物理第四章電磁振蕩與電磁波第4節(jié)電磁波譜[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1．知道電磁波譜及組成部分。2．知道無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、X射線、γ射線的特點(diǎn)及作用。01必備知識(shí)素養(yǎng)奠基02關(guān)鍵能力素養(yǎng)形成03分層演練素養(yǎng)達(dá)標(biāo)知識(shí)點(diǎn)1無(wú)線電波1．電磁波譜：按電磁波的波長(zhǎng)大小或頻率高低的順序排列成譜，叫作電磁波譜。2．按照波長(zhǎng)從長(zhǎng)到短依次排列為無(wú)線電波、_________、可見(jiàn)光、_________、_________、γ射線。不同的電磁波由于具有不同的____________，才具有不同的特性。3．無(wú)線電波：波長(zhǎng)大于1mm(頻率低于300GHz)的電磁波稱作無(wú)線電波，主要用于_______、廣播及其他信號(hào)傳輸。紅外線紫外線X射線波長(zhǎng)(頻率)通信知識(shí)點(diǎn)2紅外線1．紅外線是一種光波，波長(zhǎng)比無(wú)線電波_______，比可見(jiàn)光_______，不能引起人的視覺(jué)。2．所有物體都發(fā)射紅外線，熱物體的紅外輻射比冷物體的紅外輻射_______。3．紅外線主要用于______________和紅外高速攝影。短長(zhǎng)強(qiáng)紅外遙感知識(shí)點(diǎn)3可見(jiàn)光可見(jiàn)光的波長(zhǎng)在400nm到760nm之間。知識(shí)點(diǎn)4紫外線1．波長(zhǎng)范圍在_____________________之間，不能引起人的視覺(jué)。2．具有_______的能量，應(yīng)用于滅菌消毒，具有較強(qiáng)的_______效應(yīng)，用來(lái)激發(fā)熒光物質(zhì)發(fā)光。5

nm到370

nm較高熒光[判一判]1．(1)各種電磁波中最容易表現(xiàn)出干涉和衍射現(xiàn)象的是γ射線。(

)(2)低溫物體不能輻射紅外線。(

)(3)紅外線有顯著的熱效應(yīng)，紫外線有顯著的化學(xué)作用。(

)××√知識(shí)點(diǎn)5

X射線和γ射線1．X射線波長(zhǎng)比紫外線_______，穿透力較_______，用來(lái)檢查工業(yè)部件有無(wú)裂紋或氣孔，醫(yī)學(xué)上用于______________。

2．γ射線波長(zhǎng)比X射線還要短，具有_______的能量，穿透力_______，醫(yī)學(xué)上用來(lái)治療癌癥，工業(yè)上用于探測(cè)金屬部件內(nèi)部是否有缺陷。短強(qiáng)人體透視很高更強(qiáng)[判一判]2．(1)X射線的穿透本領(lǐng)比γ射線更強(qiáng)。(

)(2)X射線對(duì)生命物質(zhì)有較強(qiáng)的作用，過(guò)量的X射線輻射會(huì)引起生物體的病變。(

)(3)γ射線是波長(zhǎng)最短的電磁波，它比X射線的頻率還要高。(

)×√√1．(電磁波譜)(多選)在下列電磁波中，波長(zhǎng)按從長(zhǎng)到短排列的是(

)A．無(wú)線電波、可見(jiàn)光、紅外線B．無(wú)線電波、可見(jiàn)光、γ射線C．紅光、黃光、綠光D．紫外線、X射線、γ射線√√√解析：電磁波譜按波長(zhǎng)從長(zhǎng)到短的排列順序依次是無(wú)線電波→紅外線→可見(jiàn)光(紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫)→紫外線→X射線→γ射線，B、C、D正確。2．(無(wú)線電波)一種電磁波入射到半徑為1m的孔上，可發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，這種波屬于電磁波譜的哪個(gè)區(qū)域(

)A．可見(jiàn)光 B．γ射線C．無(wú)線電波

D．紫外線√解析：發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件：障礙物或孔的尺寸大小跟光的波長(zhǎng)差不多或比波長(zhǎng)還要小。電磁波中的無(wú)線電波波長(zhǎng)范圍是10－3～104m，紅外線波長(zhǎng)范圍是10－7～10－3m，可見(jiàn)光、紫外線、γ射線的波長(zhǎng)更短，所以只有無(wú)線電波符合條件，C正確。3．(電磁波的特性及應(yīng)用)電磁波在生活中有著廣泛的應(yīng)用。不同波長(zhǎng)的電磁波具有不同的特性，因此也有不同的應(yīng)用。下列器材與其所應(yīng)用的電磁波對(duì)應(yīng)關(guān)系不正確的是(

)A．雷達(dá)——無(wú)線電波B．手機(jī)——X射線C．紫外消毒柜——紫外線D．遙控器——紅外線√解析：雷達(dá)是利用了無(wú)線電波中微波來(lái)測(cè)距的，故A不符合題意；手機(jī)采用的是無(wú)線電波，X射線對(duì)人體有很大的輻射，不能用于通信，故B符合題意；紫外線具有很強(qiáng)的消毒作用，故C不符合題意；紅外線可以用于遙控器，故D不符合題意。4．(電磁波譜)下列關(guān)于電磁波譜的說(shuō)法中，正確的是(

)A．夏天太陽(yáng)把地面曬得發(fā)熱是因?yàn)榭梢?jiàn)光的熱效應(yīng)在各種電磁波中是最強(qiáng)的B．驗(yàn)鈔機(jī)驗(yàn)鈔票真?zhèn)误w現(xiàn)了紅外線的熒光效應(yīng)C．利用雷達(dá)測(cè)出發(fā)射微波脈沖及接收到脈沖的時(shí)間間隔可以確定雷達(dá)和目標(biāo)的距離D．相同條件下，電磁波譜中最難發(fā)生衍射的是X射線√解析：熱效應(yīng)最強(qiáng)的是紅外線，A錯(cuò)誤；驗(yàn)鈔機(jī)是利用了紫外線的熒光效應(yīng)，B錯(cuò)誤；電磁波測(cè)距就是利用發(fā)射脈沖和接收脈沖的時(shí)間間隔來(lái)確定的，C正確；電磁波譜中比X射線波長(zhǎng)短的還有γ射線，D錯(cuò)誤。5．(紅外線、可見(jiàn)光、紫外線)如圖所示的容器中盛有含碘的二硫化碳溶液，在太陽(yáng)光的照射下，地面呈現(xiàn)的是圓形黑影，在黑影中放一支溫度計(jì)，可發(fā)現(xiàn)溫度計(jì)顯示的溫度明顯上升，

則由此可判定(

)A．含碘的二硫化碳溶液對(duì)于可見(jiàn)光是透明的B．含碘的二硫化碳溶液對(duì)于紫外線是不透明的C．含碘的二硫化碳溶液對(duì)于紅外線是透明的D．含碘的二硫化碳溶液對(duì)于紅外線是不透明的√解析：紫外線具有熒光效應(yīng)，紅外線熱效應(yīng)明顯，可見(jiàn)光有視覺(jué)感應(yīng)，地面呈現(xiàn)的是圓形黑影，說(shuō)明含碘的二硫化碳溶液對(duì)于可見(jiàn)光是不透明的；溫度計(jì)顯示的溫度明顯上升，紅外線熱效應(yīng)明顯，故說(shuō)明含碘的二硫化碳溶液對(duì)于紅外線是透明的，故C正確。探究一無(wú)線電波【問(wèn)題導(dǎo)引】為什么超遠(yuǎn)程無(wú)線電利用無(wú)線電波中的長(zhǎng)波波段，而雷達(dá)利用微波波段？提示：根據(jù)波的衍射特性，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，越容易繞過(guò)障礙物，所以超遠(yuǎn)程無(wú)線電利用長(zhǎng)波波段。微波波長(zhǎng)短，傳播時(shí)方向性好，雷達(dá)正是利用了微波傳播的方向性好的特點(diǎn)。1．無(wú)線電波：波長(zhǎng)從幾毫米到幾十千米(頻率小于300GHz)的電磁波，分為長(zhǎng)波、中波、短波和微波。2．應(yīng)用：長(zhǎng)、中、短波用于發(fā)送廣播信號(hào)。微波用于發(fā)送電視信號(hào)和微波爐?！纠?】(多選)雷達(dá)是應(yīng)用電磁波來(lái)工作的，它發(fā)射的電磁波頻率多在300MHz至1000MHz的范圍內(nèi)。已知真空中光速c＝3×108m/s，下列說(shuō)法正確的是(

)A．電磁波可由恒定不變的電場(chǎng)和磁場(chǎng)產(chǎn)生B．電磁波可由周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)產(chǎn)生C．雷達(dá)發(fā)射的電磁波在真空中的波長(zhǎng)范圍多在0.3m至1m之間D．雷達(dá)與目標(biāo)之間的距離可由電磁波從發(fā)射到接收的時(shí)間間隔確定√√√[針對(duì)訓(xùn)練1]我國(guó)成功研發(fā)的反隱身先進(jìn)米波雷達(dá)堪稱隱身飛機(jī)的克星，它標(biāo)志著我國(guó)雷達(dá)研究又創(chuàng)新的里程碑。米波雷達(dá)發(fā)射無(wú)線電波的波長(zhǎng)在1～10m范圍內(nèi)，則對(duì)該無(wú)線電波的判斷正確的是(

)A．米波的頻率比厘米波頻率高B．和機(jī)械波一樣須靠介質(zhì)傳播C．同光波一樣會(huì)發(fā)生反射現(xiàn)象D．不可能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象√[針對(duì)訓(xùn)練2]我國(guó)“神舟七號(hào)”航天員翟志剛首次實(shí)現(xiàn)了中國(guó)航天員在太空的艙外活動(dòng)(如圖所示)，“神舟七號(hào)”載人航天飛行取得了圓滿成功，這是我國(guó)航天發(fā)展史上的又一里程碑。艙外的航天員與艙內(nèi)的航天員近在咫尺，但要進(jìn)行對(duì)話，一般需要利用(

)A．直接對(duì)話

B．紫外線C．紅外線

D．無(wú)線電波解析：現(xiàn)代的移動(dòng)通信都是利用無(wú)線電波來(lái)傳遞信息的，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確?！烫骄慷t外線可見(jiàn)光紫外線【問(wèn)題導(dǎo)引】

手持式紅外線測(cè)溫儀可以在不接觸人體的情況下測(cè)量人體的溫度，紅外線測(cè)溫儀是利用紅外線的哪個(gè)特性？提示：測(cè)溫儀是利用紅外線的熱效應(yīng)。1．紅外線(1)紅外線是一種波長(zhǎng)比紅光的波長(zhǎng)還長(zhǎng)的不可見(jiàn)光。其波長(zhǎng)范圍很寬，約760～106nm。(2)顯著作用：熱效應(yīng)。(3)英國(guó)天文學(xué)家赫歇爾于1800年首先發(fā)現(xiàn)紅外線。一切物體都在不停地輻射紅外線，物體溫度越高，其輻射出的紅外線越強(qiáng)。應(yīng)用：紅外體溫計(jì)、紅外夜視儀、紅外攝影、紅外遙感技術(shù)、加熱等。2．可見(jiàn)光(1)能作用于人的眼睛并引起視覺(jué)的光叫作可見(jiàn)光，如：紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫各色光。在電磁波中是一個(gè)很窄的波段(波長(zhǎng)為400～760nm)。(2)觀察物體，照相等，都是可見(jiàn)光的應(yīng)用。序號(hào)紅橙黃綠藍(lán)、靛紫真空中的波長(zhǎng)λ/nm760～630630～600600～570570～500500～430430～4003.紫外線(1)紫外線是一種波長(zhǎng)比紫光還短的不可見(jiàn)光；其波長(zhǎng)范圍約為5～370nm。(2)顯著作用：①熒光效應(yīng)；②化學(xué)作用；③殺菌消毒。(3)德國(guó)物理學(xué)家里特于1801年首先發(fā)現(xiàn)紫外線。一切高溫物體發(fā)出的光中，都有紫外線?！纠?】間諜衛(wèi)星上裝有某種遙感照相機(jī)，可用來(lái)探測(cè)軍用和民用目標(biāo)。這種照相機(jī)能拍到晚上關(guān)燈行駛的汽車，即使車隊(duì)離開(kāi)也瞞不過(guò)它。這種遙感照相機(jī)敏感的電磁波屬于(

)A．可見(jiàn)光波段 B．紅外波段C．紫外波段

D．X射線波段√[解析]任何物體都在向外輻射紅外線，溫度越高輻射越強(qiáng)，導(dǎo)彈發(fā)射、汽車行駛時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度很高，會(huì)輻射出強(qiáng)烈的紅外線。車隊(duì)離開(kāi)后，空氣中的熱還沒(méi)有馬上散發(fā)掉，遙感照相機(jī)還能探測(cè)到車隊(duì)剛剛走過(guò)的軌跡?！纠?】據(jù)科學(xué)家預(yù)測(cè)，太陽(yáng)風(fēng)暴的破壞力遠(yuǎn)超過(guò)“卡特里娜”颶風(fēng)。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(jiàn)光B．波長(zhǎng)較長(zhǎng)的可見(jiàn)光C．波長(zhǎng)較短的紫外線D．波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅外線√[解析]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C正確。[針對(duì)訓(xùn)練3]在烤箱中能看見(jiàn)一種淡紅色的光，下列關(guān)于這種光的說(shuō)法中正確的是(

)A．是電熱絲發(fā)出的紅外線B．是電熱絲發(fā)出的紅光C．主要是利用這種光為食物加熱D．給食物加熱是利用比這種光波長(zhǎng)更短的電磁波解析：烤箱中看到的淡紅色的光是可見(jiàn)的紅光，起加熱作用的主要是波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅外線，而不是紅光，故B正確。√探究三X射線和γ射線【問(wèn)題導(dǎo)引】CT檢查是現(xiàn)代一種較先進(jìn)的醫(yī)學(xué)掃描檢查技術(shù)。CT機(jī)是利用X射線還是γ射線工作的？提示：X射線1．X射線(1)倫琴射線(X射線)是一種波長(zhǎng)比紫外線更短的電磁波。(2)特性：有較強(qiáng)的穿透能力。(3)X射線由德國(guó)物理學(xué)家W.K.倫琴于1895年發(fā)現(xiàn)。(4)X射線用于人體檢查如CT掃描。X射線還用于金屬缺陷探測(cè)、安全檢查等。2．γ射線(1)比X射線波長(zhǎng)更短的電磁波，就是γ射線。比X射線穿透能力更強(qiáng)。(2)γ射線可以治療某些癌癥，也可用于金屬缺陷探測(cè)。(3)γ射線對(duì)人體正常細(xì)胞有很強(qiáng)的破壞作用，因此可能有γ射線出現(xiàn)的地方，必須提出警告，嚴(yán)加防護(hù)?！纠?】(多選)近幾年來(lái)，我國(guó)北京、上海、山東、洛陽(yáng)、廣州各地引進(jìn)了十多臺(tái)γ刀，治療患者5000余例，效果極好，成為治療腫瘤的最佳儀器。令人感嘆的是，用γ刀治療時(shí)不用麻醉，病人清醒，時(shí)間短，半小時(shí)完成手術(shù)，無(wú)須住院，因而γ刀被譽(yù)為“神刀”。據(jù)報(bào)道，我國(guó)自己研制的旋式γ刀性能更好，即將進(jìn)入各大醫(yī)院為患者服務(wù)。γ刀治療腫瘤主要是利用(

)A．γ射線具有很強(qiáng)的穿透本領(lǐng)B．γ射線具有很強(qiáng)的電離作用C．γ射線具有很高的能量D．γ射線容易繞過(guò)障礙物到達(dá)目的地√√[解析]醫(yī)院里用γ刀治療腫瘤是利用γ射線具有很強(qiáng)的穿透性，然后利用其攜帶的很高的能量使腫瘤細(xì)胞汽化從而達(dá)到治療效果，故A正確；γ射線電離作用較弱，故B錯(cuò)誤；γ射線是頻率很高的電磁波，具有很高的能量，故C正確；γ射線波長(zhǎng)很短，不容易繞過(guò)障礙物到達(dá)目的地，故D錯(cuò)誤。[針對(duì)訓(xùn)練4]關(guān)于電磁波的特性和應(yīng)用，下列說(shuō)法正確的是(

)A．紅外線和X