2018-2019版高中物理 第四章 电磁波及其应用 第2讲 电磁波谱学案 新人教版选修1-1
高中物理电磁波谱教案
高中物理电磁波谱教案一、教学目标：1. 了解电磁波的基本概念和特点；2. 掌握电磁波的分类及其特点；3. 能够解释电磁波在空气和其他介质中的传播特点；4. 能够应用电磁波的知识解决相关问题。
二、教学重点：1. 电磁波的定义和特点；2. 电磁波的分类及其应用。
三、教学难点：1. 理解电磁波的传播特点；2. 掌握电磁波与其他波的区别。
四、教学内容：1. 电磁波的定义和特点；2. 电磁波的分类及特点；3. 电磁波在不同介质中的传播特点。
五、教学过程：1. 导入：通过展示电磁波的应用场景引起学生的兴趣；2. 概念解释：简要介绍电磁波的定义和特点；3. 分类介绍：讲解电磁波的分类及其特点；4. 传播特点：介绍电磁波在空气和其他介质中的传播特点；5. 实验演示：通过实验演示展示电磁波在不同介质中的传播特点；6. 练习与讨论：进行小组讨论及问题解答，加深学生对电磁波的理解；7. 总结与延伸：总结本节课的内容，引导学生深入思考电磁波的应用。
六、教学资源：1. 课件：包括电磁波的定义、分类及传播特点的相关信息；2. 实验器材：用于展示电磁波在不同介质中的传播特点的实验器材；3. 教辅资料：相关的练习题和参考书籍。
七、教学评价：1. 教师评价：根据学生的理解情况和参与程度给予针对性评价；2. 学生评价：通过问卷调查等方式了解学生对本节课内容的掌握情况及反馈意见。
八、教学反思：1. 教学方法：根据学生的实际情况选择合适的教学方法；2. 教学内容：根据学生的反馈不断优化教学内容；3. 教学效果：通过定期评估教学效果，及时调整教学策略。
高中物理基础知识及例题(学案) 电磁波及其应用
第四节电磁波及其应用[学习目标] 1.了解麦克斯韦电磁场理论，知道电磁场、电磁波的概念.2.知道电磁场的物质性和电磁波的特点.3.了解无线电波的应用．一、电磁场与电磁波1．麦克斯韦电磁场理论(1)______的电场产生磁场．(2)______的磁场产生电场2．电磁场：变化的______和变化的______构成了一个不可分离的统一的场．3．电磁波变化的电磁场在空间中的传播形成电磁波．二、电磁场的物质性1．微波炉利用电磁波加热食物，说明电磁场具有______．2．彗星尾是太阳光的光压压迫彗星尘埃物质形成的，表明电磁场具有与其他物质__________的属性．3．电磁场具有能量、具有运动________．光压现象说明电磁场具有质量．4．电磁场和电荷系统相互作用时遵守________守恒定律和________守恒定律．5．电磁场具有质量、能量，物质间可以相互作用，遵守动量守恒定律和能量守恒定律，所以电磁场是一种________．三、电视广播、雷达、移动电话1．电视信号(1)电视图像和声音信号是通过电磁波传播的．(2)电视广播使用________传送电视信号．2．雷达(1)雷达是利用电磁波进行____距、______的仪器．雷达主要由______机、______机和显示器组成．(2)雷达工作时使用的是______．3．移动电话无线电话、无线对讲机、移动电话均是通过________实现信号的发射与接收的．判断下列说法的正误．(1)变化的磁场可以产生电场，但变化的电场不能产生磁场．()(2)电磁场是一种物质，具有能量、质量．()(3)电视广播是利用电磁波传递图像信号和声音信号的．()(4)无线电通信是利用声波实现信号的发射和接收的．()一、麦克斯韦电磁场理论1．对麦克斯韦电磁场理论的理解恒定的磁场不产生电场恒定的电场不产生磁场均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场2.电磁场的产生如果在空间某处有周期性的电场，那么这个变化的电场就在它周围空间产生周期性变化的磁场，这个变化的磁场又在它周围空间产生变化的电场——变化的电场和变化的磁场是相互联系着的，形成不可分割的统一体，这就是电磁场．例1(多选)关于电磁场理论的叙述正确的是()A．变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路无关B．周期性变化的磁场产生同频率变化的电场C．变化的电场和稳定的磁场相互关联，形成一个统一的场，即电磁场D．电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场针对训练关于电磁场理论，下列说法正确的是()A．在电场周围一定产生磁场，变化的磁场周围一定产生电场B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场C．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场D．周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场例2(多选)某电场中电场强度随时间变化的图像如选项图所示，能产生磁场的电场是()二、电磁波电磁场的物质性1．电磁波的形成周期性变化的电场和磁场交替产生，形成电磁场，电磁场由近及远传播，形成电磁波．2．电磁波的特点(1)在传播方向上，任意一点的E和B都随时间周期性变化，E和B相互垂直，且与电磁波的传播方向垂直．如图．(2)电磁波可以在真空中传播．在真空中传播速度等于光速c＝3×108 m/s.(3)电磁场储存电磁能，电磁波的发射过程就是辐射能量的过程．(4)只有周期性变化的电场和磁场相互激发才能形成电磁波．(5)电磁波是电磁场在空间中的传播，电磁场是一种客观存在的物质——场物质．3．电磁波的波速对于电磁波，用λ表示电磁波的波长、f表示频率、c表示波速，则有c＝λf.例3(多选)下列关于电磁波的说法中正确的是()A．只要电场和磁场发生变化，就能产生电磁波B．电磁波的传播需要介质C．停止发射电磁波，发射出去的电磁波仍能独立存在D．电磁波具有能量，电磁波的传播是伴随着能量向外传递的例4电磁波在真空中传播的速度c＝3×108 m/s，有一个广播电台的频率f＝90.0 MHz，这个电台发射的电磁波的波长λ为()A．2.70 m B．270 m C．3.00 m D．3.33 m三、电视广播、雷达、移动电话、电磁波谱1．电视广播是通过电磁波传递图像信号和声音信号的，电视广播通常是利用微波传送信号的．2．雷达是利用电磁波中的微波进行测距、定位的仪器．3．移动通话是通过手机中的发射装置将用户的声音或数字信息转变为高频信号发射到空中，通过手机中的接收装置接收对方发射来的信息．4．电磁波谱(1)电磁波谱：电磁波按频率由小到大顺序为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．它们共同构成了范围广阔的电磁波谱．(2)不同频率的电磁波的比较名称特性无线电波红外线可见光紫外线X射线γ射线主要应用通信、广播红外探测器、红外体温计引起视觉灭菌、消毒、防伪医学透视、安检治疗疾病、金属探伤真空中的速度c＝3×108 m/s频率小→大例5雷达向远处发射无线电波，每次发射的时间是1 μs，两次发射的时间间隔为100 μs，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，则障碍物与雷达之间的距离是多大？第四节电磁波及其应用探究重点提升素养例1AB[变化的磁场周围产生电场，当电场中有闭合回路时，回路中有电流，若无闭合回路，电场仍然存在，A正确；周期性变化的磁场产生的电场一定也是周期性变化的，且频率相同，B正确；若形成电磁场必须有周期性变化的电场和磁场，C错误；只有变化的电场才能产生磁场，只有变化的磁场才能产生电场，D错误．]针对训练D[根据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的电场能产生磁场，均匀变化的电场产生稳定的磁场，非均匀变化的电场才产生变化的磁场，A、B、C错误，D正确．]例2ABC[根据麦克斯韦电磁场理论可知变化的电场产生磁场，选项A、B、C正确．]例3 CD [要想产生持续的电磁波，变化的电场(或磁场)产生的磁场(或电场)必须是周期性变化的，A 错误；电磁波是物质波，电磁波的传播不需要介质，B 错误；电磁波可以脱离“波源”而独立存在，C 正确；电磁波具有能量，电磁波传播的过程，也就是能量的传播过程，D 正确．]例4 D [根据c ＝λf 可得，λ＝3×10890.0×106 m ≈3.33 m ．]例5 7.5×103 m解析 题图中a 和c 处的尖形波是雷达向目标发射无线电波时出现的，b 处的尖形波是雷达收到障碍物反射回来的无线电波时出现的，由ab ＝bc 可知，无线电波由发射到返回所用时间为t ＝50 μs.设障碍物与雷达之间的距离为s ，由2s ＝ct ，得s ＝ct 2＝3×108×50×10－62m ＝7.5×103 m.。
【2019-2020】高中物理第四章电磁波及其应用第2讲电磁波谱学案新人教版选修1_1
教学资料参考范本【2019-2020】高中物理第四章电磁波及其应用第2讲电磁波谱学案新人教版选修1_1撰写人：__________________部门：__________________时间：__________________[目标定位] 1.掌握波长、频率和波速的关系.知道电磁波在真空中的传播速度等于光速，即c＝3.00×108 m/s.2.知道电磁波谱由无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线组成，能够知道各自的特点与重要应用.3.了解电磁波具有能量.了解太阳辐射大部分能量集中的波长范围.4.了解寻找地外文明的主要历史和当前的进展，激发学生探索地外未知生命的热情，增加求知欲.一、波长、频率和波速1.概念(1)在一列水波中，凸起的最高处叫做波峰；凹下的最低处叫做波谷.邻近的两个波峰(或波谷)的距离叫做波长.(2)在1 s内有多少次波峰或波谷通过，波的频率就是多少.(3)用来描述波传播快慢的物理量叫做波速.2.波速、波长、频率三者之间的关系：波速＝波长×频率，电磁波的波速c与λ、f的关系是c＝λ f.3.电磁波在真空中的速度c＝3.0×108__m/s.想一想电磁波在任何介质中的传播速度都等于光速吗？答案不是.电磁波在真空中的速度最大，而在介质中速度都会减小，我们认为电磁波在空气中的传播速度近似等于光速.二、电磁波谱1.按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫做电磁波谱.2.不同波长电磁波的特性(1)无线电波波长大于1 mm(频率小于300 000 MHz)的电磁波是无线电波.无线电波用于通信和广播.(2)红外线①红外线是一种光波，它的波长比无线电波的波长短，比可见光长，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强. 我们看不见红外线.③利用红外线遥感可以在飞机或人造卫星上勘测地热、寻找水源、监视森林火情、预报风暴和寒潮.3.可见光可见光的波长在700～400 nm之间.4.紫外线波长范围在5 ～400 nm的电磁波是紫外线.可以利用紫外线灭菌消毒.人体接受适量的紫外线照射，能促进钙的吸收，改善身体健康.在紫外线的照射下，许多物质会发出荧光.根据这个特点可以设计防伪措施.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.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射线能够穿透物质，可以用来检查人体内部器官.波长最短的电磁波是γ射线，它具有更高的能量.在医学上可以治疗某些癌症、探测金属部件内部的缺陷.想一想除了课本上提到的各种电磁波的应用，你还知道电磁波的哪些应用？答案在现代战争中，很多武器的自动瞄准系统都有红外线探测装置，即使是人隐蔽在半边开放的掩体中，也能够被红外线探测装置发现；一些控制导弹飞行的系统中，也常常利用红外线进行制导；许多动物具有发达的红外线感受器官.三、电磁波的能量1.微波炉的工作应用了一种电磁波——微波.食物中的水分子在微波的作用下加剧了热运动，内能增加，温度升高.2.电磁波具有能量，电磁波是一种物质.四、太阳辐射1.太阳辐射中含有可见光、红外线、紫外线，同时还有X射线、γ射线、无线电波.2.太阳辐射的能量集中在可见光、红外线和紫外线三个区域内.波长在黄绿光附近，辐射的能量最强.我们的眼睛正好能感受这个区域的电磁辐射.一、波长、频率和波速的关系1.电磁波在真空中的速度为光速，c＝3×108 m/s.2.电磁波的波长(λ)、波速(c)及频率(f)的关系.(1)c＝λf.(2)真空中，电磁波的频率越大，波长越短.3.由周期和频率的关系f＝可知c＝.4.影响波速的因素电磁波与机械波不同，它的传播速度与介质和频率有关，而机械波的速度只与介质有关.例1 电磁波在空中的传播速度为v.北方交通广播电台的频率为f，该电台所发射电磁波的波长为( )A. B.1vfC. D.vf答案A解析由公式v＝λf，可得波长λ＝，选项A正确.针对训练1 英国物理学家麦克斯韦认为：变化的磁场________(选填“能”或“不能”)产生电场；德国物理学家________用实验成功证实了电磁波的存在；已知电磁波在真空中的传播速度为3.0×108 m/s，频率为1.0×108 Hz的电磁波，在真空中的波长为________m.答案能赫兹 3.0解析根据麦克斯韦电磁场理论可知变化的磁场能产生电场；赫兹用实验证实了电磁波的存在；由公式v＝λf，可得波长λ＝＝ m＝3.0 m.二、电磁波谱及其应用图4－2－1A.荧光效应B.灭菌消毒作用C.强穿透能力D.显著热效应答案C解析X射线能够穿透物质，可以用来检查人体内部器官，选项C正确.针对训练2 关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是( )A.把电场和磁场组合在一起就是电磁场B.无线电波、可见光、X射线都是电磁波C.电磁波频率越高，传播速度越大D.麦克斯韦第一次通过实验验证了电磁波的存在答案B解析电磁场是变化的电场和变化的磁场相互联系着的，形成的不可分割的统一体，不是简单的组合在一起，选项A错误；根据电磁波谱可知选项B正确；电磁波在真空中的传播速度等于光速，与频率无关，选项C错误；麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹第一次通过实验验证了电磁波的存在，选项D错误.波长、频率和波速的关系1.一列电磁波从水进入空气的过程中，一定保持不变的物理量是( )A.频率B.波长C.振幅D.波速答案A解析频率由波本身决定，与介质、波速无关，选项A正确；但电磁波在真空中的速度最大，而在介质中速度都会减小，故从真空传入水中时波速变小，由公式v＝λf，可得波长λ＝变小，选项B、D错误；电磁波在传播过程中，随着距离的增加，能量逐渐减弱，所以振幅逐渐减小，选项C错误.2.家用微波炉中使用的微波频率为2 450 MHz，它的波长是多少？某广播电台发射的电磁波的波长是500 m，它的频率是多少？答案0.122 m 6×105 Hz解析微波炉的微波频率是2 450 MHz，即f＝2 450×106 Hz，由c＝λf得λ＝＝m≈0.122 m.f′＝＝ Hz＝6×105 Hz.电磁波谱及其应用3.关于电磁波谱，下列说法中正确的是( )A.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B.γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高C.紫外线比紫光的频率低D.在电磁波谱中，穿透能力最强的是X射线答案AB解析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，选项A正确；γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高，选项B正确；在电磁波谱中从无线电波到γ射线，波长逐渐减小，频率逐渐增大，紫外线的频率应比紫光高，在电磁波谱中γ射线的穿透能力最强，故选项C、D错误.4.如图4－2－2所示，是医生用计算辅助某种射线断层摄影(简称“CT”)检查身体的情景，这种能穿透身体的射线是( )图4－2－2A.红外线B.可见光C.紫外线D.X射线答案D解析X射线能穿透物质，可以用来检查人体内部器官.“CT”就是利用X射线的穿透能力强的特点.题组一、电磁波谱及其应用1.下列各组电磁波，按波长由长到短的正确排列是( )A.γ射线、红外线、紫外线、可见光B.红外线、可见光、紫外线、γ射线C.可见光、红外线、紫外线、γ射线D.紫外线、可见光、红外线、γ射线答案B解析在电磁波谱中，电磁波的波长从长到短排列顺序依次是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，由此可判定选项B 正确.2.在电磁波谱中，下列说法正确的是( )A.各种电磁波有明显的频率和波长区域界限B.γ射线的频率一定大于X射线的频率C.X射线的波长有可能等于紫外线波长D.可见光波长一定比无线电波的短答案CD解析X射线和γ射线、X射线和紫外线有一部分频率重叠，界限不明显，故C、D选项正确.3.关于红外线，下列说法正确的是( )A.红外烤箱中的红光就是红外线B.红外线比可见光的波长长C.高温物体辐射红外线，低温物体不辐射红外线D.红外线比可见光更容易引起固体物质分子共振答案BD解析红外线是看不见的，所以烤箱中的红光不是红外线；红外线比可见光的波长长；一切物体，包括高温物体和低温物体都辐射红外线，只是物体温度越高，它辐射的红外线就越强；红外线的频率比可见光更接近固体物质分子的频率，也就更容易使分子发生共振，因而红外线热作用显著.4.关于紫外线，下列说法中正确的是( )A.紫外线能够灭菌消毒B.紫外线是紫色的C.紫外线能够用来透视人体器官D.紫外线的波长比可见光长答案A解析紫外线具有灭菌消毒作用，A对；紫外线是不可见光，它的波长比可见光短，穿透能力比X射线弱，不能用于人体器官透视，故B、C、D错.5.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，即使车队离开，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射线波段答案B解析一切物体在任何情况下都放射红外线，但不能随意放射可见光、紫外线和X射线，故这种遥感照相机敏感的电磁波属于红外波段.B正确.6.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射线波长相同答案B解析无论是电磁波还是声波，都可以传递能量和信息，则A项错误；易知B项正确；太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波的传播速度不相同，则C项错误；遥控器发出的红外线频率和医院“CT”中的X 射线频率不同，故它们的波长也不相同，则D项错误.7.关于电磁波，下列说法中正确的是( )A.电磁波与机械波一样均不能在真空中传播B.电磁波的传播实际上也伴随着电磁能的传播C.微波炉中的微波是一种高频率的电磁波，本身没有能量，但能产生热量D.微波炉中的微波是一种低频率的电磁波，本身具有能量，但不能产生热量答案B解析电磁波能在真空中传播，传播过程中也伴随着电磁能的传播，A 错，B对；微波炉中的微波是一种高频率的电磁波，本身具有能量，能产生热量，故C、D错误.题组二、波长、频率和波速的关系8.关于光波和无线电波，下列说法不正确的是( )A.都是电磁波B.都可以在真空中传播C.在真空中的传播速度都是3×108 m/sD.二者的波长、频率均相同答案D解析光波和无线电波本质上都是电磁波，都可以在真空中传播，在真空中传播的速度都是3×108 m/s，所以A、B、C对；光波和无线电波波长、频率不同，所以D错.9.电磁波从真空传入水中时，下列说法正确的是( )A.频率不变，波速变大，波长变大B.频率不变，波速变小，波长变小C.波速不变，频率变小，波长变大D.波速不变，频率变大，波长变小答案B解析电磁波的波长λ、波速v和频率f与机械波一样满足v＝λf，传播过程中，频率不变，C、D两项错误；但电磁波在真空中的速度最大，而在介质中速度都会减小，故从真空传入水中时波速变小，波长变小，A错，B对.10. 波长为50 m～100 m的无线电波适宜通过电离层的反射向远处传播，这些无线电波的频率范围是多大？若传到相隔1 500 km的远处至少需要多长时间？答案3×106 Hz～6×106 Hz5×10－3 s解析由c＝λf得，f1＝＝ Hz＝6×106 Hz，f2＝＝ Hz＝3×106 Hz，所以频率范围为3×106 Hz～6×106 Hz由x＝ct可得t＝＝s＝5×10－3s。
新教材高中物理第四章电磁振荡与电磁波4电磁波谱导学案新人教版选择性必修第二册
4．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。
一、电磁波谱1．电磁波包括无线电波、□01红外线、可见光、紫外线、□02X 射线、γ射线等。
不同电磁波具有不同的□03波长(□04频率)，具有不同的特性。
2．电磁波谱就是按电磁波的□05波长大小或□06频率高低的顺序把它们排列成的谱。
二、无线电波1．技术上把波长大于1 mm(频率小于300 GHz)的电磁波称作无线电波，并按波长(频率)划分为若干波段。
2．无线电波广泛应用于通信、□01广播及其他信号传输。
(1)广播、电视应用了无线电波传输信息。
(2)雷达是利用无线电波的□02反射来测定物体位置的无线电设备，它用的是□03微波。
(3)移动电话既能发射电磁波，同时它又捕捉空中的电磁波。
(4)天文学家用射电望远镜接收天体辐射的无线电波，进行天体物理研究。
三、红外线1．红外线的波长比无线电波□01短，比可见光□02长。
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□03强。
2．应用：夜视仪器、红外摄影、□04红外遥感技术、红外体温计。
四、可见光1．能使人的眼睛产生□01视觉效应的电磁波，称为可见光。
2．可见光的波长为400～760 nm ，波长(频率)范围不同的光表现为不同的□02颜色。
五、紫外线1．在紫光之外，波长范围为5～370 nm 的电磁波是紫外线。
2．特征：具有□01较高的能量。
3．应用：灭菌消毒、促进钙的吸收、□02设计防伪措施。
六、X 射线和γ射线1．X 射线的波长比紫外线更短，波长最□01短的电磁辐射是γ射线。
2．X 射线的特征及应用(1)特征：对生命物质有□02较强的作用，具有很强的□03穿透本领。
04安全检查。
(2)应用：检查人体的内部器官、检查金属构件内部的缺陷、机场等地的□3．γ射线的特征及应用06很强。
(1)特征：具有□05很高的能量，能破坏生命物质，穿透能力□(2)应用：治疗某些癌症、探测金属构件内部的缺陷。
2019_2020学年高中物理第四章电磁波及其应用1第一节电磁波的发现第二节电磁波谱学案新人教版选修1_1
第一节电磁波的发现第二节电磁波谱1.了解麦克斯韦电磁场理论，了解电磁波的形成和传播．(重点＋难点)2.知道波长、频率和波速的关系．知道电磁波在真空中的传播速度．(重点)3.了解电磁波谱是由无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线组成的，知道它们各自的特点与主要应用．,[学生用书P59])一、伟大的预言1．变化的磁场产生电场．2．变化的电场产生磁场．二、电磁波1．产生：如果在空间某区域有不均匀变化的电场，那么这个变化的电场就在空间引起变化的磁场；这个变化的磁场又会引起新的变化的电场和磁场……于是，变化的电场和磁场交替产生，由近及远地传播，这种电场和磁场的传播是一种波动过程，这就是电磁波．2．传播速度：电磁波可以在真空中传播，它的传播速度等于光速，光也是一种电磁波．三、赫兹的电火花物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在及麦克斯韦电磁理论的正确性．1．手机发射的是电磁波还是机械波？提示：是电磁波．因为手机信号能在真空中传播．四、波长、频率和波速1．概念(1)在波的传播中，凸起的最高处，叫做波峰．凹下的最低处叫做波谷．相邻的两个波峰(或波谷)的距离叫波长．(2)在一秒内所通过波峰或波谷的次数叫波的频率．(3)波的传播快慢用波速来表示．2．波长、频率和波速的关系波长、频率和波速三者的关系式为波速＝波长×频率，即c＝λf.3．电磁波在真空中传播的速度为c＝3.00×108 m/s.五、电磁波谱按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫做电磁波谱．按波长由大到小的顺序，它们分别是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线．六、电磁波的能量1．电磁波具有能量，电磁波是物质存在的一种形式．2．微波炉的工作应用了一种电磁波——微波，食物中的水分子在微波的作用下加剧了热运动，内能增加，温度升高．七、太阳辐射1．太阳光中含有可见光、红外线、紫外线、X射线、γ射线、无线电波．2．辐射的能量主要集中在可见光、红外线和紫外线三个区域内．眼睛正好接收可见光这个区域的辐射．2．太阳光是包含各种颜色的白光，为什么清晨和傍晚的时候，我们看到太阳发红呢？提示：清晨或傍晚时，太阳光几乎平行于地平面，穿过的大气层最厚，波长较短的蓝光、紫光等侧向散射较多，剩下波长较长的红光、橙光透过大气射入我们的眼睛，所以看起来太阳就是红色的了．当天空中有云块时，云块为阳光所照射，也呈红色，从而形成了朝霞和晚霞．而正午时大气层最薄，散射不多，因此阳光仍然呈白色．对电磁场理论的理解[学生用书P60]1．电磁场的产生(1)变化的磁场产生电场(如图甲所示)，这是电磁场理论的核心之一．在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里将会产生感应电流，这是法拉第发现的电磁感应现象．麦克斯韦认为：这个现象的实质是变化的磁场周围产生电场，也正是由于这个电场的产生使得放在它里面的闭合电路出现电流(如图乙所示)．这是一种普遍存在的现象，就算闭合电路不存在，电场也照样产生，而闭合电路的作用只是用来显示电场的存在．(2)变化的电场产生磁场，这是电磁场理论的核心之二．这个假设没有直接的实验做基础，它出于麦克斯韦对自然规律的洞察力，是一个大胆而且富有创造性的假设．自然规律有着和谐美和对称美．根据麦克斯韦理论，在给电容器充电的时候，不仅导体中的电流会产生磁场，而且在电容器两极板间变化着的电场(极板上的电荷量不断改变造成电场变化)周围也会产生磁场．2．对麦克斯韦电磁场理论的理解(1)恒定的电场不产生磁场；(2)恒定的磁场不产生电场；(3)均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场；(4)均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场；(5)如果在空间某处有周期性变化的电场，就在空间产生周期性变化的磁场；这个周期性变化的磁场又会引起新的周期性变化的电场，如此下去，变化的电场和磁场交替产生，从而形成由近至远传播的电磁波．某电路中电场随时间变化的图象如图所示，能发射电磁波的电场是( )[关键提醒] 解答本题应注意以下两点：(1)均匀变化的电场(磁场)产生恒定的磁场(电场)；(2)非均匀变化的电场(磁场)产生变化的磁场(电场)．[解析] 变化的电场可产生磁场，产生磁场的性质是由电场的变化情况决定的．均匀变化的电场产生稳定的磁场，非均匀变化的电场产生变化的磁场，振荡的电场产生同频率的振荡磁场．A 中电场不随时间变化，不会产生磁场．B 和C 中电场都随时间做均匀变化，在周围空间产生稳定的磁场，这个磁场不能再激发电场，所以不能激起电磁波．D 中是一振荡电场，它将在周围空间产生振荡的磁场，振荡的磁场又产生振荡的电场，从而形成一个不可分割的统一体，即电磁场，它由近及远的传播即为电磁波．故选项D 正确．[答案] D1．关于麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是( )A ．稳定的电场产生稳定的磁场B ．均匀变化的电场产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场产生均匀变化的电场C ．变化的电场产生的磁场一定是变化的D ．振荡电场周围空间产生的磁场也是振荡的解析：选D.麦克斯韦电磁场理论的要点是：变化的磁场(电场)要在周围空间产生电场(磁场)，若磁场(电场)的变化是振荡的，产生的电场(磁场)也是振荡的；稳定的电场不产生磁场，均匀变化的电场产生的是稳定的磁场，变化的电场产生的磁场不一定是变化的，也可能是稳定的．电磁波的特点[学生用书P60]1．电磁波传播时不需要介质，机械波传播必须在介质中传播．2．电磁波具有波的共性，能产生干涉、衍射现象，也能发生反射、吸收、折射等现象．它是物质存在的一种形式，也是能量传递的一种方式．3．波长、频率、波速的关系：电磁波和机械波的波速、波长、频率关系相同都是v ＝λf ，式中λ表示波长，频率与周期的关系是f ＝1T 或T ＝1f，频率的单位是赫(Hz)，也常用千赫(kHz)或兆赫(MHz)作单位.1 kHz ＝103Hz ，1 MHz ＝106Hz.4．在真空中传播时，不同频率的电磁波的传播速度相同，都等于光速，即v ＝c ＝3.00×108 m/s.(1)电磁波在介质中的传播速度小于在真空中的传播速度，在一般计算中认为电磁波在空气中的传播速度与真空中的传播速度相等．(2)机械波和电磁波的频率取决于波源，从一种介质进入另一种介质时，波的频率不变．(多选)下列关于电磁波的说法中正确的是( )A ．只要电场和磁场发生变化，就能产生电磁波B ．电磁波传播需要介质C ．停止发射电磁波，发射出去的电磁波仍能独立存在D ．电磁波具有能量，电磁波的传播是伴随着能量向外传递的[解析] 对电磁波的产生机制及传播途径要搞清，如果电场(或磁场)是均匀变化的，产生的磁场(或电场)是恒定的，就不能产生新的电场(或磁场)，也就不能产生电磁波．电磁波不同于机械波，它的传播不需要介质，故应选C 、D 项．[答案] CD2．关于电磁波，下列说法正确的是( )A ．所有电磁波的频率相同B ．电磁波只能在真空中传播C．电磁波在任何介质中的传播速度相同D．电磁波在真空中的传播速度是3.0×108 m/s答案：D电磁波谱及应用[学生用书P61]波长特征用途无线电波大↓小波动性强通信广播、导航等无线电技术红外线热效应强加热、遥测、遥感、红外制导可见光引起视觉照明、摄影等紫外线化学效应日光灯、杀菌消毒、治疗皮肤病等X射线贯穿性强检查、探测、医用透视、治疗等γ射线贯穿本领最强工业探伤、探测、治疗等电磁波在生活中有着广泛的应用．不同波长的电磁波具有不同的特性，因此也有不同的应用．下列器件与其所应用的电磁波对应关系不正确的是( ) A．雷达——无线电波B．手机——X射线C．紫外消毒柜——紫外线D．遥控器——红外线[关键提醒] 熟记各种电磁波的特点和应用是解题的关键．[解析] 由电磁波的不同特性可知，雷达、手机利用无线电波，消毒柜利用紫外线，遥控器则利用红外遥感技术，由此可知选项B不正确．[答案] B3．我国进行第三次大熊猫普查时，首次使用了全球卫星定位系统和RS卫星红外遥感技术，详细调查了珍稀动物大熊猫的种群、数量、栖息地周边情况等，红外遥感利用了红外线的( )A．热效应B．相干性C．反射性能好D．波长较长，易衍射解析：选D.红外线的波长较长，衍射现象明显，容易穿透云雾、烟尘，因此被广泛应用于红外遥感和红外高空摄影，故D对．机械波和电磁波的比较[学生用书P61]电磁波和机械波不同：机械波的传播速度与介质有关，电磁波的传播速度与介质和电磁波的频率均有关．1．在同一均匀介质中传播时，机械波的传播速度相同；在同一均匀介质中频率不同的电磁波传播速度不同，频率越高波速越小，频率越低波速越大，当波从一种介质进入另一种介质时频率不变．2．在不同的介质中传播时，频率相同的电磁波和机械波传播速度不同．(多选)以下关于机械波与电磁波的说法中，正确的是( ) A．机械波与电磁波本质上是一致的B．机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速，不仅与介质有关，而且与电磁波的频率有关C ．机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波D ．它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象[审题指导] 解答本题应注意电磁波和机械波的本质，波长、波速和频率与哪些因素有关，并注意电磁波和机械波的共性．[解析] 机械波由振动产生，机械波传播需要介质，速度由介质决定；电磁波传播不需要介质，波速由介质和本身频率共同决定，机械波有横波，也有纵波，而电磁波一定是横波，故选项B 、C 、D 正确．[答案] BCD(1)电磁波和机械波都是波，都具有波的共性，能发生干涉、衍射等现象；(2)电磁波和机械波又有自己不同的特点，传播时有的需要介质有的不需要介质，波速的影响因素也不同．[随堂检测] [学生用书P62]1．在物理学史上，最先建立完整的电磁场理论并预言电磁波存在的科学家是( )A ．赫兹B ．爱因斯坦C ．麦克斯韦D ．法拉第解析：选C.法拉第发现了电磁感应现象，麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，赫兹用电火花实验证明了电磁波的存在，爱因斯坦建立了相对论，故选项C 正确．2．(多选)应用麦克斯韦的电磁场理论，判断如图所示的表示电场产生磁场(或磁场产生电场)的关系图象中(每个选项中的上图是表示变化的场，下图是表示变化的场产生的另外的场)，正确的是( )解析：选BC.A 图中的上图磁场是稳定的，由麦克斯韦的电磁场理论可知周围空间不会产生电场，A 图中的下图是错误的；B 图中的上图是均匀变化的电场，应该产生稳定的磁场，下图中的磁场是稳定的，所以B 图正确；C 图中的上图是振荡的磁场，它能产生同频率的振荡电场，且相位相差π2，C 图是正确的；D 图中的上图是振荡的电场，在其周围空间产生振荡的磁场，但是下图中的图象与上图相比较，相位相差π，故D 图错误．3．关于电磁波，下列说法中不正确的是( )A ．频率越高，传播速度越大B ．无线电波的传播不需要介质C ．无线电波在真空中的传播速度是3.0×108 m/sD．振荡的电场与振荡的磁场相互激发，由近及远传播，形成电磁波解析：选A.在真空中，电磁波的传播速度与频率无关，A错．无线电波可以在真空中传播，传播速度为3.0×108 m/s，电场与磁场相互激发，形成电磁波．B、C、D正确．4．(多选)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．伦琴射线和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解析：选AB.γ射线是原子核受到激发产生的，选项C错误；一切物体都在发射红外线，选项D错误．5．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____________；(3)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____________．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射线具有很强的贯穿能力E．红外线具有显著的热作用F．红外线波长较长，易发生衍射解析：(1)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能力的电磁波，但又不能对人体造成太大的伤害，因此采用了X射线．(2)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．(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．答案：(1)D (2)C (3)E[课时作业] [学生用书P109(单独成册)]一、单项选择题1．第一个用实验证实电磁波存在的物理学家是( )A．赫兹B．爱因斯坦C．麦克斯韦D．法拉第解析：选A.麦克斯韦是第一个提出电磁场理论、预言电磁波存在的物理学家，但用实验作出证明的是赫兹，所以A正确．2．下列设备不是利用电磁波来传递信息的是( )A．电视B．手机C．无线广播D．有线电话解析：选D.有线电话是利用电磁感应的原理，通过电线传递信息，不需要发射电磁波．3．电磁波包含了γ射线、红外线、紫外线、无线电波等，按波长由长到短的排列顺序是( )A．无线电波、红外线、紫外线、γ射线B．红外线、无线电波、γ射线、紫外线C．γ射线、红外线、紫外线、无线电波D．紫外线、无线电波、γ射线、红外线解析：选A.在电磁波谱中，无线电波波长最长，γ射线波长最短．4．对电磁波传播速度表达式c＝λf的理解正确的是( )A．波长越长，传播速度就越快B．频率越高，传播速度就越快C．发射能量越大，传播速度就越快D．电磁波的传播速度与传播介质有关解析：选D.电磁波在介质中传播时的速度由介质和电磁波的频率决定，在真空中电磁波的速度都是光速．选项D正确．5．现代军事行动中，士兵都佩戴有“红外夜视仪”，以便在夜间也能清楚地看清目标，这主要是因为( )A．“红外夜视仪”发射出强大的红外线，照射被视物体B．一切物体均不停地辐射红外线C．一切高温物体不停地辐射红外线D．“红外夜视仪”发射出γ射线，放射物体受到激发而发出红外线解析：选B.一切物体都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，而不受白天和夜晚的影响．选项B正确．6．如图所示的四种磁场变化情况中，能产生图中电场的是( )解析：选B.变化的磁场产生电场，A选项中的磁场是恒定磁场，不产生电场，A选项错；均匀变化的磁场产生恒定的磁场，选项B正确；选项C、D中的磁场是周期性变化的磁场，产生周期性变化的电场，选项C、D错误．二、多项选择题7．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是( )A．变化的电场和变化的磁场由近及远地向外传播，形成电磁波B．电磁场是一种物质，不能在真空中传播C．电磁波由真空进入介质中，传播速度变小，频率不变D．电磁波的传播过程就是能量传播的过程解析：选ACD.变化的电场和变化的磁场由近及远地向外传播，形成电磁波；电磁波可以在真空中传播，且传播速度大于在介质中的传播速度；电磁波的传播过程同时也是能量的传播过程．8．关于波长为0.6 μm的红光，下列说法中正确的是( )A．其在真空中的传播速度为3.0×108 m/sB．其频率是5×1014HzC．传播10 m的距离需要的时间是1.0×10－5sD．在10 m的距离中约有1.7×107个波长解析：选ABD.电磁波在真空中的传播速度是光速，所以A 正确；λ＝0.6 μm ＝0.6×10－6m ，f ＝c λ＝5×1014Hz ，B 正确；t ＝xv ＝3.3×10－8s ，所以C 错误；在10 m 的距离中有波长的个数n ＝x λ＝1.7×107，D 正确．9．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，频率越高解析：选ACD.由v ＝λ·f 和雷达的工作原理可求得选项A 、C 、D 正确，B 错误．10．在下列说法中符合实际的是( )A ．医院里常用X 射线对病房和手术室消毒B ．医院里常用紫外线对病房和手术室消毒C ．在人造地球卫星上对地球进行拍摄是利用紫外线有较好的分辨能力D ．在人造地球卫星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 解析：选BD.紫外线具有杀菌、消毒的作用，X 射线穿透能力较强，因此医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒，用X 射线透视人体；在人造地球卫星上对地球进行拍摄是利用射线容易透过云雾烟尘，因而用波长较长的红外线，所以答案为B 、D.三、非选择题11．一位观众在某剧场观看演出，他的座位离扬声器有20 m 远；另一位观众在家里的电视机旁收看实况转播，他的家离剧场20 km 远，那么，他们两人谁先听到演员的歌声？(声速约为340 m/s)解析：在剧场的观众听到歌声所需的时间： t 1＝s 1v 1＝20340s ＝0.059 s ＝5.9×10－2 s 在电视机旁听到歌声所需的时间：t 2＝s 2c ＝20×1033.0×108 s ＝6.7×10－5 s t 2＜t 1，即在电视机旁的观众首先听到歌声．答案：电视机旁的观众首先听到12．某高速公路自动测速仪的原理如图甲所示，雷达向汽车驶向的方向发射不连续的电磁波，每次发射时间为10－6 s ，相邻两次发射时间间隔为t ，当雷达向汽车发射无线电波时，在显示屏上呈现一个尖形波，在收到反射回来的无线电波时，在荧光屏上呈现第二个尖形波．根据两个波的距离，可以计算出汽车距雷达的距离．根据自动打下的纸带，如图乙所示，请求出车速．解析：第一次测量时汽车距雷达距离s 1＝ct 12，第二次测量时汽车距雷达距离s 2＝ct 22，两次发射时间间隔为t ，则汽车车速 v ＝s t ＝s 1－s 2t ＝c （t 1－t 2）2t. 答案：c （t 1－t 2）2t。
4 电磁波谱 教案 高中物理人教版(2019)选择性必修第二册
【课题】第四章第4节电磁波谱
C.电磁波种频率最大的为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
【规律方法】红外线波长长，易衍射。
X射线和v射线穿透力强。
【课堂检测】
1.某一战斗机正以一定的速度朝雷达的正上方水平匀速飞行，已知雷达发射相邻两次电磁波之间的时间间隔为5×10-4s。
某时刻在雷达荧光屏上显示的波形如图（a）所示，t=173s后雷达向正上方发射和接收的波形如图（b）所示，雷达监视相邻刻线间表示的时间间隔为10-4s，电磁波的传播速度为c=3×108m/s，则该战斗机的飞行
速度大约为多少？
【课堂小结】本节学习课电磁波谱的特性和应用。
【作业布置】
教材87页2.3题
学后思考教学反思得：失：。
新课标高中物理：(学案)电磁波谱
电磁波谱【学习目标】一、知识与技能1．了解电磁波谱的构成，知道各波段的电磁波的主要作用及应用。
2．知道电磁波具有能量，是一种物质。
二、过程与方法通过查阅与电磁波谱中各种频段波的应用相关的资料，培养学生收集信息，加工处理信息的能力。
三、情感、态度与价值观体会电磁波的应用对现代社会的影响，明确不同的电磁波具有的不同用途和危害，感悟现代科技的正反两个方面，培养辩证唯物的价值观。
【学习重点】红外线、紫外线、X射线、γ射线的特点及应用。
【学习难点】电磁波的能量。
【学习过程】一、无线电波1．波长范围：___________________________________________。
2．特性：___________________________________________。
3．应用：___________________________________________。
二、红外线1．波长范围：___________________________________________。
2．特性：___________________________________________。
3．应用：___________________________________________。
三、可见光1．波长范围：___________________________________________。
波长（频率）范围不同的光表现为_______________。
2．特性：___________________________________________。
3．应用：___________________________________________。
四、紫外线【巩固练习】1．下列各组电磁波中，接波长由长到短排列正确的是（）A．红外线、紫外线、可见光、γ射线B．γ射线、紫外线、红外线、可见光C．γ射线、紫外线、可见光、红外线D．红外线、可见光、紫外线、γ射线2．对红外线的作用和来源正确的叙述有（）A．一切物体都在不停地辐射红外线B．红外线有很强的荧光效应C．红外线最显著的作用是热作用D．红外线容易穿过云雾烟尘3．有些动物在夜间几乎什么也看不见，而猫头鹰在夜间却有很好的视力：其原因为（）A．不需要光线，也能看到B．自身眼睛发光，照亮搜索目标C．可对红外线产生视觉D．可对紫外线产生视觉4．被誉为“神刀”的γ刀在治疗脑肿瘤的时候不需要对患者实施麻醉，手术时间短。
高中物理 第4章 电磁波及其应用 4.1 电磁波的发现 4.2 电磁波谱导学案新人教版选修
高中物理第4章电磁波及其应用 4.1 电磁波的发现 4.2 电磁波谱导学案新人教版选修【学法指导】1、认真阅读教科书，努力完成“基础导学”部分的内容；2、探究部分内容可借助资料，但是必须谈出自己的理解；不能独立解决的问题，用红笔做好标记；3、课堂上通过合作交流研讨，认真听取同学讲解及教师点拨，排除疑难；4、全力以赴，相信自己！学习目标知识与技能过程与方法情感态度与价值观1、理解麦克斯韦的电磁场理论；2、掌握波长、频率和波速的关系c=λf；1、了解电磁场在空间传播的规律2、了解电磁波谱的组成，能够知道它们各自的特点与重要应用；1、了解麦克斯韦和赫兹在物理学发展史上的贡献，体会他们的探究方法。
2、了解电磁波具有能量。
学习重点学习难点【学习过程】一、伟大的预言（1）变化的磁场产生电场：实验基础：在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里将会产生______，麦克斯韦对现象的分析：回路中有感应电流产生，一定是变化的磁场产生了______，自由电荷在______作用下发生了______移动，麦克斯韦第一条假设，即使在变化的磁场周围没有______，同样要产生______，变化的磁场产生______是一个普遍规律。
（2）变化的电场产生磁场：麦克斯韦确信自然规律的统一性、和谐性，相信电场和磁场的______之美，他大胆的假设，既然变化的______能产生电场，变化的电场也会在空间产生______。
二、电磁波（1）麦克斯韦集电磁学研究成果之大成，不仅预言了________的存在，而且揭示了电、磁、光现象在本质上的统一性，建立了完整的______。
（2）电磁波的产生：如果空间某区域存在不均匀变化的电场，那么它就在空间引起不均匀变化的________，这个不均匀变化的磁场又引起新的不均匀变化的_________，于是，________的电场和______的磁场交替产生，由近及远向周围传播，形成了______。
（3）根据麦克斯韦的电磁理论，电磁波中的_______与______方向互相垂直，而且二者均与波的传播方向垂直，因此电磁波是横波。
4 电磁波谱-人教版高中物理选择性必修 第二册(2019版)教案
4 电磁波谱-人教版高中物理选择性必修第二册（2019版）教案一、教学目标1.理解电磁波谱的基本概念、特性和应用。
2.掌握电磁波的分类、辐射规律、传播特性等基本知识。
3.培养学生的观察、思考、实验和探究能力。
二、教学重点1.电磁波的分类和辐射规律。
2.电磁波的传播特性和应用。
三、教学难点1.对电磁波谱的深入理解和应用。
2.如何进行电磁波实验和观测。
四、教学方法1.引导式教学：可以通过引述有关电磁波的法律、规律及现象等，帮助学生理解电磁波的基本概念和特性。
2.实验教学：通过对电磁波的实验观测和分析来加深学生对电磁波的认识和理解。
3.讨论式教学：针对电磁波谱的应用问题，引导学生展开思考和讨论，活跃教学气氛。
五、教学内容及方法5.1 电磁波谱的基本概念和特性1.引导学生了解电磁波的基本概念、波动性和辐射规律。
2.通过PPT或实物辅助说明不同波长的电磁波对人体的影响等。
5.2 电磁波的分类和辐射规律1.通过实验和图示分析，引导学生了解电磁波的分类和发射频率。
2.让学生了解电磁波辐射的规律和物理效应。
5.3 电磁波的传播特性和应用1.引导学生了解电磁波的传播特性，如波长、频率和速度等。
2.分析电磁波在通讯、医学和天文学等方面的应用。
六、教学评价1.以讨论的方式检验学生掌握电磁波谱的深度和广度。
2.通过实验观察和数据分析，检验学生的实验操作和数据处理能力。
3.组织小组讨论、展示和评选，激励学生的综合素质和创新精神。
七、教学流程设计时间环节重点15分钟引言概括电磁波的基本概念和特性40分钟电磁波谱的分类和辐射规律通过实验和图示分析电磁波的分类和发射频率40分钟电磁波的传播特性和应用理解电磁波的传播特性，如波长、频率和速度，以及在通讯、医学和天文学等方面的应用10分钟总结回顾强化电磁波谱的重点，回答学生提问以上就是本次教学方案的内容和流程设计。
通过理性引导、实验教学和讨论式教学等多种教学方法，帮助学生全面系统地理解电磁波谱的基本概念和特性，培养学生的实验操作和数据处理能力，提高学生的综合素质和创新精神。
2019高中物理 第四章 电磁波与电信息技术 1 电磁波 2 电磁波谱学案 教科版选修1-1
1 电磁波2 电磁波谱[知识梳理]一、电磁波1．麦克斯韦的大胆假设(1)变化的磁场能产生电场．(2)变化的电场也能产生磁场．2．电磁波(1)变化的电场和磁场相互激发不断向外传播，这就是电磁波．(2)赫兹用实验的方法验证了电磁波的存在．3．电磁波的基本性质(1)电磁波具有能量与质量，是物质运动的一种形式．(2)电磁波可以在真空中传播，它的传播速度等于光速，即v＝c＝3×108 m/s.(3)单位时间内电磁波所发送的能量与振荡频率有关；频率愈大，发送的能量愈多．二、电磁波谱1．电磁波的波长、频率和波速的关系式为c＝λf，频率越高的电磁波，波长越短．2．通常把电磁波分为七个波段：无线电波、微波、红外辐射(红外线)、可见光、紫外辐射(紫外线)、X射线(伦琴射线)、γ射线．[基础自测]1．思考判断(1)均匀变化的磁场产生均匀变化的电场．( )(2)电磁波的传播不需要介质．( )(3)赫兹证实了麦克斯韦的电磁场理论．( )(4)波在传播过程中，频率不变( )(5)电磁波在真空中的速度最大，其值为3.0×108m/s.( ) (6)红外线的波长大于紫外线的波长．( )【提示】 (1)× (2)√ (3)√ (4)√ (5)√ (6)√2．电磁波在现代生活中有着广泛的应用，建立完整的电磁场理论并预言电磁波存在的科学家是( )A ．法拉第B ．麦克斯韦C ．奥斯特D ．爱因斯坦B [麦克斯韦是建立完整的电磁场理论并预言电磁波存在的科学家．]3．电磁波在空中的传播速度为v ，北京交通广播电台的频率为f ，该电台所发射电磁波的波长λ为( )A ．v fB ．1vfC ．f vD ．vfA [根据光速、频率、波长之间关系有：v ＝λf ，所以波长为：λ＝v f，故A 正确，BCD 错误．]4．在电磁波中，频率不同的电磁波具有不同的特性、真空中，红外线、紫外线和X 射线的波长由长到短排列顺序正确的是( )A ．X 射线、紫外线、红外线B ．X 射线、红外线、紫外线C ．红外线、紫外线、X 射线D ．紫外线、红外线、X 射线C [真空中，红外线、紫外线和X 射线的波长由长到短排列顺序正确的是：红外线、紫外线、X 射线．故C 正确．][合 作 探 究·攻 重 难]1(1)对变化的磁场产生电场的探究图411探究实验1：装置如图411所示，当穿过螺线管的磁场随时间变化时，上面的线圈中产生感应电动势，引起感应电流使灯泡发光．①线圈中产生感应电动势说明了什么？麦克斯韦认为变化的磁场在线圈中产生电场，正是这种电场(涡旋电场)在线圈中驱使自由电子做定向移动，产生感应电流．②如果用不导电的塑料线绕制线圈，线圈中还会有电流、电场吗？(没有)③想象线圈不存在时线圈所在处的空间还有电场吗？(有)实验结论：如图412(甲)所示，麦克斯韦认为线圈只不过是用来显示电场的存在，如图412(乙)所示线圈不存在时，变化的磁场同样在周围空间产生电场，即这是一种普遍存在的现象，跟闭合电路线圈是否存在无关．线圈的作用只是用来显示电流的存在．图412④静电场其电场线的特点是起于正电荷止于负电荷，不会闭合，而变化的磁场产生的电场其电场线是闭合的．(2)对变化的电场产生磁场的探究探究实验2：①静止电荷周围的小磁针不偏转，运动电荷周围的小磁针发生偏转．②在电容器充放电时，周围的小磁针发生摆动．实验分析：静止电荷的周围是稳定的电场，不产生磁场，电荷运动时，周围产生的是变化的电场，产生磁场使小磁针摆动，在给电容器充、放电时，两极板上的电荷量发生变化，引起两板间的电场发生变化，从而在周围产生磁场使小磁针摆动．在给电容器充、放电的时候，不仅导体中电流要产生磁场，而且在电容器两极板间周期性变化着的电场周围也要产生磁场．实验结论：在变化的电场周围空间中产生磁场．2．电磁波的特点(1)电磁波是横波，在传播方向上任一点电场E和磁场B随时间按正弦规律变化，E的方向和B的方向彼此垂直且与电磁波的传播方向垂直．(2)电磁波的传播速度v＝λf，在真空中的传播速度等于光速．(3)电磁场中以电场和磁场的形式贮存着能量——电磁能．电磁波的发射过程就是辐射能量的过程．(4)麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹证实了电磁波的存在，测出了波长和频率，证实了电磁波在真空中传播速度等于光速，验证了电磁波的反射、折射、衍射和干涉等现象．(多选)下列说法正确的是( )A．恒定电流能够在周围空间产生稳定的磁场B ．稳定电场能够在周围空间产生稳定的磁场C ．均匀变化的电场能够在周围空间产生稳定的磁场D ．均匀变化的电场和磁场互相激发，形成由近及远的电磁场AC [根据奥斯特实验可以验证电流的磁效应，当电流恒定时产生的磁场是稳定的，故A 正确．稳定的电场不能产生磁场，故B 错误．电场变化时产生磁场，且均匀变化时产生稳定磁场，故C 正确．均匀变化的电场产生稳定磁场，而稳定的磁场不能再次激发电场，故不能形成由近及远的电磁场，D 错误．]在理解麦克斯韦的电磁场理论时，要注意静电场不产生磁场，稳定的磁场也不产生电场.[针对训练]1．电磁波在真空中的传播速度为________m/s ，某电台发射 的电磁波的频率为300 kHz ，它的波长为________m.【解析】 电磁波在真空中的传播速度为c ＝3×108m/s 根据c ＝λf ，有λ＝c /f ＝3×108300×103m ＝1 000 m【答案】 3×108 1 0001无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、γ射线合起来，构成了范围非常广泛的电磁波谱．可见光只是其中很窄的一个波段．由于它们都是本质相同的电磁波，所以它们的行为都遵循共同的规律，但另一方面，由于它们的频率不同而又呈现出不同的特性．例如，波长较长的无线电波，很容易表现出干涉、衍射现象，但对波长越来越短的可见光、紫外线、X 射线、γ射线，要观察到它们的干涉、衍射现象越来越困难了．2．电磁波谱中各种波段的特征用途比较A ．红外线的波长比紫外线的波长短B ．可见光不属于电磁波C ．无线电波的波长比γ射线波长要长D ．无线电波的波长大于1 mmCD [按照波长由小到大的顺序排列，电磁波可划分为γ射线、X 射线、紫外线、可见光、红外线和无线电波，而波长大于1 mm 的电磁波属于无线电波．所以C 、D 正确．]从无线电波到γ射线都是本质相同的电磁波，其行为服从共同的规律，但因波长或频率不同又表现出不同的特点.要熟记各部分的波长、频率范围及其关系，知道同一电磁波的波长与频率成反比.[针对训练]2．(多选)电磁波按波长大小的顺序把它们排列成谱，如图413所示，由电磁波谱可知( )图413A ．微波是不可见光B ．红外线可以杀菌消毒C ．紫外线的波长比红外线长D．X射线能穿透物质，可以用来检查生物骨骼结构AD[微波是不可见光，选项A正确；红外线有热作用，紫外线可以杀菌消毒，选项B 错误；紫外线的波长比红外线短，选项C错误；X射线能穿透物质，可以用来检查生物骨骼结构，选项D正确；故选AD.][当堂达标·固双基]1．电磁场理论预言了什么( )A．预言了变化的磁场能够在周围空间产生电场B．预言了变化的电场能够在周围产生磁场C．预言了电磁波的存在，电磁波在真空中的速度为光速D．预言了电能够产生磁，磁能够产生电C[麦克斯韦预言了电磁波的存在，并计算出了电磁波的传播速度等于光速．]2．对红外线的作用及来源不正确的叙述有( )A．一切物体都在不停地辐射红外线B．红外线有很强的荧光效应C．红外线最显著的作用是热作用D．红外线容易穿过云雾、烟尘B[一切物体都在不停地辐射红外线，且热的物体比冷的物体的红外线辐射本领大，A 正确．荧光效应是紫外线特性，红外线没有，红外线的最显著作用是热作用，B错误，C正确．红外线波长较长，衍射能力比较强，D正确．故选B.]3．根据麦克斯韦的电磁场理论，下列说法中正确的是( )A．在电场周围一定产生磁场，在磁场周围一定产生电场B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场C．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场D．周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场D[根据麦克斯韦的电磁场理论，只有变化的电场才能产生磁场，均匀变化的电场产生稳定的磁场，非均匀变化的电场产生变化的磁场．故选D.]4．①验钞机的紫外线、②电视机遥控器的红外线、③CT机的X射线，它们都是电磁波，按频率从高到低的排列顺序是( )A．①②③B．③②①C．②③①D．③①②D[CT机的X射线的频率高于验钞机的紫外线的频率；验钞机的紫外线的频率高于电视机遥控器的红外线的频率．故D项正确．]。
高中物理选择性必修二学案 第四章第四节 电磁波谱
第四节电磁波谱[学习目标] 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．一、认识电磁波谱1．电磁波谱：按电磁波的波长或频率大小的顺序排列成的谱，称为电磁波谱．2．按照波长从长到短依次排列为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．不同的电磁波由于具有不同的波长(频率)，具有不同的特性．二、电磁波家族成员的特性及应用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，主要用于通信、广播及其他信号传输．微波照射到物体上产生强烈的反射，可以制成方向性很强的微波天线．微波的可用频带很宽，携带的信息容量大，可作为多路通信的载频．2．红外线(1)红外线的频率比可见光更接近固体物质分子振动的固有频率，更容易引起分子的共振，有明显的热效应．(2)一切物体都在不断地向外辐射红外线，不同的物体或物体的温度不同时，向外辐射的红外线强度和频率都不同．3．紫外线(1)波长范围为5～400 nm.(2)紫外线具有较大的能量，具有较强的荧光效应．(3)紫外线具有明显的化学作用，普遍用于杀菌或消毒．(4)紫外线促进人体合成维生素D，有助于人体对钙的吸收而预防佝偻病．4．X射线和γ射线(1)X射线是一种波长比紫外线短的电磁波，穿透能力很强，工业上用来检测部件内部有没有砂眼、裂纹或气孔，医学上用来透视人体，火车站等场所用于安检．(2)γ射线是波长最短的电磁波，穿透能力强、能量高．工业上用于金属探伤，医学作为γ刀，治疗肿瘤，农业上用于培育优良品种．判断下列说法的正误．(1)各种电磁波中最容易表现出干涉和衍射现象的是紫外线．(×)(2)低温物体不能辐射红外线．(×)(3)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．(×)(4)可利用红外线的荧光效应辨别人民币的真伪．(×)(5)X射线的穿透本领比γ射线更强．(×)一、电磁波谱1．电磁波谱及介绍无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线合起来便构成了范围非常广阔的电磁波谱．如图1所示是按波长由长到短(频率由低到高)的顺序排列的．图12．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v＝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．(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答案AC解析电磁波谱中的电磁波在本质上是完全相同的，只是波长或频率不同而已．其中波长最长的波跟波长最短的波之间的频率相差1020倍，因此电磁波谱的频带很宽，选项A、C正确．针对训练1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射线答案 A解析在电磁波谱中，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．二、电磁波的特性及应用导学探究电磁波在我们日常生活中应用相当广泛，请你列举出下列电磁波的应用实例：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线．答案无线电波：收音机；红外线：红外线理疗仪；可见光：人看到的五彩缤纷的世界；紫外线：紫外线消毒灯；X射线：X光透视机；γ射线：γ射线探伤．知识深化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、治疗雷达向远处发射无线电波，每次发射的时间是1 μs，两次发射的时间间隔为100 μs，在指示器的荧光屏上呈现出的尖形波如图2所示，已知图中ab＝bc，障碍物与雷达之间的距离是多大？图2答案 7.5×103 m解析 题图中a 和c 处的尖形波是雷达向目标发射无线电波时出现的，b 处的尖形波是雷达收到障碍物反射回来的无线电波时出现的，由ab ＝bc 可知，无线电波由发射到返回所用时间为50 μs.设障碍物与雷达之间的距离为x ，由题意可知无线电波来回时间为t ＝50 μs ，由2x＝ct ，得x ＝ct 2＝3.0×108×50×10－62m ＝7.5×103 m.针对训练2 (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 答案 ACD解析 由公式v ＝λf 可得，λmin ＝vf max ＝3×1081 000×106 m ＝0.3 m ，λmax ＝v f min ＝3×108200×106 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．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，________.(3)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________． 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 射线有很强的贯穿力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 答案 (1)D (2)C (3)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)紫外线灯主要是用来杀菌消毒的，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)“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，故选择E.针对训练3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，常用于医学上检查人体的内部器官B．过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康C．电磁波频率最大的是γ射线，最容易用它来观察衍射现象D．紫外线和X射线都可以使感光底片感光答案 D解析X射线有很强的穿透本领，常用于医学上检查人体的内部器官，红外线没有，A错误；过强的紫外线照射对人的皮肤有害，B错误；电磁波中频率最大的是γ射线，其波长最短，最不容易发生衍射现象，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，D正确．1．(电磁波谱)下列各组电磁波，按衍射能力由强到弱的正确排列是()A．γ射线、红外线、紫外线、可见光B．红外线、可见光、紫外线、γ射线C．可见光、红外线、紫外线、γ射线D．紫外线、可见光、红外线、γ射线答案 B2．(电磁波的特性及应用)电磁波在生活中有着广泛的应用．不同波长的电磁波具有不同的特性，因此也有不同的应用．下列器材与其所应用的电磁波对应关系不正确的是()A．雷达——无线电波B．手机——X射线C．紫外消毒柜——紫外线D．遥控器——红外线答案 B解析雷达是利用了无线电波中的微波来测定位置的，故A正确；手机采用的是无线电波，X射线对人体有很大的辐射，不能用于通信，故B错误；紫外线具有很强的消毒作用，故C 正确；红外线可以用于遥控器，故D正确．3．(电磁波的特性及应用)“风云”二号卫星发送回地面的红外云图是由卫星上设置的可以接收云层辐射的红外线的感应器完成的，云图上的黑白程度是由辐射红外线的云层的温度高低决定的，这是利用了红外线的()A．穿透性B．热效应C．可见性D．化学效应答案 B解析红外线是不可见光，人眼无法觉察到，所以C错误．红外线的波长长，频率低，穿透能力较弱，A错误．红外线的主要作用是热效应，物体温度越高，向外辐射的红外线越强，正是利用这一性质得到红外云图的，故B正确，D错误．4．(电磁波的特性及应用)下列说法正确的是()A．交警通过发射超声波测量车速可以利用波的多普勒效应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答案 A解析交警通过发射超声波测量车速可以利用波的多普勒效应，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．5．(电磁波的特性及应用)当前，新型冠状病毒在威胁着全世界人民的生命健康，红外测温枪在疫情防控过程中发挥了重要作用．红外测温枪与传统的热传导测温仪器相比，具有响应时间短、测温效率高、操作方便防交叉感染(不用接触被测物体)的特点．下列关于红外测温枪的说法中正确的是()A．红外测温枪工作原理和水银体温计测量原理一样都是利用热胀冷缩原理B．红外测温枪能接收到的是身体的热量，通过热传导到达红外测温枪进而显示出体温C．红外测温枪利用一切物体都在不停地发射红外线，而且发射红外线强度与温度有关，温度越高发射红外线强度就越大D．红外线也属于电磁波，其波长小于紫外线的波长答案 C解析红外就是红外线，自然界所有的物体，无时无刻不在向外辐射能量，这些能量以电磁波的形式存在．红外测温枪接收到人体辐射出的红外线，通过波长、强度与温度的关系，就可以得到人体的温度，而水银体温计是利用热胀冷缩的原理工作的，A、B错误，C正确；红外线波长范围0.8～100 μm，紫外线的波长范围在5～370 nm，红外线波长大于紫外线波长，D错误．考点一电磁波谱1．在电磁波谱中，红外线、可见光和伦琴射线(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．伦琴射线的频率最高，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．伦琴射线的频率最高，可见光的频率最低答案 B解析在电磁波谱中，红外线、可见光和伦琴射线(X射线)按照频率从高到低的排列顺序是：伦琴射线(X射线)、可见光、红外线，故B正确．2．(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，但是波长变短答案ACD解析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，能在真空中传播，选项B错误；可见光波长越长，越容易发生明显衍射，可知，波长变短，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＝vf选项D正确．考点二电磁波的特性及应用3．在抗击新冠病毒的过程中，广泛使用了红外体温计测量体温．下列说法正确的是() A．当体温超过37.3 ℃时人体才辐射红外线B．当体温超过周围空气温度时人体才辐射红外线C．红外体温计是依据体温计发射红外线来测体温的D．红外体温计是依据人体温度越高，辐射的红外线强度越大来测体温的答案 D解析所有物体都会辐射出红外线，故A、B错误；红外体温计是依据人体发射红外线来测体温的，且人体温度越高，辐射的红外线强度越大，故C错误，D正确．4．验钞机发出的光能使钞票上的荧光物质发光，电视机、空调的遥控器发出的光能控制电视机、空调的工作状态．对于它们发出的光，以下判断正确的是()A．它们发出的都是红外线B．它们发出的都是紫外线C．验钞机发出的是红外线，遥控器发出的是紫外线D．验钞机发出的是紫外线，遥控器发出的是红外线答案 D解析紫外线有较强的荧光作用，能使荧光物质发光，故验钞机发出的是紫外线；红外线波长较长，容易发生衍射，故能很方便地遥控家用电器，选项D正确，A、B、C错误．5．下列关于紫外线的说法中正确的是()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．紫外线是一种可见光C．紫外线有很强的荧光效应，可用于防伪D．紫外线有杀菌消毒的作用，是因为其有热效应答案 C解析适量照射紫外线，可促进人体对钙的吸收，过度的照射会对皮肤产生伤害，故A错误；紫外线是不可见光，故B错误；可以利用紫外线的荧光效应来做防伪标识，故C正确；紫外线化学效应强，所以能杀菌，故D错误．6．电磁波按波长大小的顺序把它们排列成谱，如图1所示，由电磁波谱可知()图1A．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答案 A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．7．下列说法中正确的是()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，紫外线有显著的化学作用C．X射线的穿透本领比γ射线更强D．低温物体不能辐射红外线答案 B解析干涉和衍射现象是光的波动性的体现，波长越长，越容易表现出来，而γ射线波长最短，故A错误；频率越高，穿透本领越强，X射线的频率比γ射线低，故C错误；一切物体都能辐射红外线，故D错误．8．(多选)许多光学现象在科学技术上得到了应用，下列对一些应用的解释，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γ射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特点答案CD解析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 项正确．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．9.太阳光通过三棱镜时，在竖直放置的屏幕上形成如图2所示的光带NP (忽略三棱镜对各色光的吸收)．若将灵敏温度计的测温端放在屏幕上的MN 、NP 、PQ 区域时，在哪个区域上升的示数最大( )图2A ．MNB ．NPC ．PQD ．无法确定 答案 C解析 由光的色散可知P 、N 分别是红光和紫光，所以PQ 区域是红外线，红外线有热效应，则该区域温度最高，C 正确．10．(多选)第5代移动通信技术(简称5G)，是新一代蜂窝移动通信技术，数据传输速率比4GLTE 蜂窝网络快100倍．下表为5G 使用的无线电波的频率范围．已知光在真空中的传播速度c ＝3×108 m/s,1MHz ＝1×106Hz ，下列说法正确的有( )频率范围名称对应的频率范围 FR1 450 MHz ～6 000 MHz FR224 250 MHz ～52 600 MHzA.FR1比FR2中的无线电波的衍射能力更强B ．在真空中传播时，FR2比FR1中的无线电波的波长更长C ．在真空中传播时，FR2中频率为28 000 MHz 的无线电波波长约为10.7 mmD ．在真空中传播时，FR2比FR1中的无线电波的传播速度更大 答案 AC解析 FR1比FR2中的无线电波对应的频率小，根据λ＝cf，则波长较大，衍射能力更强，选项A 正确，B 错误；在真空中传播时，FR2中频率为28 000 MHz 的无线电波波长λ＝c f＝3×10828 000×106m ≈1.07×10－2 m ＝10.7 mm ，选项C 正确． 在真空中传播时，FR2与FR1中的无线电波的传播速度相同，均为3×108 m/s ，选项D 错误．11．(多选)关于物理知识在生活中的应用，下列说法正确的是( )A ．机场、车站所用的测量人体温度的测温仪应用的是紫外线B ．雷达是利用无线电波中的微波来测定物体位置的无线电设备C ．γ射线可以用来治疗某些癌症D ．医院给病人做的脑部CT 应用的是X 射线的穿透本领较强的特点答案 BCD12．长波的波长范围为3 000～30 000 m ，短波的波长范围为10～50 m ，则长波的频率范围是________，短波的频率范围是________．答案 10～100 kHz 6～30 MHz解析 已知长波波长范围为3 000～30 000 m ，而波速c ＝3.0×108 m/s ，由c ＝λf 可知f 1＝3.0×1083 000 Hz ＝1×105 Hz ＝100 kHz ，f 2＝3.0×10830 000Hz ＝1×104 Hz ＝10 kHz ，则长波频率在10～100 kHz 之间．同理由短波的波长范围为10～50 m 知短波的频率范围是6～30 MHz.13．某雷达工作时，发射电磁波的波长为λ＝20 cm ，每秒发射的脉冲数为n ＝5 000，每个脉冲持续时间t ＝0.02 μs ，则电磁波的振荡频率为多少？最大侦察距离是多少？答案 1.5×109 Hz 30 km解析 由c ＝λf ，可得电磁波的振荡频率f ＝c λ＝3×1080.2Hz ＝1.5×109 Hz 电磁波在雷达发射相邻两个脉冲的时间间隔内，雷达必须接收到反射回来的电磁脉冲，否则会与后面的电磁脉冲重叠而影响测量，设最大侦察距离为x ，则2x ＝c Δt ，而Δt ＝1n －t ，得x ＝c (1n －t )2≈30 km.。
《第四章 4 电磁波谱》学历案-高中物理人教版19选择性必修第二册
《电磁波谱》学历案（第一课时）一、学习主题本学习主题为“高中物理课程《电磁波谱》”，作为物理学科的核心内容之一，电磁波谱的学习对于学生理解电磁波的性质、应用及其在现代科技发展中的重要性具有重要意义。
本节课是第一课时，主要围绕电磁波谱的基本概念、分类及特点进行学习。
二、学习目标1. 知识与技能目标：（1）掌握电磁波谱的基本概念及分类；（2）了解不同类型电磁波的特点及典型应用；（3）能够通过实验观察和描述电磁波的传播现象。
2. 过程与方法目标：（1）通过阅读教材、观看视频等途径，自主获取电磁波谱的相关知识；（2）通过小组讨论、交流，加深对电磁波谱的理解。
3. 情感态度与价值观目标：（1）激发学生对物理学科的兴趣和热爱；（2）培养学生科学探究的精神和团队合作的能力。
三、评价任务1. 课堂表现评价：观察学生在课堂上的参与度、互动交流及实验操作能力；2. 知识点掌握评价：通过课后小测验，检验学生对电磁波谱基本概念及分类的掌握情况；3. 作业完成情况评价：评价学生完成课后作业的质量和准确性，以及是否能够运用所学知识解决实际问题。
四、学习过程1. 导入新课：通过回顾之前学习的电场与磁场相关知识，引导学生思考电磁波的存在及其重要性，为学习新课做铺垫。
2. 新课学习：（1）讲解电磁波谱的概念及分类，包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线等；（2）分别介绍各种电磁波的特点及应用，通过实例加深学生的理解；（3）通过实验演示或视频展示，让学生观察电磁波的传播现象。
3. 课堂练习：学生完成相关练习题，巩固所学知识。
4. 小组讨论：学生分组讨论电磁波在日常生活中的应用，并分享讨论成果。
5. 总结反馈：教师总结本节课的重点内容，并回答学生的疑问。
五、检测与作业1. 课堂小测验：检测学生对电磁波谱基本概念及分类的掌握情况。
2. 课后作业：布置相关习题，巩固所学知识；要求学生撰写一篇关于电磁波在日常生活中的应用的短文。
4.4 电磁波谱(教学设计)高二物理(人教版2019选择性必修第二册)
4.4电磁波谱
教学设计
你知道电磁波是按照什么方式区分的波段吗？
（一）电磁波谱
什么是电磁波谱？太阳辐射的电磁波包括什么？
1、电磁波谱：电磁波谱就是按电磁波的波长大小或频率高低的顺序把它们排列成的谱，叫电磁波谱。
2、电磁波谱的排列：
按波长由长到短依次为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。
3.太阳辐射的电磁波
太阳辐射中就包含了波长不同的各种各样的电磁波。
不同波段的电磁波有什么特性，在生活中我们又是怎样应用这些特性的？
（一）无线电波
1.无线电波的概念
技术上把波长大于1mm（频率低于300GHz）的电磁波称作无线电波。
2.无线电波的波段划分与用途
3.无线电波的应用
（二）红外线
1.波长比无线电波短，比可见光长。
2.红外线的特性：
一切物体都在不停地辐射红外线，物体温度越高，辐射的红外线越强。
3.红外线的应用：
（三）可见光
4.各色可见光在真空中的波长和频率
（四）紫外线
1.波长在400nm~5nm；频率
7.5×1014~6.0×1016Hz
2.特性：有较高的能量，足以破坏细胞核中的物质。
3.可用于灭菌消毒，荧光效应，主要是化学作用。
（五）X射线和γ射线
1.波长比紫外线更短的电磁波。
2.特性：有比紫外线更高的能量，有很强的穿透作用。
3.应用：可用于透视、检查金属内部缺陷。
第四节电磁波谱。
高中物理第四章电磁波及其应用二、电磁波谱课件1_1
典题例解 【例 2】 军事行动中,士兵都配戴“红外夜视仪”,以便在夜间也 能清楚地看清目标,这主要是因为( ) A.“红外夜视仪”发射出强大的红外线,照射被视物体 B.一切物体均不停地辐射红外线 C.一切高温物体不停地辐射红外线 D.“红外夜视仪”发射出 γ 射线,放射性物体受到激发而发出红 外线 思路点拨:一切物体都向外辐射红外线,热物体的红外线辐射比 冷物体的红外线辐射强;红外线具有热作用、 易绕过云雾和尘埃等特 点. 解析:一切物体都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,而且不受白天和夜晚的影响. 答案:B
预习导引
一、波长、频率和波速 1.在一列水波中,凸起的最高处叫作波峰;凹下的最低处叫作波 谷;邻近的两个波峰(或波谷)的距离叫作波长.在 1 s 内通过的波峰 或波谷的个数叫作波的频率.描述波传播快慢的物理量叫作波速. 2.波速、波长和频率三者之间的关系是波速=波长× 频率. 3.电磁波的波速 c 与波长 λ、频率 f 的关系:c=λf. 4.电磁波在真空中的速度 c=3.0× 108 m/s. 预习交流 1 地震的破坏性是因为地壳变动产生的地震波将巨大的能量传 到地面而产生的,地震波是电磁波吗?地震波与电磁波之间有什么本 质的区别? 答案:地震波不是电磁波.地震波是机械波,它必须借助于介质才 能传播,而电磁波是周期性变化的电场与磁场的交替激发,既能在真 空中传播,也能在介质中传播.
二、
电磁波谱
目标导航
学习 目标 重点 难点 1.能用波长、频率和波速的关系解决问题. 2.知道电磁波在真空中的传播速度等于光速,能记住其具体 的数值. 3.了解电磁波谱的组成以及它们各自的特点与应用. 重点:波长、频率和波速的关系. 难点:对电磁波谱各波段的特点与应用的记忆.
高中物理第四章电磁波及其应用2电磁波谱教案选修1_1
电磁波谱高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题1．如图所示，倾角为θ的斜面体c置于水平地面上，小物块b置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a连接，连接b的一段细绳与斜面平行。
在a中的沙子缓慢流出的过程中，a、b、c都处于静止状态，则（）A．c对b的支持力减小B．c对b的摩擦力方向可能平行斜面向上C．地面对c的摩擦力方向向右D．地面对c的摩擦力增大2．一物体做匀加速直线运动，从某位置开始通过传感器收集位移和速度等数据信息，然后输入计算机自动生成了物体运动的x-v图象，如图所示.以下说法正确的是（）A．物体运动的初速度为1m/sB．物体运动的加速度为2m/s2C．物体速度由2m/s增加到4m/s的过程中，物体的位移大小为1mD．物体速度由2m/s增加到4m/s的过程中，物体的运动时间为2s3．假设在宇宙中存在这样三个天体A、B、C，它们在一条直线上，天体A和天体B的高度为某值时，天体A和天体B就会以相同的角速度共同绕天体C运转，且天体A和天体B绕天体C运动的轨道都是圆轨道，如图3所示.则以下说法正确的是( )A．天体A做圆周运动的加速度大于天体B做圆周运动的加速度B．天体A做圆周运动的线速度小于天体B做圆周运动的线速度C．天体A做圆周运动的向心力大于天体C对它的万有引力D．天体A做圆周运动的向心力等于天体C对它的万有引力4．如图所示，小球从斜面的顶端A处以大小为的初速度水平抛出，恰好落到斜面底部的B点，且此时的速度大小，空气阻力不计，该斜面的倾角为（）A．60° B．45° C．37° D．30°5．如图所示，、为两个等量的正点电荷，在其连线中垂线上的点放一个负点电荷（不计重力），点为连线中垂线上一点且，点电荷从。
(优选)2019版高中物理第四章电磁波及其应用第2讲电磁波谱学案新人教版选修1-1
第2讲电磁波谱[目标定位] 1.掌握波长、频率和波速的关系.知道电磁波在真空中的传播速度等于光速，即c＝3.00×108m/s.2.知道电磁波谱由无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线组成，能够知道各自的特点与重要应用.3.了解电磁波具有能量.了解太阳辐射大部分能量集中的波长范围.4.了解寻找地外文明的主要历史和当前的进展，激发学生探索地外未知生命的热情，增加求知欲.一、波长、频率和波速1.概念(1)在一列水波中，凸起的最高处叫做波峰；凹下的最低处叫做波谷.邻近的两个波峰(或波谷)的距离叫做波长.(2)在1 s内有多少次波峰或波谷通过，波的频率就是多少.(3)用来描述波传播快慢的物理量叫做波速.2.波速、波长、频率三者之间的关系：波速＝波长×频率，电磁波的波速c与λ、f的关系是c＝λf.3.电磁波在真空中的速度c＝3.0×108__m/s.想一想电磁波在任何介质中的传播速度都等于光速吗？答案不是.电磁波在真空中的速度最大，而在介质中速度都会减小，我们认为电磁波在空气中的传播速度近似等于光速.二、电磁波谱1.按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫做电磁波谱.2.不同波长电磁波的特性(1)无线电波波长大于1 mm(频率小于300 000 MHz)的电磁波是无线电波.无线电波用于通信和广播.(2)红外线①红外线是一种光波，它的波长比无线电波的波长短，比可见光长，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强. 我们看不见红外线.③利用红外线遥感可以在飞机或人造卫星上勘测地热、寻找水源、监视森林火情、预报风暴和寒潮.3.可见光可见光的波长在700～400 nm之间.4.紫外线波长范围在5 ～400 nm的电磁波是紫外线.可以利用紫外线灭菌消毒.人体接受适量的紫外线照射，能促进钙的吸收，改善身体健康.在紫外线的照射下，许多物质会发出荧光.根据这个特点可以设计防伪措施.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.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射线能够穿透物质，可以用来检查人体内部器官.波长最短的电磁波是γ射线，它具有更高的能量.在医学上可以治疗某些癌症、探测金属部件内部的缺陷.想一想除了课本上提到的各种电磁波的应用，你还知道电磁波的哪些应用？答案在现代战争中，很多武器的自动瞄准系统都有红外线探测装置，即使是人隐蔽在半边开放的掩体中，也能够被红外线探测装置发现；一些控制导弹飞行的系统中，也常常利用红外线进行制导；许多动物具有发达的红外线感受器官.三、电磁波的能量1.微波炉的工作应用了一种电磁波——微波.食物中的水分子在微波的作用下加剧了热运动，内能增加，温度升高.2.电磁波具有能量，电磁波是一种物质.四、太阳辐射1.太阳辐射中含有可见光、红外线、紫外线，同时还有X射线、γ射线、无线电波.2.太阳辐射的能量集中在可见光、红外线和紫外线三个区域内.波长在黄绿光附近，辐射的能量最强.我们的眼睛正好能感受这个区域的电磁辐射.一、波长、频率和波速的关系1.电磁波在真空中的速度为光速，c＝3×108 m/s.2.电磁波的波长(λ)、波速(c)及频率(f)的关系.(1)c ＝λf .(2)真空中，电磁波的频率越大，波长越短. 3.由周期和频率的关系f ＝1T 可知c ＝λT.4.影响波速的因素电磁波与机械波不同，它的传播速度与介质和频率有关，而机械波的速度只与介质有关.例1 电磁波在空中的传播速度为v .北方交通广播电台的频率为f ，该电台所发射电磁波的波长为( ) A.v f B.1vfC.f vD.vf答案 A解析 由公式v ＝λf ，可得波长λ＝v f，选项A 正确.针对训练 1 英国物理学家麦克斯韦认为：变化的磁场________(选填“能”或“不能”)产生电场；德国物理学家________用实验成功证实了电磁波的存在；已知电磁波在真空中的传播速度为3.0×108m/s ，频率为1.0×108Hz 的电磁波，在真空中的波长为________m. 答案 能 赫兹 3.0解析 根据麦克斯韦电磁场理论可知变化的磁场能产生电场；赫兹用实验证实了电磁波的存在；由公式v ＝λf ，可得波长λ＝v f ＝3.0×1081.0×108m ＝3.0 m.二、电磁波谱及其应用例2如图4－2－1所示，医院常用X光机检查人的身体.X光机利用了X射线的( )图4－2－1A.荧光效应B.灭菌消毒作用C.强穿透能力D.显著热效应答案 C解析X射线能够穿透物质，可以用来检查人体内部器官，选项C正确.针对训练2 关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是( )A.把电场和磁场组合在一起就是电磁场B.无线电波、可见光、X射线都是电磁波C.电磁波频率越高，传播速度越大D.麦克斯韦第一次通过实验验证了电磁波的存在答案 B解析电磁场是变化的电场和变化的磁场相互联系着的，形成的不可分割的统一体，不是简单的组合在一起，选项A错误；根据电磁波谱可知选项B正确；电磁波在真空中的传播速度等于光速，与频率无关，选项C错误；麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹第一次通过实验验证了电磁波的存在，选项D错误.波长、频率和波速的关系1.一列电磁波从水进入空气的过程中，一定保持不变的物理量是( )A.频率B.波长C.振幅D.波速答案 A解析频率由波本身决定，与介质、波速无关，选项A正确；但电磁波在真空中的速度最大，而在介质中速度都会减小，故从真空传入水中时波速变小，由公式v＝λf，可得波长λ＝vf变小，选项B、D错误；电磁波在传播过程中，随着距离的增加，能量逐渐减弱，所以振幅逐渐减小，选项C错误.2.家用微波炉中使用的微波频率为2 450 MHz，它的波长是多少？某广播电台发射的电磁波的波长是500 m，它的频率是多少？答案0.122 m 6×105 Hz解析微波炉的微波频率是2 450 MHz，即f＝2 450×106 Hz，由c＝λf得λ＝cf＝3×1082 450×106m≈0.122 m.f′＝cλ′＝3×108500Hz＝6×105 Hz.电磁波谱及其应用3.关于电磁波谱，下列说法中正确的是( )A.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B.γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高C.紫外线比紫光的频率低D.在电磁波谱中，穿透能力最强的是X射线答案AB解析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，选项A正确；γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高，选项B正确；在电磁波谱中从无线电波到γ射线，波长逐渐减小，频率逐渐增大，紫外线的频率应比紫光高，在电磁波谱中γ射线的穿透能力最强，故选项C、D错误.4.如图4－2－2所示，是医生用计算辅助某种射线断层摄影(简称“CT”)检查身体的情景，这种能穿透身体的射线是( )图4－2－2A.红外线B.可见光C.紫外线D.X射线答案 D解析X射线能穿透物质，可以用来检查人体内部器官.“CT”就是利用X射线的穿透能力强的特点.题组一、电磁波谱及其应用1.下列各组电磁波，按波长由长到短的正确排列是( )A.γ射线、红外线、紫外线、可见光B.红外线、可见光、紫外线、γ射线C.可见光、红外线、紫外线、γ射线D.紫外线、可见光、红外线、γ射线答案 B解析在电磁波谱中，电磁波的波长从长到短排列顺序依次是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，由此可判定选项B正确.2.在电磁波谱中，下列说法正确的是( )A.各种电磁波有明显的频率和波长区域界限B.γ射线的频率一定大于X射线的频率C.X射线的波长有可能等于紫外线波长D.可见光波长一定比无线电波的短答案CD解析X射线和γ射线、X射线和紫外线有一部分频率重叠，界限不明显，故C、D选项正确.3.关于红外线，下列说法正确的是( )A.红外烤箱中的红光就是红外线B.红外线比可见光的波长长C.高温物体辐射红外线，低温物体不辐射红外线D.红外线比可见光更容易引起固体物质分子共振答案BD解析红外线是看不见的，所以烤箱中的红光不是红外线；红外线比可见光的波长长；一切物体，包括高温物体和低温物体都辐射红外线，只是物体温度越高，它辐射的红外线就越强；红外线的频率比可见光更接近固体物质分子的频率，也就更容易使分子发生共振，因而红外线热作用显著.4.关于紫外线，下列说法中正确的是( )A.紫外线能够灭菌消毒B.紫外线是紫色的C.紫外线能够用来透视人体器官D.紫外线的波长比可见光长答案 A解析紫外线具有灭菌消毒作用，A对；紫外线是不可见光，它的波长比可见光短，穿透能力比X射线弱，不能用于人体器官透视，故B、C、D错.5.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，即使车队离开，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射线波段答案 B解析一切物体在任何情况下都放射红外线，但不能随意放射可见光、紫外线和X射线，故这种遥感照相机敏感的电磁波属于红外波段.B正确.6.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射线波长相同答案 B解析无论是电磁波还是声波，都可以传递能量和信息，则A项错误；易知B项正确；太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波的传播速度不相同，则C项错误；遥控器发出的红外线频率和医院“CT”中的X射线频率不同，故它们的波长也不相同，则D项错误.7.关于电磁波，下列说法中正确的是( )A.电磁波与机械波一样均不能在真空中传播B.电磁波的传播实际上也伴随着电磁能的传播C.微波炉中的微波是一种高频率的电磁波，本身没有能量，但能产生热量D.微波炉中的微波是一种低频率的电磁波，本身具有能量，但不能产生热量答案 B解析电磁波能在真空中传播，传播过程中也伴随着电磁能的传播，A错，B对；微波炉中的微波是一种高频率的电磁波，本身具有能量，能产生热量，故C、D错误.题组二、波长、频率和波速的关系8.关于光波和无线电波，下列说法不正确的是( )A.都是电磁波B.都可以在真空中传播C.在真空中的传播速度都是3×108 m/sD.二者的波长、频率均相同答案 D解析光波和无线电波本质上都是电磁波，都可以在真空中传播，在真空中传播的速度都是3×108 m/s，所以A、B、C对；光波和无线电波波长、频率不同，所以D错.9.电磁波从真空传入水中时，下列说法正确的是( )A.频率不变，波速变大，波长变大B.频率不变，波速变小，波长变小C.波速不变，频率变小，波长变大D.波速不变，频率变大，波长变小答案 B解析电磁波的波长λ、波速v和频率f与机械波一样满足v＝λf，传播过程中，频率不变，C、D两项错误；但电磁波在真空中的速度最大，而在介质中速度都会减小，故从真空传入水中时波速变小，波长变小，A错，B对.10. 波长为50 m～100 m的无线电波适宜通过电离层的反射向远处传播，这些无线电波的频率范围是多大？若传到相隔1 500 km的远处至少需要多长时间？答案3×106 Hz～6×106 Hz 5×10－3 s解析由c＝λf得，f1＝cλ1＝3×10850Hz＝6×106 Hz，f2＝cλ2＝3×108100Hz＝3×106 Hz，所以频率范围为3×106 Hz～6×106 Hz由x＝ct可得t＝xc＝1 500×1033×108s＝5×10－3s。
高中物理第四章电磁波及其应用电磁波的发现学案新人教选修
4.1电磁波的发现学习目标1.了解麦克斯韦个人成长历程，法拉第对麦克斯韦成长的影响，激励青少年热爱科学，奋发向上，为科学献身2、理解麦克斯韦电磁场理论的两个支柱：变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场。
了解变化的电场和磁场相互联系形成统一的电磁场及相关推理思维过程。
3、了解电磁场在空间传播形成电磁波。
知道机械波与电磁波的异同，认识光是以波动形式传播的一种电磁振动.4、了解赫兹捕捉电磁波的过程，及电磁波的产生在物理学发展史上的伟大意义.自主学习1、在法拉第发现电磁感应现象之后，英国物理学家在此基础上不断钻研，最终以一组电磁场方程宣告了完整的电磁场理论的建立。
2、麦克斯韦认为：变化的磁场产生，变化的电场产生，变化的电场和磁场交替产生，由近向远处传播，即产生了。
3、因为电场和磁场本身就是一种物质，所以电磁波可以在中传播，其传播速度为。
4、德国科学家通过实验验证了电磁波的存在，并测得电磁波在真空中与有相同的速度。
课堂训练：1．建立完整的电磁场理论并首先预言电磁波存在的科学家是（）A．法拉第 B．奥斯特C．赫兹 D．麦克斯韦2．1888年，用实验证实电磁波的存在，使人们认识到物质存在的另一种形式，这位物理学家是（）A．赫兹 B．奥斯特 C．麦克斯韦 D．法拉第3．关于电磁场和电磁波的说法中正确的是（）A．电场和磁场总是相互联系的，它们被统称为电磁场B．电磁场由发生的区域向远处的传播就是电磁波C．电磁波的传播速度是3×108m/sD ．电磁波是一种物质，可以在真空中传播4．某电场中电场强度随时间变化的图像如图4.1－3所示，能产生磁场的电场是（ ）5． 下列关于机械波与电磁波的说法正确的是（ ）A ．声波是机械波，耳朵能够听到声波，是因为耳朵和声源之间有空气.B ．水波的传播需要水，没有水就没有水波.C ．电磁波传播需要空气，没有空气，即使产生了电磁波也传不出来.D ．电磁波的传播速度等于光速，不受其它因素影响小结：作业： P80-2 预习电磁波谱tA tB tC tD图4.1－3高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
高中物理第四章电磁波及其应用电磁波的发现教案新人教选修
4.1电磁波的发现高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题1．如图所示，直线a与四分之一圆弧b分别表示两质点A、B从同一地点同时出发，沿同一方向做直线运动的v-t图像，当B的速度变为0时，A恰好追上B，则当A、B速度相同时，B的加速度大小为A．m/s2B．m/s2C．2m/s2D．πm/s22．2019年1月3日，“嫦娥四号”成功软着陆在月球背面，踏出了全人类在月球背面着陆的第一步，中国人登上月球即将成为现实。
若月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的，而月球的平均密度相当于地球平均密度的66%。
则月球的半径与地球的半径之比约为A．1︰16 B．1︰8 C．1︰4 D．1︰23．为了研究空腔导体内外表面的电荷分布情况，取两个验电器A和B，在B上装一个几乎封闭的空心金属球C（仅在上端开有小孔），D是带有绝缘柄的金属小球，如图所示。
实验前他们都不带电，实验时首先将带正电的玻璃棒（图中未画出）与C接触使C带电。
以下说法正确的是A．若将带正电的玻璃棒接触C外表面，则B的箔片带负电B．若将带正电的玻璃棒接触C内表面，则B的箔片不会带电C．使D接触C的内表面，然后接触A，操作若干次，观察到A的箔片张角变大D．使D接触C的外表面，然后接触A，操作若干次，观察到A的箔片张角变大4．如图所示，理想变压器原线圈接有正弦式交流电，R为滑动变阻器，C为平行板电容器，A为交流电流表．下列措施能使A示数增大的是( )A．仅减小交流电的频率B．仅将滑片P向上移动C．仅减小C两板间距离D．仅增大原线圈的匝数5．如图所示,物体M放在水平面上,受到两个水平力的作用,F1=4 N,F2=8 N,物体处于静止状态.如果将水平力F1增加5 N,则 ( )A．物体M仍处于静止状态B．物体M受到的合力方向向左C．物体M受到的合力方向向右D．物体M受到的摩擦力等于5 N6．如图所示，R1和R2是同种材料、厚度相同、表面为正方形的导体，但R1的尺寸比R2的尺寸大.在两导体上加相同的电压，通过两导体的电流方向如图所示，则下列说法中正确的是A．R1中的电流小于R2中的电流B．R1中的电流大于R2中的电流C．R1中自由电荷定向移动的速率大于R2中自由电荷定向移动的速率D．R1中自由电荷定向移动的速率小于R2中自由电荷定向移动的速率二、多项选择题7．如图甲所示，河外星系中两黑洞A、B的质量分别为M1和M2，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第2讲电磁波谱[目标定位] 1.掌握波长、频率和波速的关系.知道电磁波在真空中的传播速度等于光速，即c＝3.00×108 m/s.2.知道电磁波谱由无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线组成，能够知道各自的特点与重要应用.3.了解电磁波具有能量.了解太阳辐射大部分能量集中的波长范围.4.了解寻找地外文明的主要历史和当前的进展，激发学生探索地外未知生命的热情，增加求知欲.一、波长、频率和波速1.概念(1)在一列水波中，凸起的最高处叫做波峰；凹下的最低处叫做波谷.邻近的两个波峰(或波谷)的距离叫做波长.(2)在1 s内有多少次波峰或波谷通过，波的频率就是多少.(3)用来描述波传播快慢的物理量叫做波速.2.波速、波长、频率三者之间的关系：波速＝波长×频率，电磁波的波速c与λ、f的关系是c＝λf.3.电磁波在真空中的速度c＝3.0×108__m/s.想一想电磁波在任何介质中的传播速度都等于光速吗？答案不是.电磁波在真空中的速度最大，而在介质中速度都会减小，我们认为电磁波在空气中的传播速度近似等于光速.二、电磁波谱1.按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫做电磁波谱.2.不同波长电磁波的特性(1)无线电波波长大于1 mm(频率小于300 000 MHz)的电磁波是无线电波.无线电波用于通信和广播.(2)红外线①红外线是一种光波，它的波长比无线电波的波长短，比可见光长，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强. 我们看不见红外线.③利用红外线遥感可以在飞机或人造卫星上勘测地热、寻找水源、监视森林火情、预报风暴和寒潮.3.可见光可见光的波长在700～400 nm之间.4.紫外线波长范围在5 ～400 nm的电磁波是紫外线.可以利用紫外线灭菌消毒.人体接受适量的紫外线照射，能促进钙的吸收，改善身体健康.在紫外线的照射下，许多物质会发出荧光.根据这个特点可以设计防伪措施.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.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射线能够穿透物质，可以用来检查人体内部器官.波长最短的电磁波是γ射线，它具有更高的能量.在医学上可以治疗某些癌症、探测金属部件内部的缺陷.想一想除了课本上提到的各种电磁波的应用，你还知道电磁波的哪些应用？答案在现代战争中，很多武器的自动瞄准系统都有红外线探测装置，即使是人隐蔽在半边开放的掩体中，也能够被红外线探测装置发现；一些控制导弹飞行的系统中，也常常利用红外线进行制导；许多动物具有发达的红外线感受器官.三、电磁波的能量1.微波炉的工作应用了一种电磁波——微波.食物中的水分子在微波的作用下加剧了热运动，内能增加，温度升高.2.电磁波具有能量，电磁波是一种物质.四、太阳辐射1.太阳辐射中含有可见光、红外线、紫外线，同时还有X射线、γ射线、无线电波.2.太阳辐射的能量集中在可见光、红外线和紫外线三个区域内.波长在黄绿光附近，辐射的能量最强.我们的眼睛正好能感受这个区域的电磁辐射.一、波长、频率和波速的关系1.电磁波在真空中的速度为光速，c＝3×108 m/s.2.电磁波的波长(λ)、波速(c)及频率(f)的关系.(1)c ＝λf .(2)真空中，电磁波的频率越大，波长越短. 3.由周期和频率的关系f ＝1T 可知c ＝λT.4.影响波速的因素电磁波与机械波不同，它的传播速度与介质和频率有关，而机械波的速度只与介质有关. 例1 电磁波在空中的传播速度为v .北方交通广播电台的频率为f ，该电台所发射电磁波的波长为( ) A.v f B.1vfC.f vD.vf答案 A解析 由公式v ＝λf ，可得波长λ＝v f，选项A 正确.针对训练1 英国物理学家麦克斯韦认为：变化的磁场________(选填“能”或“不能”)产生电场；德国物理学家________用实验成功证实了电磁波的存在；已知电磁波在真空中的传播速度为3.0×108m/s ，频率为1.0×108Hz 的电磁波，在真空中的波长为________m. 答案 能 赫兹 3.0解析 根据麦克斯韦电磁场理论可知变化的磁场能产生电场；赫兹用实验证实了电磁波的存在；由公式v ＝λf ，可得波长λ＝v f ＝3.0×1081.0×108m ＝3.0 m.二、电磁波谱及其应用例2 如图4－2－1所示，医院常用X 光机检查人的身体.X 光机利用了X 射线的( )图4－2－1A.荧光效应B.灭菌消毒作用C.强穿透能力D.显著热效应答案 C解析 X 射线能够穿透物质，可以用来检查人体内部器官，选项C 正确. 针对训练2 关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是( ) A.把电场和磁场组合在一起就是电磁场 B.无线电波、可见光、X 射线都是电磁波 C.电磁波频率越高，传播速度越大D.麦克斯韦第一次通过实验验证了电磁波的存在 答案 B解析 电磁场是变化的电场和变化的磁场相互联系着的，形成的不可分割的统一体，不是简单的组合在一起，选项A 错误；根据电磁波谱可知选项B 正确；电磁波在真空中的传播速度等于光速，与频率无关，选项C 错误；麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹第一次通过实验验证了电磁波的存在，选项D 错误.波长、频率和波速的关系1.一列电磁波从水进入空气的过程中，一定保持不变的物理量是( ) A.频率 B.波长 C.振幅 D.波速 答案 A解析 频率由波本身决定，与介质、波速无关，选项A 正确；但电磁波在真空中的速度最大，而在介质中速度都会减小，故从真空传入水中时波速变小，由公式v ＝λf ，可得波长λ＝vf变小，选项B 、D 错误；电磁波在传播过程中，随着距离的增加，能量逐渐减弱，所以振幅逐渐减小，选项C 错误.2.家用微波炉中使用的微波频率为2 450 MHz ，它的波长是多少？某广播电台发射的电磁波的波长是500 m ，它的频率是多少？ 答案 0.122 m 6×105Hz解析 微波炉的微波频率是2 450 MHz ， 即f ＝2 450×106Hz ，由c ＝λf 得λ＝c f ＝3×1082 450×106m≈0.122 m.f ′＝cλ′＝3×108500Hz ＝6×105Hz.电磁波谱及其应用3.关于电磁波谱，下列说法中正确的是( )A.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B.γ射线是波长最短的电磁波，它比X 射线的频率还要高C.紫外线比紫光的频率低D.在电磁波谱中，穿透能力最强的是X 射线 答案 AB解析 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，选项A 正确；γ射线是波长最短的电磁波，它比X 射线的频率还要高，选项B 正确；在电磁波谱中从无线电波到γ射线，波长逐渐减小，频率逐渐增大，紫外线的频率应比紫光高，在电磁波谱中γ射线的穿透能力最强，故选项C 、D 错误.4.如图4－2－2所示，是医生用计算辅助某种射线断层摄影(简称“CT”)检查身体的情景，这种能穿透身体的射线是( )图4－2－2A.红外线B.可见光C.紫外线D.X 射线答案 D解析X射线能穿透物质，可以用来检查人体内部器官.“CT”就是利用X射线的穿透能力强的特点.题组一、电磁波谱及其应用1.下列各组电磁波，按波长由长到短的正确排列是( )A.γ射线、红外线、紫外线、可见光B.红外线、可见光、紫外线、γ射线C.可见光、红外线、紫外线、γ射线D.紫外线、可见光、红外线、γ射线答案 B解析在电磁波谱中，电磁波的波长从长到短排列顺序依次是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，由此可判定选项B正确.2.在电磁波谱中，下列说法正确的是( )A.各种电磁波有明显的频率和波长区域界限B.γ射线的频率一定大于X射线的频率C.X射线的波长有可能等于紫外线波长D.可见光波长一定比无线电波的短答案CD解析X射线和γ射线、X射线和紫外线有一部分频率重叠，界限不明显，故C、D选项正确.3.关于红外线，下列说法正确的是( )A.红外烤箱中的红光就是红外线B.红外线比可见光的波长长C.高温物体辐射红外线，低温物体不辐射红外线D.红外线比可见光更容易引起固体物质分子共振答案BD解析红外线是看不见的，所以烤箱中的红光不是红外线；红外线比可见光的波长长；一切物体，包括高温物体和低温物体都辐射红外线，只是物体温度越高，它辐射的红外线就越强；红外线的频率比可见光更接近固体物质分子的频率，也就更容易使分子发生共振，因而红外线热作用显著.4.关于紫外线，下列说法中正确的是( )A.紫外线能够灭菌消毒B.紫外线是紫色的C.紫外线能够用来透视人体器官D.紫外线的波长比可见光长答案 A解析紫外线具有灭菌消毒作用，A对；紫外线是不可见光，它的波长比可见光短，穿透能力比X射线弱，不能用于人体器官透视，故B、C、D错.5.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，即使车队离开，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射线波段答案 B解析一切物体在任何情况下都放射红外线，但不能随意放射可见光、紫外线和X射线，故这种遥感照相机敏感的电磁波属于红外波段.B正确.6.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射线波长相同答案 B解析无论是电磁波还是声波，都可以传递能量和信息，则A项错误；易知B项正确；太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波的传播速度不相同，则C项错误；遥控器发出的红外线频率和医院“CT”中的X射线频率不同，故它们的波长也不相同，则D项错误.7.关于电磁波，下列说法中正确的是( )A.电磁波与机械波一样均不能在真空中传播B.电磁波的传播实际上也伴随着电磁能的传播C.微波炉中的微波是一种高频率的电磁波，本身没有能量，但能产生热量D.微波炉中的微波是一种低频率的电磁波，本身具有能量，但不能产生热量答案 B解析 电磁波能在真空中传播，传播过程中也伴随着电磁能的传播，A 错，B 对；微波炉中的微波是一种高频率的电磁波，本身具有能量，能产生热量，故C 、D 错误. 题组二、波长、频率和波速的关系8.关于光波和无线电波，下列说法不正确的是( ) A.都是电磁波 B.都可以在真空中传播C.在真空中的传播速度都是3×108m/s D.二者的波长、频率均相同 答案 D解析 光波和无线电波本质上都是电磁波，都可以在真空中传播，在真空中传播的速度都是3×108m/s ，所以A 、B 、C 对；光波和无线电波波长、频率不同，所以D 错. 9.电磁波从真空传入水中时，下列说法正确的是( ) A.频率不变，波速变大，波长变大 B.频率不变，波速变小，波长变小 C.波速不变，频率变小，波长变大 D.波速不变，频率变大，波长变小 答案 B解析 电磁波的波长λ、波速v 和频率f 与机械波一样满足v ＝λf ，传播过程中，频率不变，C 、D 两项错误；但电磁波在真空中的速度最大，而在介质中速度都会减小，故从真空传入水中时波速变小，波长变小，A 错，B 对.10. 波长为50 m ～100 m 的无线电波适宜通过电离层的反射向远处传播，这些无线电波的频率范围是多大？若传到相隔1 500 km 的远处至少需要多长时间？ 答案 3×106Hz ～6×106Hz 5×10－3s解析 由c ＝λf 得，f 1＝cλ1＝3×10850 Hz ＝6×106 Hz ，f 2＝cλ2＝3×108100 Hz ＝3×106Hz ，所以频率范围为3×106Hz ～6×106Hz由x ＝ct 可得t ＝x c ＝1 500×1033×108s ＝5×10－3s。