第五节电磁波谱

1、 电磁波包括的范围很广。实验证明，无电磁波包括的范围很广。实验证明，无线电波、红外线、可见光、紫外线、线电波、红外线、可见光、紫外线、X X射线、射线、 射线都是电磁波。它们的区别仅在于频率或射线都是电磁波。它们的区别仅在于频率或波长有很大差别。我们如何加以区分呢？波长有很大差别。我们如何加以区分呢？为了对各种电磁波有个全面的了解，人们按照为了对各种电磁波有个全面的了解，人们按照波长波长 或频率的大小顺序把这些电磁波排列起或频率的大小顺序把这些电磁波排列起来，制成电磁波谱。来，制成电磁波谱。 观察物体，照像等等，都是可见光的应用。观察物体，照像等等，都是可见光的应用。 能作用于人的眼睛并引起视

2、觉的称为可见光能作用于人的眼睛并引起视觉的称为可见光，如：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各色光。，如：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各色光。在电磁波中是一个很窄的波段，（波长为在电磁波中是一个很窄的波段，（波长为750nm750nm400nm400nm）。）。一、可见光一、可见光问题：问题：18001800年英国物理学家赫谢耳用灵敏温度计研究年英国物理学家赫谢耳用灵敏温度计研究光谱各色光的热作用时，把温度计移至红光光谱各色光的热作用时，把温度计移至红光区域外侧，发现温度更高，说明这里存在一区域外侧，发现温度更高，说明这里存在一种不可见的射线，后来就叫做红外线。种不可见的射线，后来就叫做红外线。二、红外

3、线二、红外线（1 1）红外线是一种波长比红光的波长还长的不可）红外线是一种波长比红光的波长还长的不可见光。见光。（2 2）显著作用：）显著作用：热作用热作用。（3 3）用途）用途: :红外线探测器（夜视仪、红外摄影、红外线探测器（夜视仪、红外摄影、红外遥感）、红外线遥控器、远红外烤箱红外遥感）、红外线遥控器、远红外烤箱1 1、一切物体、一切物体, ,都在辐射红外线都在辐射红外线. .2 2、物体温度越高、物体温度越高, ,辐射的红外线越强辐射的红外线越强. .3 3、物体温度越高、物体温度越高, ,辐射的红外线波长越短辐射的红外线波长越短. .4 4、热辐射、热辐射-即红外线辐射即红外线辐射,

4、 ,热传递方式之一热传递方式之一二、红外线二、红外线利用灵敏的红外线探利用灵敏的红外线探测器接收物体发出的测器接收物体发出的红外线，用电子仪器红外线，用电子仪器对收到的信号进行处对收到的信号进行处理，就可以知道被测理，就可以知道被测物体的信息物体的信息 红外线主要作红外线主要作用是热作用，可以用是热作用，可以利用红外线来加热利用红外线来加热物体和进行红外线物体和进行红外线遥感遥感 红外线技红外线技术的应用术的应用注意注意: : 烤箱中的红光烤箱中的红光, ,不是红外线不是红外线, ,红外线是看不见的红外线是看不见的. .18011801年德国的物理学家里特，发现在紫外区年德国的物理学家里特，发

5、现在紫外区放置的照相底板感光，荧光物质发光。放置的照相底板感光，荧光物质发光。波长比波长比紫光还短。紫光还短。三、紫外线三、紫外线（1 1）紫外线是一种波长比紫光还短的不可见）紫外线是一种波长比紫光还短的不可见光；其波长范围约光；其波长范围约5 5nmnm370370nmnm，（2 2）紫外线具有较高的能量）紫外线具有较高的能量显著作用：显著作用：A A、荧光，、荧光，B B、化学作用，、化学作用，C C、杀菌消毒、杀菌消毒 紫外线有荧光作用，有些物质受到紫外线照射时可以发紫外线有荧光作用，有些物质受到紫外线照射时可以发出可见光出可见光 紫外线可以促使人体合成维生素紫外线可以促使人体合成维生素

6、D D，有助于人体对钙的有助于人体对钙的吸收，所以儿童经常晒太阳能够预防缺钙引起的佝偻病，吸收，所以儿童经常晒太阳能够预防缺钙引起的佝偻病，但是过多的紫外线会使皮肤粗糙，甚至诱发皮肤癌但是过多的紫外线会使皮肤粗糙，甚至诱发皮肤癌 紫外线能够杀灭多种细菌，可以用紫外线进行消毒紫外线能够杀灭多种细菌，可以用紫外线进行消毒三、紫外线三、紫外线利用紫外线的荧光作利用紫外线的荧光作用检验人民币的真伪用检验人民币的真伪紫外线杀菌灯紫外线杀菌灯三、紫外线三、紫外线注意注意: 消毒灯、验钞机灯看起来是淡蓝色的。这不消毒灯、验钞机灯看起来是淡蓝色的。这不是紫外线。是紫外线。 紫外线看不见。紫外线看不见。 消毒灯

7、、验钞机灯除发出紫外线外，还发出消毒灯、验钞机灯除发出紫外线外，还发出少量紫光和蓝光少量紫光和蓝光三、紫外线三、紫外线 波长比紫外线更短的光叫做伦琴射线，也叫波长比紫外线更短的光叫做伦琴射线，也叫X X射线射线. .是德国物理学家伦琴在是德国物理学家伦琴在18951895年发现的他的穿透能力年发现的他的穿透能力很强，能使包在黑纸里的照像底片感光，下图是产生很强，能使包在黑纸里的照像底片感光，下图是产生X X射线的装置，叫做射线的装置，叫做X X射线管：射线管：1 1、K K是阴极是阴极2 2、A A是阳极是阳极（也叫对阴（也叫对阴极）极）四、伦琴射线和四、伦琴射线和 射线射线(1)(1)伦琴射

8、线（伦琴射线（X X射线）是一种波长比紫射线）是一种波长比紫外线更短的不可见光。外线更短的不可见光。X X射线波长：射线波长：10108m8m -10 -1012m12m特点：有较强的穿透能力。特点：有较强的穿透能力。发现发现: : 德国物理学家德国物理学家W.K.W.K.伦琴于伦琴于18951895年年发现发现 应用：医学检查、安全检查应用：医学检查、安全检查四、伦琴射线和四、伦琴射线和 射线射线(2) (2) 射线射线: :波长最短的电磁辐射。波长最短的电磁辐射。波长：小于波长：小于101010m10m特点：具有很高的能量特点：具有很高的能量 更强的穿透能力更强的穿透能力应用应用: : 医

9、学治疗医学治疗 刀刀 金属探伤金属探伤四、伦琴射线和四、伦琴射线和 射线射线 按频率由小到大（波长由大到小）排列形成按频率由小到大（波长由大到小）排列形成的电磁波谱是：无线电波、红外线、可见光、的电磁波谱是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、紫外线、伦琴射线、 射线射线 这些频率不同的电磁波本质是相同的它们这些频率不同的电磁波本质是相同的它们的行为服从共同的规律，的行为服从共同的规律， 但是他们产生的机理不同，因而具有不同的但是他们产生的机理不同，因而具有不同的特性在观察方法和应用上也有所不同特性在观察方法和应用上也有所不同 关于电磁波谱的几点强调关于电磁波谱的几点强调 1 1不同电

10、磁波产生的机理不同电磁波产生的机理 无线电波是振荡电路中自由电子作周期性的无线电波是振荡电路中自由电子作周期性的运动产生的运动产生的 红外线、可见光、紫外线是原子外层电子受红外线、可见光、紫外线是原子外层电子受激发产生的激发产生的 伦琴射线是原子内层电子受激发产生的伦琴射线是原子内层电子受激发产生的 射线是原子核受激发产生的射线是原子核受激发产生的关于电磁波谱的几点强调关于电磁波谱的几点强调 2 2、频率频率( (波长波长) )不同的电磁波表现出作用不同不同的电磁波表现出作用不同 红外线主要作用是热作用，可以利用红外线来加热物红外线主要作用是热作用，可以利用红外线来加热物体和进行红外线遥感；体

11、和进行红外线遥感； 紫外线主要作用是化学作用、荧光作用和杀菌消毒作紫外线主要作用是化学作用、荧光作用和杀菌消毒作用，可用来防伪、预防疾病、医用杀菌和消毒；用，可用来防伪、预防疾病、医用杀菌和消毒； 伦琴射线有较强的穿透本领，利用其穿透本领与物质伦琴射线有较强的穿透本领，利用其穿透本领与物质的密度有关，进行对人体的透视和检查部件的缺陷；的密度有关，进行对人体的透视和检查部件的缺陷； 射线的穿透本领更大，在工业和医学等领域有广泛的射线的穿透本领更大，在工业和医学等领域有广泛的应用，如探伤，测厚或用应用，如探伤，测厚或用 刀进行手术刀进行手术关于电磁波谱的几点强调关于电磁波谱的几点强调 六、电磁波的

12、能量六、电磁波的能量l电磁波具有能量，电磁波是一种物质电磁波具有能量，电磁波是一种物质七、太阳辐射七、太阳辐射2021-12-1422能量的相对大小能量的相对大小波长波长/nm400800120016002000紫外线紫外线 可见光可见光红外线红外线黄绿光黄绿光0l 阳光含有：无线电波、红外线、可见光、紫外线、阳光含有：无线电波、红外线、可见光、紫外线、x x射线、射线、射线射线l 太阳辐射的能量集中在可见光、红外线、紫外线太阳辐射的能量集中在可见光、红外线、紫外线三个区域三个区域l 阳光中波长在阳光中波长在5.5x105.5x10-7-7m m的黄绿光附近，辐射的能的黄绿光附近，辐射的能量最

13、强，这区域恰好是人眼最敏感量最强，这区域恰好是人眼最敏感无线电无线电波波大于大于1mm1mm长距离传播长距离传播通信、广播和天通信、广播和天体物理研究体物理研究红外线红外线750750nmnm1 110106 6nmnm热作用热作用红外摄影、红外红外摄影、红外遥感技术遥感技术可见光可见光750nm750nm370nm370nm引起视觉引起视觉观察、照像观察、照像紫外线紫外线5 5nmnm370370nmnm荧光，化学作荧光，化学作用，杀菌消毒用，杀菌消毒感光技术、医用感光技术、医用消毒消毒伦琴射伦琴射线线10108 8m -10m -101212m m有较强的穿透有较强的穿透能力能力医学检查、安全医学检查、安全检查检查伽马射伽马射线线小于小于10101010m m具有很高的能具有很高的能量，更强的穿量，更强的穿透能力透能力医学治疗医学治疗 刀刀金