第4节 电磁波谱-【金版新学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册同步课堂高效讲义配套课件（粤教版）

该高中物理课件围绕电磁波谱的组成、各波段特性及应用展开，通过紫外线太阳图像辨别、体温测量等情境导入，搭建从电磁波本质到具体应用的学习支架，帮助学生建立知识脉络。 其亮点在于以自主学习和合作探究为核心，结合蓝牙通信、5G技术等生活实例，培养科学思维与物理观念。通过表格归纳各波段特性及应用，系统梳理知识，提升学生解决实际问题能力，也为教师提供结构化教学资源，提高教学效率。

第四节　电磁波谱 　　　　 第四章　电磁振荡与电磁波 1．了解什么是电磁波谱，知道各种可见光和不可见光与无线电波一样，也是电磁波。 2．知道不同波长电磁波的特性及其主要用途。 素养目标 知识点一　电磁波谱 1 知识点二　电磁波的特性及应用 2 课时测评 4 随堂演练　对点落实 3 内容索引 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 知识点一　电磁波谱 返回 自主学习 情境导入　紫外线波段的太阳图像与我们常见的太阳大不相同，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。你知道左右哪幅图像是紫外线波段的太阳图像吗？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：左面那幅是紫外线波段的太阳图像；除了可见光和紫外线，还有红外线和少量的X射线、γ射线。 教材梳理(阅读教材P108完成下列填空) 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。它们都是本质相同的电磁波，都具有电磁波的性质。 红外线 紫外线 3．电磁波的多样性 (1)频率低的无线电波由于波长较____，较容易发生干涉和衍射现象，而频率高的X射线、γ射线由于波长较____，因此较难观察到干涉、衍射现象。 (2)不同的电磁波，产生机理不同。无线电波是__________振荡产生的，红外线、可见光、紫外线是原子的__________受到激发后产生的，X射线是原子的__________受到激发后产生的，γ射线是________受激发后产生的。 长 短 自由电子 外层电子 内层电子 原子核 合作探究 师生互动　干涉和衍射是波特有的现象，机械波能发生干涉和衍射，电磁波可以发生干涉和衍射吗？如果能，无线电波和可见光哪个更容易发生衍射？ 提示：可以。无线电波波长更长，更容易发生衍射。 (多选)关于电磁波谱，下列说法正确的是 A．波长不同的电磁波在本质上完全相同 B．电磁波的波长若差异太大则会出现本质不同的现象 C．电磁波谱的频带很宽 D．电磁波的波长很短，所以电磁波的频带很窄 例1 √ √ 电磁波谱中的电磁波在本质上是完全相同的，只是波长、频率不同而已，其中波长最长的波跟波长最短的波之间频率相差1020倍，故A、C正确。 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 例2 √ 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，所以选项A正确。 关于电磁波谱，下列说法不正确的是 A．电磁波中最容易表现出干涉、衍射现象的是无线电波 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，温度较低的物体也能辐射红外线 例3 √ 波长更长的无线电波波动性更显著，更易发生干涉、衍射现象，故A正确；红外线、紫外线、可见光都是原子外层电子受激发产生的，故B正确；从电磁波产生的机理可知，γ射线是原子核受激发后产生的，故C错误；不论物体温度高低如何，都能辐射红外线，物体的温度越高，它辐射的红外线越强，故D正确。 返回 知识点二　电磁波的特性及应用 返回 自主学习 情境导入　如图展示了各波段电磁波波长的大致范围及其应用案例。 测量体温、消毒、透视分别用到哪些波段的电磁波？ 提示：红外线　紫外线　X射线 不同波段电磁波波长的大致范围及其应用案例 教材梳理(阅读教材P109－P111完成下列填空) 1．无线电波：波长大于1 mm(频率小于300 GHz)的电磁波是无线电波，它主要用于______、广播及其他信号传输。 2．红外线：红外线的波长范围为0.77 μm～1 mm，介于无线电波与可见光之间。红外线有明显的________，可以用来加热物体、烘干油漆和谷物。 3．可见光：能够引起人的______的光只在一个很窄的波段内，通常称为可见光。 4．紫外线：具有较强的______效应；紫外线还具有明显的化学作用，因此被普遍用于杀菌或______。 通信 热效应 视觉 荧光 消毒 5．X射线：是一种波长比紫外线还短的电磁波，波长范围为10－3～10 nm。它的__________很强。可以用来检测部件内部有没有砂眼、裂纹或气孔；在医学上可以用来透视人体。 6．γ射线：具有很高的______，能破坏生命物质的结构。在医学上可以摧毁病变的细胞如癌细胞；在农业上用来培育优良品种。 穿透能力 能量 合作探究 师生互动　一切物体都会辐射红外线，包括冰块也在不停辐射红外线，那为什么在冰窖中我们还会感到很冷？ 提示：在冰窖中四周为冰，温度较低，它向外辐射红外线的本领比人体弱，人体在相同时间内向外辐射的红外线比接收的冰辐射的红外线要多的多，因此人会感觉越来越冷。 (2024·湖州市高二期末)关于生活中遇到的各种电磁波，下列说法正确的是 A．医院里“CT”机使用的电磁波是γ射线，它具有较强的穿透能力 B．紫外线常用于卫星通信、电视等信号的传输，它还可用于消毒 C．“浴霸”的取暖灯泡能发出较强的红外线，它具有显著的热效应 D．X射线可以摧毁病变的细胞，常用于治疗各种癌症 例4 √ 医院里“CT”机使用的电磁波是X射线，利用X射线能够穿透物质，来检查人体的内部器官，故A错误；微波常用于卫星通信、电视等信号的传输，紫外线用于消毒，故B错误；“浴霸”的取暖灯泡能发出较强的红外线，利用红外线的热效应进行取暖，故C正确；γ射线可以摧毁病变的细胞，常用于治疗各种癌症，故D错误。 不同电磁波的特性及应用 电磁波 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 引起视觉 化学作用、荧光效应强 穿透力强 穿透力最强 探究归纳 电磁波 无线电波 红外线 可见光 紫外线 X射线 γ射线 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 探究归纳 针对练1．(2024·广州市荔湾区高二开学考试)“神舟十五号”飞船飞行过程中，由多个地面测控站和四艘“远望号”远洋航天测量船组成了测控网，通过发射和接收某种波，对飞船进行跟踪、测量与控制。这种波是 A．红外线 B．X射线 C．微波 D．超声波 √ 在用于通信的电磁波中，不同用途的设备使用的电磁波的频率范围不同，用于电视、雷达、无线电导航及测控等的是微波(电磁波的一种)，故 选C。 针对练2．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 √ 紫外线有显著的化学作用，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。 返回 随堂演练　对点落实 返回 √ 1．(2024·惠州市高二统考期中)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 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．不能在真空中传播 蓝牙通信的电磁波频率不在可见光频率范围内，不是蓝光，A错误；蓝牙通信的电磁波频率比手机通信的电磁波频率大，所以其波长比手机通信的电磁波短，B正确；电磁波在真空中的传播速度为3×108 m/s，故C、D错误。故选B。 √ 2．(鲁科版选择性必修第二册P108T2)关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是 A．把带电体和永磁体放在一起，可在其周围空间中产生电磁波 B．手机、电视、光纤通信都是通过电磁波来传递信息的 C．医院中用于检查病情的“B超”是利用了电磁波的反射原理 D．车站、机场安全检查时“透视”行李箱的安检装置利用的是红外线 变化的磁场、电场才能产生电磁波，A错误；手机、电视、光纤通信都可以用电磁波来传递信息，B正确；医院中用于检查病情的“B超”利用了超声波的反射原理，C错误；车站、机场“透视”行李箱的安检装置是利用X射线的穿透性来成像的，D错误。故选B。 √ 3．我国航天员翟志刚通过“神舟七号”载人飞船首次实现了中国航天员在太空的舱外活动，如图所示，这是我国航天史上的又一里程碑。若舱外的航天员与舱内的航天员进行通话，则需通过 A．直接对话 B．紫外线 C．红外线 D．无线电波 舱外为真空环境，声波无法传播，则舱外的航天员与舱内的航天员不能直接对话，故A错误；现代的移动通信都是利用无线电波来传递信息的，故D正确，B、C错误。 √ 4．红外线测温仪与传统的热传导测温仪相比，红外线测温仪具有操作简单、防交叉感染、测温效率高等特点，下列说法正确的是 A．当人体温度超过36.8 ℃时才向外辐射红外线 B．红外线属于电磁波，其波长大于紫外线的波长 C．红外线除了用来做测温仪，还可以用来进行杀菌消毒 D．晚上的时候，我们看到淡淡的红光，那就是红外线 无论人体温度高低都会向外辐射红外线，故A错误；红外线属于电磁波，其波长大于紫外线的波长，故B正确；红外线测温仪是依据人体温度越高，人体辐射的红外线强度越大来测体温的，红外线有良好的热效应，用来杀菌消毒的是紫外线，故C错误；红外线是肉眼不可见的，故D 错误。 返回 课 时 测 评 返回 1．(2024·贵州六盘水高二统考)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 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 所有的物体都在向外辐射红外线，故A错误；紫外线常用于杀菌消毒，但是长时间照射可能损害人体健康，故B正确；无限电波的频率比γ射线的频率小，故C错误；光子的能量与其频率成正比，红光的频率比X射线小，则红光光子的能量比X射线小，故D错误。故选B。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 √ 2．5G网络使用的无线电波通信频率为3.0 GHz以上的超高频段和极高频段(如图)，比4G及以下网络(通信频率在0.3 GHz～3.0 GHz间的特高频段)拥有更大的带宽和更快的传输速率。5G网络的传输速率(指单位时间传送的数据量大小)可达10 Gbps(bps为bits per second的英文缩写，即比特率、比特/秒)，是4G网络的50～100倍。关于5G网络使用的无线电波，下列说法正确的是 A．在真空中的传播速度更快 B．在真空中的波长更长 C．衍射的本领更强 D．频率更高，相同时间传递 的信息量更大 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，传播速度相同，故A错误；因5G信号的频率更高，故波长更短，不容易发生明显的衍射现象，故B、C错误；频率越高，能量越大，相同时间传递的信息量越大，故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 √ 3．(2024·广州市第一中学高三联考)太赫兹技术是实现6G通信的关键基础技术，它是利用电磁波谱中频率介于毫米波和红外线之间的太赫兹波段进行工作的，具有高频、高速、低功率和高效率等优点，目前我国在太赫兹通信领域的相关技术处于世界领先地位。关于太赫兹通信，下列说法正确的是 A．太赫兹波在真空中的传播速度小于真空中的光速 B．太赫兹波的波长小于红外线的波长 C．太赫兹波比可见光更容易发生衍射现象 D．太赫兹波是一种纵波 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 太赫兹波属于电磁波，在真空中的速度与光速相同，故A错误；太赫兹波的频率小于红外线的频率，波长大于红外线的波长，比可见光更容易发生衍射现象，故B错误，C正确；电磁波是横波，故D错误。故选C。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 √ 4．(多选)(2024·深圳市高二期末)使用蓝牙耳机可以接听手机来电，已知蓝牙通信的电磁波波段为(2.4～2.48)×109 Hz，可见光的波段为(3.9～7.5)×1014 Hz，下列说法正确的是 A．在中国空间站可以使用蓝牙耳机收听音乐 B．蓝牙通信的电磁波波长比可见光的波长短 C．蓝牙通信的电磁波比可见光更容易发生衍射现象 D．蓝牙通信的电磁波在真空中的传播速度比可见光在真空中的传播速 度小 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 电磁波传播不需要介质，在中国空间站可以使用蓝牙耳机收听音乐，A正确；电磁波在真空中传播的速度与可见光一致，由c＝λf可知，蓝牙通信的电磁波波长比可见光的波长长，因此蓝牙通信的电磁波比可见光更容易发生衍射现象，C正确，B、D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 √ 5．(多选)(鲁科版选择性必修第二册P109T3)下列说法正确的是 A．北斗导航系统利用电磁波进行定位和导航 B．微波炉利用红外线的热效应快速加热食物 C．常用的电视机遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机 D．红外线探测通过接收物体发出的红外线来探测被测物体的特征 √ 北斗导航系统利用电磁波进行定位和导航，故A正确；微波炉是利用微波带动食物中水分子剧烈振动而产生热量的，故微波炉是利用了微波来加热食物的，故B错误；常用的电视机遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机，故C错误；红外线探测通过接收物体发出的红外线来探测被测物体的特征，故D正确。故选AD。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 √ 6．(2024·潮州市高二校考)非触式体温测量仪可以通过人体辐射的红外线测量体温，紫外线灯可以在无人的环境下用来消杀病毒。下列说法正确的是 A．红外线和紫外线都能用来加热理疗 B．真空中红外线的传播速度比紫外线的大 C．真空中红外线的频率比紫外线的大 D．真空中红外线的波长比紫外线的长 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 红外线可以用来理疗，紫外线不可以，故A错误；真空中红外线和紫外线的速度均为光速，其传播速度大小相等，故B错误；波长和频率关系满足c＝λf，根据电磁波谱可知，红外线的波长大于紫外线的波长，所以红外线的频率低于紫外线的频率，故C错误，D正确。故选D。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 √ 7．据科学家预测，太阳风暴的破坏力远超过“卡特里娜”飓风。太阳风暴袭击地球时，不仅会影响通信，威胁卫星，而且会破坏臭氧层。臭氧层作为地球的保护伞，是因为臭氧能吸收太阳辐射中 A．波长较短的可见光 B．波长较长的可见光 C．波长较短的紫外线 D．波长较长的红外线 臭氧层的主要作用就是吸收由太阳射向地球的紫外线，从而有效地对地球上的动、植物起保护作用。故C正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 √ 8．Wi-Fi(无线通信技术)经常在家庭中应用，是一种无线网络传输技术，Wi-Fi信号的本质就是电磁波，波长范围约7厘米到12厘米之间，通过无线路由器发射后将信号传递到设备上，使设备实现无线上网能力，下列对Wi-Fi信号的判断正确的是 A．能在真空中传播 B．波长比可见光短 C．其信号波是纵波 D．不能产生干涉和衍射现象 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 Wi-Fi信号的本质就是电磁波，电磁波可以在真空中传播，故A正确；根据电磁波谱可知，无线电波的波长比可见光长，故B错误；电磁波都是横波，故C错误；干涉和衍射现象都是波的特有现象，所以电磁波能产生干涉和衍射现象，故D错误。故选A。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 9．电磁波的频率范围很广，按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫作电磁波谱，如图所示。下列说法正确的是 A．移动电话使用可见光进行Wi-Fi联网 B．冷物体的红外辐射比热物体的红外辐射强 C．紫外线具有的能量足以破坏细胞中的物质 D．X射线的频率比γ射线的频率高 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 移动电话经常使用Wi-Fi联网，也会用蓝牙传输数据，两种方式均是利用电磁波来传输信息的，均利用了电磁波中的微波，故A错误；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，故B错误；紫外线频率较高，所以具有较高的能量，可破坏细胞中的物质，通常用于杀菌，故C正确；在电磁波谱中，常见电磁波有：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，它们的波长是依次变短，频率依次变高，故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 √ √ 10．(多选)我国“可见光通信系统关键技术研究”获得重大突破——可见光通信的实时通信速率已经提高至50 Gbps，相当于0.2 s即可下载一部高清电影。关于可见光，下列说法正确的是 A．可见光中的红光比紫光的频率低 B．可见光不属于电磁波 C．可见光波长越长，越容易发生明显衍射 D．可见光从空气进入水中后，其频率不变，但是波长变短 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 根据可见光的频率排列顺序可知，可见光中的红光比紫光的频率低，选项A正确；可见光属于电磁波，选项B错误；可见光波长越长，越容易发生明显衍射，选项C正确；可见光从空气进入水中后，其频率不变，波速减小，根据λ＝ 可知，波长变短，选项D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 11．电焊作业时，会产生对人体有害的电焊弧光。焊接电弧温度在3 000 ℃时，辐射出大量频率为1.0×1015 Hz的电磁波，电焊工人作业时，必须佩戴专业的防护头盔，如图所示。下列说法正确的是 A．该电磁波的波长为30 nm B．该电磁波具有显著的热效应 C．适量的该电磁波能促进人体对钙的吸收 D．防护头盔的作用仅仅只是为了防止火星溅到头上 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 电磁波即为光波，则波长为λ＝ ＝3.0×10－7 m＝300 nm，故A错误；波长为300 nm的光属于紫外线，具有化学作用(如消毒杀菌)，生理作用(如适量的紫外线照射能促进钙的吸收)，但过强会伤害眼睛和皮肤，故防护头盔的作用不仅为了防止火星溅到头上，还保护眼睛不被紫外线伤害，故B、D错误，C正确。故选C。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 12．(多选)如图为物理学家拍摄的DNA分子的X射线衍射图样，生物学家据此提出DNA的双螺旋结构模型。下列说法中正确的是 A．X射线是高速电子流 B．X射线的频率比可见光的低 C．衍射图样说明了X射线具有波动性 D．拍摄所用X射线的波长与DNA分子大小接近 √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 X射线是电磁波，不是电子流，故A错误；根据电磁波谱，可知X射线的频率比可见光的高，故B错误；衍射图样说明了X射线具有波动性，故C正确；拍摄DNA分子的X射线发生明显衍射的条件是波长与障碍物的尺寸相差不多，故拍摄所用X射线的波长与DNA分子大小接近，故D正确。故选CD。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 13．(12分)下面列出了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，____。 A．光的全反射 B．紫外线具有很强的荧光作用 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，易发生衍射 D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 X光机是用来透视人的体内器官的，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，故选D。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 (2)紫外线灯，____。 A．光的全反射 B．紫外线具有很强的荧光作用 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，易发生衍射 C 紫外线灯主要是用来杀菌的，因此它应用的是紫外线的杀菌作用而非荧光作用，故选C。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 (3)用理疗“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得较好，这里的“神灯”是利用____。 A．光的全反射 B．紫外线具有很强的荧光作用 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，易发生衍射 E “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，故选E。 返回 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 谢 谢 观 看 ！ 第四章　 　电磁振荡与电磁波 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 $