4.4 电磁波谱 课件-2022-2023学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

§4.4 电磁波谱 2023/1/5 1 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 情境导入 2023/1/5 2 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 一、电磁波谱 我们知道电磁波包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等。太阳辐射中就包含了波长不同的各种各样的电磁波。不同电磁波具有不同的波长①（频率），具有不同的特性。电磁波谱就是按电磁波的波长大小或频率高低的顺序把它们排列成的谱。 2023/1/5 3 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 二、无线电波 技术上把波长大于1mm（频率低于300GHz）的电磁波称作无线电波，并按波长（频率）划分为若干波段。不同波段的无线电波的传播特点不一样，发射、接收所用的设备和技术也不尽相同，因此各有不同的用途。 2023/1/5 4 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 三、红外线 红外线的波长比无线电短、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。 1. 红外探测器能在较冷的背景上探测出较热物体的红外辐射，这是夜视仪器和红外摄影的基础。用灵敏的红外探测器接收远处物体发出的红外线，然后用电子电路对信号进行处理，可以得知被测对象的形状及温度、湿度等参数。这就是红外遥感技术。利用红外遥感技术可以在飞机或人造地球卫星上勘测地热、寻找水源、监视森林火情、预报风暴和寒潮。红外遥感技术在军事上的应用也十分重要。人体也在发射红外线，体温越高，发射的红外线越强。根据这个原理制成的红外体温计不与身体接触也可以测量体温。 2023/1/5 5 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 三、红外线 2. 红外线在医疗上应用十分广泛。利用红外线的热效应，可以使组织温度升高，毛细血管扩张，血流加快，物质代谢增强，组织细胞活力及再生能力提高，从而改善血液循环，增加细胞的吞噬功能，消除肿胀，促进炎症消散。因此，可以用于治疗扭挫伤，促进组织肿胀和血肿消散。 3.红外线加热具有热效率高、功率密度大、升温快、省电等特点，是目前快速发展的一项节能加热技术，已经广泛应用于汽车制造、塑料制品、印刷、纺织、食物加工等行业。 4. 在一些控制导弹飞行的系统中，由于敌机喷气发动机会发出红外线，也常常利用红外线进行制导，实现准确的目标跟踪定位，进行精确打击。 5. 某些蛇类、昆虫等动物具有红外感受器官，可以在夜间“看到”物体。 2023/1/5 6 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 四、可见光 能使人的眼睛产生视觉效应的电磁波，称为可见光。可见光的波长为400~760nm。科学研究发现，波长（频率）范围不同的光表现为不同的颜色，如表2所示。不同波长的单色光组合也能产生不同的颜色，我们看到的白色阳光就是由各种色光组成的。人类的眼睛正是通过这波段的电磁波，获得了外部世界的大量信息。 2023/1/5 7 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 五、紫外线 波长范围为 5~370nm 的电磁波是紫外线。紫外线具有较高的能量，足以破坏细胞核中的物质。因此，可以利用紫外线灭菌消毒。太阳光中有许多紫外线，人体接受适量的紫外线照射，能促进钙的吸收，改善身体健康状况。但过强的紫外线会伤害眼睛和皮肤。许多物质在紫外线的照射下会发出荧光，根据这一点可以设计防伪措施。 2023/1/5 8 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 六、X射线和γ射线 波长比紫外线更短的电磁波就是 X 射线和 γ 射线了。 人们用X射线管来产生X射线。X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变。X射线具有很强的穿透本领，可以用来检查人体的内部器官，帮助医生判断人体组织是否发生了病变。在工业上，利用X射线检查金属构件内部的缺陷。机场等地进行安全检查时，X射线能轻而易举地探测到箱内的物品。 波长最短的电磁辐射是 γ 射线，它具有很高的能量。 γ 射线能破坏生命物质。把这个特点应用在医学上，可以摧毁病变的细胞，用来治疗某些癌症。 γ 射线的穿透能力很强，也可用于探测金属构件内部的缺陷。 2023/1/5 9 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 例题 1. 某雷达站正在跟踪一架飞机，此时飞机正朝着雷达站方向匀速飞来。某一时刻雷达发出一个无线电脉冲，经 200 μs后收到反射波；隔0.8s后再发出一个脉冲，经198 μs 收到反射波。求飞机的飞行速度。 2023/1/5 10 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 例题 1. 某雷达站正在跟踪一架飞机，此时飞机正朝着雷达站方向匀速飞来。某一时刻雷达发出一个无线电脉冲，经 200 μs后