第4章 2 电磁波谱-2021-2022学年高中物理选修1-1【名师导航】同步Word教参(人教版)

二、电磁波谱 学 习 目 标 知 识 脉 络 1.掌握波长、频率和波速的关系．(重点) 2．知道电磁波在真空中的传播速度等于光速．(重点) 3．掌握电磁波谱的组成．(重点) 4．知道电磁波谱各波段的特点及应用．(难点) 一、波长、频率和波速 1．概念 (1)在波的传播中，凸起的最高处，叫做波峰．凹下的最低处叫做波谷．相邻的两个波峰(或波谷)的距离叫波长． (2)在一秒内所通过波峰或波谷的次数叫波的频率. (3)波的传播快慢用波速来表示． 2．波长、频率和波速的关系 波长、频率和波速三者的关系是：波速＝波长×频率． 3．若电磁波的波长、频率、波速分别为λ、f、c，则c＝λ f．电磁波在真空中传播的速度为c，其值为3.0×108 m/s． 二、电磁波谱 1．电磁波谱 (1)概念：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．不同的电磁波由于具有不同的频率(或波长)，才具有不同的特性． (2)无线电波：波长大于1 mm的电磁波：用于通信和广播． (3)红外线：红外线是一种光波，它的波长比无线电波短，比可见光长，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． (4)可见光：不同颜色的光是波长(或频率)范围不同的电磁波．傍晚的太阳颜色发红，是因为傍晚的阳光在穿过厚厚的大气层时，蓝光、紫光大部分被散射掉了，剩下的红光、橙光透过大气层射入我们的眼睛． (5)紫外线：人眼看不到比紫光波长更短的电磁波，紫外线有较高的能量，因此可用来灭菌消毒，在紫外线的照射下，许多物质会发出荧光． (6)X射线和γ射线：比紫外线更短的电磁波 X射线具有穿透作用，可以用于人体透视，也可以检查金属部件内部有无缺陷． γ射线具有更强的穿透作用，可以在医学上用来治疗癌症，也可以检查金属部件的缺陷． 2．电磁波具有能量，电磁波是物质存在的一种形式． 微波炉的工作应用了一种电磁波——微波，食物中的水分子在微波的作用下剧烈运动，内能增加，温度升高． 3．太阳辐射的能量集中在可见光、红外线和紫外线三个区域内，波长在黄绿光附近，辐射的能量最强． 1．思考判断 (1)波在传播过程中，频率不变． (√) (2)电磁波在真空中的速度最大，其值为3.0×108 m/s. (√) (3)电磁波的速度一定是3.0×108 m/s. (×) (4)红外线的波长大于紫外线的波长． (√) (5)紫外线可以用来灭菌消毒． (√) (6)验钞机发出的是红外线． (×) 2．电磁波在真空中传播的速度v是3.00×108 m/s，有一个广播电台的频率f＝90.0 MHz，这个台发射的电磁波的波长λ为(　　) A．2.70 m　　　　　 B．270 m C．3.00 m D．3.33 m D　[根据λ＝得，λ＝ m≈3.33 m．] 3．我国进行第三次大熊猫普查时，首次使用了全球卫星定位系统和RS卫星红外遥感技术，详细调查了珍稀动物大熊猫的种群、数量、栖息地周边情况等，红外遥感利用了红外线的(　　) A．热效应　　　　 B．相干性 C．反射性能好 D．波长较长，易衍射 D　[红外线的波长较长，衍射现象明显，容易穿透云雾、烟尘，因此被广泛应用于红外遥感和红外高空摄影，故选项D对．] 4．如图所示的球形容器中盛有含碘的二硫化碳溶液，在太阳光的照射下，地面呈现的是圆形黑影，在黑影中放一支温度计，可发现温度计显示的温度明显上升，则由此可断定(　　) A．含碘的二硫化碳溶液对于可见光是透明的 B．含碘的二硫化碳溶液对于紫外线是不透明的 C．含碘的二硫化碳溶液对于红外线是透明的 D．含碘的二硫化碳溶液对于红外线是不透明的 C　[地面呈现的是圆形黑影，说明可见光不能穿透；在黑影中放一支温度计，发现温度计显示的温度明显上升，说明红外线能够穿透．] 对波长、波速、频率的理解 1.描述波的物理量 波长(λ)、频率(f)、波速(v)． 2．波长、频率与波速之间的关系 波速＝波长×频率，即v＝λf. (1)频率由波源决定，与介质无关，波长、波速的大小与介质有关．所以同一电磁波在不同介质中传播时，频率不变，波速、波长发生改变，在介质中的速度都比在真空中速度小． (2)不同频率的电磁波在同一介质中传播时，传播速度不同． (3)在真空中传播时，不同频率的电磁波的速度都相同：v＝c. 【例1】　波长为0.6 μm的红光，从10 m外的交通信号灯传到你的眼睛，大约需要多长时间？它的频率是多少？ 思路点拨：波速公式c＝λf，c为光速，λ为光波的波长，f为光波的频率． [解析]　由速度公式v＝可求得时间，可根据电磁波波长、频率和波速关系式c＝λf可得频率， 其中t＝＝ s≈3.33×10－8 s 由c＝λf得f＝＝ Hz＝5×1014 Hz. [答案]　3.33×10－8 s　5×1014 H