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）江苏专用

该高中物理课件聚焦“电磁波谱”，系统梳理电磁波按波长排列顺序、各波段特征及应用，通过生活情境（如微波炉、电视塔）和问题探究（长波与微波应用差异），搭建从现象到理论的学习支架，帮助学生构建物理观念。 其亮点在于用表格对比各电磁波的产生机理、特点与用途，体现科学思维的模型建构，结合5G通信、间谍卫星等实例培养科学推理能力。课堂小结与分层作业设计，助力学生深化理解，教师可高效开展教学。

第四章　电磁振荡与电磁波 4．电磁波谱 [学习目标]　1．认识电磁波谱。2．知道各个波段的电磁波的名称、特征和典型应用。 4．电磁波谱 必备知识·自主预习储备 知识点一　电磁波谱 1．概念 按电磁波的______大小或______高低的顺序把它们排列成谱。 2．电磁波谱的排列 按波长由长到短依次为：__________、红外线、________、紫外线、X射线、_______。 波长 频率 无线电波 可见光 γ射线 第一单元　伟大的复兴·中国革命传统作品研习 思考　为什么超远程无线电波利用无线电波中的长波波段，而雷达利用微波波段？ 提示：超远程无线电波用长波是利用波长长，可以绕过障碍物。雷达是利用微波的传播方向性好的特点。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 4．电磁波谱 知识点二　几种电磁波 1．无线电波：波长大于_______(频率低于__________)的电磁波。无线电波广泛应用于通信、广播及其他信号传输。 2．红外线：红外线的波长比无线电波____，比可见光长。所有物体都发射________，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射____。 3．可见光：能使人的眼睛产生视觉效应的电磁波，称为________。可见光的波长为______________。 1 mm 300 GHz 短 红外线 强 可见光 400～760 nm 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 4．电磁波谱 4．紫外线：在紫光之外波长范围为____________的电磁波是紫外线。紫外线具有较高的能量，足以破坏细胞核中的物质。 5．X射线和γ射线：波长比紫外线更短的电磁波就是X射线和γ射线了。X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变。X射线具有很强的______的本领，可以用来检查人体的内部器官，帮助医生判断人体组织是否发生了病变。在工业上，利用X射线检查金属构件内部的缺陷。机场等地进行安全检查时，X射线能轻而易举地探测到箱内的物品。波长最短的电磁辐射是γ射 5～370 nm 穿透 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 4．电磁波谱 线，它具有很高的能量。γ射线能破坏__________。把这个特点应用在医学上，可以摧毁病变的细胞，用来治疗某些癌症。γ射线的__________很强，也可用于探测金属构件内部的缺陷。 生命物质 穿透能力 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 4．电磁波谱 体验　思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)电磁波按照频率由高到低依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。 (　　) (2)太阳辐射的能量集中在红外线、可见光﹑紫外线三个区域。 (　　) (3)X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变。 (　　) × √ √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 4．电磁波谱 关键能力·情境探究达成 在我们身边到处都有电磁波的影子，它的应 用更是比比皆是。下面列出的设备中工作时所发 出的波，哪些属于电磁波？(1)微波炉加热食物时 发出的波。(2)电视发射塔发出的波。(3)互联网光 缆中传播的波。(4)电视机遥控器发出的波。 提示：都属于电磁波 第一单元　伟大的复兴·中国革命传统作品研习 考点　电磁波谱 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。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 4．电磁波谱 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。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 4．电磁波谱 (3)产生机理不同和用途不同 电磁波 产生的机理 特点 用途 无线电波 振荡电路中电子周期性运动产生 波动性强 通信、广播、导航等 红外线 原子的外层电子受激发后产生 热作用强 加热、遥测、遥感、红外线制导等 可见光 感光性强 照明、照相等 紫外线 化学作用 荧光效应 杀菌消毒、治疗皮肤病等 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 4．电磁波谱 电磁波 产生的机理 特点 用途 X射线 原子的内层电子受激发后产生 穿透力强 检查、探测、透视、治疗等 γ射线 原子核受激发后产生 穿透力最强 探测、治疗等 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 4．电磁波谱 3．电磁波的传播 无线电波的分类及传播方式 波段 波长/m 频率/ MHz 传播 方式 主要用途 长波 30 000～3 000 0.01～0.1 地波 广播 导航 中波 3 000～200 0.1～1.5 地波 和天波 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 4．电磁波谱 波段 波长/m 频率/ MHz 传播 方式 主要用途 中短波 200～50 1.5～6 天波 调幅(AM) 广播 导航 短波 50～10 6～30 微 波 米 波 10～1 30～300 近似直线传播 调频(FM) 广播 电视 导航 分米波 1～0.1 300～ 3 000 直线 传播 电视 雷达　移动通信导航　 射电天文 厘米波 0.1～0.01 3 000～ 30 000 毫米波 0.01～0.001 30 000～ 300 000 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 4．电磁波谱 【典例】　下列说法正确的是(　　) A．各种电磁波中，最容易表现出干涉和衍射现象的是γ射线 B．红外线有显著的热效应，紫外线有显著的荧光效应 C．X射线的穿透本领比γ射线更强 D．在电磁波谱中，X射线与γ射线有很大一部分重叠区域，因此两者产生机理应该是一样的 √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 4．电磁波谱 B　[在电磁波谱中最容易发生衍射的是无线电波，波长越长，波动性越明显，故A不符合题意；红外线有显著的热效应，紫外线有显著的荧光效应，故B符合题意；X射线波长比γ射线长，穿透力不及γ射线，故C不符合题意；在电磁波谱中，X射线与γ射线有很大部分重叠区域，但二者产生机理不同，故D不符合题意。] 规律方法　X射线与γ射线都具有穿透能力，但γ射线的穿透能力最强，X射线能穿透人体，通常用作人体透视，而γ射线可以穿过几厘米厚的铅板，可以用于探测金属内部的缺陷。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 4．电磁波谱 [跟进训练] 电磁波在医院得到了广泛应用，关于电磁波的某些特性，下列说法不正确的是(　　) A．红外线测温仪是利用了红外线波长较长的特性 B．胸透又称荧光透视，是利用X射线具有穿透性、荧光性和摄影效应的特性 C．伽玛手术刀治疗癌症是利用γ射线穿透力强、能量高、能破坏生命物质的特性 D．医用紫外灭菌灯是利用了紫外线的消毒特性 √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 4．电磁波谱 A　[红外线测温仪是利用了红外线的热效应，故A错误；X射线具有穿透性、荧光性和摄影效应的特性，所以可以用来做胸透，故B正确；γ射线能量高、穿透力强，医院常用γ射线照射癌细胞，治疗癌症，故C正确；医院用紫外线灯照射的方法来消毒灭菌，故D正确。] 学习效果·随堂评估自测 1．下列关于紫外线的说法正确的是 (　　) A．照射紫外线可增进人体对钙的吸收，因此人们应尽可能多地接受紫外线的照射 B．一切高温物体发出的光都含有紫外线 C．紫外线有很强的荧光效应，常被用来防伪 D．紫外线有杀菌消毒的作用，是因为其有热效应 √ 第一单元　伟大的复兴·中国革命传统作品研习 C　[紫外线有显著的生理作用，杀菌能力较强，在医疗上有其应用，但是过多地接受紫外线的照射，对人体来说也是有害的，A、D错误；并不是所有的高温物体发出的光都含有紫外线，B错误；紫外线有很强的荧光效应，可用来防伪，C正确。] 2．关于电磁波的特性和应用，下列说法正确的是(　　) A．发射无线电波时需要对电磁波进行调制和解调 B．电视机的遥控器发射紫外线 C．电磁波中频率最大的为γ射线，用它最容易观察到衍射现象 D．雷达使用微波是因为微波波长较短能沿直线传播 √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 4．电磁波谱 D　[发射无线电波时，需要对电磁波进行调制，而解调是接收电磁波的过程，故A错误；电视机的遥控器发射红外线，故B错误；γ射线波长最小，所以不容易观察到衍射现象，故C错误；雷达使用微波是因为微波波长较短，能沿直线传播，D正确。] 3．间谍卫星上装有某种遥感照相机，可用来探测军用和民用目标。这种照相机能拍到晚上关灯行驶的汽车，即使车辆离开，也瞒不过它。这种遥感照相机敏感的电磁波属于(　　) A．可见光波段 B．红外波段 C．紫外波段 D．X射线波段 √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 4．电磁波谱 B　[任何物体都能发出红外线，热的物体的红外线辐射比冷的物体的强，间谍卫星上装的遥感照相机，实际上是红外线探测器，它能在较冷的背景上探测出较热物体的红外线辐射，这是红外线摄影的基础。再者，红外线波长比其他波(如可见光、紫外线、X射线)的波长长，有较好地穿透云雾的能力，故B正确；而其他选项的光不具备以上特点，故A、C、D错误。] 4．5G通信相较于4G通信，利用的电磁波频 率更高，数据传输更快，下列说法正确的 是(　　) A．5G信号相比于4G信号更不容易发生衍射现象 B．5G信号和4G信号都是电磁波，在空中相遇会发生干涉现象 C．5G信号在真空中传播的速度大于4G信号在真空中传播的速度 D．5G信号利用的电磁波频率高、能量大，也可以用来杀菌消毒 √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 4．电磁波谱 A　[5G信号的频率更高，则波长小，故5G信号更不容易发生明显的衍射现象，故A正确；5G信号和4G信号都是电磁波，但5G信号和4G信号的频率不一样，不能发生干涉现象，故B错误；任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，故传播速度相同，故C错误；5G信号利用的电磁波频率高、能量大，但不具有杀菌消毒的作用，故D错误。] 回归本节知识，完成以下问题： (1)电磁波按波长大小排列顺序是怎样的？ 提示：波长由大到小：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。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 4．电磁波谱 (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。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 4．电磁波谱 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 √ 1．下列各组电磁波，按波长由长到短的顺序排列正确的是(　　) A．γ射线、红外线、紫外线、可见光 B．红外线、紫外线、可见光、γ射线 C．可见光、红外线、紫外线、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 31 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 D　[依照波长的长短不同，由长到短电磁波谱顺序为：无线电波，红外线，可见光，紫外线，X射线，γ射线(伽马射线)。故选D。] 32 √ 2．关于各种电磁波的性质比较，下列说法中正确的有(　　) A．由于红外线的波长比可见光长，所以比可见光更难发生干涉、衍射 B．由于γ射线的波长太短了，所以根本无法发生干涉、衍射 C．无论哪一种电磁波，在真空中的传播速度都相同 D．γ射线的穿透能力最强，所以用来透视人体，检查骨骼和其他病变情况 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 4．电磁波谱 33 C　[由于红外线的波长比可见光长，所以比可见光更容易发生明显衍射，故A错误；干涉、衍射是波的特有属性，γ射线是电磁波，尽管γ射线的波长很短，但仍能发生干涉、衍射，故B错误；根据麦克斯韦电磁场理论，无论哪一种电磁波，在真空中的传播速度都相同，故C正确；γ射线对人体有较大的伤害，所以一般不用来做透视，故D错误。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 34 √ 3．现代军事行动中，士兵都配戴“红外夜视仪”，在夜间也能看清目标，主要是因为(　　) A．“红外夜视仪”发射出强大的红外线，照射被视物体 B．一切物体均在不停地辐射红外线 C．一切高温物体均在不停地辐射红外线 D．“红外夜视仪”发射出γ射线，被射物体受到激发而发出红外线 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 4．电磁波谱 35 B　[一切物体都在不停地向外辐射红外线，不同物体辐射出来的红外线不同，采用红外线接收器，可以清楚地分辨出物体的形状、大小和位置，不受白天和夜晚的影响，确认出目标，采取有效的行动，故B符合题意。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 36 √ 4．关于电磁波谱，下列说法正确的是(　　) A．电磁波中最容易表现出干涉、衍射现象的是紫外线 B．红外线、紫外线、可见光是原子的外层电子受激发后产生的 C．X射线和γ射线是原子的内层电子受激发后产生的 D．红外线的显著作用是热作用，温度较低的物体不能辐射红外线 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 4．电磁波谱 37 B　[波长越长的无线电波波动性越显著，干涉、明显衍射现象越易发生，故A错误；从电磁波产生的机理可知无线电波是LC振荡电路产生的，红外线、可见光、紫外线是原子外层电子受激发后产生的，而γ射线是原子核受激发后产生的，故B正确，C错误；不论物体温度高低都能辐射红外线，物体的温度越高，它辐射的红外线越强，D错误。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 38 √ 5．关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是(　　) A．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息 B．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波 C．太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同 D．遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 4．电磁波谱 39 B　[电磁波可以传递信息，声波也能传递信息，A错误；手机在通话时，涉及的波既有电磁波又有声波，B正确；太阳光中的可见光的传播速度远大于医院“B超”中的超声波的传播速度，C错误；遥控器发出的红外线波长大于医院“CT”中的X射线波长，D错误。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 40 √ 6．许多光学现象在科学技术上得到了应用，以下对一些应用的解释，正确的是(　　) A．紫外验钞机是利用紫外线的化学作用 B．X光透视利用的是光的衍射现象 C．工业上的金属探伤利用的是紫外线具有极强的穿透能力 D．红外遥感技术利用了一切物体都在不停地辐射红外线的现象 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 4．电磁波谱 41 D　[紫外验钞机是利用紫外线照射印刷在钞票上的荧光文字，发出可见光，使这些文字能被肉眼看到，利用了紫外线的荧光效应，A项错误；X射线具有较强的穿透能力，在医学上用它来透视人体，检查病变和骨折情况，B项错误；γ射线具有极强的穿透能力，工业上的金属探伤就是利用这个原理，C项错误；一切物体都在不停地辐射红外线，红外遥感技术就是利用这个原理，D项正确。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 42 √ 7．电磁波已广泛应用于很多领域。光波也是一种电磁波，下列说法正确的是(　　) A． 手机发射和接收信号都是利用波长50～10米的短波传送的 B． 手机上网和Wi-Fi上网都是利用光线传输信息的 C． 常用的遥控器通过发射紫外线脉冲信号来遥控电视机 D． 微波、红外线、紫外线、X射线的频率依次减小 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 4．电磁波谱 43 A　[手机发射和接收的信号都是利用无线电波中的微波，其波长约为50～10 m，故A正确；手机上网和Wi-Fi上网都是利用电磁波来传输信息的，故B错误；常用的遥控器通过发射红外线脉冲信号来遥控电视机，故C错误；微波、红外线、紫外线、X射线的频率依次增大，波长依次减小，故D错误。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 44 8．红外遥感卫星通过接收地面物体发出的红外辐射来监控地面物体的状况。地球大气中的水蒸气(H2O)、二氧化碳(CO2)能强烈吸收某些波长范围的红外辐射，即地面物体发出的某些波长的电磁波，只有一部分能够通过大气层被遥感卫星接收。如图甲、乙所示分别为水蒸气和二氧化碳对某一波段不同波长电磁波的吸收情况，由图可知，在该波段红外遥感卫星大致能够接收到的波长范围为(　　) 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 4．电磁波谱 45 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 甲 乙 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 4．电磁波谱 46 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 A．2.5～3.5 μm　　 B．4～4.5 μm C．5～7 μm D．8～13 μm √ D　[由题图可知，8～13 μm波段的红外线，水蒸气和二氧化碳几乎均不吸收。故选D。] 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 4．电磁波谱 47 9．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，请将相应的物理现象对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，________。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 D C 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 4．电磁波谱 48 (3)理疗“神灯”(用理疗“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得较好)，________。 A．光的全反射 B．紫外线具有荧光作用 C．紫外线具有杀菌消毒作用 D．X射线具有很强的穿透力 E．红外线具有显著的热效应 F．红外线波长较长，易发生明显衍射 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 E 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 4．电磁波谱 49 [解析]　(1)X光机是用来透视人体内器官的，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，因此采用了穿透能力比较强又不会给人体造成太大伤害的X射线，选择D。 (2)紫外线灯主要是用来杀菌的，它应用的是紫外线的杀菌作用而非荧光作用，因此选择C。 (3)“神灯”又称红外线灯，主要是用于促进局部血液循环，它利用的是红外线的热效应，使人体局部受热，血液循环加快，因此选择E。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 50 √ 10．下列关于电磁波的说法中正确的是(　　) A．频率越高，振荡电路向外发射电磁波的本领越大 B．均匀变化的磁场产生均匀变化的电场，向外传播就形成了电磁波 C．在无线电波的传播中，微波适宜采用地波传播 D．红外线具有显著的热效应，其波长比紫外线的波长短 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 4．电磁波谱 51 A　[电磁波的能量与频率有关，振荡电路的频率越大，发射电磁波的本领越大，故A正确；均匀变化的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场不能再产生电场，故不能激发电磁波，故B错误；微波由于波长过短，绕过障碍物的本领就很差，不能以地波的形式传播，微波的传播方式是沿直线传播，故C错误； 红外线具有显著的热效应，其波长比紫外线的波长长，故D错误。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 52 √ 11．(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 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 4．电磁波谱 53 B　[由波长、波速及频率的关系可知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 54 √ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 12．下列说法正确的是(　　) A．医院CT检查时使用的是β射线，β射线是由原子核外电子电离产生的 B．医院CT检查时使用的是γ射线，γ射线是由原子核外的内层电子跃迁产生的 C．测温枪接收到人体辐射的红外线而测温，红外线比红光光子能量大所以热效应显著 D．红外线是横波，红外线能发生反射、折射、衍射和干涉等现象 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 4．电磁波谱 55 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 D　[医院CT检查时使用的是X射线，A、B错误；测温枪是通过接收到人体辐射的红外线而测温，红外线比红光波长大所以热效应显著，C错误；红外线是横波，红外线能发生反射、折射、衍射和干涉等现象，D正确。] 56 $