第4章 4 电磁波谱-【精讲精练】2023-2024学年高中物理选择性必修第二册人教版（教师用书）

4　电磁波谱 [学业要求] 1．了解什么是电磁波谱，知道各种可见光和不可见光与无线电波一样，也是电磁波。 2．了解不同波长电磁波的特性以及应用。 3．知道电磁波具有能量，知道电磁波是一种物质。 一、电磁波谱 1．电磁波谱：按电磁波的波长大小或频率高低的顺序排列成谱，叫作电磁波谱。 2．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)__才具有不同的特性。 二、电磁波的特性及应用 1．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__、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)所有物体都发射红外线，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760 nm到400 nm之间。 4．紫外线 (1)波长范围在__5～370_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射线频率比紫外线__高__，穿透力较__强__，用来检查工业部件有无裂纹或气孔，医学上用于__人体透视__。 (2)γ射线频率比X射线还要高，具有__很高__的能量，穿透力__更强__，医学上用来治疗某些癌症，工业上用于探测金属部件内部是否有缺陷。 三、电磁波传递能量 电磁波是运动中的__电磁场__，各种各样的仪器能够探测到许许多多的电磁波，表明电磁波可以传递__能量__。 探究点一　各种电磁波的共性 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。 　我国成功研发的反隐身先进米 波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑。米波雷达发射无线电波的波长在1～10 m范围内，则对该无线电波的判断正确的是(　　) A.米波的频率比厘米波频率高 B．和机械波一样须靠介质传播 C．同光波一样会发生反射现象 D．不可能产生干涉和衍射现象 [解析]　由v＝λf知，波的波长越长频率越低，故米波的频率比厘米波频率低，选项A错误；机械波的传播需要能够传播机械振动的介质，而电磁波可以在真空中传播，选项B错误；电磁波具有波的一切特性，能够发生反射、折射、干涉、衍射等现象，故选项C正确、选项D错误。 [答案]　C ●核心素养·思维升华 　　电磁波、机械波都具有波的一切特性，干涉、衍射、反射。 1．(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 解析　电磁波谱中的电磁波在本质上是完全相同的，只是波长或频率不同而已。其中波长最长的波跟波长最短的波之间的频率相差1020倍。 答案　AC 探究点二　电磁波的特性 不同电磁波的特性 (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传播速度不同。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。 (3)产生机理不同 无线电波 振荡电路中电子周期性运动产生 红外线、可见光和紫外线 原子的外层电子受激发后产生 X射线 原子的内层电子受激发后产生 γ射线 原子核受激发后产生 (4)用途不同：无线电波用于通信和广播，红外线用于加热和遥感技术，紫外线用于杀菌消毒，X射线应用于医学上的X光照片，γ射线用于检查金属部件的缺陷等。 　下面列出一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象，请将相应的字母填写在运用这种现象的医疗器械后面的空格上。 (1)X光机，________。 (2)紫外线灯，________。 (3)理疗医用“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得较好。这里的“神灯”是利用________。 A．光的全反射 B．紫外线具有很强的荧光作用 C．紫外线具有杀菌消毒作用 D．X射线有很强的贯穿力 E．红外线具有显著的热效应 F．红外线波长较长，易发生衍射 [解析]　(1)X光机是用来透视人体内部器官的，因此需要具有较强穿透力的电磁波，但又不能对人体造成太大的伤害，因此采用了X射线，故选择D。 (2)紫外线灯主要是用来杀菌的，因此它应用的是紫外线的杀菌作用而非荧