4.4 电磁波谱-2022-2023学年高二物理新教材基础+巩固+提升三级跳

新教材 基础 巩固 提升三级跳 第四章 电磁振荡与电磁波 4. 4 电磁波谱 基础知识 知识点梳理： 知识点一、电磁波谱 把各种电磁波按波长或频率的大小顺序排列起来，就组成了电磁波谱。按照波长从长到短依次排列成：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。 不同的电磁波由于具有不同的频率(波长)，才具有不同的特性。 知识点二、无线电波 波长大于1 mm(频率小于300 GHz)的电磁波是无线电波，主要用于通信和广播。 知识点三、红外线 ①发现过程：1800年英国物理学家赫谢耳用灵敏温度计研究光谱中各色光的热作用时，把温度计移至红光区域外侧，发现温度更高。 ②特性：热作用 ③红外线的频率比可见光更接近固体物质分子振动的固有频率，更容易引起分子的共振，所以有明显的热效应。 ④应用：红外线加热、红外摄影、红外遥感。 知识点四、可见光 ①特性：引起人的视觉，为地球上的生命提供赖以生存的能量。 ②可见光只在一个很窄的波段内，通常波长范围为400～770 nm，不同频率(或波长)的可见光颜色不同，频率最高(波长最短)的是紫光，频率最低(波长最长)的是红光。 ③应用：摄影、照明。 ④天空看起来是蓝色的，是由于波长较短的光比波长较长的光更容易被散射；傍晚的阳光比较红，是由于大气对波长较短的紫光比波长较长的红光、橙光吸收较强的缘故。 知识点五、紫外线 ①发现过程：1801年德国物理学家里特，发现在紫外区放置的照相底片感光，荧光物质发光。 ②特性：化学作用，荧光效应促进人体合成维生素D。 ③紫外照相、验钞机、黑光灯都是利用紫外线的荧光效应。杀菌、消毒主要应用紫外线的化学效应。 知识点六、X射线和γ射线 (1)X射线 ①发现过程：1895年德国物理学家伦琴在研究阴极射线的性质时，发现阴极射线(高速电子流)射到玻璃壁上，管壁会发出同种看不见的射线。 ②产生条件：高速电子流射到任何固体上，都会产生X射线。 ③特性：穿透本领很大。 ④应用：工业上金属探伤、医疗上透视人体。 (2)γ射线 ①特性：穿透本领极强。 ②应用：工业探伤、医用治疗。 【重难点探究】 一 、比较说明各种电磁波的产生机理、特征和用途 电磁波是一个大家族，从无线电波到γ射线组成电磁波谱，可见光只是这个谱系中很窄的一个波段。下面将这一家族的成员比较一下，便于了解。 电磁波谱 无线电波 红外线 可见光 紫外线 X射线 γ射线 波长 大于1 mm 大于760 nm 760～400 nm 370～5 nm 波长更短 波长最短 宏观产生机理 LC电路 一切物体都不停地发射红外线 太阳或光源 高温物体发出的光含有紫外线 高速粒子流撞击固体物质时产生 核辐射 微观产生机理 振荡电路中的电子运动 原子的外层电子受到激发 原子内层电子受到激发 原子核受到激发 主要特征 波动性强，易衍射 热作用强 引起视觉、感光作用 化学作用、荧光效应 穿透能力强 穿透能力最强 主要用途 通信、广播、导航 加热、遥测、遥感、红外摄影、夜视 照明、照相 日光灯、灭菌消毒 检查、探测、透视 探测、医疗 二、各种电磁波的共性和个性 共性：它们在本质上都是电磁波，它们的行为服从相同的规律，都遵守公式v＝λf，它们在真空中的传播速度是c＝3.0×108 m/s，它们的传播都不需要介质，各波段之间的区别并没有绝对的意义。 个性：(1)不同电磁波的产生机理不同。 (2)不同电磁波的频率或波长不同，表现出不同的特性，波长越长越容易发生干涉、衍射现象，波长越短观察干涉、衍射现象越困难。正是这些不同的特性决定了它们不同的用途。如X射线、γ射线等电磁波的波的特征很不明显，但穿透本领却很强，主要应用在探测和治疗；紫外线化学作用和荧光效应能应用在曝光灯、消毒柜等电器中；红外线的热作用强，衍射有明显的特征，应用于加热、遥测、遥感、红外摄像、红外制导；无线电波的波动性强，广泛地应用在通信、广播和导航等领域。 (3)电磁波，都遵守v＝λf，同频率的电磁波，在不同介质中速度不同。不同频率的电磁波，在同一种介质中传播时，频率越大折射率越大，速度越小。 预习基础： 一、判断题 1．判断下列说法的正误。 （1）红外线的显著作用是热作用，温度较低的物体不能辐射红外线。( ) （2）黑体一定是黑色的。( ) （3）热辐射只能产生于高温物体。( ) （4）当原子从能量较高的能态跃迁到能量较低的能态时，会放出任意能量的光子。( ) 二、填空题 2．电磁波包含了射线、红外线、紫外线、无线电波等，按波长由长到短的排列顺序是______、______、______、______。 3．红外线比红光波长短，它的显著作用是热作用( ) 4．热辐射∶