【讲与练】高中物理人教版(2019)选择性必修2：4.4 电磁波谱课件

第四章电磁振荡与电磁波4．电磁波谱课前预习反馈课内互动探究课堂达标检测目标体系构建核心素养提升课堂小结目标体系构建1．了解无线电波的波段划分，了解不同波段的无线电波的用途及传播特点。2．了解红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线的特征及典型应用，认识电磁波谱。3．了解科技对人类生活和社会发展的影响，增强学习兴趣和责任意识。1．物理观念：电磁波谱的概念和组成，电磁波具有能量的特性。2．科学探究：各电磁波波段的特点、传播特点及用途，太阳光光谱分布与人类感知有关现象之间的关系。3．科学思维：利用雷达工作原理确定物体的距离、方位和速度。4．科学态度与责任：电磁波在科技、经济、社会发展中的作用。课前预习反馈

电磁波谱

知识点

11．概念按电磁波的_______大小或_______高低的顺序把它们排列成谱，叫电磁波谱。2．按频率由小到大的顺序排列电磁波谱无线电波，_________，_________，_________，__________，γ射线。『判一判』(1)太阳辐射的电磁波中只有可见光。()(2)红外线、X射线和γ射线都属于电磁波。()波长频率红外线可见光紫外线X射线×√不同电磁波的特性和用途

知识点

21．无线电波(1)定义：技术上把波长_________mm(频率_____________GHz)的电磁波称作无线电波。(2)分类：无线电波按波长(频率)可划分为长波、_______、_________、_______、微波。(3)应用：无线电波广泛应用于_______、_______及其他信号传输。大于1低于300中波中短波短波通信广播2．红外线(1)波长范围：波长比___________短，比_________长。(2)所有_______都发射红外线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射_____。(3)主要应用：烘干、___________、_______、夜视仪等。无线电波可见光物体强红外遥感测温3．可见光(1)波长范围：可见光的波长在________nm到_______nm之间。(2)7种可见光波长从长到短的排序是：红光、_______、______、_______、_______、_______、紫光。(3)可见光的作用：引起人类的_______。760440橙光黄光绿光青光蓝光视觉4．紫外线(1)波长范围：紫外线的波长在5nm到_________nm之间，不能引起人的视觉。(2)主要应用①紫外线具有较高的能量，因此可以利用紫外线___________。②许多物质在紫外线的照射下会发出荧光，根据这一点可以设计___________。370灭菌消毒防伪措施5．X射线和γ射线(1)波长范围：波长比紫外线更短的电磁波就是X射线和γ射线了。(2)主要应用：①X射线：X射线能够穿透物质，可以用来检查_______________，在工业上，利用X射线检查_____________________等。②γ射线：具有很高的能量，穿透能力更强。主要应用有：医学上具有治疗_______的作用，工业上具有探测_____________________的作用。人体内部器官金属构件内部的缺陷癌症金属构件内部的缺陷『判一判』(3)不同波段的无线电波其传播特点不一样。()(4)雷达在能见度低的黑夜将无法使用。()(5)人体每时每刻都在发射红外线。()(6)过强的紫外线会伤害眼睛和皮肤。()√×××『选一选』(2023·江苏省高邮市高二期中)某肺炎病人拍摄的CT胸片如图所示，病毒感染处的密度与其他部分不同，片中显示为白斑。拍摄CT胸片时使用下列哪种电磁波()A．X射线 B．红外线C．无线电波 D．紫外线A解析：医学中的CT胸片是利用X射线穿透能力与密度有关的特点，故选A。『想一想』为什么通信、广播用无线电波，而不用其他电磁波？解析：无线电波是电磁波谱中波长最长的电磁波，波长越长的电磁波衍射越强，可以绕过障碍物继续传播，故通信、广播用无线电波。课内互动探究探究

电磁波谱在我们身边到处都有电磁波的影子，它的应用更是比比皆是。下面列出的设备中工作时所发出的波，哪些属于电磁波？(1)微波炉加热食物时发出的波。(2)电视发射塔发出的波。(3)互联网光缆中传播的波。(4)电视机遥控器发出的波。提示：均属于电磁波。情|境|导|入1．电磁波谱无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线合起来便构成了范围非常广阔的电磁波谱。如图所示是按波长由大到小(频率由小到大)顺序排列的电磁波谱。要|点|提|炼2．共性(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＝3.0×108m/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。3．个性(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干涉、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。

我们的生活已经离不开电磁波，如：北斗定位系统使用频率为1500MHz(1MHz＝106Hz)左右的电磁波，手机工作时使用频率为800～1900MHz的电磁波，家用5GWi－Fi使用频率约为5725MHz的电磁波，地铁行李安检时使用频率为1018Hz的电磁波。关于这四种电磁波的说法正确的是()A．家用5GWi-Fi使用的电磁波的衍射现象最明显B．北斗定位系统使用的电磁波的能量最强C．地铁行李安检时使用的电磁波具有较强的穿透本领D．手机工作时使用的电磁波是纵波，不能产生偏振现象典例1典|例|剖|析C思路引导：波长越长，衍射现象越明显，频率越高，能量越强，穿透本领越大；电磁波是横波。解析：家用5GWi-Fi使用的电磁波的频率较高，所以其波长较短，故其衍射现象不明显，故A错误；北斗定位系统使用的电磁波比家用5GWi-Fi使用的电磁波的频率要低，根据电磁波的频率越高，能量越大，可知北斗定位系统使用的电磁波的能量不是最强的，故B错误；地铁行李安检时使用频率为1018Hz的电磁波，频率非常高，这种电磁波具有较强的穿透本领，故C正确；电磁波均为横波，能产生偏振现象，故D错误。

下列各组电磁波中，按波长由长到短排列正确的是()A．红外线、紫外线、可见光、γ射线B．γ射线、紫外线、红外线、可见光C．γ射线、紫外线、可见光、红外线D．红外线、可见光、紫外线、γ射线解析：电磁波波长由长到短为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，故D正确。对点训练❶D探究

不同电磁波的应用与比较当测量体温的人数较多时，可采用“红外测温枪”测温，你知道“红外测温枪”为什么能测出不同人的温度吗？情|境|导|入提示：不同体温的人辐射的红外线强度不同，体温越高红外线辐射强度越强，“红外测温枪”就是根据红外辐射强度的不同“感知”温度的。不同电磁波的应用和比较要|点|提|炼种类波长范围特性应用产生机理无线电波大于1mm传播能力强通信、广播、导航、射电望远镜振荡电路中自由电子的周期性运动红外线大于760nm热作用强加热、红外遥感、测温、夜视仪、红外摄影原子的外层电子受激发种类波长范围特性应用产生机理可见光400～760nm感光性强照明、照相原子的外层电子受激发紫外线5～370nm杀菌作用、化学作用、荧光作用

灭菌消毒、制成验钞机、促使人体合成维生素DX射线0.001～10nm较强的穿透能力透视人体检查器官、检查金属部件的质量原子的内层电子受激发种类波长范围特性应用产生机理γ射线小于0.001nm穿透能力最强医学上的γ刀技术，由于能穿透几厘米的铅板而用于探测金属内部的缺陷原子核受激发

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。请将相应的字母填写在运用这些现象的医疗器械后面的空格上。(1)X光机_____；(2)紫外线灯_____；典例2典|例|剖|析DC(3)理疗医用“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得较好。这里的“神灯”是利用_____。A．光的全反射B．紫外线具有很强的荧光作用C．紫外线具有杀菌消毒作用D．X射线有很强的贯穿能力E．红外线具有显著的热作用F．红外线波长较长，易发生衍射E思路引导：电磁波在生产、生活和国防科技等方面应用广泛，联系实际的试题较多，要提高自己运用知识的能力。应该留心自然中、生活中、现代技术中应用了什么物理现象和规律，这是解决这种类型题目的关键。解析：(1)X光机是用来透视人的体内器官的，因此需要具有较强穿透能力的电磁波，但又不能对人体造成太大的伤害，因此采用了X射线。(2)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。(3)“神灯”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，使人体局部受热，血液循环加快。(2023·重庆市高二阶段练习)电磁波按波长大小的顺序把它们排列成谱，如图所示，下列关于电磁波说法正确的是()A．红外线可以灭菌消毒B．紫外线的波长比红外线长C．振荡电路生成电磁波的频率随电容C的增大而减小D．X射线能在磁场中偏转，但穿透力较强，可用来进行人体透视对点训练❷C课堂小结核心素养提升了解雷达1．雷达的工作原理利用电磁波遇到障碍物发生反射的特性。2．确定位置的方法已知无线电波的传播速度为c，测出从发射无线电波脉冲到接收到反射回来无线电波的时间t，就可由公式2s＝ct确定被测物体的距离，再根据无线电波的方向和仰角，便可以确定被测物体的位置了。3．构造及特点一般由天线系统、发射装置、接收装置、输出装置(显示器)、电源、用于控制雷达工作和处理信号的计算机以及防干扰设备等构成。①雷达既是无线电波的发射端，又是无线电波的接收端；②雷达使用的无线电波是直线性好、反射性能强的微波波段；③雷达发射的是不连续的无线电波，即脉冲，每次发射时间短于1μs，两次发射的时间间隔约为0.1ms；④障碍物的距离等情况都由显示器直接显示出来。4．应用探测飞机、导弹等军事目标；可以用于导航；天文学上研究星体；在气象上可以用于探测台风、雷雨、乌云。

一雷达站探测敌机时荧光屏上出现的记录图像如图，A是发射时的雷达探索波的脉冲波形，B是敌机反射回来的脉冲波形，则敌机距雷达站的距离是_______________。案例4.5×105m(1)电磁波在空中的传播速度可认为等于真空中的光速c，根据雷达荧光屏上发射波形和反射波形间的时间间隔，可求得侦察距离。(2)根据发射无线电波的方向和仰角，确定被侦察物体的位置。(3)雷达的最大侦察距离应等于电磁波在雷达发射相邻两个脉冲的时间间隔内传播距离的一半。课堂达标检测一、电磁波谱1．(多选)关于电磁波谱，下列说法正确的是()A．红外线的波长比无线电波的波长短B．微波炉中使用的微波是黄光C．人们在烤火时感受到温暖，是因为皮肤正在吸收紫外线D．电磁波不仅具有能量，而且可以携带信息AD解析：根据电磁波谱的构成可知，红外线的波长比无线电波的波长短，无线电波的波长最长，A正确。微波炉中使用的是微波，不是可见光，B错误。所有物体都会辐射红外线，人们在烤火时感受到温暖，是因为皮肤正在吸收红外线，C错误。电磁波作为信息的一种载体，它可以携带信息，并能传播信息，而且电磁波具有能量，D正确。二、不同电磁波特性和用途2．(多选)关于电磁波谱，下列说法正确的是()A．在烤箱中能看见一种淡红色的光线，这是电热丝发出的红外线B．无线电波的波长小于γ射线的波长C．适量紫外线照射人体能促使人体合成维生素DD．医学上常用X光照片辅助进行疾病诊断CD解析：在烤箱中能看见一种淡红色的光线，是电热丝发出的红光，不是红外线，红外线是看不到的，A错误；无线电波的波长大于γ射线的波长，B错误；适量紫外线照射能促进人体内维生素D的合成；