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

该高中物理课件聚焦电磁波谱核心知识，系统梳理无线电波、红外线等电磁波的波长频率排列及特性应用。通过“天空呈蓝”“傍晚阳光红”等生活问题导入，衔接电磁振荡前序内容，搭建现象到本质的学习支架。 其亮点在于用对比表格构建物理观念，结合6G通信、掌静脉识别等实例训练科学思维，通过“通信为何用无线电波”等问题促进科学探究。学生能联系实际深化理解，教师可依托清晰结构提升教学效率。

第4节　电磁波谱 第四章　电磁振荡与电磁波 1.知道什么是电磁波谱,知道电磁波谱中各种电磁波的排列顺序。 2.了解不同波长电磁波的特征及主要用途。 学习目标 目录 目 录 CONTENTS 知识点 01 随堂对点自测 02 课后巩固训练 03 目录 3 知识点 1 知识点二　电磁波的特性及应用 知识点一　电磁波谱 目录 4 知识点一　电磁波谱 (1)天空为什么是蓝的? (2)为什么傍晚的阳光比较红? 提示　(1)大气把阳光向四面八方散射,而波长较短的光比波长较长的光更容易被大气散射,再加上空气分子对紫光的吸收能力比较强和人的眼睛对紫光不太敏感,所以天空看起来是蓝色的。 (2)大气对波长较短的光吸收较强,傍晚的阳光在穿过厚厚的大气层时,蓝光、紫光等大部分被吸收掉了,剩下红光、橙光透过大气层射入我们的眼睛,所以傍晚的阳光比较红。 目录 知识点 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射线等。不同电磁波具有不同的____________,具有不同的特性。 3.红外线 (1)红外线是一种光波,波长比无线电波____,比可见光____。 (2)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____。 (3)红外线的应用主要有____________技术和红外体温计。 红外线 紫外线 波长(频率) 短 长 强 红外遥感 目录 知识点 4.紫外线 (1)波长范围在___________之间,不能引起人的视觉。  (2)具有______的能量,应用于灭菌消毒,具有较强的______效应,用来激发荧光物质发光。 5.X射线和γ射线 (1)X射线波长比紫外线____,有很强的_______本领,工业上,用来检查金属构件内部有无裂纹或气孔,医学上用于检查人体的内部器官。 (2)γ射线波长比X射线更短,具有______的能量,穿透力更强,医学上用来治疗某些癌症,工业上也可用于探测金属构件内部的缺陷。 5~370 nm 较高 荧光 短 穿透 很高 目录 知识点 6.各种电磁波的共性与个性 (1)共性 ①本质上相同,都是电磁波,遵从相同的波动规律。 ②都遵循公式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。 (2)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相同频率的电磁波,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,速度越小。 目录 知识点 【思考】 1.电磁波的共同规律有哪些? 提示　(1)电磁波是横波,传播不需要介质。 (2)电磁波在真空中的传播速度都等于光速c。 (3)电磁波都能产生反射、折射、干涉和衍射等现象。 2.为什么通信、广播用无线电波,而不用其他电磁波? 提示　无线电波是电磁波谱中波长最长的电磁波,波长越长的电磁波衍射能力越强,可以绕过障碍物继续传播,故通信、广播用无线电波。 3.为何是“红灯停、绿灯行”,而不是“红灯行、绿灯停”? 提示　因为红光穿透云雾的能力较强,可使驾驶员首先看到红灯,从而提醒驾驶员尽早减速,以保证行车安全。 目录 知识点 例1 按频率由小到大,下列电磁波谱排列顺序正确的是(　　) A.红外线、无线电波、紫外线、可见光、γ射线、X射线 B.无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线 C.γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波 D.无线电波、紫外线、可见光、红外线、X射线、γ射线 解析　波长越长,频率越小,按照波长逐渐变小,即频率逐渐变大的顺序,电磁波谱可大致分为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线(伽马射线),故B正确。 B 目录 知识点 训练1 (2026·广东佛山期末)2025年4月12日,全球首个6G通感融合外场试验网公开亮相,实现了空天地一体化网络的初步验证。6G使用的无线电波频率在100 GHz以上,比5G更高,相同时间传递的信息量更大。下列关于无线电波的说法正确的是(　　) A.5G和6G使用的无线电波均需要在介质中才能传播 B.6G使用的无线电波波长比5G更短 C.6G使用的无线电波比5G更容易绕过障碍物 D.无线电波传播方向与其周期性变化的磁场方向相同 B 目录 知识点 解析　无线电波(电磁波)可在真空中传播,无需介质,故A错误;由公式c＝λf可知,频率f越高,波长λ越短,6G使用的无线电波的频率高于5G,6G的波长比5G更短,故B正确;波长越短,衍射能力越弱,6G使用的无线电波的波长更短,更难绕过障碍物,故C错误;无线电波是横波,传播方向与周期性变化的电场、磁场方向均垂直,故D错误。 目录 知识点 知识点二　电磁波的特性及应用 不同电磁波的特性及应用 电磁波谱 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,频率由低到高 真空中 的波长 由左向右,波长由长到短 特性 波动 性强 热效 应强 感光 性强 化学作用、荧光效应强 穿透 力强 穿透 力最强 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 目录 知识点 【思考判断】 (1)紫外线在真空中的传播速度大于可见光在真空中的传播速度。(　 　) (2)可利用红外线的荧光效应辨别人民币的真伪。(　 　) (3)X射线的穿透本领比γ射线更强。(　 　) × × × 目录 知识点 例2 (2026·河南开封高二期末)红外线是电磁波,下列关于电磁波的说法错误的是(　　) 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.紫外线有助于人体合成维生素D C.医学上用X射线透视人体,检查体内病变等 D.一切物体都在不停地发射红外线 解析　相对而言,波长越长越容易绕过障碍物、经过孔径而发生衍射现象,因为红外线比可见光波长长,因此更容易发生衍射,故A错误;适量照晒紫外线有助于人体合成维生素D,故B正确;医学上用X射线透视人体,检查体内病变等,故C正确;一切物体都在不停地发射红外线,故D正确。 A 目录 知识点 训练2 (2026·浙江金华期中)理疗医用“神灯”照射伤口,可使伤口愈合得较好。 这里的“神灯”是利用(　　) C A.紫外线具有很强的荧光作用 B.紫外线具有杀菌消毒作用 C.红外线具有显著的热效应 D.X射线具有很强的穿透力 解析　“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C正确。 目录 知识点 训练3 (多选)目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz至1 000 MHz的范围内。下列关于雷达和电磁波的说法正确的是(　 　) A.真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0.3 m至1.5 m之间 B.电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的 C.测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离 D.波长越短的电磁波,反射性能越强 ACD 目录 知识点 解析　由公式c＝λf可得,λmin＝ m＝0.3 m,λmax＝ m＝1.5 m,A正确;电磁波是由周期性变化的电场或磁场产生的,B错误;由雷达的工作原理可知C正确;波长越短的电磁波,传播的直线性越好,反射性能越强,D正确。 目录 知识点 随堂对点自测 2 目录 D 1.(电磁波谱)(2025·湖北恩施月考)激光雷达是汽车智能辅助驾驶技术的基础,现在得到广泛应用的激光雷达方案,是通过发射激光脉冲并接收反射信号来获取周围环境信息的,所用激光波长为905 nm。如图所示为电滋波谱图,下列说法正确的是(　　) A.所用激光是可见光 B.所用激光是紫外线 C.所用激光是无线电波 D.前方汽车的尾部车牌(用高反射率材料制成)比黑色轮胎更容易被探测到 目录 随堂对点自测 01 02 解析　激光波长为905 nm,大于750 nm,是红外线范围,用高反射率材料比黑色轮胎更容易把激光反射回去被探测到,故D正确。 目录 随堂对点自测 01 02 ACD 2.(电磁波的特性及应用)(多选)电磁波谱家族有众多的成员。电磁波在工农业生产、医疗和现代科技中有广泛的应用,关于如图所示四幅图中应用原理的说法正确的是(　 　) A.图甲表示医院对患者进行的放射治疗,它利用的是γ射线 B.图乙中为体温枪,它可以探测并转化无线电波 C.图丙中为微波炉,它是利用电磁波的能量来快速煮熟食物的 D.图丁中为紫外灯,它是利用紫外线消毒的 目录 随堂对点自测 01 02 解析　医院的放射治疗,是利用γ射线频率大,穿透能力强,A正确;体温枪利用的是红外线,又称为红外测温仪,其测温原理是所有物体都发射红外线,物体的温度越高,所发出的红外辐射能力越强,B错误;微波是电磁波的一部分,食物中的水分子在微波的作用下热运动加剧,内能增大,温度升高,达到加热的目的,C正确;紫外灯利用紫外线消毒,D正确。 目录 随堂对点自测 01 02 课后巩固训练 3 目录 B 基础对点练 题组一　电磁波谱 1.在电磁波谱中,红外线、可见光和X射线三个波段的频率高低关系是(　　) A.红外线的频率最高,可见光的频率最低 B.X射线的频率最高,红外线的频率最低 C.可见光的频率最高,红外线的频率最低 D.X射线的频率最高,可见光的频率最低 解析　在电磁波谱中,红外线、可见光和X射线按照频率从高到低的排列顺序是:X射线、可见光、红外线,故B正确。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 课后巩固训练 D 2.(2026·浙江湖州高二月考)电焊作业时,会产生对人体有害的电焊弧光,辐射出大量频率为1.0×1015 Hz的电磁波。根据如图所示的电磁波谱,判断它属于哪种电磁波(　　) A.微波 B.红外线 C.X射线 D.紫外线 解析　根据c＝λf,解得λ＝3×10－7 m,根据电磁波谱,可知它属于紫外线,故D正确。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 课后巩固训练 B 题组二　电磁波的特性及应用 3.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 解析　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。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 课后巩固训练 AD 4.(多选)(2026·山东临沂高二期中)下列有关电磁波的特性和应用,说法正确的是(　　) A.X射线有很高的穿透本领,常用于医学上透视人体,诊断病情 B.过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康 C.电磁波中频率最大的为γ射线,常用于卫星通信、电视等信号传输 D.紫外线和X射线都可以使感光底片感光 解析　X射线有很高的穿透本领,常用于医学上透视人体,诊断病情,故A正确;过强的紫外线照射会晒伤人的皮肤,影响健康,故B错误;电磁波中频率最大的为γ射线,无线电波常用于卫星通信、电视等信号传输,故C错误;紫外线和X射线都可以使感光底片感光,故D正确。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 课后巩固训练 D 5.(2026·陕西西安高二期中)关于电磁波的特性和应用,下列说法正确的是(　　) A.微波有很高的穿透本领,常用于医学上透视人体 B.当体温超过37°时人体才辐射红外线 C.电磁波中频率最大的是可见光 D.X射线可以使感光底片感光 解析　X射线有很高的穿透本领,常用于医学透视人体,微波是无线电波,故A错误;自然界中所有物体都在不停地向外辐射红外线,故B错误;电磁波中频率最大的是γ射线,故C错误;紫外线和X射线都具有明显的化学反应,可以使感光底片感光,故D正确。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 课后巩固训练 B 6.(2026·广东广州联考)刷掌支付相比于密码和指纹支付更安全、准确,其原理是静脉识别。用户将手掌置于带有传感器的支付终端上方,支付终端发射近红外光对手掌进行扫描,手掌皮下的静脉血管中的血红蛋白会吸收部分特定波长的近红外光,导致静脉血管反射的光线相比其他组织反射的光线更弱,传感器根据检测到的反射光的强度差异,结合AI人工智能技术,提取静脉图案并生成加密模板。下列说法正确的是(　　) A.掌静脉识别技术利用了光的衍射 B.该光源的波长比可见光的波长长 C.入射光经手掌反射后频率会变低 D.图案中静脉血管形成的纹路比其他组织亮 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 课后巩固训练 解析　衍射是光在传播过程中遇到障碍物时,光线偏离直线传播的现象,而掌静脉识别技术主要是基于红外线反射原理,而非光的衍射,A错误;近红外光的波长大于可见光的波长,B正确;光的频率是由光源决定的,与反射无关,反射不会改变其频率,C错误;由于静脉血管中的血红蛋白对部分特定波长的近红外光有较高的吸收率,因此反射回来的光线较少,使得静脉血管在图像中显得比周围组织暗,D错误。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 课后巩固训练 ABD 7.(多选)对下列现象解释正确的是(　 　) A.图甲手机的卫星通信功能可以利用微波进行信号传输 B.图乙利用紫外线杀菌、消毒 C.图丙医院放射科给病人做CT是利用γ射线照射人体进行透视 D.图丁可见光中红光的波长比紫光要长 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 课后巩固训练 解析　微波可以用于卫星通信、电视等的信号传输,故手机的卫星通信功能可以利用微波进行信号传输,故A正确;图乙紫外线具有杀菌、消毒作用,故B正确;X射线具有较强的穿透能力,可以对人体进行透视,故C错误;可见光中红光的波长最长,因此可见光中红光的波长比紫光要长,故D正确。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 课后巩固训练 A 8.电磁波按波长大小的顺序把它们排列成谱,如图所示,由电磁波谱可知(　　) A.微波是不可见光 B.红外线可以灭菌消毒 C.紫外线的波长比红外线长 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 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 课后巩固训练 解析　微波是不可见光,选项A正确;红外线有热效应,紫外线可以灭菌消毒,选项B错误;紫外线的波长比红外线短,选项C错误;X射线是电磁波,不带电,在磁场中不偏转,选项D错误。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 课后巩固训练 A 9.下列说法正确的是(　　) A.交警通过发射超声波测量车速利用了波的多普勒效应 B.紫外线的穿透本领较强,医疗方面可以杀菌消毒还可以透视 C.医生用超声波检查胆结石,是因为超声波波长较长,遇到结石更容易发生衍射 D.第四代移动通信系统(4G)采用1 880~2 690 MHz间的四个频段,该电磁波信号的磁感应强度随时间是均匀变化的 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 课后巩固训练 解析　交警通过发射超声波测量车速利用了波的多普勒效应,A正确;紫外线可以杀菌消毒,但不能透视,B错误;医生用超声波检查胆结石,是因为超声波波长较短,遇到结石不容易发生衍射,C错误;第四代移动通信系统(4G)采用1 880~2 690 MHz间的四个频段,该电磁波信号的磁感应强度随时间是周期性变化的,D错误。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 课后巩固训练 B 综合提升练 10.(教材P87 T3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,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 解析　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＝vt,联立解得t＝4 s,B正确。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 课后巩固训练 D 11.蓝牙是一种使用2.4 GHz频段的无线电波支持设备短距离通信的技术,能在手机、无线耳机、智能手环、打印机等众多设备之间进行信息交换,则(　　) A.这个频段的电磁波比γ射线能量更高 B.这个频段的电磁波比紫外线更难观察到明显衍射现象 C.蓝牙信号“穿墙”时,在墙壁中的传播速度大于3×108 m/s D.智能手机中集成的蓝牙模块有发射和接收电磁波的功能 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 课后巩固训练 解析　γ射线是电磁波谱中能量最高的,A错误;蓝牙的频段为2.4 GHz的无线电波,低于紫外线的频段,由波长、频率及波速关系c＝λf可知,蓝牙的频段的波长比紫外线长,故比紫外线更容易观察到明显衍射现象,B错误;电磁波在真空中的传播速度为3×108 m/s,在介质中的传播速度会变小,C错误;智能手机利用蓝牙技术进行信息交换,则智能手机中集成的蓝牙模块有发射和接收电磁波的功能,D正确。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 课后巩固训练 D 12.(2026·广西桂林月考)如图为我国最大的射电望远镜“中国天眼”,射电望远镜是主要接收天体长波电磁波辐射的望远镜。国家天文台射电望远镜的直径为d,射电望远镜最远可观测到距离为R、长波电磁波辐射功率为P的天体,则射电望远镜在感知范围内,单位时间接收的长波电磁波辐射的最低能量为(　　) A. B. C. D. 解析　射电望远镜单位时间、单位面积上接收的长波电磁波辐射的能量W0＝,解得P收＝,故D正确。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 课后巩固训练 本节内容结束 THANKS $