高中物理 4.2 電磁波譜學(xué)案 新人教版選修1-12

1、 4.2 電磁波譜學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1.掌握波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系知道電磁波在真空中的傳播速度跟光速相同，即c3.00×108 m/s.2.了解電磁波譜是由無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、X射線、射線組成的，能夠知道它們各自的特點(diǎn)與主要應(yīng)用.3.了解電磁波具有能量了解太陽(yáng)輻射大部分能量集中的波長(zhǎng)范圍一、波長(zhǎng)、頻率和波速1概念(1)在一列波中，凸起的最高處叫做波峰；凹下的最低處叫做波谷鄰近的兩個(gè)波峰(或波谷)的距離叫做波長(zhǎng)(2)頻率：在1s內(nèi)所通過(guò)波峰或波谷的次數(shù)(3)波速：表示波的傳播快慢2波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系波長(zhǎng)、頻率和波速三者的關(guān)系式為波速波長(zhǎng)×頻率二、電磁波譜1電磁波譜

2、：把電磁波按波長(zhǎng)或頻率大小的順序排列起來(lái)，就叫電磁波譜2無(wú)線電波(1)無(wú)線電波是波長(zhǎng)大于 1 mm(頻率小于300 000 MHz)的電磁波(2)無(wú)線電波主要用于通信和廣播3紅外線(1)紅外線是一種光波，波長(zhǎng)比可見(jiàn)光的波長(zhǎng)長(zhǎng)，比無(wú)線電波的波長(zhǎng)短(2)紅外線不能引起人的視覺(jué)：一切物體都會(huì)發(fā)射紅外線，熱物體的紅外輻射比冷物體的紅外輻射強(qiáng)(3)紅外線的主要作用：紅外線遙感、勘測(cè)地?zé)?、尋找水源、監(jiān)測(cè)森林火災(zāi)、預(yù)報(bào)風(fēng)暴和寒潮、加熱物體4可見(jiàn)光可見(jiàn)光的波長(zhǎng)在700 nm400 nm之間，能引起人的視覺(jué)5紫外線紫外線也是不可見(jiàn)光，波長(zhǎng)比可見(jiàn)光的短，波長(zhǎng)范圍為5 nm400 nm.紫外線的顯著作用是化學(xué)作用紫

3、外線可以滅菌消毒，人體接受適量的紫外線照射，能促進(jìn)鈣的吸收紫外線還有熒光效應(yīng)6X射線和射線X射線和射線的波長(zhǎng)比紫外線短X射線對(duì)生命物質(zhì)有較強(qiáng)的作用，過(guò)量的輻射會(huì)引起生物體的病變X射線具有穿透作用，可以用于人體透視射線具有更高的能量，在醫(yī)學(xué)上可以用來(lái)治療癌癥、探測(cè)金屬部件內(nèi)部的缺陷三、電磁波的能量1電磁波具有能量，電磁波是物質(zhì)存在的一種形式微波爐的工作應(yīng)用了一種電磁波微波食物中的水分子在微波的作用下加劇了熱運(yùn)動(dòng)，內(nèi)能增加，溫度升高2太陽(yáng)輻射中含有可見(jiàn)光、紅外線、紫外線、X射線、射線、無(wú)線電波太陽(yáng)輻射的能量主要集中在可見(jiàn)光、紅外線和紫外線三個(gè)區(qū)域內(nèi)眼睛正好能感受這個(gè)區(qū)域的電磁輻射.一、波長(zhǎng)、頻率和

4、波速1關(guān)系：vf.2電磁波的波長(zhǎng)()、波速(c)及頻率(f)的關(guān)系：cf.(1)電磁波在真空中的速度為光速，c3.00×108 m/s.(2)電磁波的頻率越大，波長(zhǎng)越短3影響波速的因素電磁波與機(jī)械波不同，它的傳播速度與介質(zhì)和頻率有關(guān)，而機(jī)械波的傳播速度只與介質(zhì)有關(guān)二、不同波長(zhǎng)電磁波的比較名稱(chēng)特性無(wú)線電波紅外線可見(jiàn)光紫外線X射線射線主要應(yīng)用通信、廣播紅外探測(cè)器、紅外體溫計(jì)引起視覺(jué)滅菌、消毒、防偽醫(yī)學(xué)透視、安檢、金屬探傷治療疾病、金屬探傷真空中的速度都是c3.00×108 m/s頻率小大同介質(zhì)中速度大小一、波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系例1如圖1所示為一個(gè)同學(xué)敲打水面形成的水波示意圖，

5、通過(guò)測(cè)量得到相關(guān)數(shù)據(jù)標(biāo)記在圖上，請(qǐng)回答：圖1(1)A、B、C、D四點(diǎn)中哪個(gè)點(diǎn)在波峰，哪個(gè)點(diǎn)在波谷？(2)已知圖中水波傳播的速度為1 m/s，根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計(jì)算該水波的頻率為多少？答案(1)C點(diǎn)A點(diǎn)(2)Hz針對(duì)訓(xùn)練頻率為5×1014 Hz的紅光，從10 m外的交通信號(hào)燈傳到你的眼睛，大約需要多長(zhǎng)時(shí)間？在這個(gè)距離中有多少個(gè)波長(zhǎng)？答案3.3×108 s1.7×107個(gè)解析該紅光的波長(zhǎng)由cf得， m6.0×107 m傳到眼睛需要的時(shí)間是t s3.3×108 s，在這個(gè)距離中的波長(zhǎng)數(shù)有n1.7×107個(gè)二、電磁波的應(yīng)用例2下面列出一些醫(yī)療器械的

6、名稱(chēng)和這些器械運(yùn)用的物理現(xiàn)象請(qǐng)將相應(yīng)的字母填寫(xiě)在運(yùn)用這種現(xiàn)象的醫(yī)療器械后面的空格上(1)X光機(jī)，_.(2)紫外線燈，_.(3)理療醫(yī)用“神燈”照射傷口，可使傷口愈合得較好這里的“神燈”是利用_A光的全反射B紫外線具有很強(qiáng)的熒光作用C紫外線具有殺菌消毒作用DX射線具有很強(qiáng)的穿透力E紅外線具有顯著的熱效應(yīng)F紅外線波長(zhǎng)較長(zhǎng)，易發(fā)生衍射解析(1)X光機(jī)是用來(lái)透視人的體內(nèi)器官的，因此需要具有較強(qiáng)穿透力的電磁波，但又不能對(duì)人體造成太大傷害，因此采用了穿透能力比較強(qiáng)又不會(huì)給人體造成太大傷害的X射線，選D.(2)紫外線燈主要是用來(lái)殺菌的，因此它應(yīng)用的是紫外線的殺菌作用而非熒光作用，因此選C.(3)“神燈”又稱(chēng)

7、紅外線燈，主要是用于促進(jìn)局部血液循環(huán)，它利用的是紅外線的熱效應(yīng)，使人體局部受熱，血液循環(huán)加快，因此選E.答案(1)D(2)C(3)E1(電磁波譜)下列各組電磁波中，按波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短排列正確的是()A紅外線、紫外線、可見(jiàn)光、射線B射線、紫外線、紅外線、可見(jiàn)光C射線、紫外線、可見(jiàn)光、紅外線D紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、射線答案D2(電磁波的特性)關(guān)于電磁波譜，下列說(shuō)法中正確的是()AX射線對(duì)生命物質(zhì)有較強(qiáng)的作用，過(guò)量的X射線輻射會(huì)引起生物體的病變B射線是波長(zhǎng)最短的電磁波，它的頻率比X射線還要高C紫外線的頻率比紫光低D在電磁波譜中，穿透能力最強(qiáng)的是X射線答案AB解析X射線對(duì)生命物質(zhì)有較強(qiáng)的作用，過(guò)量的X射

8、線輻射會(huì)引起生物體的病變，選項(xiàng)A正確；射線是波長(zhǎng)最短的電磁波，它比X射線的頻率還要高，選項(xiàng)B正確；在電磁波譜中從無(wú)線電波到射線，波長(zhǎng)逐漸減小，頻率逐漸增大，紫外線的頻率比紫光高，在電磁波譜中射線的穿透能力最強(qiáng)，故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤3(電磁波的應(yīng)用)據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，韓國(guó)科學(xué)家通過(guò)巧妙地處理熒光蛋白基因，成功地克隆了貓這個(gè)程序有助于相關(guān)人員研發(fā)治療人類(lèi)遺傳病的方法該過(guò)程的一個(gè)“副產(chǎn)品”是，黑暗中的克隆貓接觸紫外線時(shí)會(huì)發(fā)紅光該貓發(fā)紅光的原因是紫外線具有()A熱效應(yīng) B熒光效應(yīng)C滅菌消毒作用 D波長(zhǎng)較短的特點(diǎn)答案B4(電磁波的應(yīng)用)有些動(dòng)物夜間幾乎什么都看不到，而貓頭鷹在夜間卻有很好的視力其原因是()A不需要光線，也能看到目標(biāo)B自身眼睛發(fā)光，照亮搜索目標(biāo)C可對(duì)紅外線產(chǎn)生視覺(jué)D可對(duì)紫外線產(chǎn)生視覺(jué)