1、4.4.电磁波谱电磁波谱 学习目标学习目标：1.物理观念物理观念认识电磁波谱认识电磁波谱。2.科学态度与责任科学态度与责任知道各个波段知道各个波段 的电磁波的名称、特征和典型应用。的电磁波的名称、特征和典型应用。 电磁波谱电磁波谱 1概念概念 按电磁波的按电磁波的波长波长或或频率频率大小的顺序把它们排列成谱大小的顺序把它们排列成谱。 2电磁波谱的排列电磁波谱的排列 按波长由长到短依次为：按波长由长到短依次为：无线电波无线电波、红外线红外线、可见光可见光、紫外线紫外线、X 射线射线、 射线射线。 3不同电磁波的特点及应用不同电磁波的特点及应用 特点特点用途用途 无线电波无线电波波动性强波动性强通
2、讯通讯、广播广播、导航导航 红外线红外线热作用强热作用强加热加热、遥测遥测、遥感遥感、红外线制导红外线制导 可见光可见光感光性强感光性强照明照明、照相等照相等 紫外线紫外线化学作用化学作用、荧光效应荧光效应杀菌消毒杀菌消毒、治疗皮肤病等治疗皮肤病等 X 射线射线穿透力强穿透力强检查检查、探测探测、透视透视、治疗治疗 射线射线穿透力最强穿透力最强探测探测、治疗治疗 4.电磁波的能量电磁波的能量 各种各样的仪器能够探测到许许多多电磁波各种各样的仪器能够探测到许许多多电磁波，说明电磁波具有说明电磁波具有能量能量，电磁电磁 波是一种物质波是一种物质。 5太阳辐射的特点太阳辐射的特点 太阳辐射的能量集中
3、在可见光太阳辐射的能量集中在可见光、红外线红外线和和紫外线紫外线三个区域三个区域，在眼睛最敏感在眼睛最敏感 的的黄绿黄绿光附近光附近，辐射的能量最强辐射的能量最强。 1思考判断思考判断(正确的打正确的打“”“”，错误的打错误的打“”“”) (1)电磁波按照频率由高到低依次是无线电波电磁波按照频率由高到低依次是无线电波、红外线红外线、可见光可见光、紫外线紫外线、X 射线射线、射线射线。( () ) (2)电磁波的波长越长电磁波的波长越长，相同时间传递的信息量越大相同时间传递的信息量越大。( () ) (3)太阳辐射的能量集中在红外线太阳辐射的能量集中在红外线、可见光可见光、紫外线三个区域紫外线三
4、个区域。( () ) (4)各种电磁波在本质上是一样的各种电磁波在本质上是一样的，都能够发生反射都能够发生反射、折射折射、衍射和干涉衍射和干涉。 ( () ) (5)X 射线对生命物质有较强的作用射线对生命物质有较强的作用，过量的过量的 X 射线辐射会引起生物体的病射线辐射会引起生物体的病 变变。( () ) 2关于电磁波的特性和应用关于电磁波的特性和应用，下列说法正确的是下列说法正确的是( ) A红外线和红外线和 X 射线都有很高的穿透本领射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体常用于医学上透视人体 B过强的紫外线照射能促进维生素过强的紫外线照射能促进维生素 D 的合成从而有利于人体皮肤
5、健康的合成从而有利于人体皮肤健康 C电磁波中频率最大的是电磁波中频率最大的是射线射线，最容易用它来观察衍射现象最容易用它来观察衍射现象 D紫外线和紫外线和 X 射线都可以使感光底片感光射线都可以使感光底片感光 DX 射线有很高的穿透本领，常用于医学透视人体，但红外线穿透能力射线有很高的穿透本领，常用于医学透视人体，但红外线穿透能力 很弱，选项很弱，选项 A 错误；过强的紫外线照射对人的皮肤有害，选项错误；过强的紫外线照射对人的皮肤有害，选项 B 错误；电磁波错误；电磁波 中频率最大的是中频率最大的是射线，波长最短，最不容易发生衍射现象，选项射线，波长最短，最不容易发生衍射现象，选项 C 错误。
6、错误。 3电磁波包含了电磁波包含了射线射线、红外线红外线、紫外线紫外线、 、无线电波等无线电波等，按波长由长到短的按波长由长到短的 排列顺序是排列顺序是() A无线电波无线电波、红外线红外线、紫外线紫外线、射线射线 B红外线红外线、无线电波无线电波、射线射线、紫外线紫外线 C射线射线、红外线红外线、紫外线紫外线、无线电波无线电波 D紫外线紫外线、无线电波无线电波、射线射线、红外线红外线 A电磁波的频率由小到大的顺序依次是无线电波、红外线、紫外线电磁波的频率由小到大的顺序依次是无线电波、红外线、紫外线 和和射线，这也是波长由长到短的顺序，故射线，这也是波长由长到短的顺序，故 A 正确。正确。 电
7、磁波谱电磁波谱 电磁波在真空中的传播速度是多少？无线电波的波长比可见光的波长大还电磁波在真空中的传播速度是多少？无线电波的波长比可见光的波长大还 是小？除了无线电波和可见光之外是小？除了无线电波和可见光之外，还有其他哪些电磁波？还有其他哪些电磁波？ 提示：提示：电磁波在真空中的传播速度是光速；无线电波的波长比可见光的波电磁波在真空中的传播速度是光速；无线电波的波长比可见光的波 长大；还有红外线、紫外线、长大；还有红外线、紫外线、X 射线、射线、射线等。射线等。 1电磁波的共性电磁波的共性 (1)它们在本质上都是电磁波它们在本质上都是电磁波，它们的行为服从相同的规律它们的行为服从相同的规律，各波
8、段之间的各波段之间的 区别并没有绝对的意义区别并没有绝对的意义。 (2)都遵守公式都遵守公式 vf，它们在真空中的传播速度都是它们在真空中的传播速度都是 c3.0108m/s。 (3)它们的传播都不需要介质它们的传播都不需要介质。 (4)它们都具有反射它们都具有反射、折射折射、衍射和干涉的特性衍射和干涉的特性。 2电磁波的个性电磁波的个性 (1)不同电磁波的频率或波长不同不同电磁波的频率或波长不同，表现出不同的特性表现出不同的特性，波长越长越容易产波长越长越容易产 生干涉生干涉、衍射现象衍射现象，波长越短穿透能力越强波长越短穿透能力越强。 (2)同频率的电磁波同频率的电磁波，在不同介质中速度不
9、同在不同介质中速度不同。不同频率的电磁波不同频率的电磁波，在同一在同一 种介质中传播时种介质中传播时，频率越大折射率越大频率越大折射率越大，速度越小速度越小。 (3)产生机理不同产生机理不同 无线电波无线电波振荡电路中电子周期性运动产生振荡电路中电子周期性运动产生 红外线红外线、可见光和紫外线可见光和紫外线原子的外层电子受激发后产生原子的外层电子受激发后产生 X 射线射线原子的内层电子受激发后产生原子的内层电子受激发后产生 射线射线原子核受激发后产生原子核受激发后产生 (4)用途不同：无线电波用于通信和广播用途不同：无线电波用于通信和广播，红外线用于加热和遥感技术红外线用于加热和遥感技术，紫紫
10、 外线用于杀菌消毒外线用于杀菌消毒，X 射线应用于医学上的射线应用于医学上的 X 光照片光照片，射线检查金属部件的缺射线检查金属部件的缺 陷等陷等。 【例】【例】下面列出一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象下面列出一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象，请将请将 相应的字母填写在运用这种现象的医疗器械后面的空格上相应的字母填写在运用这种现象的医疗器械后面的空格上。 (1)X 光机光机，。 (2)紫外线灯紫外线灯，。 (3)用理疗用理疗“神灯神灯”照射伤口照射伤口，可使伤口愈合得较好可使伤口愈合得较好，这里的这里的“神灯神灯”是利是利 用用。 A光的全反射光的全反射 B紫外线具有很强的
11、荧光作用紫外线具有很强的荧光作用 C紫外线具有杀菌消毒作用紫外线具有杀菌消毒作用 DX 射线的很强的贯穿力射线的很强的贯穿力 E红外线具有显著的热效应红外线具有显著的热效应 F红外线波长较长红外线波长较长，易发生衍射易发生衍射 解析解析(1)X 光机是用来透视人的体内器官的光机是用来透视人的体内器官的， 因此需要具有较强穿透力的因此需要具有较强穿透力的 电磁波，但又不能对人体造成太大的伤害，因此采用了穿透能力比较强又不会电磁波，但又不能对人体造成太大的伤害，因此采用了穿透能力比较强又不会 给人体造成太大伤害的给人体造成太大伤害的 X 射线，选择射线，选择 D。(2)紫外线灯主要是用来杀菌的，因
12、此紫外线灯主要是用来杀菌的，因此 它应用的是紫外线的杀菌作用而非荧光作用，因此选择它应用的是紫外线的杀菌作用而非荧光作用，因此选择 C。(3)“神灯神灯”又称红又称红 外线灯，主要是用于促进局部血液循环，它利用的是红外线的热效应，使人体外线灯，主要是用于促进局部血液循环，它利用的是红外线的热效应，使人体 局部受热，血液循环加快，因此选择局部受热，血液循环加快，因此选择 E。 答案答案(1)D(2)C(3)E X 射线与射线与射线都具有穿透能力射线都具有穿透能力，但但射线的穿透能力最强射线的穿透能力最强，X 射线能穿透人射线能穿透人 体，通常用作人体透视，而体，通常用作人体透视，而射线可以穿过几
13、厘米厚的铅板，可以用于探测金属射线可以穿过几厘米厚的铅板，可以用于探测金属 内部的缺陷。内部的缺陷。 跟进训练跟进训练 无线电波的中波波长范围为无线电波的中波波长范围为 2003 000 m。求该波段的频率范围求该波段的频率范围。 解析解析根据频率公式根据频率公式 fc 得 得 f1 c 1 3 108 200 Hz1.5106Hz，f2 c 2 3108 3 000 Hz1.0105Hz，即该波段的频率范围为，即该波段的频率范围为 1.01051.5106Hz。 。 答案答案1.01051.5106Hz 1下列关于紫外线的说法正确的是下列关于紫外线的说法正确的是 () A照射紫外线可增进人体
14、对钙的吸收照射紫外线可增进人体对钙的吸收，因此人们应尽可能多地接受紫外线因此人们应尽可能多地接受紫外线 的照射的照射 B一切高温物体发出的光都含有紫外线一切高温物体发出的光都含有紫外线 C紫外线有很强的荧光效应紫外线有很强的荧光效应，常被用来防伪常被用来防伪 D紫外线有杀菌消毒的作用紫外线有杀菌消毒的作用，是因为其有热效应是因为其有热效应 C紫外线有显著的生理作用，杀菌能力较强，在医疗上有其应用，但是紫外线有显著的生理作用，杀菌能力较强，在医疗上有其应用，但是 过多地接受紫外线的照射过多地接受紫外线的照射，对人体来说也是有害的对人体来说也是有害的，A、D 错误错误；并不是所有的并不是所有的 高
15、温物体发出的光都含有紫外线高温物体发出的光都含有紫外线，B 错误错误；紫外线有很强的荧光效应紫外线有很强的荧光效应，可用来防可用来防 伪，伪，C 正确。正确。 2(多选多选)对红外线的作用及来源的叙述中正确的有对红外线的作用及来源的叙述中正确的有( ) A一切物体都在不停地辐射红外线一切物体都在不停地辐射红外线 B红外线有很强的荧光效应红外线有很强的荧光效应 C红外线最显著的作用是热效应红外线最显著的作用是热效应 D红外线容易穿过云雾红外线容易穿过云雾、烟尘烟尘 ACD任何物体在不停地辐射红外线任何物体在不停地辐射红外线，且热物体比冷物体的红外辐射本领且热物体比冷物体的红外辐射本领 大，选项大
16、，选项 A 正确；荧光效应是紫外线的特性，红外线没有，红外线的显著作用正确；荧光效应是紫外线的特性，红外线没有，红外线的显著作用 是热效应，选项是热效应，选项 B 错误，选项错误，选项 C 正确；红外线波长较长，衍射能力比较强，选正确；红外线波长较长，衍射能力比较强，选 项项 D 正确。正确。 3(多选多选)关于电磁波谱关于电磁波谱，下列说法中正确的是下列说法中正确的是( ) A在真空中各种电磁波的传播速度都相同在真空中各种电磁波的传播速度都相同 B射线是波长最短的电磁波射线是波长最短的电磁波，它比它比 X 射线的频率还要高射线的频率还要高 C紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射紫外线比紫光更容易
17、发生干涉和衍射 D在电磁波谱中在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是最容易发生衍射现象的是射线 射线 AB电磁波在真空中的速度都为电磁波在真空中的速度都为 3.0108m/s， 故故 A 正确正确； 射线是波长最射线是波长最 短的电磁波，它比短的电磁波，它比 X 射线的频率还要高，故射线的频率还要高，故 B 正确；在电磁波谱中从无线电波正确；在电磁波谱中从无线电波 到到射线，波长逐渐减小，频率逐渐增大，而波长越大，波动性越强，越容易发射线，波长逐渐减小，频率逐渐增大，而波长越大，波动性越强，越容易发 生干涉、衍射现象，因此紫光比紫外线更容易发生干涉和衍射现象，无线电波生干涉、衍射现象，因此紫光比
18、紫外线更容易发生干涉和衍射现象，无线电波 最容易发生衍射现象，故最容易发生衍射现象，故 C、D 错误。错误。 4下列说法正确的是下列说法正确的是() A只有物体温度较高时才能向外辐射红外线只有物体温度较高时才能向外辐射红外线 B紫外线的主要作用是热作用紫外线的主要作用是热作用 C可见光比红外线容易发生衍射现象可见光比红外线容易发生衍射现象 DX 射线穿透力强射线穿透力强，可用来进行人体透视可用来进行人体透视 D任何物体在任何温度下均会向外辐射红外线，任何物体在任何温度下均会向外辐射红外线，A 错误；紫外线的主要错误；紫外线的主要 作用是化学作用和荧光作用作用是化学作用和荧光作用，B 错误错误；
19、可见光的波长小于红外线的波长可见光的波长小于红外线的波长，故可见故可见 光相对红外线不容易发生衍射现象光相对红外线不容易发生衍射现象，C 错误错误；X 射线穿透力强射线穿透力强，医学上常用于透医学上常用于透 视人体，视人体，D 正确。正确。 5间谍卫星上装有某种遥感照相机间谍卫星上装有某种遥感照相机，可用来探测军用和民用目标 可用来探测军用和民用目标。这种照这种照 相机能拍到晚上关灯行驶的汽车相机能拍到晚上关灯行驶的汽车，即使车辆离开即使车辆离开，也瞒不过它也瞒不过它。这种遥感照相这种遥感照相 机敏感的电磁波属于机敏感的电磁波属于() A可见光波段可见光波段B红外波段红外波段 C紫外波段紫外波
20、段DX 射线波段射线波段 B任何物体都能发出红外线，热的物体的红外线辐射比冷的物体的强，任何物体都能发出红外线，热的物体的红外线辐射比冷的物体的强， 间谍卫星上装的遥感照相机，实际上是红外线探测器，它能在较冷的背景上探间谍卫星上装的遥感照相机，实际上是红外线探测器，它能在较冷的背景上探 测出较热物体的红外线辐射，这是红外线摄影的基础。再者，红外线波长比其测出较热物体的红外线辐射，这是红外线摄影的基础。再者，红外线波长比其 他波他波(如可见光如可见光、紫外线紫外线、X 射线射线)的波长长的波长长，有较好地穿透云雾的能力有较好地穿透云雾的能力，故故 B 正正 确。而其他选项的光不具备以上特点，故确。而其他选项的光不具备以上特点，故 A、C、D 错误。错误。
