4.4 电磁波谱（课件）- 高二物理同步精品课堂（粤教版2019选择性必修第二册）

4.4 电磁波谱 新粤教版（2019）高中物理选择性必修第二册 第四章 新课引入 太空中的太阳动力学观测台 (SDO) 可以拍摄到紫外线波段的太阳图像。通过这些图像可以观察到被可见光模糊或者遮挡的日冕等太阳活动。对比波长为211 nm的紫外线和可见光的图像可以看出，它与我们常见的太阳大不相同。除了可见光和紫外线，你还知道太阳能发出哪些波段的电磁波吗？ 电磁波谱：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。 认识电磁波谱 1、各种电磁波的共性： (1)在本质上都是电磁波，遵循相同的规律，各波段之间的区别并没有绝对的意义。 (2)都遵循公式v＝λf，在真空中的传播速度都是c＝3×108 m/s。 (3)传播都不需要介质。 (4)都具有反射、折射、衍射和干涉的特性。 认识电磁波谱 2、各种电磁波的多样性 (1)频率低的无线电波由于波长较长，较容易发生干涉和衍射现象，而频率高的X射线、γ射线由于波长较短，因此较难观察到干涉、衍射现象。 认识电磁波谱 ①无线电波是自由电子振荡产生的 ②红外线、可见光、紫外线是原子的外层电子受到激发后产生的 ③X射线是原子的内层电子受到激发后产生的 ④γ射线是原子核受激发后产生的。 (2)不同的电磁波，产生机理不同： 无线电波 波长大于1mm(频率小于300GHz)的电磁波是无线电波。它主要用于通信、广播及其他信号传输。20世纪以来，无线电通信迅猛发展，相继出现了无线电广播、雷达、无线电传真机、电视、无线电寻呼机、移动电话等。 无线电广播 雷 达 无线电传真机 电磁波家族成员的特性及其应用 微波是无线电波中一个有限频带的简称，即波长在1mm~1m之间的电磁波.微波的波长比地球上很多宏观物体如飞机、舰船、导弹、卫星、建筑物等的尺寸小得多。因此微波照射到这些物体上将产生强烈的反射，利用它与几何光学相似的这一特点，可以制成方向性很强的微波天线，用来发射或接收微弱的微波信号，从而为雷达、卫星通信、导弹等提供必要条件。 电磁波家族成员的特性及其应用 微波相对一般的无线电波频率高很多，可用频带很宽。微波携带的信息容量大，因此可作为多路通信的载频。移动通信通常用的是800~1800MHz这一频段。现已逐渐普及的Wi-Fi也是一种通过微波将个人电脑、手机等电子设备连接到一个无线局域网的技术，其工作频率范围是2400~2500MHz。这个范围被分为14个频段，前13个频段每个频段带宽20MHz，最后一个大一些，相邻的频段间有叠加区域，可能会产生干扰。这也是有时通过Wi-Fi连接的网速慢的主要原因之一。 电磁波家族成员的特性及其应用 蓝牙是另一种在生活中常见的无线技术，可实现固定设备、移动设备和个人域网之间的短距离数据交换，工作频率范围是2400~2483.5MHz，与Wi-Fi同频段，会与其产生相互干扰的现象，但一般不会导致不可用的情况。蓝牙技术的电磁波覆盖范围非常小，半径约为15m，而Wi-Fi的电磁波覆盖范围大，例如家庭使用的Wi-Fi半径可达100m。 不同物体对微波的吸收程度不同，如对于玻璃、塑料和瓷器，微波几乎是穿越而不被吸收。水和食物等则会吸收微波而使自身发热，所以微波还可用于食品加工（微波炉）、工业和医疗上的加热与解冻等。 电磁波家族成员的特性及其应用 红外线 电磁波家族成员的特性及其应用 1800年，英国天文学家赫歇尔利用温度计在日光光谱红端外观察到增温现象，由此发现了红外线。它的波长范围为0.77μm-1mm，介于无线电波与可见光之间。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，有明显的热效应，可以用来加热物体、烘干油漆和谷物。烤制食品的红外线烤箱利用的就是红外线的热效应。 红外线 电磁波家族成员的特性及其应用 一切物体都在不断地向外辐射红外线，不同的物体或物体的温度不同时，向外辐射的红外线强度和频率都不同。利用灵敏的红外线探测器接收物体发出的红外线，然后用电子仪器对接收到的信号进行处理以探明被探物体的特征，这种技术称为红外线遥感。红外线的波长比可见光更长，其衍射现象更明显，更容易透过云雾、烟尘，可实现全天候红外线遥感和红外线高空摄影、军事上用的红外线夜视装置可实现全天候作战。 红外线还用于遥控技术。各种家用电器的遥控器大多数是利用红外线脉冲信号来实现各种操作的。 可见光 电磁波家族成员的特性及其应用 能够引起人的视觉的光只在一个很窄的波段内，通常称为可见光，它的波长范围为440~770nm。不同频率(或波长)的可见光颜色不同，频率最高(波长最短)的可见光是紫光，频率最低（波长最长）的可见光是红光。在月球上的宇航员看到的天空是黑的（如图所示)，这是因为月球上没有能