4.4 电磁波谱 课件-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

第四章 电磁振荡与电磁波 第四节 电磁波谱 高中物理 选必2 10 十二月 2025 电磁波谱 不同频率f（波长λ）电磁波特点及应用 太阳辐射电磁波不同频率能量占比 第四节 电磁波谱 电磁波谱 电磁波谱： 无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等合起来便构成了范围非常广阔的电磁波谱； 如图所示按波长由大到小（频率由低到高）顺序排列的电磁波谱； 第四节 电磁波谱 不同频率电磁波谱特点 1、无线电波： 主要特点： 大于1mm（f<300GHz）的电磁波； 分为长波、中波、短波、超短波、 微波； 主要应用： 通信、广播、导航等数据传输； 用射电望远镜接收天体辐射的电磁波，进行天体物理研究； 300k～3M 3M～30M 30M～300M 300M～30G 3～300k 300k～3M 3M～30M 30M～300M 300M～30G 极低频 低频 中频 高频 甚高频 特超高频 UHF、SHF、EHF 长波、极长波 中波 短波 超短波 微波 2、红外线： 主要特点： 波长比红光长，不可见； 热作用强；衍射能力强，容易穿透云雾； 一切物体时刻辐射红外线，温度越高，辐射越强； 主要应用： 红外探测器：夜视仪、摄影； 取暖：电暖器，烤火炉等； 红外遥控：家电遥控器； 红外遥感：勘测地热、寻找水源、监视火情、预报风暴、寒潮等； 3、可见光： 主要特点： 波长在780～380nm 之间，人眼可见； 含红、橙、黄、绿、 蓝、靛、紫七色光； 生活常见现象： 白天天空是亮的→反射、散射； 太空漆黑一片→没有光或有光没有反射； 天空看起来是蓝色的→蓝色光的散射光布满天空，天空呈现出蓝色； 傍晚太阳、晚霞比较红→太阳光穿过大气层厚度大，红橙光穿透量较多； 4、紫外线： 主要特点： 波长5～370nm之间，比紫光短； 人眼不可见；具有较高的能量； 一切高温物体发出的光中都含有紫外线； 主要应用： 化学作用： 适量晒太阳能促进钙的吸收； 过强的紫外线消毒杀菌， 紫外线会伤害皮肤和眼睛； 荧光效应： 制作防伪标记； 5、X射线（伦琴射线）： 主要特点： X射线波长比紫外线还短； 具有很强的穿透力； X射线对生命物质有较强的作用，过量照射会引起生物体病变； 主要应用： 医学上可用于人体透视，做CT； 探测金属部件内部的缺陷； 机场、车站等地的安检； 6、γ射线： 主要特点： γ射线穿透能力最强； 是波长最短的电磁波，具有很高的能量，能破坏生命物质； 主要应用： 医学上可以用来治疗肿瘤； 工业探测金属部件内部缺陷； 探究2：不同波长（频率）电磁波对比 相同点： 都是电磁波，传播不需要介质； 都能传递能量，电磁波是一种物质； 都能发生反射、折射、干涉、衍射等现象； 遵循公式，在真空中的传播速度； 不同点： 波长越长，干涉、衍射现象越明显； 频率越大，穿透本领越强，能量越高； 由得，在介质中传播速度不同； 产生原理不同、用途不同； 例1： 下列各组电磁波中，按波长由长到短排列正确的是（ ） A、紫外线、可见光、红外线、X射线 B、可见光、红外线、紫外线、γ射线 C、X射线、红外线、紫外线、可见光 D、红外线、可见光、紫外线、γ射线 D 例2：关于电磁波的特性和应用，下列说法正确的是（ ） A、红外线和X射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体 B、过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康 C、电磁波谱中频率最高的为γ射线，最容易发生衍射现象 D、紫外线和X射线都可以使感光底片感光 解： X射线具有很强的穿透本领，常用于医学上透视人体； 过强的紫外线照射对人的皮肤有害； 电磁波谱中γ射线频率最高、波长最短，最不容易发生衍射现象； 紫外线和X射线都具有明显的化学效应，都可以使感光底片感光； D 例3：响尾蛇导弹是一种被动制导的空对空导弹，它本身并不发射电磁波，但即使在漆黑的夜晚它也能自动追踪敌方的飞机，并将其击落。响尾蛇导弹的这种本领靠的是电磁波谱中哪一种电磁波的作用（ ） A、X射线 B、紫外线 C、红外线 D、无线电波 解： 任何物体都发射红外线，温度越高红外辐射越强，敌方飞机中的发动机工作时会发热，辐射的红外线强，据此响尾蛇导弹在漆黑的夜晚能自动追踪敌方飞机； C 例4：雷达向远处发射无线电波，每次发射的时间是1μs，两次发射的时间间隔为100μs，在指示器的荧光屏上呈现出的尖形波如图所示，已知图中ab=bc，障碍物与雷达之间的距离是（ ） A、3×104m B、1.5×104m C、7.5×103m D、3.75×103m 解： C 发射1 发射2 接收1 T=1μs t=T/2 发射点A B障碍物 雷达波往返2x，用时t=T/2 第四节 电磁波谱 太阳辐射 太阳电磁波频谱及电磁波能量： 太阳辐射的能量分布情况： 可见光区占辐射总量的50％、 红外线区占辐射总量的43％、 紫外线区只辐射总量的7％； 第四节 电磁波谱 课时练习 练1： 关于电磁波的特性和应用，下列说法正确的是（ ） A、红外线和X射线都有很强穿透本领，常用于医学上透视人体 B、过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康 C、X射线和γ射线都可以用于医学上和工业上 D、电磁波谱中频率最大的为γ射线，最容易发生衍射现象 C 练2：下列说法正确的是（ ） A、只有物体温度较高时，才能向外辐射红外线 B、紫外线的主要作用是化学作用和荧光作用 C、可见光比红外线容易发生衍射现象 D、X射线能在磁场中偏转，穿透力较强，可用来进行人体透视 B 练3：人们的生活已经离不开电磁波，如：GPS定位系统使用频率为10.23 MHz(1MHz=106Hz)的电磁波，手机工作时使用频率为800～1900MHz的电磁波，家用5GWi­Fi使用频率为5725MHz的电磁波，地铁行李安检时使用频率约为1018Hz的电磁波。关于这四种电磁波的说法正确的是（ ） A、家用5G Wi­Fi电磁波的衍射现象最明显 B、GPS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利用了其穿透本领强的特点 D、手机工作时使用的电磁波是纵波且不能产生偏振现象 C 练4：（多选）如图所示是公路上的固定测速仪。汽车向放置在道路中间的测速仪匀速驶来，测速仪向汽车发出两次短促的电磁波信号。第一次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的信号用时0.5μs，第二次发出信号到测速仪接收到汽车反射回来的信号用时0.3μs，若发出两次信号的时间间隔是1.1s，则（ ） A、汽车第一次反射信号时，距测速仪77m B、汽车第二次反射信号时，距测速仪45m C、汽车的速度是30m/s D、汽车的速度是27.3m/s 解： BD t1、x1 t2、x2 △t、△x 电磁波谱（真空）：波长λ由大到小（频率f由低到高）顺序排列为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线； 无线电波：长波、中波、短波、超短波、微波，数据通信、微波加热； 红外线：波长比红光长；热作用强、衍射能力强，容易穿透云雾； 一切物体时刻辐射红外线，温度越高，辐射越强； 可见光：波长在780～380nm之间；人眼可见，红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光； 紫外线：波长5～370nm之间，具有较高的能量；化学作用、荧光效应； 一切高温物体发出的光中都含有紫外线； X射线（伦琴射线）：波长比紫外线短；很强的穿透力，对生命物质有较强作用； γ射线：波长最短的电磁波，穿透能力最强；具有很高的能量，能破坏生命物质； 结束页 B1 谢谢观赏！ $