高中物理第三章電磁振蕩與電磁波第四節(jié)電磁波譜學(xué)案含解析粵教版選修

1、第四節(jié)電磁波譜學(xué)習(xí)目標(biāo)重點(diǎn)難點(diǎn)1能說出電磁波譜的組成2能說出各波段的電磁波的主要性質(zhì)及應(yīng)用3能說出各波段的電磁波的產(chǎn)生機(jī)理重點(diǎn)：紅外線、紫外線、X射線、射線的主要特性及應(yīng)用難點(diǎn)：紅外線、紫外線、X射線、射線的產(chǎn)生機(jī)理一、光是電磁波光的電磁說：麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，并且發(fā)現(xiàn)從理論上推算出電磁波在真空中的傳播速度和當(dāng)時(shí)用實(shí)驗(yàn)測(cè)得的光速非常接近，提出了光的電磁說赫茲做了大量的實(shí)驗(yàn)，不僅證實(shí)了電磁波的存在，而且證實(shí)了電磁波像光一樣也能發(fā)生反射、折射、干涉、衍射等現(xiàn)象，測(cè)出了電磁波的頻率和波長(zhǎng)算出了電磁波的傳播速度，驗(yàn)證了真空中電磁波的傳播速度確實(shí)與光速相同二、電磁波譜1電磁波譜將各種電磁波按波長(zhǎng)

2、由大到小的順序排列起來，就構(gòu)成了電磁波譜：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、射線2各種電磁波的產(chǎn)生機(jī)理（1）無線電波是自由電子振蕩產(chǎn)生的；（2）紅外線、可見光、紫外線是原子的外層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的；（3）X射線是原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的；（4）射線是原子核受到激發(fā)后產(chǎn)生的3各種電磁波的特性及應(yīng)用（1）紅外線：波長(zhǎng)比可見光中的紅光的波長(zhǎng)還長(zhǎng)不能引起人的視覺，是不可見光；一切物體都在不停地輻射紅外線，且溫度越高，輻射的紅外線的強(qiáng)度越大；紅外線的主要作用有熱效應(yīng)（2）紫外線：波長(zhǎng)比可見光中的紫光波長(zhǎng)還短，不能引起人的視覺；主要作用：熒光作用、殺菌消毒和促進(jìn)人體合成維生素D（3）X射線

3、（倫琴射線）：波長(zhǎng)比紫外線波長(zhǎng)還短；高速電子流射到任何固體上都能產(chǎn)生X射線；特點(diǎn)為穿透能力較強(qiáng)，常用于人體透視和金屬探傷預(yù)習(xí)交流請(qǐng)簡(jiǎn)要說明人們不接受紫外線照射、少量照射和大量照射后會(huì)產(chǎn)生什么結(jié)果答案：少量照射紫外線能殺菌，增強(qiáng)人體抗病能力，并通過皮膚產(chǎn)生維生素D，有益人體健康不照射紫外線，皮膚內(nèi)膽固醇不易轉(zhuǎn)化為維生素D，從而影響鈣和磷的吸收但若大量照射紫外線，會(huì)傷害皮膚，甚至使人體遺傳物質(zhì)脫氧核糖核酸受到損害，破壞其基因，使正常細(xì)胞蛻變?yōu)榘┘?xì)胞，過量的紫外線還會(huì)引起角膜炎、白內(nèi)障等疾病一、光的電磁說對(duì)光是電磁波的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了漫長(zhǎng)而曲折的過程，試簡(jiǎn)略敘述人們對(duì)光的電磁說的認(rèn)識(shí)過程答案：17世紀(jì)中葉

4、，荷蘭物理學(xué)家惠更斯提出了光的波動(dòng)說，認(rèn)為光是空間傳播的一種波；19世紀(jì)初，光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象相繼被發(fā)現(xiàn)，證明光是一種波；19世紀(jì)60年代，麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，發(fā)現(xiàn)理論上推算出的電磁波在真空中的傳播速度和當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的光速非常接近，他敏銳地意識(shí)到光和電磁波之間有著本質(zhì)的聯(lián)系，于是提出了光的電磁說，認(rèn)為光是一種電磁波；18861888年間赫茲通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，并且證實(shí)電磁波像光一樣也能發(fā)生反射、折射、干涉、衍射等現(xiàn)象，并測(cè)出了電磁波的頻率和波長(zhǎng)，算出了電磁波的傳播速度，驗(yàn)證了真空中電磁波的傳播速度確實(shí)與光速相同關(guān)于光，以下說法正確的是（）A光和機(jī)械波本質(zhì)相同，因?yàn)槎寄馨l(fā)生

5、反射、折射、干涉、衍射等現(xiàn)象B光與電磁波有本質(zhì)聯(lián)系，因?yàn)樗鼈儺a(chǎn)生機(jī)理完全相同C光本質(zhì)上是一種電磁波D光和電磁波在真空中的傳播速度不同答案：C解析：光是電磁波，不同于機(jī)械波，光能在真空中傳播，而機(jī)械波不能在真空中傳播，光本質(zhì)上是電磁波，它們?cè)谡婵罩袀鞑ニ俣认嗤?，但它們的產(chǎn)生機(jī)理又各不相同，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確1光具有波動(dòng)性，能發(fā)生干涉、衍射、反射和折射等現(xiàn)象2光和機(jī)械波有本質(zhì)區(qū)別，光本質(zhì)上是一種電磁波3光和電磁波在真空中的傳播速度相同二、電磁波譜1許多動(dòng)物具有發(fā)達(dá)的紅外感受器官，因此在夜間也可以“看到”物體你知道哪些動(dòng)物有這方面的能力嗎？答案：主要是蛇類具有這方面的能力2天空為什么是亮的，看

6、起來是藍(lán)色的，而傍晚的陽光卻比較紅？答案：由于大氣把陽光向四面八方散射，所以看到天空是亮的在沒有大氣的太空，即使太陽高懸在空中，它周圍的天空也是黑暗的由于波長(zhǎng)較短的光比波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光更容易被大氣散射，所以天空看起來是藍(lán)色的大氣對(duì)波長(zhǎng)較短的光吸收能力比較強(qiáng)，傍晚的陽光在穿過厚厚的大氣層時(shí)，藍(lán)光、紫光大部分被吸收掉了，剩下紅光、橙光通過大氣射入我們的眼睛，所以傍晚的陽光比較紅3哪些現(xiàn)象能說明電磁波具有能量？試舉例說明答案：例如，放在紅外線區(qū)域的溫度計(jì)升溫很快；射線具有很強(qiáng)的貫穿能力等4我們根據(jù)什么說電磁波是一種物質(zhì)？答案：從電磁波可以脫離電荷獨(dú)立存在、不需借助介質(zhì)傳播、具有能量三個(gè)方面可知，電磁波和

7、實(shí)物粒子一樣，是一種物質(zhì)，這是人們對(duì)于物質(zhì)認(rèn)識(shí)的一個(gè)重大發(fā)現(xiàn)5自從1888年赫茲通過一系列實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在之后，時(shí)至今日，不僅證明了光波是電磁波，而且發(fā)現(xiàn)并證明了紅外線、紫外線、X射線、射線等均是不同頻率范圍內(nèi)的電磁波科學(xué)研究證明電磁波是一個(gè)大家族把它們按波長(zhǎng)（或頻率）順序排列就構(gòu)成了電磁波譜試按照波長(zhǎng)從長(zhǎng)到短的順序?qū)懗鲭姶挪ㄗV并說明各部分的特性答案：無線電波波長(zhǎng)從30千米到103米左右，用于導(dǎo)航和無線電廣播；微波波長(zhǎng)從10米到103米，多用于雷達(dá)或其他通訊系統(tǒng)；紅外線波長(zhǎng)從103米到7.7107米，紅外線的熱效應(yīng)特別顯著；可見光波長(zhǎng)440770納米，人眼能感光的一個(gè)極狹窄的波段；紫外線

8、波長(zhǎng)從4107米到5109米，有顯著的熒光效應(yīng)和殺菌作用；X射線有較強(qiáng)的穿透能力；射線它們有很強(qiáng)的穿透能力關(guān)于電磁波譜，下列說法中正確的是（）A射線的頻率一定大于X射線的頻率B紫外線的波長(zhǎng)一定小于紅外線的波長(zhǎng)CX射線的頻率一定高于紫外線的頻率D紫外線是原子內(nèi)層電子受激發(fā)而產(chǎn)生的點(diǎn)撥：對(duì)于各種頻率波的特點(diǎn)及產(chǎn)生機(jī)理要熟記答案：B解析：由電磁波譜中的頻率關(guān)系可知：射線的頻率不一定大于X射線的頻率，因射線與X射線有重疊區(qū)域，而紫外線的頻率一定高于紅外線的頻率，所以，紫外線的波長(zhǎng)一定小于紅外線的波長(zhǎng)；紫外線的頻率不一定低于X射線的頻率紫外線是由原子外層電子受激發(fā)而產(chǎn)生的1可見光只是電磁波譜中一個(gè)很窄的

9、一段2不同的電磁波，產(chǎn)生機(jī)理各不相同，具有不同的特性1下列關(guān)于X射線的敘述，正確的是（）X射線可用來給食用水消毒X射線由高速移動(dòng)的中子組成X射線可使照相膠卷感光電視廣播消滅害蟲探測(cè)隱藏在行李中的武器搜索在泥石流中被埋的生還者A只有和 B只有和C只有和 D只有和答案：B解析：X射線有很強(qiáng)的穿透力，主要應(yīng)用于醫(yī)學(xué)檢查、工業(yè)探傷等領(lǐng)域，本題著重考查X射線的應(yīng)用2下列各組電磁波中，產(chǎn)生機(jī)理相同的是（）A微波、紅外線 B紅外線、紫外線C紫外線、X射線 DX射線、射線答案：B解析：無線電波是振蕩電路中自由電子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，紅外線、可見光、紫外線是原子外層電子受激發(fā)產(chǎn)生的X射線是原子內(nèi)層電子受激發(fā)產(chǎn)生的射線是原子核受激發(fā)產(chǎn)生的，故產(chǎn)生機(jī)理相同的是紅外線和紫外線3科學(xué)家發(fā)現(xiàn)地球大氣層中的臭氧分子不斷受到破壞，下列各項(xiàng)電磁波中會(huì)因臭氧層受損而對(duì)人類的健康構(gòu)成最大危害的是（）A可見光 B紫外線 C伽瑪射線 D微波答案：B解析：由于太陽光中存有大量紫外線，而過多的紫外線會(huì)傷害眼睛和皮膚，故因臭氧層受損而對(duì)人類構(gòu)成最大傷害的是紫外線4紅外線可以穿透云霧，是因?yàn)樗牟ㄩL(zhǎng)_，所以它的_現(xiàn)象比較顯著，可以繞過障礙物繼續(xù)傳播；