第4章 第4节 电磁波谱-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修 第二册同步课堂高效讲义教师用书（粤教版）

第四节　电磁波谱 【核心素养目标】 物理观念 知道电磁波谱、各种电磁波的特性。 科学思维 知道各个波段的电磁波的名称、特征和典型应用。 科学态度与责任 通过电磁波的应用，体会科技发展的过程及对社会的推动作用。 知识点一　认识电磁波谱 为什么超远程无线电利用无线电波中的长波波段，而雷达利用微波波段？ 提示：根据波的衍射特性，波长越长，越容易绕过障碍物，所以超远程无线电利用长波波段。微波波长短，传播时方向性好，雷达正是利用了微波传播的方向性好的特点。 1．电磁波谱：按电磁波的波长或频率大小的顺序排列成谱，叫作电磁波谱。 2．分类：按照波长从长到短依次排列为无线电波、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波长(频率)，具有不同的特性。 【判断正误】 1．各种电磁波中最容易表现出干涉和衍射现象的是γ射线。(×) 2．红外线的波长比紫外线短。(×) 1．电磁波的共性 (1)它们在本质上都是电磁波，它们的行为服从相同的规律，各波段之间的区别并没有绝对的意义。 (2)都遵守公式v＝λf，它们在真空中的传播速度都是c＝3．0×108 m/s。 (3)它们的传播都不需要介质。 (4)它们都具有反射、折射、衍射和干涉的特性。 2．电磁波的个性 (1)不同电磁波的频率或波长不同，表现出不同的特性。波长越长越容易产生干涉、衍射现象，波长越短穿透能力越强。 (2)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。 (多选)关于电磁波谱，下列说法正确的是(　　) A．波长不同的电磁波在本质上完全相同 B．电磁波的波长若差异太大则会出现本质不同的现象 C．电磁波谱的频带很宽 D．电磁波的波长很短，所以电磁波的频带很窄 AC　[电磁波谱中的电磁波在本质上是完全相同的，只是波长、频率不同而已。其中波长最长的波跟波长最短的波之间频率相差1020倍，故A、C正确。] 针对练．(多选)雷达是应用电磁波来工作的，它发射的电磁波频率多在300 MHz至1 000 MHz的范围内。已知真空中光速c＝3×108 m/s，下列说法正确的是(　　) A．电磁波可由恒定不变的电场和磁场产生 B．电磁波可由周期性变化的电场和磁场产生 C．雷达发射的电磁波在真空中的波长范围多在0．3 m至1 m之间 D．雷达与目标之间的距离可由电磁波从发射到接收的时间间隔确定 BCD　[恒定的电场不能产生磁场，A错误；周期性变化的电场可以产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场也可以产生周期性变化的电场，这样的电场和磁场形成的统一体就是电磁场，B正确；雷达发射的电磁波频率多在300 MHz至1 000 MHz的范围内，因此它在真空中的波长可由λ＝求得，则其波长范围为0．3 m至1 m，C正确；雷达与目标之间的距离可由电磁波从发射到接收的时间间隔确定，等于，D正确。] 学生用书↓第105页 知识点二　电磁波家族成员的特性及其应用 一切物体都在不停地辐射红外线，那为什么在冰窖中我们还会感到很冷？ 提示：在冰窖中四周为冰，温度较低，它向外辐射红外线的本领比人体弱，人体在相同时间内向外辐射的红外线比接收的冰辐射的红外线还要多，因此人会感觉越来越冷。 1．无线电波 波长大于1 mm(频率低于300 GHz)的电磁波称作无线电波，主要用于通信、广播及其他信号传输。 2．红外线 (1)红外线是一种光波，波长比无线电波短，比可见光长，不能引起人的视觉。 (2)所有物体都在不断地向外辐射红外线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强。 (3)红外线主要用于红外遥感和红外高速摄影。 3．可见光 可见光的波长在400 nm到770 nm之间。 4．紫外线 (1)波长范围在5 nm到400 nm之间，不能引起人的视觉。 (2)具有较高的能量，应用于灭菌消毒，具有较强的荧光效应，用来激发荧光物质发光。 5．X射线和γ射线 (1)X射线波长比紫外线短，穿透力较强，用来检查工业部件有无砂眼、裂纹或气孔，医学上用于透视人体，在火车站、机场等场所进行行李安全检查。 (2)γ射线波长比X射线还要短，具有很高的能量，穿透力更强，医学上用来治疗癌症，工业上用于探伤。 【判断正误】 1．红外线有显著的热效应，紫外线有显著的化学作用。(√) 2．紫外线在真空中的传播速度大于可见光在真空中的传播速度。(×) 3．可利用红外线的荧光效应辨别人民币的真伪。(×) 4．X射线的穿透本领比γ射线更强。(×) 不同电磁波的比较 电磁波 产生机理 特征 主要应用 真空中波长/m 频率/Hz 无线 电波 振荡电路中自由电子周期性运动产生的 波动性强，易发生衍射 无线电技术 大于10－3 小于1011 红外线 原子外层电子受激发而产生的