第四章 4．电磁波谱-【名师导航】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册教师用书配套课件（人教版）

该高中物理课件聚焦电磁波谱，系统梳理其组成、波长频率关系及各波段特性应用。通过“问题初探”三问检测预习，衔接电磁振荡知识，以问题链搭建学习支架。 亮点在于结合生活实例（如红外测温枪、5G通信）开展互动探究，通过对比表格归纳各波段机理与应用，培养科学思维与物理观念。分层作业与课堂小结助力巩固，提升学生应用能力与教师教学效率。

第四章　电磁振荡与电磁波 4．电磁波谱 [学习目标]　1．知道波长、频率和波速的关系。2．了解电磁波谱是由无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线组成的，能够知道它们各自的特点及主要应用。 4．电磁波谱 [教用·问题初探]——通过让学生回答问题来了解预习教材的情况 问题1　按波长由长到短的顺序排序电磁波谱。 问题2　红外线、紫外线有哪些应用 ? 问题3　X射线和γ射线有哪些应用？ 4．电磁波谱 探究重构·关键能力达成 【链接教材】　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21.1 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。 知识点一　电磁波谱 第一单元　伟大的复兴·中国革命传统作品研习 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？ 提示：太阳辐射中包含了波长不同的各种各样的电磁波，主要是红外线、可见光、紫外线，还有少量的无线电波、X射线、γ射线。 探究重构 课时分层作业 应用迁移 4．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．按波长由长到短的顺序：无线电波、______、可见光、______、______和γ射线。电磁波的频率越高，它的波长就越短。 3．波速、波长、频率之间的关系：________。 红外线 紫外线 X射线 v＝λf 探究重构 课时分层作业 应用迁移 4．电磁波谱 【思考讨论】　电磁波在真空中的传播速度是多少？无线电波的波长比可见光的波长长还是短？除了无线电波和可见光之外，还有哪些电磁波？ 提示：电磁波在真空中的传播速度是光速；无线电波的波长比可见光的波长长；还有红外线、紫外线、X射线、γ射线等。 探究重构 课时分层作业 应用迁移 4．电磁波谱 【知识归纳】　 1．电磁波谱 电磁波的频率范围很广，按波长由长到短(频率由小到大)顺序排列的电磁波谱如图所示。 探究重构 课时分层作业 应用迁移 4．电磁波谱 (1)从无线电波到γ射线都是本质相同的电磁波，遵循共同的规律，但因波长(或频率)不同又表现出不同的特点。 (2)电磁波谱中的各部分没有严格的分界线。无线电波的微波部分和红外线的一部分重叠；紫外线和X射线的一部分重叠；γ射线和X射线的一部分重叠。 探究重构 课时分层作业 应用迁移 4．电磁波谱 2．电磁波特性的三点说明 (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、明显衍射现象，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)用途不同。 探究重构 课时分层作业 应用迁移 4．电磁波谱 【典例1】　(电磁波谱)下列各组电磁波中，按波长由长到短排列正确的是(　　) A．红外线、紫外线、可见光、γ射线 B．γ射线、紫外线、红外线、可见光 C．γ射线、紫外线、可见光、红外线 D．红外线、可见光、紫外线、γ射线 D　[电磁波波长由长到短为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，故D正确。] √ 探究重构 课时分层作业 应用迁移 4．电磁波谱 【典例2】　(电磁波的特性)我们的生活已经离不开电磁波，如：北斗定位系统使用频率为1 500 MHz(1 MHz＝106 Hz)左右的电磁波，手机工作时使用频率为800～1 900 MHz的电磁波，家用5GWi-Fi使用频率约为5 725 MHz的电磁波，地铁行李安检时使用频率为 1018 Hz的电磁波。关于这四种电磁波的说法正确的是(　　) A．家用5GWi-Fi使用的电磁波的衍射现象最明显 B．北斗定位系统使用的电磁波的能量最强 C．地铁行李安检时使用的电磁波具有较强的穿透本领 D．手机工作时使用的电磁波是纵波，不能产生偏振现象 √ 探究重构 课时分层作业 应用迁移 4．电磁波谱 C　[家用5GWi-Fi使用的电磁波的频率较高，所以其波长较短，故其衍射现象不明显，故A错误；北斗定位系统使用的电磁波比家用5GWi-Fi使用的电磁波的频率要低，根据电磁波的频率越高，能量越大，可知北斗定位系统使用的电磁波的能量不是最强的，故B错误；地铁行李安检时使用频率为1018 Hz的电磁波，频率非常高，这种电磁波具有较强的穿透本领，故C正确；电磁波均为横波，能产生偏振现象，故D错误。] 1．无线电波：波长大于____________(频率小于3 000 GHz)的电磁波是无线电波，主要用于____和____。 2．红外线：一切物体都发射红外线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射__，主要应用于____、红外摄影等。 知识点二　不同波段电磁波的认识 0.1 mm 通信 广播 强 加热 探究重构 课时分层作业 应用迁移 4．电磁波谱 3．可见光：能使人的眼睛产生视觉效应的电磁波，其波长为400～760 nm。波长范围不同的光表现为不同颜色，白光由各种色光组成。 4．紫外线：具有较高的能量，因此可以利用紫外线________；许多物质在紫外线的照射下会发出荧光，根据这一点可以设计________。 灭菌消毒 防伪措施 探究重构 课时分层作业 应用迁移 4．电磁波谱 5．X射线和γ射线 (1)X射线：穿透能力较__，在医学上常用____照片辅助进行疾病诊断。 (2)γ射线：是从______内发出来的电磁波，能量高，穿透能力很__。医学上常用______来杀死癌细胞。 强 X光 原子核 强 γ射线 探究重构 课时分层作业 应用迁移 4．电磁波谱 【思考讨论】　当测量体温的人数较多时，可采用“红外测温枪”测温，你知道“红外测温枪”为什么能测出不同人的温度吗？ 探究重构 课时分层作业 应用迁移 4．电磁波谱 提示：不同体温的人辐射的红外线强度不同，体温越高红外线辐射强度越强，“红外测温枪”就是根据红外辐射强度的不同“感知”温度的。 探究重构 课时分层作业 应用迁移 4．电磁波谱 【知识归纳】　 电磁波谱中各部分产生的机理、特点及应用比较 电磁波谱 产生机理 特征 主要应用 真空中的波长/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，易发生衍射等 无线电技术 >10-4 <3×1012 探究重构 课时分层作业 应用迁移 4．电磁波谱 电磁波谱 产生机理 特征 主要应用 真空中的波长/m 频率/Hz 红外线 原子外层电子受激发而产生的 热效应强 红外线遥感 10-3～10-7 1012～1014 可见光 引起视觉 照明、摄影 10-7 1014 紫外线 化学效应强，荧光效应强，能杀菌 医用消毒 10-7～10-8 1015～1016 探究重构 课时分层作业 应用迁移 4．电磁波谱 电磁波谱 产生机理 特征 主要应用 真空中的波长/m 频率/Hz X射线 原子内层电子受激发而产生的 贯穿 性强 检查、探测、医用透视 10-8～10-12 1016～1020 γ射线 原子核受激发而产生的 贯穿本领最强 工业探伤、医用治疗 <10-11 >1019 探究重构 课时分层作业 应用迁移 4．电磁波谱 【典例3】　(电磁波特性的应用)春季是流行病高发季，某肺炎病人拍摄的CT胸片如图所示，病毒感染处的密度与其他部分不同，片中显示为白斑。拍摄CT胸片时使用下列哪种电磁波(　　) A．γ射线　　　　 B．X射线 C．紫外线 D．红外线 B　[拍摄CT胸片时使用X射线，故选B。] √ 探究重构 课时分层作业 应用迁移 4．电磁波谱 应用迁移·随堂评估自测 1．下列说法中正确的是(　　) A．在真空中红外线、可见光、紫外线的波长依次变短，速度依次变小 B．飞机场用X射线对旅客的行李箱进行安全检查 C．电磁波在真空中传播时的电场强度E与磁感应强度B互相平行 D．在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是γ射线 √ 第一单元　伟大的复兴·中国革命传统作品研习 B　[在真空中红外线、可见光、紫外线的波长依次变短，速度相等，均为光速c，故A错误；飞机场用X射线对旅客的行李箱进行安全检查，故B正确；电磁波在真空中传播时的电场强度E与磁感应强度B互相垂直，故C错误；波长越长越容易发生衍射现象，在电磁波谱中，γ射线的频率最大，波长最短，所以γ射线最不容易发生衍射现象，故D错误。] 2．(多选)下列关于紫外线的说法正确的是(　　) A．紫外线可以用来进行遥控 B．适当的紫外线照射有助于人体合成维生素D C．紫外线能杀死微生物 D．紫外线可以用在步枪的瞄准器上 √ √ 探究重构 课时分层作业 应用迁移 4．电磁波谱 BC　[红外线可以用来进行遥控，故A错误；适当的紫外线照射有助于人体合成维生素D，符合事实，故B正确；紫外线频率较高，能量较大，能杀死微生物，故C正确；红外线一般用在步枪的瞄准器上，以便于夜间进行观察，故D错误。] 3．(多选)关于红外线的作用与来源，下列说法正确的是(　　) A．一切物体都在不停地辐射红外线 B．红外线具有很强的热作用和荧光作用 C．红外线的显著作用是化学作用 D．红外线容易穿透云雾 √ AD　[荧光作用和化学作用都是紫外线的重要用途，故B、C错误；红外线波长较可见光长，绕过障碍物能力强，易穿透云雾，所有物体都在不停地辐射红外线，故A、D正确。] √ 探究重构 课时分层作业 应用迁移 4．电磁波谱 4．(多选)物理学的发展推动了医学影像诊断技术的进步。一般来说，医生要诊断病人的病情，通常先需要病人做B超检查，如果发现某处有问题，再做CT；B超成像的基本原理是探头向人体发射超声波，CT在工作时发出X射线束对人体的某一部分进行扫描。关于超声波和X射线，下列说法中正确的是(　　) A．超声波和X射线都能发生干涉和衍射现象 B．超声波和X射线都是电磁波 C．可见光和X射线在真空中传播速度相同 D．超声波和X射线都可以在真空中传播 √ √ 探究重构 课时分层作业 应用迁移 4．电磁波谱 AC　[干涉和衍射是一切波特有的现象，超声波和X射线都能发生干涉和衍射现象，A正确；X射线是电磁波，超声波是机械波，B错误；可见光和X射线在真空中传播速度相同，C正确；X射线可以在真空中传播，但是超声波传播需要介质，D错误。] 回归本节知识，完成以下问题： (1)电磁波按波长由大到小排列顺序是怎样的？ 提示：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。 (2)紫外线有哪些作用？ 提示：杀菌和荧光作用。 (3)X射线和γ射线的产生机理有什么不同？ 提示：X射线是原子的内层电子受激发产生的，γ射线是原子核受激发产生的。 探究重构 课时分层作业 应用迁移 4．电磁波谱 探究重构 课时分层作业 应用迁移 4．电磁波谱 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题组一　电磁波谱 1．各种不同频率范围的电磁波按频率由高到低的排列顺序是(　　) A．γ射线、紫外线、可见光、红外线 B．γ射线、红外线、紫外线、可见光 C．紫外线、可见光、红外线、γ射线 D．红外线、可见光、紫外线、γ射线 课时分层作业(十六)　电磁波谱 √ 第一单元　伟大的复兴·中国革命传统作品研习 32 A　[在电磁波谱中，各电磁波按照频率从低到高的排列顺序是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，所以A正确。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 33 2．电磁波按波长大小的顺序把它们排列成谱，如图所示，下列关于电磁波说法正确的是(　　) 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 探究重构 课时分层作业 应用迁移 4．电磁波谱 34 A．红外线可以灭菌消毒 B．紫外线的波长比红外线长 C．振荡电路生成电磁波的频率随电容C的增大而减小 D．X射线能在磁场中偏转，但穿透力较强，可用来进行人体透视 √ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 探究重构 课时分层作业 应用迁移 4．电磁波谱 35 C　[红外线热效应明显，紫外线可以灭菌消毒，故A错误；根据电磁波谱可知，紫外线的波长比红外线短，故B错误；根据振荡电路的频率公式f＝可知，频率随电容C的增大而减小，故C正确；X射线不带电，不能在磁场中偏转，但穿透力较强，能穿透物质，可用来进行人体透视，故D错误。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 36 题组二　不同电磁波特性和用途 3．验钞机发出的“光”能使钞票上的荧光物质发光；家用电器的遥控器发出的“光”，能用来控制电风扇、电视机、空调等电器的开启与关闭。对于它们发出的“光”，下列说法正确的是(　　) A．验钞机和遥控器发出的“光”都是紫外线 B．验钞机发出的“光”是紫外线，遥控器发出的“光”是红外线 C．验钞机和遥控器发出的“光”都是红外线 D．验钞机发出的“光”是红外线，遥控器发出的“光”是紫外线 √ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 探究重构 课时分层作业 应用迁移 4．电磁波谱 37 B　[紫外线可以使钞票上的荧光物质发光，所以可以用于制作验钞机，红外线可以用在遥控器上，遥控器发出红外线，实现了无线控制家中的用电器，方便人们的生活，故B正确。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 38 4．使用蓝牙耳机接听手机来电，信号传输示意图如图所示。蓝牙通信的电磁波(　　) 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 探究重构 课时分层作业 应用迁移 4．电磁波谱 39 A．是蓝光 B．波长比手机通信的电磁波短 C．在真空中的传播速度大小为340 m/s D．在真空中的传播速度比手机通信的电磁波速度小 √ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 探究重构 课时分层作业 应用迁移 4．电磁波谱 40 B　[由题图中信息可知，蓝牙通信使用的电磁波频率在2.4×109～2.48×109 Hz内，在无线电波频率范围内，而蓝光属于可见光，它的频率高于1014Hz，故A选项错误；手机通信的电磁波频率在0.8×109～0.9×109Hz内，比蓝牙通信的电磁波的频率低，而所有电磁波的波速c都是相同的，当波速c一定时，频率越低，波长越长，频率越高，波长越短，因此蓝牙通信的电磁波波长比手机通信的电磁波波长短，故B选项正确；在真空中电磁波的传播速度等于光速，即3×108 m/s，故C、D选项错误。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 41 5．某国产红外夜视望远镜，可以在夜间侦察敌情，在实施夜间打击中起到重要作用，红外夜视望远镜是利用了(　　) A．红外线波长长，易绕过障碍物的特点 B．红外线的热效应强的特点 C．红外线不可见的特点 D．一切物体都在不停地辐射红外线的特点 √ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 D　[一切物体都在不停地辐射红外线，而且温度不同，辐射的红外线强度不同，可利用红外线成像进行夜间观察，故D正确。] 探究重构 课时分层作业 应用迁移 4．电磁波谱 42 6．一种电磁波射到半径为1 m的孔上，可发生明显的衍射现象，由此可知这种波属于电磁波谱中的(　　) A．γ射线 B．可见光 C．无线电波 D．紫外线 √ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 探究重构 课时分层作业 应用迁移 4．电磁波谱 43 C　[根据发生明显的衍射现象的条件可知，障碍物或孔的尺寸和波长相差不多或比波长还要小。电磁波谱中只有无线电波的波长大于0.1 mm，可见光、紫外线、γ射线的波长更短，故只有无线电波射到半径为1 m的孔上，才能发生明显的衍射现象，故选项C正确。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 44 7．(多选)下列说法正确的是(　　) A．用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字符号会发出可见光 B．电焊工用电焊机焊接时要带防护面罩，以防止电弧光中的过强紫外线对人体皮肤造成伤害 C．红外线应用在遥感技术中是利用了它的穿透本领强的特性 D．医学上的透视或CT检查都用到了X射线 √ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 √ 探究重构 课时分层作业 应用迁移 4．电磁波谱 45 BD　[用紫外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光，利用紫外线的荧光效应，而红外线不具有该效应，故A错误；电焊工在工作时必须戴上防护面罩是因为电弧光中有强烈的紫外线，对人体会造成伤害，故B正确；红外线应用在遥感技术中是利用红外线探测器接收物体发出的红外线，可探知被探物体的特征，故C错误；X射线有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体，故D正确。故选BD。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 46 8．某空警预警机上装备有多功能三坐标多普勒脉冲雷达，可进行全向探测，主要用于发现和跟踪空中与水面目标，工作频率为1.2×109～1.4× 109 Hz。对空中目标的最远探测距离为470 km，该机的雷达系统可同时跟踪60～100个空中目标，并对战术空军的10架飞机实施引导。下列关于该脉冲雷达的说法正确的是(　　) A．脉冲雷达采用的是X射线 B．脉冲雷达采用的是微波 C．预警机高速飞行时，发射的脉冲信号传播速率可能大于光在真空中的传播速率 D．增大它的振荡电路的电容，可增大雷达的工作频率 √ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 探究重构 课时分层作业 应用迁移 4．电磁波谱 47 B　[脉冲雷达是利用微波测速、测距的，其传播速率等于光速，A、C错误，B正确；由T＝2π可知，增大振荡电路的电容，其周期变大，工作频率减小，D错误。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 48 9．下列情境中关于电磁波特性和应用的描述，正确的是(　　) 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 探究重构 课时分层作业 应用迁移 4．电磁波谱 49 A．图甲中手机通话时涉及的波既有电磁波又有声波 B．图乙中“CT”利用可见光检查多种疾病 C．图丙中“B超”中的超声波属于电磁波 D．图丁中遥控器发出的红外线有很高的穿透本领 √ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 探究重构 课时分层作业 应用迁移 4．电磁波谱 50 A　[手机通话时涉及的波既有电磁波又有声波，故A正确；“CT”利用X线束对身体部位进行扫描，检查多种疾病，故B错误；“B超” 中的超声波属于声波，故C错误；遥控器发出的红外线，频率比可见光低，波长长，穿透本领较弱，故D错误；] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 51 10．历史上许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程，关于电磁波技术的应用，下列说法正确的是(　　) A．医学上常用X射线杀菌消毒 B．电视机遥控器可用红外线遥控 C．铁路、民航等安检口使用紫外线对行李内物品进行检测 D．用烤箱烤面包时，烤箱中会有淡红色的光，这是一种红外线 √ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 探究重构 课时分层作业 应用迁移 4．电磁波谱 52 B　[医学上常用紫外线杀菌消毒，A错误；电视机遥控器可用红外线遥控，B正确；铁路、民航等安检口使用X射线对行李内物品进行检测，C错误；用烤箱烤面包时，烤箱中会有淡红色的光，这是一种可见光，红外线是不可见的，D错误。故选B。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 53 11．(人教版教材P87T3改编)某雷达正在追踪一架飞机，此时飞机正朝着雷达方向匀速飞来，某时刻雷达发射出一个雷达波脉冲，经过100 μs后收到反射波，再隔时间t发出一个脉冲，经过92 μs收到反射波。已知飞机的速度为300 m/s，雷达波的频率为1.5×1010 Hz，在空气中的传播速度约为3×108 m/s，则间隔时间t及雷达波的波长分别为(　　) A．5 s　2.0×10-2 m B．4 s　2.0×10-2 m C．4 s　50 m D．5 s　50 m √ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 探究重构 课时分层作业 应用迁移 4．电磁波谱 54 B　[由波长、波速及频率关系可知λ＝＝ m＝2.0×10-2 m，设雷达两次发射电磁波时飞机分别位于s1、s2处，则由运动学公式得2s1＝ct1，2s2＝ct2，s1－s2＝vΔt，联立解得Δt＝4 s，B正确。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 55 12．(多选)第5代移动通信技术(简称5G)，是新一代蜂窝移动通信技术，数据传输速率比4GLTE蜂窝网络快100倍。下表为5G使用的无线电波的频率范围。已知光在真空中的传播速度c＝3×108 m/s， 1 MHz＝1×106 Hz，下列说法正确的是(　　) 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 频率范围名称 对应的频率范围 FR1 450 MHz～6 000 MHz FR2 24 250 MHz～52 600 MHz 探究重构 课时分层作业 应用迁移 4．电磁波谱 56 A．FR1比FR2中的无线电波的衍射能力更强 B．在真空中传播时，FR2比FR1中的无线电波的波长更长 C．在真空中传播时，FR2中频率为28 000 MHz的无线电波波长约为10.7 mm D．在真空中传播时，FR2比FR1中的无线电波的传播速度更大 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 √ √ 探究重构 课时分层作业 应用迁移 4．电磁波谱 57 AC　[FR1比FR2对应的频率小，根据λ＝，则波长较大，衍射能力更强，A正确，B错误；在真空中传播时，FR2中频率为28 000 MHz的无线电波波长λ＝＝ m≈1.07×10-2 m＝10.7 mm，C正确；在真空中传播时，FR2与FR1中的无线电波的传播速度相同，均为3×108 m/s，D错误。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 58 $