4.4电磁波谱-2023-2024学年高二物理备课必备讲义（人教版2019选择性必修第二册）

第四章 电磁振荡与电磁波 第4节 电磁波谱 【科技前沿】宽频电磁波治疗器 电磁波治疗仪器的原理是利用电磁波对人体进行治疗。电磁波是在介质中传播的电磁辐射，包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和射线等，它们有着不同的频率和波长。具体的电磁波治疗仪器根据不同用途和功能，采用不同波长和频率的电磁波进行治疗。 首先，电磁波治疗仪器通过发射电磁波产生电磁场。电磁场是由电场和磁场组成的物理现象，在空间中传播。电场是由带电粒子引起的，而磁场是由运动带电粒子产生的。电磁波治疗仪器通过合适的电源和电磁元件，产生电磁波并形成电磁场。 其次，电磁波治疗仪器通过电磁场对人体组织产生作用。人体组织中有许多带电粒子，如离子.电子等，它们具有电导性和磁感应性。当电磁场通过人体组织时，电磁场的电场和磁场对带电粒子产生力的作用，使其发生移动，从而产生特定的物理和生物效应。 【核心素养目标】 物理观念 知道什么是电磁波谱，知道电磁波谱中各种电磁波的排列顺序 科学思维 了解不同波长电磁波的特征及主要用途． 科学探究 知道无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线的特点及作用。 科学态度与责任 通过电磁波谱知识应用的实例，感受物理中科学技术与社会的紧密联系，体会科学知识的应用价值，进一步增强学生的学习动力和科学意识。 知识点一　电磁波谱 【知识梳理】 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的谱，叫作电磁波谱． 2．按照波长从长到短依次排列为无线电波、 、可见光、 、X射线、γ射线．不同的电磁波由于具有不同的 ，具有不同的特性． 【重难诠释】 1．电磁波谱及介绍 无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线合起来便构成了范围非常广阔的电磁波谱．如图所示是按波长由长到短(频率由低到高)的顺序排列的． 2．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． 【典例精析】 例1．热成像仪安检门（如图所示）可以快速完成大量人员的体温检测，它能够通过探测人体发出的某种电磁波而工作，该电磁波是（    ） A．射线 B．射线 C．红外线 D．无线电波 知识点二　电磁波的特性及应用 【情境导入】 电磁波在我们日常生活中应用相当广泛，请你列举出下列电磁波的应用实例：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线． 【知识梳理】 1．无线电波：把波长大于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 ，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 ． 2．红外线 (1)红外线是一种光波，波长比无线电波 ，比可见光 ． (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 ． (3)红外线的应用主要有 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 之间，不能引起人的视觉． (2)具有 的能量，应用于灭菌消毒，具有较强的 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 ，有很强的 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 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． 【重难诠释】 不同电磁波的特性及应用 电磁波谱 无线电波 红外线 可见光 紫外线 X射线 γ射线 频率 由左向右，频率变化为由低到高 真空中 的波长 由左向右，波长变化为由长到短 特性 波动性强 热效 应强 感光性强 化学作用、荧光效应强 穿透力强 穿透力最强 用途 通信、 广播、 天体物理研究 遥控、 遥测、 加热、 红外 摄像、 红外 制导 照明、 照相等 杀菌、 防伪、 治疗皮 肤病等 检查、 探测、 透视 探测、 治疗 【典例精析】 例2．电磁波包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等，电磁波谱如图所示，下列说法正确的是（　　）    A．只有高温物体才辐射红外线 B．紫外线常用于杀菌消毒，长时间照射可能损害人体健康 C．无限电波的频率比γ射线的频率大 D．红光光子的能量比X射线大 针对训练 一、单选题 1．如图所示是我国500m口径球面射电望远镜（FAST），它可以通过接收来自宇宙深处的电磁波探索宇宙。下