【講與練】高中物理人教版(2019)選擇性必修2：4.4 電磁波譜課件

第四章電磁振蕩與電磁波4．電磁波譜課前預習反饋課內(nèi)互動探究課堂達標檢測目標體系構(gòu)建核心素養(yǎng)提升課堂小結(jié)目標體系構(gòu)建1．了解無線電波的波段劃分，了解不同波段的無線電波的用途及傳播特點。2．了解紅外線、可見光、紫外線、X射線和γ射線的特征及典型應用，認識電磁波譜。3．了解科技對人類生活和社會發(fā)展的影響，增強學習興趣和責任意識。1．物理觀念：電磁波譜的概念和組成，電磁波具有能量的特性。2．科學探究：各電磁波波段的特點、傳播特點及用途，太陽光光譜分布與人類感知有關現(xiàn)象之間的關系。3．科學思維：利用雷達工作原理確定物體的距離、方位和速度。4．科學態(tài)度與責任：電磁波在科技、經(jīng)濟、社會發(fā)展中的作用。課前預習反饋

電磁波譜

知識點

11．概念按電磁波的_______大小或_______高低的順序把它們排列成譜，叫電磁波譜。2．按頻率由小到大的順序排列電磁波譜無線電波，_________，_________，_________，__________，γ射線?！号幸慌小?1)太陽輻射的電磁波中只有可見光。()(2)紅外線、X射線和γ射線都屬于電磁波。()波長頻率紅外線可見光紫外線X射線×√不同電磁波的特性和用途

知識點

21．無線電波(1)定義：技術(shù)上把波長_________mm(頻率_____________GHz)的電磁波稱作無線電波。(2)分類：無線電波按波長(頻率)可劃分為長波、_______、_________、_______、微波。(3)應用：無線電波廣泛應用于_______、_______及其他信號傳輸。大于1低于300中波中短波短波通信廣播2．紅外線(1)波長范圍：波長比___________短，比_________長。(2)所有_______都發(fā)射紅外線，熱物體的紅外輻射比冷物體的紅外輻射_____。(3)主要應用：烘干、___________、_______、夜視儀等。無線電波可見光物體強紅外遙感測溫3．可見光(1)波長范圍：可見光的波長在________nm到_______nm之間。(2)7種可見光波長從長到短的排序是：紅光、_______、______、_______、_______、_______、紫光。(3)可見光的作用：引起人類的_______。760440橙光黃光綠光青光藍光視覺4．紫外線(1)波長范圍：紫外線的波長在5nm到_________nm之間，不能引起人的視覺。(2)主要應用①紫外線具有較高的能量，因此可以利用紫外線___________。②許多物質(zhì)在紫外線的照射下會發(fā)出熒光，根據(jù)這一點可以設計___________。370滅菌消毒防偽措施5．X射線和γ射線(1)波長范圍：波長比紫外線更短的電磁波就是X射線和γ射線了。(2)主要應用：①X射線：X射線能夠穿透物質(zhì)，可以用來檢查_______________，在工業(yè)上，利用X射線檢查_____________________等。②γ射線：具有很高的能量，穿透能力更強。主要應用有：醫(yī)學上具有治療_______的作用，工業(yè)上具有探測_____________________的作用。人體內(nèi)部器官金屬構(gòu)件內(nèi)部的缺陷癌癥金屬構(gòu)件內(nèi)部的缺陷『判一判』(3)不同波段的無線電波其傳播特點不一樣。()(4)雷達在能見度低的黑夜將無法使用。()(5)人體每時每刻都在發(fā)射紅外線。()(6)過強的紫外線會傷害眼睛和皮膚。()√×××『選一選』(2023·江蘇省高郵市高二期中)某肺炎病人拍攝的CT胸片如圖所示，病毒感染處的密度與其他部分不同，片中顯示為白斑。拍攝CT胸片時使用下列哪種電磁波()A．X射線 B．紅外線C．無線電波 D．紫外線A解析：醫(yī)學中的CT胸片是利用X射線穿透能力與密度有關的特點，故選A?！合胍幌搿粸槭裁赐ㄐ?、廣播用無線電波，而不用其他電磁波？解析：無線電波是電磁波譜中波長最長的電磁波，波長越長的電磁波衍射越強，可以繞過障礙物繼續(xù)傳播，故通信、廣播用無線電波。課內(nèi)互動探究探究

電磁波譜在我們身邊到處都有電磁波的影子，它的應用更是比比皆是。下面列出的設備中工作時所發(fā)出的波，哪些屬于電磁波？(1)微波爐加熱食物時發(fā)出的波。(2)電視發(fā)射塔發(fā)出的波。(3)互聯(lián)網(wǎng)光纜中傳播的波。(4)電視機遙控器發(fā)出的波。提示：均屬于電磁波。情|境|導|入1．電磁波譜無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線合起來便構(gòu)成了范圍非常廣闊的電磁波譜。如圖所示是按波長由大到小(頻率由小到大)順序排列的電磁波譜。要|點|提|煉2．共性(1)它們在本質(zhì)上都是電磁波，它們的行為服從相同的規(guī)律，各波段之間的區(qū)別并沒有絕對的意義。(2)都遵守公式v＝λf，它們在真空中的傳播速度都是c＝3.0×108m/s。(3)它們的傳播都不需要介質(zhì)。(4)它們都具有反射、折射、衍射和干涉的特性。3．個性(1)不同電磁波的頻率或波長不同，表現(xiàn)出不同的特性，波長越長越容易產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象，波長越短，穿透能力越強。(2)同頻率的電磁波，在不同介質(zhì)中速度不同。不同頻率的電磁波，在同一種介質(zhì)中傳播時，頻率越大，折射率越大，速度越小。

我們的生活已經(jīng)離不開電磁波，如：北斗定位系統(tǒng)使用頻率為1500MHz(1MHz＝106Hz)左右的電磁波，手機工作時使用頻率為800～1900MHz的電磁波，家用5GWi－Fi使用頻率約為5725MHz的電磁波，地鐵行李安檢時使用頻率為1018Hz的電磁波。關于這四種電磁波的說法正確的是()A．家用5GWi-Fi使用的電磁波的衍射現(xiàn)象最明顯B．北斗定位系統(tǒng)使用的電磁波的能量最強C．地鐵行李安檢時使用的電磁波具有較強的穿透本領D．手機工作時使用的電磁波是縱波，不能產(chǎn)生偏振現(xiàn)象典例1典|例|剖|析C思路引導：波長越長，衍射現(xiàn)象越明顯，頻率越高，能量越強，穿透本領越大；電磁波是橫波。解析：家用5GWi-Fi使用的電磁波的頻率較高，所以其波長較短，故其衍射現(xiàn)象不明顯，故A錯誤；北斗定位系統(tǒng)使用的電磁波比家用5GWi-Fi使用的電磁波的頻率要低，根據(jù)電磁波的頻率越高，能量越大，可知北斗定位系統(tǒng)使用的電磁波的能量不是最強的，故B錯誤；地鐵行李安檢時使用頻率為1018Hz的電磁波，頻率非常高，這種電磁波具有較強的穿透本領，故C正確；電磁波均為橫波，能產(chǎn)生偏振現(xiàn)象，故D錯誤。

下列各組電磁波中，按波長由長到短排列正確的是()A．紅外線、紫外線、可見光、γ射線B．γ射線、紫外線、紅外線、可見光C．γ射線、紫外線、可見光、紅外線D．紅外線、可見光、紫外線、γ射線解析：電磁波波長由長到短為：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線，故D正確。對點訓練?D探究

不同電磁波的應用與比較當測量體溫的人數(shù)較多時，可采用“紅外測溫槍”測溫，你知道“紅外測溫槍”為什么能測出不同人的溫度嗎？情|境|導|入提示：不同體溫的人輻射的紅外線強度不同，體溫越高紅外線輻射強度越強，“紅外測溫槍”就是根據(jù)紅外輻射強度的不同“感知”溫度的。不同電磁波的應用和比較要|點|提|煉種類波長范圍特性應用產(chǎn)生機理無線電波大于1mm傳播能力強通信、廣播、導航、射電望遠鏡振蕩電路中自由電子的周期性運動紅外線大于760nm熱作用強加熱、紅外遙感、測溫、夜視儀、紅外攝影原子的外層電子受激發(fā)種類波長范圍特性應用產(chǎn)生機理可見光400～760nm感光性強照明、照相原子的外層電子受激發(fā)紫外線5～370nm殺菌作用、化學作用、熒光作用

滅菌消毒、制成驗鈔機、促使人體合成維生素DX射線0.001～10nm較強的穿透能力透視人體檢查器官、檢查金屬部件的質(zhì)量原子的內(nèi)層電子受激發(fā)種類波長范圍特性應用產(chǎn)生機理γ射線小于0.001nm穿透能力最強醫(yī)學上的γ刀技術(shù)，由于能穿透幾厘米的鉛板而用于探測金屬內(nèi)部的缺陷原子核受激發(fā)

下面列出一些醫(yī)療器械的名稱和這些器械運用的物理現(xiàn)象。請將相應的字母填寫在運用這些現(xiàn)象的醫(yī)療器械后面的空格上。(1)X光機_____；(2)紫外線燈_____；典例2典|例|剖|析DC(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．紫外線具有很強的熒光作用C．紫外線具有殺菌消毒作用D．X射線有很強的貫穿能力E．紅外線具有顯著的熱作用F．紅外線波長較長，易發(fā)生衍射E思路引導：電磁波在生產(chǎn)、生活和國防科技等方面應用廣泛，聯(lián)系實際的試題較多，要提高自己運用知識的能力。應該留心自然中、生活中、現(xiàn)代技術(shù)中應用了什么物理現(xiàn)象和規(guī)律，這是解決這種類型題目的關鍵。解析：(1)X光機是用來透視人的體內(nèi)器官的，因此需要具有較強穿透能力的電磁波，但又不能對人體造成太大的傷害，因此采用了X射線。(2)紫外線燈主要是用來殺菌的，因此它應用的是紫外線的殺菌作用而非熒光作用。(3)“神燈”又稱紅外線燈，主要是用于促進局部血液循環(huán)，它利用的是紅外線的熱效應，使人體局部受熱，血液循環(huán)加快。(2023·重慶市高二階段練習)電磁波按波長大小的順序把它們排列成譜，如圖所示，下列關于電磁波說法正確的是()A．紅外線可以滅菌消毒B．紫外線的波長比紅外線長C．振蕩電路生成電磁波的頻率隨電容C的增大而減小D．X射線能在磁場中偏轉(zhuǎn)，但穿透力較強，可用來進行人體透視對點訓練?C課堂小結(jié)核心素養(yǎng)提升了解雷達1．雷達的工作原理利用電磁波遇到障礙物發(fā)生反射的特性。2．確定位置的方法已知無線電波的傳播速度為c，測出從發(fā)射無線電波脈沖到接收到反射回來無線電波的時間t，就可由公式2s＝ct確定被測物體的距離，再根據(jù)無線電波的方向和仰角，便可以確定被測物體的位置了。3．構(gòu)造及特點一般由天線系統(tǒng)、發(fā)射裝置、接收裝置、輸出裝置(顯示器)、電源、用于控制雷達工作和處理信號的計算機以及防干擾設備等構(gòu)成。①雷達既是無線電波的發(fā)射端，又是無線電波的接收端；②雷達使用的無線電波是直線性好、反射性能強的微波波段；③雷達發(fā)射的是不連續(xù)的無線電波，即脈沖，每次發(fā)射時間短于1μs，兩次發(fā)射的時間間隔約為0.1ms；④障礙物的距離等情況都由顯示器直接顯示出來。4．應用探測飛機、導彈等軍事目標；可以用于導航；天文學上研究星體；在氣象上可以用于探測臺風、雷雨、烏云。

一雷達站探測敵機時熒光屏上出現(xiàn)的記錄圖像如圖，A是發(fā)射時的雷達探索波的脈沖波形，B是敵機反射回來的脈沖波形，則敵機距雷達站的距離是_______________。案例4.5×105m(1)電磁波在空中的傳播速度可認為等于真空中的光速c，根據(jù)雷達熒光屏上發(fā)射波形和反射波形間的時間間隔，可求得偵察距離。(2)根據(jù)發(fā)射無線電波的方向和仰角，確定被偵察物體的位置。(3)雷達的最大偵察距離應等于電磁波在雷達發(fā)射相鄰兩個脈沖的時間間隔內(nèi)傳播距離的一半。課堂達標檢測一、電磁波譜1．(多選)關于電磁波譜，下列說法正確的是()A．紅外線的波長比無線電波的波長短B．微波爐中使用的微波是黃光C．人們在烤火時感受到溫暖，是因為皮膚正在吸收紫外線D．電磁波不僅具有能量，而且可以攜帶信息AD解析：根據(jù)電磁波譜的構(gòu)成可知，紅外線的波長比無線電波的波長短，無線電波的波長最長，A正確。微波爐中使用的是微波，不是可見光，B錯誤。所有物體都會輻射紅外線，人們在烤火時感受到溫暖，是因為皮膚正在吸收紅外線，C錯誤。電磁波作為信息的一種載體，它可以攜帶信息，并能傳播信息，而且電磁波具有能量，D正確。二、不同電磁波特性和用途2．(多選)關于電磁波譜，下列說法正確的是()A．在烤箱中能看見一種淡紅色的光線，這是電熱絲發(fā)出的紅外線B．無線電波的波長小于γ射線的波長C．適量紫外線照射人體能促使人體合成維生素DD．醫(yī)學上常用X光照片輔助進行疾病診斷CD解析：在烤箱中能看見一種淡紅色的光線，是電熱絲發(fā)出的紅光，不是紅外線，紅外線是看不到的，A錯誤；無線電波的波長大于γ射線的波長，B錯誤；適量紫外線照射能促進人體內(nèi)維生素D的合成；