4.3 电磁波谱 课件 -2025-2026学年高二下学期物理鲁科版选择性必修第二册

该高中物理课件围绕电磁波谱展开，系统介绍其组成、各波段波长范围、特性及应用，通过定位学习目标引导学生从认识电磁波谱到掌握不同波段应用，结合知识梳理、新知检测搭建从基础到应用的学习支架。 其亮点在于融合科学思维与科学态度，通过要点归纳电磁波共性个性、例题解析医疗器械与特性对应培养科学推理，结合太阳辐射、红外线应用等STSE内容体现社会责任。采用表格梳理、针对训练等方法，帮助学生构建物理观念，教师可利用检测题和实例提升教学效率。

第3节　电磁波谱 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.了解不同波长电磁波的特性以及应用。 [定位·学习目标]　 探究·必备知识 「知识梳理」 知识点一　认识电磁波谱 1.电磁波谱:按电磁波的 或 顺序排列成的谱。 2.按波长从长到短排列的电磁波依次为无线电波、 、可见光、 、 、γ射线等。电磁波谱中的各种波都具有 、折射、 和干涉的特性,在真空中的传播速度均等于 。 波长 频率 红外线 紫外线 X射线 反射 衍射 光速 3.可见光的波长范围为 ,颜色依次排列为 。红外线的波长比红光的波长要长,一般为 。紫外线的波长比紫光的波长短,一般为 。无线电波的波长最 ,X射线和 的波长相比其他波较短。  4.0×10-7～7.6×10-7 m 紫、靛、蓝、绿、黄、橙、红 7.6×10-7～10-3 m 10-8～4.0×10-7m 长 γ射线 项目 特性 用途 无线电波 波动性 通信、广播、导航 红外线 热作用强、感光性强 加热、红外摄影仪、 红外遥感器 可见光 感光性 照明、照相等 紫外线 化学作用、 杀菌消毒 X射线 穿透力较强 辅助进行 疾病诊断 γ射线 穿透力很强 治疗 知识点二　不同波段电磁波的应用 强 强 荧光作用 1.思考判断 (1)各种电磁波中最容易表现出干涉和衍射现象的是γ射线。(　 　) (2)红外线有显著的热效应,紫外线有显著的荧光作用。(　 　) (3)X射线的穿透本领比γ射线更强。(　 　) (4)低温物体不能辐射红外线。(　 　) (5)可见光中红光的波长最长,紫光的波长最短。(　 　) (6)电磁波家族中无线电波的频率最高。(　 　) √ × 「新知检测」 × × √ × 2.思维探究 (1)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,还有其他哪些电磁波? 【答案】 (1)3×108 m/s。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。 (2)人为什么不能长时间在太阳下暴晒? 【答案】 (2)紫外线的作用较强,人体适量接受太阳光里的紫外线照射,能促进钙质吸收。但过多地吸收紫外线,会对皮肤和眼睛造成伤害。 突破·关键能力 要点一　认识电磁波谱 「要点归纳」 1.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c=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。 2.各种电磁波的个性 (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。 [例1] 根据电磁波谱,下列关于各电磁波的说法正确的是(　　) A.可见光的波长一定比无线电波的波长短 B.各种电磁波的频率和波长有明显的区域界限 C.相同条件下,电磁波谱中最难发生衍射的是X射线 D.可见光实质上也是一种电磁波,红光波长最短 A 【解析】 由电磁波谱可知,可见光的波长一定比无线电波的波长短,A正确;电磁波的波长和频率是连续的,没有明显的区域界限,B错误;波长越短,越难发生衍射,电磁波谱中比X射线波长短的还有γ射线,C错误;在可见光中,红光波长最长,D错误。 ·学习笔记· (1)电磁波是一个大家族,从无线电波到γ射线组成电磁波谱,可见光只是这个谱系中很窄的一个波段。 (2)无线电波和红外线有重叠部分,紫外线和X射线有重叠部分,X射线和γ射线也有重叠部分。 [针对训练1] 看图回答下列问题: (1)我们知道光是一种电磁波,如图甲所示是红外照片,除可见光和红外线,你还知道哪些电磁波? 【答案及解析】 (1)除可见光和红外线,电磁波还有无线电波、紫外线、X射线和γ射线。 (2)如图乙所示是可见光的光谱,其他电磁波在光谱中的大致位置是什么? 【答案及解析】 (2)无线电波和红外线在题图乙可见光光谱的左边,其中无线电波的波长大于红外线的波长,紫外线、X射线和γ射线在题图乙可见光光谱的右边,依次是紫外线、X射线和γ射线。 (3)电磁波谱按波长由大到小(频率由低到高)的顺序如何排列的? 【答案及解析】 (3)电磁波谱按波长由大到小(频率由低到高)的顺序是:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。 要点二　不同波段电磁波的应用 「情境探究」 (1)无线电波的波长范围如何?有何应用? 【答案】 (1)波长大于1 mm,无线电波可应用于广播、电视、卫星导航和 雷达。 (2)红外线有何特点? 【答案】 (2)红外线具有热效应,任何物体都能发射红外线,温度越高,红外辐射越强。 (3)X射线和γ射线的波长有何特点? 【答案】 (3)波长比其他波更短。 「要点归纳」 不同电磁波的特性及应用 项目 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,频率变化为由小到大 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 作用 穿透 力强 穿透 力最强 用途 通信、 广播、 天体 物理 研究等　 遥控、 遥测、 加热、 红外 摄像、 红外 制导等　 照明、 照相等 日光灯、 杀菌、 防伪、 治疗 皮肤 病等 检查、 探测、 透视、 治疗等　 探测、 治疗等　 [例2] 下面列出一些医疗器械的名称和一些电磁波的特性,请将相应的字母填写在利用这种特性的医疗器械后面的空格上。 (1)X光机,　　　。  (2)紫外线灯,　　　。  (3)红外线灯,　　　。  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 C E 【解析】 (1)X光机是用来透视人体内部器官的,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X射线,故选择D。 (2)医疗上的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消毒作用而非荧光作用,故选择C。 (3)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,故选择E。 电磁波的特点和应用 我们不仅要牢记电磁波谱中的不同的电磁波(如红外线、紫外线、X射线、γ射线)的特点和应用,还要记住电磁波谱中波长、频率的变化规律,如频率越高,波长越短,穿透性越强,波动性越弱;频率越低,波长越长,衍射现象越明显,波动性越强,穿透性越弱。 ·学习笔记· [针对训练2] (双选)为防范和打击利用无线电技术手段进行考试作弊的行为,确保普通高考公平顺利进行,各市无线电管理处周密部署,多措并举,全力以赴确保高考期间无线电安全。关于电磁波的特性,下列说法正确的是(　 　) A.红外线波长短,分辨率高,侦察上可用红外线拍摄指纹照片 B.X射线可用于进行人体透视 C.雷达发出或接收的电磁波受天气影响,在浓雾天能见度低的黑夜不能使用 D.空间站上对地球进行拍摄是利用红外线有较好的穿透云雾烟尘的能力 BD 【解析】 侦察上用紫外线拍摄指纹照片,因为紫外线波长短,分辨率高,故A错误;X射线有较强的穿透能力,用来进行人体透视,故B正确;电磁波的使用不受天气影响,故雷达在能见度低的黑夜可以使用,故C错误;红外线的热效应很强,有较好的穿透云雾烟尘的能力,可以制成热谱仪、红外线夜视仪等,所以在空间站上对地球进行拍摄是利用红外线有较好的穿透云雾烟尘的能力,故D正确。 提升·核心素养 「模型·方法·结论·拓展」 太阳辐射 太阳光中含有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。太阳辐射的能量主要集中在红外线、可见光和紫外线三个区域,如图所示。 从图中可以看到,波长在5.5×10-7m的黄绿光附近,辐射的能量最强。我们的眼睛正好对这个区域的电磁辐射最敏感。眼睛把太阳在最强辐射区的辐射作为自己的接收对象,这样就能看到最多的东西,获得最丰富的信息。 [示例] 太阳风暴袭击地球时,太阳日冕抛射出的大量带电粒子流击中地球磁场,产生强磁暴,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 C 【解析】 臭氧层的主要作用就是吸收由太阳射向地球的紫外线,从而有效地保护地球上的动植物,故正确选项是C。 「科学·技术·社会·环境」 红外线的应用 英国天文学家赫歇尔于1800年首先发现红外线。一切物体都在不停地发射红外线,物体温度越高,发射红外线的本领越强。 红外线是一种波长比红光的波长还长的不可见光。其波长范围很宽,约760～1×106 nm,其主要应用有以下几个方面: 1.红外线感应防盗报警器 它是将红外线遥感探测技术和无线数码遥控技术结合的高科技新型产品,利用人体所产生的微弱红外线来触发。当有人试图进入它的探测范围时,它就会发出警报声,直到人离开才停止。 2.红外线反射型检测传感器 它是一种一体化的红外线发射、接收器件,内部包含红外线发射、接收及信号放大与处理电路,能够以非接触的形式检测出前方一定范围内的人体或物体。工作稳定可靠,性能优良,可广泛应用于各种自动检测、报警和控制等装置中。如光电计数器、接近式照明开关、自动干手器、自控水龙头、感应门铃、倒车报警电路等。 3.红外线快速水分测定仪 利用红外线照射加温功能,使被测试样本内的水分蒸发散失,自动换算其含水率,适用于各形式的产品水分测定, 依其功能特性可分为上皿天平式、电子天平式、陶瓷热管式及微量水分计。 [示例] 红外线热像仪通过红外线遥感,可检测出经过它时的异常发热物体。关于红外线热像仪,下列说法正确的是(　　) A.选择红外线进行检测,主要是因为红外线比可见光波长短 B.红外线热像仪同时还具有消毒灭菌作用 C.红外线热像仪通过发射红外线照射物体来检测 D.红外线热像仪根据物体在不同温度下辐射的红外线的频率和强度不同的原理来检测温度 D 【解析】 选择红外线进行检测,主要是因为一切物体一直都在向外辐射红外线,并且温度越高,辐射的红外线强度越剧烈,与红外线的波长无关,故A错误;紫外线具有消毒灭菌作用,而红外线没有消毒灭菌的作用,故B错误;红外线热像仪通过接收物体向外辐射的红外线来检测,故C错误;红外线热像仪根据物体在不同温度下辐射的红外线的频率和强度不同的原理来检测温度,故D正确。 检测·学习效果 1.(双选)关于电磁波谱,下列说法正确的是(　 　) A.红外线的波长比无线电波的波长短 B.微波炉中使用的微波是黄光 C.人们在烤火时感受到温暖,是因为皮肤正在吸收紫外线 D.电磁波不仅具有能量,而且可以携带信息 AD 【解析】 根据电磁波谱的构成可知,红外线的波长比无线电波的波长短,无线电波的波长最长,A正确。微波炉中使用的是微波,不是可见光,B错误。所有物体都会辐射红外线,人们在烤火时感受到温暖,是因为皮肤正在吸收红外线,C错误。电磁波作为信息的一种载体,它可以携带信息,并能传播信息,而且电磁波具有能量,D正确。 2.红外线测温仪是当前应用广泛的测温仪器,与传统的热传导测温仪相比,红外线测温仪具有操作简单、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 B 【解析】 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,红外线有良好的加热效果,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。 3.(双选)关于电磁波的应用,下列说法正确的是(　 　) A.医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒 B.工业上利用红外线检查金属部件内部有无裂缝 C.刑侦上用紫外线拍摄指纹照片 D.卫星利用红外遥感技术拍摄云图照片 CD 【解析】 医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒,故A错误;γ射线具有很强的穿透性,故工业上利用γ射线检查金属部件内部有无裂缝,故B错误;因为紫外线波长短,分辨率高,所以刑侦上用紫外线拍摄指纹照片,故C正确;因为红外线的波长较长,衍射能力较强,所以卫星利用红外遥感技术拍摄云图照片,故D正确。 4.请回答以下问题: (1)红外体温计不与人体接触就能测体温,为什么? 【答案及解析】 (1)一切物体都在不停地辐射红外线,且温度越高,辐射的红外线越强,人体当然也是这样,这就是红外体温计的原理。因此红外体温计不与人体接触就可测体温。 (2)一切物体都在不停地辐射红外线,为什么在冰窖中我们会感到很冷? 【答案及解析】 (2)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,在冰窖中,同样时间内人体向外辐射红外线比接收的冰辐射的红外线要多,因此会感到很冷。 (3)红外遥感有哪种方面的应用? 【答案及解析】 (3)红外遥感技术有着广泛的应用。如利用红外遥感可以在飞机或卫星上勘测地热、寻找水源、监视森林火情、预报风暴和寒潮等,红外遥感在军事上的应用也十分重要。 感谢观看 $