的可見光顏色不同，頻率最高(波長最短)的是紫光，頻率最低(波長最長)的是紅光。③應用：攝影、照明。④天空看起來是藍色的，是由于波長較短的光比波長較長的光更容易被散射；傍晚的陽光比較紅，是由于大氣對波長較短的紫光比波長較長的紅光、橙光吸收較強的緣故。紅外線能使人的眼睛產(chǎn)生視覺效應的電磁波，稱為可見光。波長在400nm到760nm之間?？梢姽馓炜諡槭裁词橇恋模坑钪娴谋尘皡s是黑的？因為我們地球的表面有大氣層，白天的時候陽光雖然從某一方向照射，但是陽光會被大氣層向四面八方散射，這樣整個天空就都亮了。在宇宙中，雖然有很多很多發(fā)光的恒星，但因為是真空，無法散射光芒，所以背景看起來就是黑的?？梢姽獠ㄩL范圍在5nm到370nm之間的電磁波是紫外線。顯著特點：能量高，有殺菌消毒作用用途：促進鈣吸收，防偽，殺毒消毒。紫外線①發(fā)現(xiàn)過程：1801年德國物理學家里特，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：化學作用，熒光效應促進人體合成維生素D。③紫外照相、驗鈔機、黑光燈都是利用紫外線的熒光效應。殺菌、消毒主要應用紫外線的化學效應。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為紫外線具有較高的能量，可以穿透細胞膜C．紫外線具有較強的穿透能力，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，可以穿透細胞膜，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射線是由德國物理學家倫琴發(fā)現(xiàn)的。X射線是一種波長比紫外線更短的電磁波。特點：有較強的穿透能力。X射線

(1)X射線①發(fā)現(xiàn)過程：1895年德國物理學家倫琴在研究陰極射線的性質(zhì)時，發(fā)現(xiàn)陰極射線(高速電子流)射到玻璃壁上，管壁會發(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，都會產(chǎn)生X射線。③特性：穿透本領很大。④應用：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：穿透本領極強。②應用：工業(yè)探傷、醫(yī)用治療。

赫茲通過實驗證實了電磁波是一種真實的物理存在。電磁波是運動中的電磁場，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射線對生命物質(zhì)有較強的作用，過量的X射線輻射會引起生物體的病變B．γ射線是波長最短的電磁波，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射線課堂訓練解析：X射線對生命物質(zhì)有較強的作用，過量的X射線輻射會引起生物體的病變，故A正確。γ射線是波長最短的電磁波，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，波長逐漸減小，頻率逐漸增大，而波長越大，波動性越強，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。答案：AB課堂訓練2．認為光波和無線電波都是電磁波的理由是下面哪幾個方面()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動產(chǎn)生的課堂訓練解析A√光波和無線電波都是電磁波家族中的一員，它們在真空中傳播速度相同，都具有波的特有性質(zhì)，同時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)生的機理不同，無線電波是由振蕩電路中自由電子的運動產(chǎn)生的，而光波是由于原子的外層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的課堂訓練3．防治“非典”期間，在機場、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．選擇紅外線進行檢測，主要是因為紅外線波長較大，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體溫C．紅外線熱像儀同時還具有殺菌作用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度不同課堂訓練解析：不同射線具有不同的特點，會有不同的用途。對紅外線來說主要特點就是：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用了一切物體都在不停地發(fā)射紅外線的特點。答案：D題后反思：紅外線在現(xiàn)代科技和生活中應用廣泛，我們要將它們與學過的有關(guān)知識聯(lián)系起來。課堂訓練4．太陽風暴襲擊地球時，不僅會影響通信，威脅衛(wèi)星，而且會破壞臭氧層。臭氧層作為地球的保護傘，是因為臭氧能吸收太陽輻射中()A．波長較短的可見光 B．波長較長的可見光C．波長較短的紫外線 D．波長較長的紅外線課堂訓練解析C臭氧層的主要作用就是吸收由太陽射向地球的紫外線，從而有效地對地球上的動植物起保護作用。作為人類，保護臭氧層就是保護我們自己。故正確的選項是C。課堂訓練5．若某種紫外線的頻率為1.5×1015Hz，(1)該紫外線的波長是多少？(2)紫外線的主要作用有哪些？(3)簡要說明人體不接受紫外線輻射和大量輻射分別會產(chǎn)生什么后果？課堂訓練答案：(1)200nm(2)熒光作用，滅菌消毒作用(3)不接受紫外線照射時，不能殺死人體內(nèi)的一些細菌，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，則會傷害皮膚，使體內(nèi)的遺傳物質(zhì)受損，會把正常細胞變成癌細胞。課堂訓練備用工具&資料5．若某種紫外線的頻率為1.5×1015Hz，(1)該紫外線的波長是多少？(2)紫外線的主要作用有哪些？(3)簡要說明人體不接受紫外線輻射和大量輻射分別會產(chǎn)生什么后果？課堂訓練4．太陽風暴襲擊地球時，不僅會影響通信，威脅衛(wèi)星，而且會破壞臭氧層。臭氧層作為地球的保護傘，是因為臭氧能吸收太陽輻射中()A．波長較短的可見光 B．波長較長的可見光C．波長較短的紫外線 D．波長較長的紅外線課堂訓練電磁波譜按電磁波的波長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。波長最長的是無線電波中的長波；波長最短的是γ射線。電磁波譜【例1】根據(jù)電磁波譜選出下列各