第8.4节 电磁波的应用-【帮课堂】2023-2024学年高二物理同步学与练（沪科版2020上海选择性必修第二册）

第八章·电磁振荡与电磁波 第4节 电磁波的应用 ◎目标导航 知识要点 难易度 1．了解电磁波的产生与传播。 2．知道光是一种电磁波，以及电磁波在真空中的传播速度。 3．知道波长与频率、波速的关系。 4．认识电磁波谱。 5．了解电磁波在科技、经济、社会发展中的作用。 ★★ ★★ ★★ ◎知识精讲 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)，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．雷达是利用电磁波遇到障碍物要发生反射，以此来测定物体位置的无线电设备，其利用的是波长较短的微波． 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． (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)红外线的应用主要有红外遥感和红外体温计． 3．可见光：可见光的波长在400～760 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射线波长比紫外线短，有很强的穿透本领，用来检查金属构件内部有无裂纹或气孔，医学上用于检查人体的内部器官． (2)γ射线波长比X射线更短，具有很高的能量，穿透力更强，医学上用来治疗某些癌症，工业上也可用于探测金属构件内部是否有缺陷． 6．各种电磁波的异同 波段 波长/ 产生机理 来源 主要用途 无线电波 长、中、短波 自由电子振荡 振荡电路 超远程无线电通讯、导航、广播、电报 微波 电视、雷达、导航、微波炉 红外线 外层电子受激发 一切物体 ①热作用：烤箱，红外体温计②红外摄影：远距离和高空摄影③红外遥感：探测地热、火情、预告台风 可见光 光源 照明、光合作用 紫外线 一切高温物体 ①化学作用 ②荧光作用③杀菌作用 ④生理作用 射线 内层电子受激发 高速电流射到金属上 ①穿透本领：透视、检查砂眼、裂纹②对生命物质有较强作用 射线 原子核受激发 放射性物质 ①破坏生命物质，摧毁病变细胞②穿透能力较强 各种电磁波的共性 (1)都遵循公式v＝λf，在真空中的传播速度都是c＝3×108 m/s. (2)传播都不需要介质． (3)都具有反射、折射、衍射和干涉、偏振的特性． 三、电磁波应用实例 1. 蓝牙 常见的短距离无线通信技术有蓝牙、WiFi。 蓝牙：使用低功耗、高频率的无线电波(2.4 GHZ)，能够穿薄墙或者玻璃窗、但功率较小(约为1mw)，所以工作距离较近，仅为10 m 左右。 主要应用：蓝牙耳机、蓝牙鼠标、车载电话等。 2. Wifi WiFi：使用高频无线电波，将计算机、手持设备等终端以无线方式互相连接，实现通信和网络连接等功能。WiFi使用的两种高频无线电波分别为 2.4 GHZ(频率范为2.4~2.5 GH的电磁波)和5GHZ(4.9~ 5.9 GHZ)。和蓝牙的频段有部分重合。 优点：传输速度非常快，传输范围可达 100 m 以上，目前使用最为广泛的无线电通信技术。 主要应用：互联网。 3. 蜂窝网络 蜂窝移动通信系统由移动设备、基站、交换中心及中继线组成，每个基站覆盖的范围称为一个服务区，服务区被设定为一个六边形的区域，范围为1~35 km，形状类似蜂窝，从而得名“蜂窝移动通信系统”。 主要用于解决频率资源不足问题。 主要应用：手机移动联网。 4. 5G技术 第五代移动通信技术，简称5G。相对于蜂窝网络技术和4G，具有更好传输频率，传输资源更快更丰富，低延时等特性。 主要应用：手机移动联网。 ◎例题精讲 例1. 下列关于电磁波的特性和应用，说法正确的是(　　) A．红外线和X射线都有很高的穿透本领，常用来在医学上做透视人体 B．过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康 C．电磁波中频率最大的是γ射线，最容易用来观察衍射现象 D．紫外线和X射线都可以使照像底片感光 例2．下列各组电磁波，按波长由长到短的正确排列是(　　) A．γ射线、红外线、紫外线、可见光 B．红外线、可见光、紫外线、γ射线 C．可见光、红外线、紫外线、γ射线 D．紫外线、可见光、红外线、γ射线 例3．一种电磁波入射到半径为1m的孔上，可发生明显的衍射现象，这种波属于电磁波谱的区域是(　　) A．γ射线 B．可见光 C．无线电波 D．紫外线 例4．