3.3 电磁波谱 电磁波的应用 课件-2022-2023学年高二下学期物理教科版选修3-4

电磁波 机械波 研究对象 电磁现象 力学现象 周期性 电场强度E和磁感应强度B随时间和空间做周期性变化 位移随时间和空间做周期性变化 传播情况 传播无需介质，在真空中波速总等于光速c，在介质中传播时，波速与介质及频率都有关 传播需要介质，波速与介质有关，与频率无关 电磁波 机械波 产生机理 周期性变化的电磁场由近及远的传播 由(波源)质点的振动在介质中传播 是否横波 是 可以是 是否纵波 否 可以是 相同点 发射、折射、衍射、干涉 §3.3 电磁波谱 电磁波的应用 电磁波谱 按照波长（频率）的顺序把所有的电磁波排列起来，称为电磁波谱。 无线电波 红外线 可见光 紫外线 X射线 γ射线 400~700nm 波长在减小 频率在增大 4 不同波长的电磁波的性质可以有很大的差异，用途也各不相同。 通常使用的无线电波的波长范围从几毫米到几千米，根据波长或频率把无线电波分成几个波段，如下表 所示： 无线电波 红外线、可见光、紫外线 1、红外线 可见光 引起视觉 ？ ？ 760~400nm λ红＝760nm λ紫＝400nm 红外线的波长为760nm～106nm，不能引起视觉．任何物体都在辐射红外线，温度越高，辐射的红外线越强，波长越短 赫歇尔，1800年，利用温度计在日光光谱红端以外观察到增温现象。 红外线主要作用是热作用 红外线的波长较长，容易衍射，容易穿过云层 加热 烘烤 理疗 遥感 遥控 遥测 制导 红外摄影 热成像 红外线加热，这种加热方式优点是能使物体内部发热，加热效率高，效果好。 非接触红外测温仪 利用红外线检测人体的健康状态，本图片是人体的背部热图，透过图片可以根据不同颜色判断病变区域．　 红外线检视器是利用红外线能穿透颜料的特性，揭示顏料层下隐藏的资料．利用红外线发射器、接收器及屏幕显示器，油画上炭笔初稿及已往曾经进行过的修复工作都能一一呈现于眼前．　 红外线卫星云图显示一九九九年九月十六日台风约克于清晨靠近香港时,中心的风眼清晰可见． 红外遥感，可以在飞机或卫星上勘测地热，寻找水源、监测森林火情，估计农作物的长势和收成，预报台风、寒潮。 行星状星云NGC 7027的红外线照片 红外摄影，（远距离摄影、高空摄影、卫星地面摄影）这种摄影不受白天黑夜的限制。 15 可见光主要用于观察物体、照相等方面 里特，1801年，发现紫光以外仍能使胶片感光，即有另一种不可见光，称为紫外线 紫外线的波长为60nm～400nm，不能引起视觉 紫外线的主要作用是荧光作用和化学作用 日光灯 杀菌 消毒 医疗 防伪标志 紫外线 有助人体合成维生素D 利用紫外线的荧光作用检验人民币的真伪 紫外线杀菌灯 250nm-260m波长能起到很好的杀菌作用，此波长区间能破坏其染色体，起到光化作用。 由于紫外线能够穿透细胞使其死亡，因此用紫外线消毒时要注意不能直接照射到人的皮肤，尤其是人的眼睛，紫外线杀菌灯点亮时不要直视灯管。 伦琴(德国 物理学家)在研究阴极射线时，让一束电子流通过一个用纸板包裹起来的玻璃管．每次电子流通过时都会使一片偶然放在旁边的胶片感光．伦琴经试验证实这不是阴极射线引起的，说明试验中肯定存在着某种穿透物质能力更强的不可见射线．伦琴把这种未知的射线称为“X射线” ．故又称伦琴射线． X射线管 (阳极) 高速电子打在对阴极，表面原子的内层电子受激发发出x射线 X射线（伦琴射线） 伦琴射线的波长数量级为101～10－3nm，有强的穿透性，射线穿透的物质的厚度跟物质密度有关．不能穿过铅板． 医学透视检查 治疗 工业透视探测 胸透全称荧光透视，为常用X线检查方法。它是利用X线具有穿透性、荧光性和摄影效应的特性，使人体在荧屏上形成影像，由于人体组织有密度和厚度的差别，当X线穿透人体不同组织时，X线被吸收的程度不同，所以到达荧屏上的X线量就有差异，形成黑白对比不同的影像，为医生的诊断提供依据。 X射线照射下的鱼 X射线照射下的手 此外还有比伦琴射线波长更短的电磁波(<10-2nm)，那就是γ射线． 宇宙射线 放射性元素衰变 穿透力极强 工业探伤 伽马刀杀死病态细胞 对正常细胞极强的破坏作用 伽玛射线(γ) 利用伽马射线的强穿透性、准确定位性和对细胞的强破坏性，伽玛刀主要用于治疗颅脑肿瘤 $