同步备课套餐之物理3-4讲义：第十四章电磁波5

5电磁波谱[学习目标]1。

了解什么是电磁波谱,知道各种可见光和不可见光与无线电波一样，也是电磁波.2。

了解不同波长电磁波的特性以及应用。

3.知道电磁波也具有能量,知道电磁波是一种物质．一、电磁波谱［导学探究]（1）白光经三棱镜后发生色散，形成光谱，各种色光按波长大小如何排列的？(2)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，还有其他哪些电磁波？答案(1）各种色光按波长由大到小排列为:红橙黄绿蓝靛紫．(2）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、X射线、γ射线等．[知识梳理］对电磁波谱的认识1．光的电磁说：麦克斯韦提出光的电磁说,认为光是一种电磁波，光和无线电波一样是横波(填“横波”或”纵波”），在真空中传播速度都是3×108 m/s，传播都不需借助介质,都能够发生反射、折射、干涉和衍射．2．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，叫做电磁波谱．3．电磁波谱按频率由小到大的顺序排列为:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线,如图1所示．图1［即学即用］判断下列说法的正误．（1)可见光中红光的波长最长，紫光的波长最短．（√）（2）红外线、可见光、紫外线、γ射线，它们的波长依次减小．(√）（3）电磁波家族中无线电波的频率最高．(×)（4)电磁波的波长都很短．（×）（5）可见光是电磁波的一小部分．（√)（6）不同电磁波由于具有不同的波长，所以它们具有不同的特性．(√)二、电磁波的应用［导学探究］电磁波在我们日常生活中应用相当广泛，请你举出下列电磁波的应用实例：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线．答案无线电波：收音机；微波：电视机；红外线：电烤箱；可见光:人可看到五彩缤纷的世界；紫外线：紫外线消毒灯;X射线:X光透视机;γ射线：γ射线探伤．［知识梳理]1．各种电磁波的特点(1）红外线：①红外线是一种光波,波长比无线电波短,比可见光长，不能引起人的视觉．②所有物体都发射红外线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强．③红外线主要用于红外遥感和红外高速摄影．④红外线的热作用较强，衍射现象比可见光明显,能在云雾、烟尘中传播的更远．（2）紫外线：①波长范围在5_nm到370_nm之间，不能引起人的视觉．②具有较高的能量，应用于灭菌消毒，具有较强的荧光效应，用来激发荧光物质发光．(3）X射线和γ射线：①X射线频率比紫外线高,穿透力较强，用来检查工业部件有无裂纹或气孔，医学上用于人体透视．②γ射线频率比X射线还要高，具有很高的能量，穿透力更强,医学上用来治疗癌症，工业上用于探测金属部件内部是否有缺陷．2．电磁波传递能量电磁波是运动中的电磁场,各种各样的仪器能够探测到许许多多电磁波，表明电磁波可以传递能量．3．太阳辐射的特点太阳辐射的能量集中在可见光、红外线和紫外线三个区域，在眼睛最敏感的黄绿光附近，辐射的能量最强．[即学即用］判断下列说法的正误．(1)夏天太阳把地面晒得发热是因为可见光的热效应在各种电磁波中是最强的．（×）(2)紫外线能使很多物质发出荧光,具有杀菌作用．（√)（3)一切物体都在不停地辐射红外线,温度越高，辐射越强．（√)（4）γ射线能很容易地绕过障碍物到达目的地．(×）（5）γ射线的穿透力很强,在工业中可用来探伤或流水线的自动控制．(√）（6)电磁波谱中最难发生衍射的是X射线．（×）一、电磁波谱例1（多选）关于电磁波谱，下列说法正确的是(）A．波长不同的电磁波在本质上完全相同B．电磁波的波长若差异太大则会出现本质不同的现象C．电磁波谱的频带很宽D．电磁波的波长很短,所以电磁波的频带很窄答案AC解析电磁波谱中的电磁波在本质上是完全相同的，只是波长或频率不同而已．其中波长最长的波跟波长最短的波之间频率相差1020倍．针对训练1某广播电台发射“中波”段某套节目的信号、家用微波炉中的微波、VCD机中的激光、人体透视的X光，都是电磁波，它们的频率分别是f1、f2、f3、f4，则（)A. f1＞f2＞f3＞f4B. f1＜f2＜f3＜f4C．f1＜f2＜f4＜f3D．f2＜f1＜f3＜f4答案B二、电磁波的特性及应用不同电磁波的特性及应用光效应强强用途通信、广播、天体物理研究遥控、遥测、加热、红外摄像、红外制导照明、照相等日光灯、杀菌、防伪、治疗皮肤病等检查、探测、透视、治疗探测、治疗例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________．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，易发生衍射答案(1)D（2)C（3)E解析(1)X光机是用来透视人体内部器官的，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的伤害的X射线，故选择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，故选择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,故选择E.针对训练2关于电磁波的特性和应用，下列说法正确的是(）A．红外线和X射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体B．过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康C．电磁波频率最大的是γ射线,最容易用它来观察衍射现象D．紫外线和X射线都可以使感光底片感光答案D解析X射线有很高的穿透本领，常用于医学透视人体，红外线没有，A错误；过强的紫外线照射对人的皮肤有害,B错误；电磁波中频率最大的是γ射线,其波长最短，最不容易发生衍射，C错误．1．(多选)下列关于电磁波谱各成员说法正确的是（）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D．晴朗的天空看起来是蓝色的是光散射的结果答案ACD解析波长越长越易衍射，故A正确；有明显热效应的是红外线，故B错误;X射线穿透能力较强,故C正确;天空的蓝色是由于波长较短的光易被散射，故D正确．2．一种电磁波入射到半径为1 m的孔上，可发生明显的衍射现象，这种波属于电磁波谱中的（)A．可见光B．γ射线C．无线电波D．紫外线答案C解析一种波发生明显衍射现象的条件是：障碍物或孔的尺寸大小跟光的波长差不多或比波长还要小．电磁波中的无线电波波长范围是10－3～104 m，红外线波长范围是10－7～10－3 m，可见光、紫外线、γ射线的波长更短，所以只有无线电波才符合条件．3．(多选）下面关于红外线说法中正确的是（）A．红外烤箱中的红光就是红外线B．红外线比可见光更容易发生衍射C．高温物体辐射红外线,低温物体不辐射红外线D．红外线比可见光更容易引起固体物质分子共振答案BD解析红外线是看不见的，红外线比可见光的波长长，更容易发生衍射;一切物体，包括高温物体和低温物体都在辐射红外线，物体温度越高，它辐射的红外线就越强；红外线的频率比可见光更接近固体物质分子的固有频率,也就更容易使固体物质分子发生共振．4．验钞机发出的“光”能使钞票上的荧光物质发光；家用电器的遥控器发出的“光”，能用来控制电风扇、电视机、空调器等电器的开启与关闭．对于它们发出的“光”，下列说法中正确的是() A．验钞机和遥控器发出的“光”都是紫外线B．验钞机发出的“光”是紫外线,遥控器发出的“光”是红外线C．验钞机和遥控器发出的“光”都是红外线D．验钞机发出的“光"是红外线,遥控器发出的“光”是紫外线答案B解析紫外线可以使钞票上的荧光物质发光,所以可以做成验钞机，红外线可以用在遥控器上,遥控器发出红外线,实现了无线控制家中的用电器，方便人们的生活．5．（多选）无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线合起来形成了范围非常广阔的电磁波谱,不同的电磁波产生的机理不同，表现出的特性也不同，因而其用途也不同．下列应用中不符合实际的是（）A．医院里常用红外线对病人进行透视B．医院里常用紫外线照射病房和手术室进行消毒C．用X射线处理医院排放的污水，可杀死各种病原体,保护环境免受污染D．用γ射线照射马铃薯，可防止其发芽,以便长期保存答案AC1．遥控式电视机是通过接收到遥控器的电磁波信号来进行更换频道、改变音量等操作的，遥控器发出的电磁波是(）A．紫外线B．红外线C．X射线D．γ射线答案B2．下列各组电磁波，按衍射能力由强到弱正确排列是() A．γ射线、红外线、紫外线、可见光B．红外线、可见光、紫外线、γ射线C．可见光、红外线、紫外线、γ射线D．紫外线、可见光、红外线、γ射线答案B3．采用红外线烘干油漆，红外烤箱烤制鸡鸭,其理由是因为() A．红外线热作用显著，烧烤的时间短B．红外线热作用显著，但加热缓慢,油漆不易产生皱纹,烤鸡鸭不易烤焦C．红外线热作用显著、衍射现象也比较明显,可使油漆内外干燥，鸡鸭内外受热差别小D．红外线热作用不显著，但可使受热物体温度升高一致答案C4．风云二号卫星发送回地面的红外云图是由卫星上设置的具有接收云层辐射的红外线感应器完成的,云图上的黑白程度由辐射红外线的云层的温度高低决定，这是利用红外线的(）A．不可见性B．穿透性C．热效应D．化学反应答案C5．国家863计划中的一个重点项目所研究的X光激光(频率范围很窄的高强度X射线），有着广泛的应用前景,用X光激光给细胞“照相”，主要利用了X光的以下哪个特点()A．杀菌作用B．化学作用C．波长短D．粒子性答案C6．在电磁波谱中,红外线、可见光和伦琴射线（X射线)三个波段的频率大小关系是（)A．红外线的频率最大,可见光的频率最小B．伦琴射线的频率最大，红外线的频率最小C．可见光的频率最大，红外线的频率最小D．伦琴射线的频率最大，可见光的频率最小答案B解析在电磁波谱中，红外线、可见光和伦琴射线（X射线）按照频率从大到小的排列顺序是:伦琴射线(X射线)、可见光、红外线．7．“红外夜视仪”在夜间也能看清黑暗中的物体，主要是因为（) A．“红外夜视仪"发射出强大的红外线，照射被视物体B．一切物体均在不停地辐射红外线C．一切高温物体均在不停地辐射红外线D．“红外夜视仪”发射出γ射线，被视物体受到激发而放出红外线答案B解析所有物体都发射红外线，因而“红外夜视仪”可以看清黑暗中的物体．8．下列说法中正确的是（）A．各种电磁波中最容易表现出干涉和衍射现象的是γ射线B．红外线有显著的热效应，紫外线有显著的化学作用C．X射线的穿透本领比γ射线更强D．低温物体不能辐射红外线答案B解析干涉和衍射现象是光的波动性的体现,波长越长,越容易产生，而γ射线波长最短，故A选项错误；频率越高,穿透本领越强，故C选项错误；一切物体都能辐射红外线，故D错误，正确选项为B。