电磁波家族
《电磁波家族》 讲义
《电磁波家族》讲义一、电磁波的发现在人类探索自然的漫长历程中，电磁波的发现无疑是一项具有里程碑意义的成就。
19 世纪中叶，英国物理学家麦克斯韦在前人的研究基础上，通过数学推导提出了著名的麦克斯韦方程组，预言了电磁波的存在。
仅仅二十多年后，德国物理学家赫兹用实验成功地证实了电磁波的存在，为无线电通信的发展奠定了基础。
电磁波是一种以波动形式传播的电磁场能量。
它不需要任何介质就能在真空中传播，其传播速度与光速相同，约为 3×10^8 米每秒。
二、电磁波的分类电磁波家族成员众多，按照频率或波长的不同，可以分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X 射线和伽马射线等。
无线电波是电磁波家族中频率较低、波长较长的成员。
它的频率范围通常在 3kHz 到 300GHz 之间。
无线电波广泛应用于通信领域，如广播、电视、手机等。
微波的频率比无线电波高，波长更短。
在日常生活中，微波炉就是利用微波来加热食物的。
红外线的频率低于可见光，具有热效应。
许多遥控器就是利用红外线来控制电器的。
可见光，也就是我们人类肉眼能够看到的电磁波，其波长范围在380nm 到 760nm 之间。
彩虹的七种颜色，红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，实际上就是可见光不同波长的表现。
紫外线的频率高于可见光，适量的紫外线有助于人体合成维生素D，但过量的紫外线会对皮肤和眼睛造成伤害。
X 射线具有很强的穿透能力，在医学诊断和工业探伤中发挥着重要作用。
伽马射线是电磁波家族中能量最高、频率最高、波长最短的成员，它常用于医疗中的放射性治疗和工业中的材料检测。
三、电磁波的产生不同类型的电磁波，其产生方式也各不相同。
无线电波通常是由电子在导体中来回运动产生的。
例如，广播电台的发射天线中，电流的快速变化会产生无线电波。
微波可以通过特殊的电子器件，如磁控管产生。
红外线主要是由物体的热运动产生的。
温度越高的物体，发出的红外线越强。
可见光则是原子或分子中的电子在不同能级之间跃迁时产生的。
2016-2017学年高中物理第3章电磁场与电磁波3.3无线电通信3.4电磁波家族教师用书沪科版选修3-4
3.3 无线电通信3.4 电磁波家族学 习 目标知 识 脉 络1.了解电磁波的发射、传播和接收的基本原理.知道调制、调谐、电谐振、解调(检波)等概念的意义及区别.(难点)2.了解无线电波的三种主要传播途径及其特点.(重点)3.知道电磁波谱及其组成部分的特点和作用，知道光是一种电磁波.(重点)4.了解电磁波的利用及其危害的防护措施.无 线 电 波 的 发 射 与 传 播[先填空]1.无线电广播无线电广播传递的是声音信号，无线电广播是先将声音信号转变成电信号，再将此电信号加载到等幅的高频信号上，并进行放大，再通过发射塔发射出去.图3312.振荡器的作用振荡器的作用是产生等幅高频信号.低频音频信号只有加载到高频信号上去，形成随音频信号而改变的高频信号、才能通过发射天线发射出去.3.调制器的作用(1)调制器的作用就是把低频信号加载到高频信号上去.(2)调制方式有调幅和调频.⎩⎪⎨⎪⎧ 调幅是使高频振荡信号的振幅随低频信号变化.调频就是使高频振荡信号的频率随低频信号变化.4.电磁波的传播(1)无线电波通常有三种传播途径：地波、天波和空间波.①地波：沿地球表面空间传播的无线电波.在无线电技术中，通常采用地波的形式传播长波、中波和中短波.②天波：靠大气层中电离层的反射传播的无线电波.短波最适合采用天波的形式传播.③空间波：像光束那样沿直线传播的无线电波.这种传播方式适用于超短波和微波通信，此外卫星中继通信，卫星电视转播等也主要是利用空间波作为传输途径.[再判断]1.摄像管输出的电信号可以直接通过天线向外发射.(×)2.摄像管输出的电信号必须“加”在高频振荡电流上，才能向外发射.(√)3.同步卫星进行无线电通信只能利用微波.(√)[后思考]1.通常情况下如何对电磁波进行调制？【提示】有调幅和调频两种：(1)调幅是使高频振荡信号的振幅随低频信号变化.(2)调频是使高频振荡信号的频率随低频信号变化.2.电磁波的发射过程为什么要采用调制技术？【提示】像声音这样的信号，一般频率相对较低，而电台要向外发射电磁波，要有足够高的频率.实验证明，发射能量与发射频率的4次方成正比，可见只有提高发射频率才能提高发射能量，为此要把这些信号加载到高频信号上去.就好像人的远行能力不足，要乘汽车、飞机一样.这个加载的过程就是调制.[核心点击]1.无线电波的发射：由振荡器(常用LC振荡电路)产生高频振荡电流，用调制器将需传送的电信号调制到振荡电流上，再耦合到一个开放电路中激发出无线电波，向四周发射出去.2.电磁波的发射示意图(如图332所示)图3323.“调幅”和“调频”都是调制过程(1)高频振荡信号的振幅随低频信号变化的调制方式叫调幅，一般电台的中波、中短波、短波广播以及电视中的图像信号采用调幅波.(2)高频振荡信号的频率随低频信号变化的调制方式叫调频，电台的立体声广播和电视中的伴音信号，采用调频波.1.要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领，应该采取的措施是( )A.增加辐射波的波长B.增加辐射波的频率C.使振荡电容的正对面积足够小D.尽可能使电场和磁场分散开E.减小回路中的电容和电感【解析】提高电磁波发射本领(功率)应增大f，电磁场应尽可能扩散到周围空间，形成开放电路.f＝12πLC，C＝εr S4πkd，要使f增大，应减小L或C，故正确答案为B、C、E.【答案】BCE2.为了把需要传递的信号(图像、声音等)加载到电磁波上发射出去，必须对振荡电流进行________.(选填“调谐”“调制”或“解调”)【解析】信息(声音或图像等)转化为电信号后，往往由于信号频率低不能直接用来发射，需要把要传递的电信号“加载”到高频电磁波上，这就是调制.【答案】调制无线电波的发射及相关问题1.无线电波的发射：由振荡器(常用LC振荡电路)产生高频振荡电流，用调制器将需要传送的电信号调制到振荡电流上，再耦合到一个开放电路中激发出无线电波，向四周发射出去.2.一般电台的中波、中短波、短波广播以及电视中的图像信号，都采用调幅波；电台的调频广播和电视中的伴音信号，都采用调频波.低频信号类比成货物，高频波类比成运载工具，调制的过程类比成将货物装载到运载工具上.无线电波的接收[先填空]1.电磁波的接收原理电磁波在传播过程中如果遇到接收天线——导体，会在天线上产生微弱的感应电流.这个感应电流的频率跟接收的电磁波的频率相同.2.电谐振现象与调谐(1)电谐振现象：当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生电流最强的现象.与机械振动中的共振现象类似.(2)调谐：在无线电技术中，对空间存在的各种频率电磁波，需要选择某一特定的频率接收的过程.3.检波使声音或图像信号从调谐电路接收到的高频振荡电流中“检”出来的过程，它是调制的逆过程，也叫做解调.[再判断]1.无线电波的接收需要经过调谐、高频放大、检波、音频放大的过程.(√)2.调谐就是使某一频率的电磁波与接收电路产生电谐振.(√)3.检波就是从众多的电磁波中得到我们所需要的信号.(×)[后思考]1.调谐电路能进行调谐的基本原理是什么？【提示】调谐电路能进行调谐的基本原理是电谐振，即让接收电磁波的频率和被接收电磁波的频率相同.2.如何才能从经过调制的电磁波中得到声音、图像信号？【提示】要对接收到的调制信号进行解调，去掉高频成份，只保留声音、图像这些低频信号，即从振荡电流中“检”出声音、图像信号.[核心点击]1.解调是调制的逆过程声音、图像等信号频率相对较低，不能转化为电信号直接发射出去，而要将这些低频信号加载到高频电磁波信号上去.将声音、图像信号加载到高频电磁波中的过程就是调制.而将声音、图像信号从高频信号中还原出来的过程就是解调.2.正确理解调谐的作用世界上有许许多多的无线电台、电视台及各种无线电信号，如果不加选择全部接收下来，那必然是一片混乱，分辨不清.因此接收信号时，首先要从各种电磁波中把我们需要的选出来，通常叫选台.在无线电技术中利用电谐振达到目的.3.关于电磁波的发射和接收，下列说法中正确的是( )A.为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，电路必须是闭合的B.音频电流的频率比较低，不能直接用来发射电磁波C.当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时，接收电路产生的振荡电流最强D.要使电视机的屏幕上有图像，必须要有检波过程E.振荡电路的频率越高，产生的电磁波在空间传播越快【解析】有效发射电磁波，必须采用开放电路和高频发射；一般的音频电流的频率较低，不能直接用来发射电磁波；电磁波接收原理是一种叫电谐振的现象，与机械振动中的共振有些相似；电视机显示图像时，必须通过检波过程，把有效的信号从高频调制信号中取出来，否则就不能显示，B、C、D正确.【答案】BCD4.有一个LC接收电路，原来接收较低频率的电磁波，现在要想接收较高频率的电磁波，其调节方式应把可动电容器的动片适当________一些.【解析】增大LC接收电路的频率，由公式f＝12πLC可知应减小电容或电感；把可动电容器的动片适当旋出一些即可.【答案】旋出5.世界各地有许多无线电台同时广播，用收音机一次只能收听到某一电台的播音，而不是同时收听到许多电台的播音，其原因是因为接收到的电台电磁波与收音机调谐电路的固有频率________，产生了________.【解析】选台就是调谐过程，使f固＝f电磁波，在接收电路中产生电谐振，激起的感应电流最强.【答案】相同电谐振相近概念的辨析技巧1.调频和调幅：这是调制的两种方式，使电磁波的频率随信号改变的调制方式叫调频；使电磁波的振幅随信号改变的调制方式叫调幅.2.调制和解调：把低频电信号加载到高频等幅振荡电流上叫作调制；把低频电信号从高频载波中检出来叫解调，是调制的逆过程.电磁波家族[先填空]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起来，就组成了电磁波谱.按波长由长到短依次为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线.2.电磁波家族成员的特性(1)无线电波：波长较长，主要应用于广播、电视、雷达、微波炉等.(2)红外线：不能引起人的视觉，热效应作用较强.波长比可见光长，衍射现象明显.所有物体都能辐射红外线，能在云雾、烟尘中传播得较远.主要应用于红外线摇感或红外高空摄影.(3)可见光：引起人类视觉的部分，万物生长靠太阳.(4)紫外线：频率比可见光要高，不能引起人的视觉.化学作用较强，应用于杀菌消毒；还有较强的荧光效应，用来激发荧光物质发光.(5)X射线：频率比紫外线还高，当高速电子流轰击固体时能发出X射线，又叫伦琴射线.穿透力较强.用来检查工业部件的内部有无裂纹或气孔，医学上用于人体透视.(6)γ射线：频率比X射线还要高，穿透能力更强，主要应用它的穿透能力.[再判断]1.X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变.(√)2.γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高.(√)3.紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射.(×)[后思考]1.为什么超远程无线电利用无线电波中的长波波段，而雷达利用微波波段？【提示】根据波的衍射特性，波长越长，越容易绕过障碍物，所以超远程无线电利用长波波段.微波波长短，传播时直线性好，雷达正是利用了微波直线传播性好的特点.2.红外体温计不用与人体接触便可以迅速测量体温，如图333所示，你知道它的工作原理吗？图333【提示】根据体温越高，辐射红外线越强的原理.[核心点击]1.电磁波的共性(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＝3.0×108 m/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.2.电磁波的个性(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.(3)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(4)菌消毒，X射线应用于医学上的X光照片，γ射线检查金属部件的缺陷等.6.无线电波的中波波长范围为200～3 000 m.求该波段的频率范围.【解析】根据频率公式f＝cλ得f1＝cλ1＝3×108200Hz＝1.5×106Hz，f2＝cλ2＝3×1083 000Hz＝1.0×105 Hz，即该波段的频率范围为1.0×105～1.5×106 Hz.【答案】 1.0×105～1.5×106 Hz7.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种现象的医疗器械后面的空格上.(1)X光机，________.(2)紫外线灯，________.(3)用理疗“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射线的很强的贯穿力E.红外线具有显著的热效应F.红外线波长较长，易发生衍射【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给人体造成太大伤害的X射线，选择D.(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，因此选择C.(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，因此选择E.【答案】(1)D (2)C (3)E巧记电磁波谱的性质1.电磁波谱中都是电磁波，在真空中传播速度相等，都等于光速；2.电磁波谱中都是波，具有波的一切特性.例如，反射、折射、干涉、衍射等；3.由于频率和波长不同，各自特性又有所不同，波长越长衍射现象越明显，频率越高能量越大.。
电磁波的谱系从无线电波到伽马射线的不同频率
电磁波的谱系从无线电波到伽马射线的不同频率电磁波是一种由电场和磁场交替变化而形成的波动现象，它在自然界中无处不在，涉及的频率范围也非常广泛。
从无线电波到伽马射线，电磁波的频率不断增大，其特性和应用也有所区别。
一、无线电波无线电波是电磁波谱中频率最低的一部分，它的频率范围通常在300赫兹到300吉赫兹之间。
无线电波具有较长的波长，可以穿透障碍物并传播较长的距离。
这使得无线电波在通信领域应用广泛，例如无线电广播、电视传输和手机通讯等。
二、微波微波是电磁波中频率较高的一部分，其频率范围在300兆赫兹到300吉赫兹之间。
微波的波长较短，可用于加热和烹饪食物，如微波炉的原理。
此外，微波还被广泛应用于雷达技术、无线局域网和卫星通信等领域。
三、红外线红外线的频率范围在300吉赫兹到400兆赫兹之间。
红外线在光谱中靠近可见光的一侧，人眼无法看到。
红外线被广泛应用于红外线摄像机、火焰探测器、红外线加热和遥控器等领域。
四、可见光可见光是人眼可以感知的电磁波，其频率范围在400兆赫兹到800兆赫兹之间。
可见光根据频率不同分为七种颜色，即红、橙、黄、绿、青、蓝和紫。
可见光广泛应用于照明、图像捕捉和显示技术等领域。
五、紫外线紫外线的频率范围在800兆赫兹到30千兆赫兹之间。
紫外线具有较短的波长和较高的能量，对人体和其他生物具有一定的伤害作用。
紫外线被广泛应用于紫外线灯、杀菌消毒和荧光检测等领域。
六、X射线X射线是频率高于紫外线的电磁波，其频率范围在30千兆赫兹到30拾贰千兆赫兹之间。
X射线具有较高的穿透能力，可以穿透物体并形成影像。
X射线在医学影像学、安检和材料检测等领域有广泛应用。
七、伽马射线伽马射线是频率最高的电磁波，其频率范围超过30拾贰千兆赫兹。
伽马射线具有极高的能量，可以穿透物质并引起原子核的变化。
伽马射线在医学治疗、核能利用和天体物理学研究等领域发挥重要作用。
总之，电磁波的谱系从无线电波到伽马射线的不同频率范围涵盖了各种各样的应用，对于人类的通信、医疗和科学研究产生了深远的影响。
电磁波有哪些种类
电磁波有哪些种类电磁波家族是一个多口之家的大家庭。
按照电磁波长从大到小，可以分为无线电波、微波、红外线、可见光（赤橙黄绿青蓝紫等七种颜色）、紫外线、X射线、伽马射线等。
分别介绍如下：1、无线电波无线电波作为电磁波家族“老大哥”，具有最长的波长——大于1毫米和最小的频率——小于300GHz，它占据的频段被称为射频频段。
在麦克斯韦预言的电磁波被证实之后，人们开始着手研究电磁波的应用。
1893年，物理学家特斯拉宣扬了无线电通讯的基本原理，1904年，马可尼发明电报。
无线电波作为传递讯息的通讯载体被人们广为使用，包括电报、电话、广播、电视、手机、卫星、雷达等都是以无线电波为载体进行的信息传播。
2、微波“二弟”微波频率在300MHz~300GHz，波长在1米到1毫米之间。
实际上，微波也是无线电波一部分，只是它属于无线电波的高频段（射电波段）。
对于玻璃、塑料和瓷器，微波可以轻而易举地穿透而不被吸收，微波遇到金属材料则会被大量反射。
当微波进入物体内部时，由于介质损耗会引起介质温度的升高，使介质材料内外部几乎同时加热升温。
这种加热效应是有选择性的，对于水等极性分子，它的介电常数和介质损耗因数都比较大，因此很容易被加热；而蛋白质、碳水化合物等的介电常数相对较小，其对微波的吸收能力比水小得多——这就是微波炉的原理。
微波的频率很高，所以其可用的频带很宽，可用于大容量的信息通讯如卫星、雷达等。
微波同样充斥着整个世界，在我们现代宇宙中的任何一个方位，还残留着宇宙大爆炸的微波背景辐射，其平均温度约为2.7 K。
3、红外线电磁家族的“老三”——红外线的波长为0.76到400微米。
按照波长从大到小又可以细分为远红外线、中红外线和近红外线。
1800年，英国物理学家赫歇尔发现太阳光谱在红光之外还存在具有较强致热效应的区段，因此称之为红外线。
红外线波长要比可见光长，能量（频率）比可见光要低，是肉眼不可见的电磁辐射。
红外线具有很强的热效应，可以用来加热材料；许多温度分布不均匀的物体也将辐射出不同频率的红外线；红外线还有很好的穿透能力，它可以透过云雾传播。
电磁波家族-PPT课件
【审题指导】 解此题应把握两点： (1)电谐振的原理． (2)电磁波的接收过程．
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【精讲精析】 当处于电谐振时，所有的电 磁波仍能在接收电路中产生感应电流，只不 过频率跟谐振电路固有频率相等的电磁波， 在接收电路中激发的感应电流最强．由调谐 电路接收的感应电流，要再经过检波(也就 是调制的逆过程)、放大，通过耳机才可以 听到声音，故正确答案为A、D.
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热点示例创新拓展
电磁波的综合应用 [经典案例] (10分)某雷达工作时发射电磁波的 波长λ＝20 cm,每秒发射的脉冲数n＝5000,每个 脉冲持续的时间为t＝2×10－8 s,问电磁波的振 荡频率为多少？最大侦察距离是多少？ 【审题指导】 解此题注意两点： (1)电磁波的波长、波速、频率的关系． (2)对侦察距离的理解．
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1.电磁波谱：按电磁波的波长或频率大小的 顺序把它们排列包括无线电波、红外线、可 见光、紫外线、X射线、γ射线． 3.电磁波的特性及应用
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例2 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 运用这种现象的医疗器械后面的空格上. (1)X光机，________． (2)紫外线灯，________． (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________．
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要点探究讲练互动
要点一 对调幅、调频、调谐、解 调的理解
学案导引
1.无线电波的发射原理是什么？经过哪几个 过程？ 2.怎样才能顺利接收无线电波信号？
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1.无线电波的发射和接收过程
2.“调幅”和“调频”都是调制过程 (1)高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变的 调制方式叫调幅,一般电台的中波、中短波、 短波广播以及电视中的图像信号采用调幅波. (2)高频电磁波的频率随信号的强弱而改变的 调制方式叫调频，电台的立体声广播和电视 中的伴音信号，采用调频波．
电磁波大家族
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电磁 波的 频 率和 波 长 是 一 ＿ 对 应 的关 系 因 ，
为 它们 的 乘 积永远等于 光 速 。
也 有各 自 的 特 点 。 它们 有这 样 一 个规 律 ： 波长越
短 ，
频率越高 ，
能量越强 。
只有频率 在３０００吉 赫
Ｇ （
Ｈｚ ）
以下 ，
在自 由空间 传播的 电磁波 ，
才 被
称 为 无 线 电 波 。
电 磁 波 大 家 族
波谷
波峰
电 磁 肢
ＡＡＡＡＡＡ；
波谷
其 实 ， 大 自 然 中 有 两 类 电 磁 波 ： ＿ 类 是 “ 人
工养殖”
的 ，
比 如 高压电 线 、
雷达 、
广播和 Ｗ ｉ Ｆ ｉ 等
人工制造或发射的 电磁波
是 另 一 类
然野 生 天 “
”
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的 ，
比如 雷电 、
宇宙 射线 、 太 阳 黑 子活 动等 自 然 界
产生 的 电磁 波 。
钱 电 泜 吴 电 磁 浪 六 家 族 中 的
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伽 马 射 线
Ｘ 射线 紫 外 线
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《电磁波家族》 讲义
《电磁波家族》讲义电磁波，这个在现代科技中无处不在的神秘力量，正以各种形式影响着我们的生活。
从无线电波让我们能够远距离通信，到红外线为我们的遥控器提供指令，再到紫外线帮助我们杀菌消毒，以及 X 射线透视身体内部的奥秘，还有γ射线在医疗和工业中的重要应用。
电磁波家族的成员们各具特色，各司其职，共同构建了这个充满神奇与便利的科技世界。
让我们首先来认识一下电磁波家族中的“老大哥”——无线电波。
无线电波的波长最长，频率最低，它能够轻松地绕过建筑物和山脉等障碍物，实现远距离的通信。
我们日常使用的广播、电视、手机等通信设备，都是依靠无线电波来传递信息的。
想象一下，当你在千里之外与亲朋好友通话，或者收听来自世界各地的广播节目，这都要归功于无线电波的强大本领。
接着是红外线。
红外线的波长比无线电波短一些，但仍然属于较长的波段。
我们经常在遥控器中感受到它的存在。
当你按下遥控器上的按钮时，其实就是在发射红外线信号，这些信号被电器接收并解读，从而执行相应的操作。
此外，红外线在军事、安防、医疗等领域也有广泛的应用。
比如，在夜间，依靠红外线热成像技术，我们能够看清物体的轮廓和温度分布。
紫外线则是电磁波家族中比较“厉害”的角色。
它的波长更短，能量更高。
适量的紫外线有助于人体合成维生素 D，促进钙的吸收，对我们的健康有一定的好处。
但过多的紫外线照射会损伤皮肤，导致晒伤、皮肤癌等问题。
因此，在炎炎夏日，我们要做好防晒措施，保护自己免受紫外线的伤害。
同时，紫外线还具有杀菌消毒的作用，医院里经常使用紫外线灯来对病房和器械进行消毒。
再来说说 X 射线。
X 射线的波长更短，能够穿透人体组织。
这使得它在医学诊断中成为了不可或缺的工具。
当我们去医院拍 X 光片时，X 射线穿过身体，不同组织对 X 射线的吸收程度不同，从而在胶片上形成影像，帮助医生诊断疾病，比如骨折、肺炎等。
在工业领域，X射线也用于检测金属部件的内部缺陷。
最后是γ射线，它是电磁波家族中波长最短、能量最高的成员。
导学案：电磁波家族
电磁波家族导学案【学习目标】了解电磁波在现代社会中的应用，了解电磁波谱的特点和应用。
【重点难点】各种电磁波的特点。
【学习内容】一、基本定义1．可见光在电磁波中，能够作用于人的眼睛并引起视觉的，只是一个很窄的波段，通常叫做可见光。
其中波长最短的是紫光，波长约为400nm，波长最长的是红光，波长约为770nm.2. 红外线波长更长的光不能引起视觉，叫做红外线，红外线的波长范围很宽。
约为770nm～106 nm.3．紫外线紫外线也是不可见光，他的波长比紫光还短，大约为5nm～40nm．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。
4．伦琴射线波长比紫外线更短的光叫做伦琴射线，也叫X射线。
是德国物理学家伦琴在1895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。
5. γ射线γ射线是比X射线波长更短的电磁波,穿透能力更强。
二、不同电磁波产生的机理1.无线电波是振荡电路中自由电子作周期性的运动产生的。
2.红外线、可见光、紫外线是原子外层电子受激发产生的。
3.伦琴射线是原子内层电子受激发产生的。
4.γ射线是原子核受激发产生的。
三、频率(波长)不同的电磁波表现出作用不同。
1.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；2.紫外线主要作用是化学作用，可用来杀菌和消毒；3.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；4.γ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γ刀进行手术。
【课堂检测】1．红外线可以穿透云雾，是因为它的波长____________，所以它____________的现象比较显著，可以绕过障碍物继续传播；γ射线可以穿透金属，是因为它的频率____________，穿透能力较强。
2．各种电磁波在真空中传播时，都具有相同的____________。
波从一种介质进入另一种介质，一定不发生改变的是____________。
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（V声=340m/s,V电=3×108m/s）
1.基本知识积累(可参考课本内容)
(1)发现:
(2)产生机理： (3)特点：
英国物理学家赫歇耳与1800年发现 原子外层电子受到激发 (1)波长长(2)有显著的热效应
2.现实生活中的应用(事例可结合图片,视频)
红外遥感和红外高空摄影
红外测温仪
1.红外线干燥物体利用其什么特点？ 2.红外遥感利用其什么特点？
紫 外 线 验 钞 毒
1.黑光灯在农业上消灭害虫，利用了紫外线的什么特点？ 2.现实生活中还有哪些地方用到了紫外线？
1.基本知识积累(可参考课本内容)
(1)发现: (2)产生机理： (3)作用：
德国物理学家伦琴于1895年发现的 原子内层电子受到激发 穿透能力强
2.现实生活中的应用(事例可结合图片,视频)
透 视 检查工件的裂纹和气孔
1.基本知识积累(可参考课本内容) (1) 发现:
美国军方通过卫星在太空中首次观测到 原子核受到激发
(2)产生机理：
(3)作用：
有很高的能量和极强的贯穿本领
2.现实生活中的应用(事例可结合图片,视频)
γ刀
γ射线探伤
电磁波家族
电磁波谱 无线电波 红外线 可见光 紫外线 X射线 γ射线
红 橙 黄 绿 蓝
(4)作用 引起视觉
2.现实生活中的应用(事例可结合图片,视频)
靛 紫
1.基本知识积累(可参考课本内容)
(1)发现: (3)作用：
紫 外 线 灯 消 毒
德国物理学家里特与1801年发现
(2)产生机理： 原子外层电子受到激发
显著的化学作用和荧光作用 2.现实生活中的应用(事例可结合图片,视频)
无线电波
可见光
X射线
红外线
紫外线
γ射线
1.基本知识积累(可参考课本内容)
(1)产生机理:
振荡电路中电子的运动
(2)无线电波的发射,传播,接收
调制
发射
传播
接收
调谐，检波
调频，调幅
天波，地波,直线传播
2.现实生活中的应用(事例可结合图片,视频) 移动电话 导航
雷达
为什么声音信号发射前要加载在电磁波上？
红外摄像头
物体释放的红外线强弱由什么决定？
探 究 活 动 一
红外测温仪
红外测温仪内部结构
电影《纵横四海》中出现的经典情景，你觉得是真的吗？
探 究 活 动 二
1.基本知识积累(可参考课本内容)
(1)定义:
进入人眼能引起视觉的电磁波
(2)产生机理： 原子外层电子收到激发 (3)不同颜色可见光（有哪些）
电磁波家族
延安四中高二年级物理组
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自主学习
电磁波谱的定义：
知识贮备
把各种电磁波按波长或频率大小顺序排列起来，就组成电磁波谱
电磁波家族成员
无线电波，红外线，可见光，紫外线，x射线，γ射线
家族成员的频率，波长关系
f无线电波，红外线，可见光，紫外线，x射线，γ射线 λ γ射线，x射线，紫外线，可见光，红外线，无线电波
频率
真空中波长
由左向右，频率变化为：由小到大 由左向右，波长变化为：由大到小
特性
波动性强
热效应
感光性强
消毒，荧光
穿透能力强
穿透能力最 强
用途
加热，遥 通讯，广播， 测，遥感， 移动电话 红外摄影， 测温
照明，照 相
日光灯，杀 检查，探测， 探测，治疗 菌，消毒 透视，治疗