4 電磁波譜[學習目標]1了解什么是電磁波譜,知道各種可見光和不可見光與無線電波一樣,也是電磁波2了解不同波長電磁波的特性及其主要用途. 一、電磁波譜1電磁波譜:按電磁波的波長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.二、電磁波的特性及應用1.無線電波: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,比可見光長.(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強.(3)紅外線的應用主要有紅外遙感和紅外體溫計.3.可見光:可見光的波長在400760nm之間.4.紫外線(1)波長范圍在5370_nm之間,不能引起人的視覺.(2)具有較高的能量,應用于滅菌消毒,具有較強的熒光效應,用來激發(fā)熒光物質(zhì)發(fā)光.5X射線和γ射線(1)X射線波長比紫外線,有很強的穿透本領(lǐng),用來檢查金屬構(gòu)件內(nèi)部有無裂紋或氣孔,醫(yī)學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,醫(yī)學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.判斷下列說法的正誤.(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)紅外線有顯著的熱效應,紫外線有顯著的化學作用.(  )(3)低溫物體不能輻射紅外線.( × )(4)紫外線在真空中的傳播速度大于可見光在真空中的傳播速度.( × )(5)可利用紅外線的熒光效應辨別人民幣的真?zhèn)危?/span>( × )(6)X射線的穿透本領(lǐng)比γ射線更強.( × )一、電磁波譜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)成了范圍非常廣闊的電磁波譜.如圖1所示是按波長由長到短(頻率由低到高)的順序排列的.12.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)別并沒有絕對的意義.(2)都遵循公式vλf,在真空中的傳播速度都是c3×108m/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.(多選)關(guān)于電磁波譜,下列說法正確的是(  )A.波長不同的電磁波在本質(zhì)上完全相同B.電磁波的波長若差異太大則會出現(xiàn)本質(zhì)不同的現(xiàn)象C.電磁波譜的頻帶很寬D.電磁波的波長很短,所以電磁波的頻帶很窄答案 AC解析 電磁波譜中的電磁波在本質(zhì)上是完全相同的,只是波長或頻率不同而已.其中波長最長的波跟波長最短的波之間的頻率相差1020倍,因此電磁波譜的頻帶很寬.針對訓練1 (2016·上海卷)各種不同頻率范圍的電磁波按頻率由高到低的排列順序是(  )Aγ射線、紫外線、可見光、紅外線Bγ射線、紅外線、紫外線、可見光C.紫外線、可見光、紅外線、γ射線D.紅外線、可見光、紫外線、γ射線答案 A解析 在電磁波譜中,各電磁波按照頻率從低到高的排列順序是:無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線,所以選項A正確.二、電磁波的特性及應用導學探究 電磁波在我們?nèi)粘I钪袘孟喈攺V泛,請你列舉出下列電磁波的應用實例: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;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;γ射線:γ射線探傷.知識深化 不同電磁波的特性及應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熱效應強感光性強化學作用、熒光效應強穿透力強穿透力最強用途通信、廣播、天體物理研究遙控、遙測、遙測、加熱、紅外攝像、紅外制導照明、照相等殺菌、防偽、治療皮膚病等檢查、探測、透視探測、治療 雷達向遠處發(fā)射無線電波,每次發(fā)射的時間是1μs,兩次發(fā)射的時間間隔為100μs,在指示器的熒光屏上呈現(xiàn)出的尖形波如圖2所示,已知圖中abbc,障礙物與雷達之間的距離是多大?2答案 7.5×103m解析 題圖中ac處的尖形波是雷達向目標發(fā)射無線電波時出現(xiàn)的,b處的尖形波是雷達收到障礙物反射回來的無線電波時出現(xiàn)的,由abbc可知,無線電波由發(fā)射到返回所用時間為50μs設(shè)障礙物與雷達之間的距離為x,由題意可知無線電波來回時間為t50μs,由2xct,得xm7.5×103m針對訓練2 (多選)目前雷達發(fā)射的電磁波頻率多在200MHz1000MHz的范圍內(nèi).下列關(guān)于雷達和電磁波的說法正確的是(  )A.真空中上述雷達發(fā)射的電磁波的波長范圍在0.3m1.5m之間B.電磁波是由恒定不變的電場或磁場產(chǎn)生的C.測出從發(fā)射電磁波到接收反射波的時間間隔可以確定雷達和目標的距離D.波長越短的電磁波,反射性能越強答案 ACD解析 由公式vλf可得,λminm0.3m,λmaxm1.5m,A正確;電磁波是由周期性變化的電場或磁場產(chǎn)生的,B錯誤;由雷達的工作原理可知C正確;波長越短的電磁波,傳播的直線性越好,反射性能越強,D正確.下面列出一些醫(yī)療器械的名稱和這些器械運用的物理現(xiàn)象,請將相應的字母填寫在運用這種現(xiàn)象的醫(yī)療器械后面的空格上.(1)X光機,________(2)紫外線燈,________(3)理療醫(yī)用神燈照射傷口,可使傷口愈合得較好.這里的神燈是利用________A.光的全反射B.紫外線具有很強的熒光作用C.紫外線具有殺菌消毒作用DX射線有很強的貫穿力E.紅外線具有顯著的熱效應F.紅外線波長較長,易發(fā)生衍射答案 (1)D (2)C (3)E解析 (1)X光機是用來透視人體內(nèi)部器官的,因此需要具有較強穿透力的電磁波,但又不能對人體造成太大的傷害,因此采用了X射線,故選擇D(2)紫外線燈主要是用來殺菌消毒的,因此它應用的是紫外線的殺菌消毒作用而非熒光作用,故選擇C(3)神燈又稱紅外線燈,主要是用于促進局部血液循環(huán),它利用的是紅外線的熱效應,使人體局部受熱,血液循環(huán)加快,故選擇E針對訓練3 關(guān)于電磁波的特性和應用,下列說法正確的是(  )A.紅外線和X射線都有很高的穿透本領(lǐng),常用于醫(yī)學上透視人體B.過強的紫外線照射有利于人的皮膚健康C.電磁波頻率最大的是γ射線,最容易用它來觀察衍射現(xiàn)象D.紫外線和X射線都可以使感光底片感光答案 D解析 X射線有很強的穿透本領(lǐng),常用于醫(yī)學上透視人體,紅外線沒有,A錯誤;過強的紫外線照射對人的皮膚有害,B錯誤;電磁波中頻率最大的是γ射線,其波長最短,最不容易發(fā)生衍射現(xiàn)象,C錯誤;紫外線和X射線都具有明顯的化學反應,可以使感光底片感光,D正確. 

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