电磁波的应用 【核心知识 精讲精研 】 高二物理 （沪科版2020上海选择性必修第二册）

§8.4

电磁波的应用

太空中的太阳动力学观测台(SDO)可以拍摄到紫外线波段的太阳图像。通过这些图像可以观察到被可见光模糊或者遮挡的日冕等太阳活动。对比波长为211nm的紫外线和可见光的图像可以看出，它与我们常见的太阳大不相同。除了可见光和紫外线，你还知道太阳能发出哪些波段的电磁波吗？新课引入1、电磁波谱：

按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫电磁波谱。一、电磁波谱2、由无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线合起来构成范围非常广阔的电磁波谱。一、电磁波谱无线电波微波红外线可见光紫外线可见光X射线γ射线二、电磁波谱的主要成员及其应用1-1无线电波：波长大于1mm（频率小于300GHz)的电磁波1-2用途：通信、广播和天体物理研究等Wi-Fi联网与蓝牙数据传送做一做2-1红外线：是一种波长比红光的波长还长的不可见光。其波长范围很宽，约750nm～１×106nm。2-2由英国物理学家赫谢尔于1800年首先发现红外线，一切物体都在不停地辐射红外线，物体温度越高，辐射红外线的本领越强。2-3红外线具有显著热作用。二、电磁波谱的主要成员及其应用2-4用途：红外摄影、红外遥感技术.红外摄影非接触红外测温二、电磁波谱的主要成员及其应用

许多动物具有发达的红外感受器官，因此在夜间也可以"看到"物体。查一查哪些动物有这方面的功能。

响尾蛇毒性很大,它的眼睛对可见光几乎失去了作用。但是它有“热眼”它能够接收小动物身上发出来的红外辐射,并把外界温差和红外线通过神经反映给大脑,大脑发出相应的“命令”,引导毒蛇去猎取食物。做一做3-1能作用于人的眼睛并引起视觉的称为可见光，如：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫各色光。在电磁波中是一个很窄的波段，（波长为760nm～400nm）。3-2应用：观察物体，照像等等。二、电磁波谱的主要成员及其应用

可见光波长（频率）范围不同的光表现为不同的颜色。色散彩虹天空为什么是蓝色的？

阳光进入大气时，波长较长的色光，如红光，透射力大，能透过大气射向地面；而波长短的紫、蓝、青色光，碰到大气分子、冰晶、水滴等时，就很容易发生散射现象。被散射了的紫、蓝、青色光布满天空，就使天空呈现出一片蔚蓝了。二、电磁波谱的主要成员及其应用早晨或傍晚的天空为什么会出现彩霞？朝霞晚霞

傍晚和早晨，太阳斜射大气，光线在大气中的运行距离变长，蓝紫光在大气中已散射完，剩余的红、橙光较多，红、橙光占优势，因此傍晚时天空呈橙红色。二、电磁波谱的主要成员及其应用4-1紫外线是一种波长比紫光还短的不可见光；其波长范围约

5nm～370nm。4-2德国物理学家里特于1801年首先发现的，

一切高温物体发出的光中，都有紫外线。4-3作用：荧光、化学作用、杀菌消毒。二、电磁波谱的主要成员及其应用紫外线验钞紫外杀菌灯紫外光刻机二、电磁波谱的主要成员及其应用使皮肤老化产生皱纹、产生斑点、造成皮肤粗糙、造成皮肤炎、造成皮肤癌二、电磁波谱的主要成员及其应用5-1伦琴射线（X射线）是一种波长比紫外线更短的不可见光。X射线波长：10－8m----10－12m。①特点：有较强的穿透能力。②德国物理学家W.K.伦琴于1895年发现。二、电磁波谱的主要成员及其应用③应用：医学检查、安全检查2023/6/623X射线照射下的鱼在线检测二、电磁波谱的主要成员及其应用X射线光片金属探伤仪X射线安检仪5-2γ射线：波长最短的电磁波。波长小于10－10m。①特点：具有很高的能量；

更强的穿透能力。②医学治疗γ刀、金属探伤。二、电磁波谱的主要成员及其应用γ射线治疗癌症寻找地外文明STSE三、电磁波的应用实例①电磁波具有能量。微波炉，食物增加的能量是微波给的。②电磁波是一种物质存在的形式。四、太阳辐射31能量的相对大小波长λ/nm400800120016002000紫外线可见光红外线黄绿光0①阳光含有：无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、γ射线。②太阳辐射的能量集中在可见光、红外线、紫外线三个区域。③阳光中波长在5.5x10-7m的黄绿光附近，辐射的能量最强，这区域恰好是人眼最敏感。波谱无线电波红外线可见光紫外线X射线γ射线特性应用化学作用、荧光效应、杀菌消毒穿透能力强穿透能力强通讯广播导航等加热烘干医疗红外摄影遥测遥控等波动性强热作用使人类产生视觉感光技术、黑光灯、杀菌消毒、医疗等照明照相加热等工业探伤、医学透视等工业探伤、医学治疗等课

堂

小

结1.共同点

(1)它们在本质上都是电磁波，它们的行为服从相同的规律，各波段之间的区别并没有绝对的意义。(2)都遵守公式v=λf，它们在真空中的传播速度都是c=3×108m/s。(3)它们的传播都不需要介质。(4)它们都具有反射、折射、衍射和干涉的特性。各种电磁波的共性与区别2.不同点(1)不同电磁波的频率或波长不同，表现出不同的特性，波长越长越容易产生衍射现象，波长越短穿透能力越强。(2)同频率的电磁波，在不同介质中传播速度不同.不同频率的电磁波，在同一种介质中传播时，频率越大，折射率越大，速度越小。(3)它们的产生机理不同：无线电波振荡电路中电子周期性运动产生红外线、可见光和紫外线原子的外层电子受激发后产生X射线原子的内层电子受激发后产生γ射线原子核受激发后产生

特点用途无线电波波动性强通讯、广播、导航红外线热作用强加热、遥测、遥感、红外线制导可见光感光性强照明、照相等紫外线化学作用

荧光效应杀菌消毒、治疗皮肤病等X射线穿透力强检查、探测、透视、治疗γ射线穿透力最强探测、治疗(4)它们的用途不同：小试牛刀1.根据电磁波谱选出下列各组电磁波，其中频率相互交错重叠，且波长顺序由短到长的排列是（）A.微波、红外线、紫外线 B.γ射线、X射线、紫外线C.紫外线、红外线、无线电波 D.紫外线、X射线、γ射线B2.一种电磁波入射到半径为1mm的孔上，可发生明显的衍射现象，这种波属于电磁波谱的哪个区域（）A.可见光 B.γ射线 C.无线电波 D.紫外线C小试牛刀3.［多选］下列关于电磁波谱中各成员的说法正确的是（）A.最容易发生衍射现象的是无线电波B.紫外线有明显的热效应C.X射线穿透能力较强，所以可用来检查工件D.晴朗的天空看起来是蓝色的，是光散射的结果ACD