高考物理 42 电磁波谱课件 新人教版选修11
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学案 2 电磁波谱
[学习目标定位]
本 学
1. 掌握波长、频率和波速的关系．知道电磁波在真空中的传
案 栏
播速度跟光速相同，即 c＝3×108 m/s.
目
开 2. 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，能够知道它们各自的特点与主要应
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
学
案 B．紫外线具有很强的荧光作用
栏
目 C．紫外线具有杀菌消毒作用
开
D．X 射线具有很强的贯穿力 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
第十一页，共18页。
学习(xuéxí)·探究区
解析 (1)X 光机是用来透视人的体内器官的，因此需要具 有较强穿透力的电磁波，但又不能对人体造成太大伤害， 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
案 栏
γ 射线具有更高的能量，在医学上可以用来治疗癌症、探测
目 开
金属部件内部的 缺陷(qu．ēxiàn)
7．电磁波具有能量，电磁波是 物质 存在的一种形式．
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．
第五页，共18页。
知识(zhī shi)·储备区
速度总是小于 3×108 m/s，阴极射线的实质是高速电子流，故
C 错误；在电磁波谱中，紫外线与伦琴射线有重叠部分，二
者波长关系不确定．紫外线的显著作用是荧光作用，而伦琴
射线的显著作用是穿透作用，故 D 错误． 答案 AB
第九页，共18页。
学习(xuéxí)·探究区
【例 3】 下面列出一些医疗器械的名称和这些器械运用的
()
A．红外线比红光波长长，它的热效应很强
本 学
B．X 射线就是伦琴射线
案 栏
C．阴极射线是一种频率极高的电磁波
目 开
D．紫外线的波长比伦琴射线长，它的显著作用是荧光作用
第八页，共18页。
学习(xuéxí)·探究区
解析 从电磁波的基本概念进行分析．在电磁波谱中，红外
线的波长比可见光长，而红光属于可见光，故红外线的波长
源、监测森林火灾、预报风暴和寒潮、加热物体．
第三页，共18页。
知识(zhī shi)·储备 区
4．可见光
视觉
可见光的波长在 700 nm～400 nm 之间，能引起人的 (shìj ．
本 学
5．紫外线
ué)
案
栏 紫外线也是不可见光，比光的波长短，波长范围为 5 nm～
目
开 400 nm 之间．紫外线的显著作用是 化学(hu作àx用ué．)紫外线可
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 ．
(3)电磁波在真空中传播的速度为 c，其值为 3.0×108 m/s.
第二页，共18页。
知识(zhī shi)·储备 区 2．无线电波
无线电波是波长大于 1 mm(频率小于 300 000 MHz)的电
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．
本
学 案
(1)X 光机，________.
栏 目
(2)紫外线灯，________.
开
第十页，共18页。
学习(xuéxí)·探究区
(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________． 本 A．光的全反射
A．对太阳光中的红外线有较强的吸收作用，导致全球的气
本
学
温增高
案
栏 B．在一昼夜中对从射来的太阳光中吸收的热大于它向地球
目
开
四周辐射的热，导致 CO2 的温度升高，导致全球的气温
升高
C．对由地面向外辐射的红外线有强烈的吸收作用，是这些
被吸收的热使大气温度升高
D．对由地面向外辐射的红外线有强烈的反射作用，使这些
本 通过测量得到相关数据标记在图上，请回答：
学 案
(1)A、B、C、D 四点中哪个点在波峰，哪个点在波谷？
栏
目 (2)已知图中水波传播的速度为 1 m/s，根据图中数据计算该
开
水波的频率为多少？
答案
(1)C 点，A 点
1 (2)3Hz
第七页，共18页。
图1
学习(xuéxí)·探究区
【例 2】 关于电磁波谱，下列说法中正确的是
案
栏 6．波长为 50 m～100 m 的无线电波适宜通过电离层的反射
目
开 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
第十八页，共18页。
学习(xuéxí)·探究区
【例 4】 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？
本 学
解析 微波炉的微波频率是 2 450 MHz，
案
栏 即 f＝2 450×106 Hz，
目
开由ຫໍສະໝຸດ c＝λf得λ＝cf ＝2
3×108 450×106
能量返回地面，从而使地面附近气温升高
第十六页，共18页。
自我(zìwǒ)·检测区
4．甲坐在国家大剧院的舞台前 60 m 处听音乐演唱会，乙
坐在家里离电视机 4 m 处听电视转播，已知乙所在处与国
本 家大剧院相距 1 000 km，不考虑其他因素，则(空气中声音
学
案 栏
传播的速度为 340 m/s)
(B )
目 开
A．甲先听到声音
B．乙先听到声音
C．甲、乙同时听到声音 D．不能确定
第十七页，共18页。
自我(zìwǒ)·检测区
5．一长波的波长是 30 km，该电磁波从地球向月球发射，
经过 2.56 s 收到它的反射波，月球、地球之间的距离是
本 学
3_._8_4_×__1_0_5 km，则在这一段距离内可排满1_._2_8_×_1_0_4_个波长．
m＝0.122 m.
f′＝λ′c ＝3×501008 Hz＝6×105 Hz. 答案 0.122 m 6×105 Hz
第十三页，共18页。
自我(zìwǒ)·检测区
1．下列各组电磁波中，按波长由长到短排列正确的是( D )
本 学
A．红外线、紫外线、可见光、γ 射线
案
栏 B．γ 射线、紫外线、红外线、可见光
以灭菌消毒，人体接受适量的紫外线照射，能促进 钙 的
吸收．紫外线还有 荧光 效应．
第四页，共18页。
知识(zhī shi)·储备区
6．X 射线和 γ 射线
X 射线和 γ 射线的波长比紫外线 短 ．X 射线对生命物质有
较强的作用，过量的照射会引起生物体的病变．
本 学
X 射线具有穿透作用，可以用于人体 透视(tòu．shì)
目
开 因是紫外线具有
(B )
A．热效应
B．荧光效应
C．灭菌消毒作用 D．波长较短的特点
第十五页，共18页。
自我(zìwǒ)·检测区
3．由于大气中 CO2 含量增加，导致全球气温升高，这被称
为“温室效应”，是环境保护面临的一个重大问题．CO2
对地面附近气温产生影响的主要原因是因为 CO2 ( D )
比红光长，红外线明显的作用是热效应，故 A 正确；X 射线
本 就是伦琴射线，是高速电子流射到固体上产生的一种波长很
学 案
短的电磁波，故 B 正确；阴极射线与电磁波有着本质的不同，
栏 电磁波在电场、磁场中不偏转，而阴极射线在电场、磁场中
目
开 会偏转，电磁波在真空中的速度是 3×108 m/s，而阴极射线的
磁波，无线电波主要用于通信和广播．
本 学
3．红外线
案 栏
(1)红外线是一种光波，波长比可见光的波长 大 ，比无线
目 开
电波的波长 小 ．
(2)红外线 不能 引起人的视觉：一切物体都会发射红外
线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射 强 ．
(3)红外线的主要作用： 红外线遥感(yáo、gǎ勘n)测地热、寻找水
本
学 X 射线，选 D.
案
栏 (2)紫外线灯主要是用来杀菌的，因此它应用的是紫外线的
目
开 杀菌作用而非荧光作用，因此选 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，因此选 E. 答案 (1)D (2)C (3)E
第十二页，共18页。
8．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．
本
学 案
辐射的能量主要集中在 可见光 、 红外线 和 紫外线 三个
栏 目
区域内．眼睛正好能感受这个区域的电磁辐射．
开
第六页，共18页。
学习(xuéxí)·探究区
【例 1】 如图 1 所示为一个同学敲打水面形成的水波示意图，
目
开 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
第十四页，共18页。
自我(zìwǒ)·检测区
2．据国外媒体报道，韩国科学家通过巧妙地处理荧光蛋白
基因，成功地克隆了猫．这个程序有助于相关人员研发治
本 学
疗人类遗传病的方法．该过程的一个“副产品”是，黑暗
案
栏 中的克隆猫接触紫外线光束时会发红光．该猫发红光的原
长范围．
第一页，共18页。
知识(zhī shi)·储备 区
1．波长、频率和波速
(1)概念
本
学 ①在波的传播中，凸起的最高处叫做 波峰(bō；fē凹ng下) 的最低
案
栏 目
处叫做 波谷(．bō邻g近ǔ)的两个波峰(或波谷)的距离叫做 波长 ．
开 ②在 1 s 内所通过波峰或波谷的 次数 叫波的频率．
[学习目标定位]
本 学
1. 掌握波长、频率和波速的关系．知道电磁波在真空中的传
案 栏
播速度跟光速相同，即 c＝3×108 m/s.
目
开 2. 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，能够知道它们各自的特点与主要应
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
学
案 B．紫外线具有很强的荧光作用
栏
目 C．紫外线具有杀菌消毒作用
开
D．X 射线具有很强的贯穿力 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
第十一页，共18页。
学习(xuéxí)·探究区
解析 (1)X 光机是用来透视人的体内器官的，因此需要具 有较强穿透力的电磁波，但又不能对人体造成太大伤害， 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
案 栏
γ 射线具有更高的能量，在医学上可以用来治疗癌症、探测
目 开
金属部件内部的 缺陷(qu．ēxiàn)
7．电磁波具有能量，电磁波是 物质 存在的一种形式．
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．
第五页，共18页。
知识(zhī shi)·储备区
速度总是小于 3×108 m/s，阴极射线的实质是高速电子流，故
C 错误；在电磁波谱中，紫外线与伦琴射线有重叠部分，二
者波长关系不确定．紫外线的显著作用是荧光作用，而伦琴
射线的显著作用是穿透作用，故 D 错误． 答案 AB
第九页，共18页。
学习(xuéxí)·探究区
【例 3】 下面列出一些医疗器械的名称和这些器械运用的
()
A．红外线比红光波长长，它的热效应很强
本 学
B．X 射线就是伦琴射线
案 栏
C．阴极射线是一种频率极高的电磁波
目 开
D．紫外线的波长比伦琴射线长，它的显著作用是荧光作用
第八页，共18页。
学习(xuéxí)·探究区
解析 从电磁波的基本概念进行分析．在电磁波谱中，红外
线的波长比可见光长，而红光属于可见光，故红外线的波长
源、监测森林火灾、预报风暴和寒潮、加热物体．
第三页，共18页。
知识(zhī shi)·储备 区
4．可见光
视觉
可见光的波长在 700 nm～400 nm 之间，能引起人的 (shìj ．
本 学
5．紫外线
ué)
案
栏 紫外线也是不可见光，比光的波长短，波长范围为 5 nm～
目
开 400 nm 之间．紫外线的显著作用是 化学(hu作àx用ué．)紫外线可
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 ．
(3)电磁波在真空中传播的速度为 c，其值为 3.0×108 m/s.
第二页，共18页。
知识(zhī shi)·储备 区 2．无线电波
无线电波是波长大于 1 mm(频率小于 300 000 MHz)的电
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．
本
学 案
(1)X 光机，________.
栏 目
(2)紫外线灯，________.
开
第十页，共18页。
学习(xuéxí)·探究区
(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________． 本 A．光的全反射
A．对太阳光中的红外线有较强的吸收作用，导致全球的气
本
学
温增高
案
栏 B．在一昼夜中对从射来的太阳光中吸收的热大于它向地球
目
开
四周辐射的热，导致 CO2 的温度升高，导致全球的气温
升高
C．对由地面向外辐射的红外线有强烈的吸收作用，是这些
被吸收的热使大气温度升高
D．对由地面向外辐射的红外线有强烈的反射作用，使这些
本 通过测量得到相关数据标记在图上，请回答：
学 案
(1)A、B、C、D 四点中哪个点在波峰，哪个点在波谷？
栏
目 (2)已知图中水波传播的速度为 1 m/s，根据图中数据计算该
开
水波的频率为多少？
答案
(1)C 点，A 点
1 (2)3Hz
第七页，共18页。
图1
学习(xuéxí)·探究区
【例 2】 关于电磁波谱，下列说法中正确的是
案
栏 6．波长为 50 m～100 m 的无线电波适宜通过电离层的反射
目
开 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
第十八页，共18页。
学习(xuéxí)·探究区
【例 4】 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？
本 学
解析 微波炉的微波频率是 2 450 MHz，
案
栏 即 f＝2 450×106 Hz，
目
开由ຫໍສະໝຸດ c＝λf得λ＝cf ＝2
3×108 450×106
能量返回地面，从而使地面附近气温升高
第十六页，共18页。
自我(zìwǒ)·检测区
4．甲坐在国家大剧院的舞台前 60 m 处听音乐演唱会，乙
坐在家里离电视机 4 m 处听电视转播，已知乙所在处与国
本 家大剧院相距 1 000 km，不考虑其他因素，则(空气中声音
学
案 栏
传播的速度为 340 m/s)
(B )
目 开
A．甲先听到声音
B．乙先听到声音
C．甲、乙同时听到声音 D．不能确定
第十七页，共18页。
自我(zìwǒ)·检测区
5．一长波的波长是 30 km，该电磁波从地球向月球发射，
经过 2.56 s 收到它的反射波，月球、地球之间的距离是
本 学
3_._8_4_×__1_0_5 km，则在这一段距离内可排满1_._2_8_×_1_0_4_个波长．
m＝0.122 m.
f′＝λ′c ＝3×501008 Hz＝6×105 Hz. 答案 0.122 m 6×105 Hz
第十三页，共18页。
自我(zìwǒ)·检测区
1．下列各组电磁波中，按波长由长到短排列正确的是( D )
本 学
A．红外线、紫外线、可见光、γ 射线
案
栏 B．γ 射线、紫外线、红外线、可见光
以灭菌消毒，人体接受适量的紫外线照射，能促进 钙 的
吸收．紫外线还有 荧光 效应．
第四页，共18页。
知识(zhī shi)·储备区
6．X 射线和 γ 射线
X 射线和 γ 射线的波长比紫外线 短 ．X 射线对生命物质有
较强的作用，过量的照射会引起生物体的病变．
本 学
X 射线具有穿透作用，可以用于人体 透视(tòu．shì)
目
开 因是紫外线具有
(B )
A．热效应
B．荧光效应
C．灭菌消毒作用 D．波长较短的特点
第十五页，共18页。
自我(zìwǒ)·检测区
3．由于大气中 CO2 含量增加，导致全球气温升高，这被称
为“温室效应”，是环境保护面临的一个重大问题．CO2
对地面附近气温产生影响的主要原因是因为 CO2 ( D )
比红光长，红外线明显的作用是热效应，故 A 正确；X 射线
本 就是伦琴射线，是高速电子流射到固体上产生的一种波长很
学 案
短的电磁波，故 B 正确；阴极射线与电磁波有着本质的不同，
栏 电磁波在电场、磁场中不偏转，而阴极射线在电场、磁场中
目
开 会偏转，电磁波在真空中的速度是 3×108 m/s，而阴极射线的
磁波，无线电波主要用于通信和广播．
本 学
3．红外线
案 栏
(1)红外线是一种光波，波长比可见光的波长 大 ，比无线
目 开
电波的波长 小 ．
(2)红外线 不能 引起人的视觉：一切物体都会发射红外
线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射 强 ．
(3)红外线的主要作用： 红外线遥感(yáo、gǎ勘n)测地热、寻找水
本
学 X 射线，选 D.
案
栏 (2)紫外线灯主要是用来杀菌的，因此它应用的是紫外线的
目
开 杀菌作用而非荧光作用，因此选 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，因此选 E. 答案 (1)D (2)C (3)E
第十二页，共18页。
8．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．
本
学 案
辐射的能量主要集中在 可见光 、 红外线 和 紫外线 三个
栏 目
区域内．眼睛正好能感受这个区域的电磁辐射．
开
第六页，共18页。
学习(xuéxí)·探究区
【例 1】 如图 1 所示为一个同学敲打水面形成的水波示意图，
目
开 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
第十四页，共18页。
自我(zìwǒ)·检测区
2．据国外媒体报道，韩国科学家通过巧妙地处理荧光蛋白
基因，成功地克隆了猫．这个程序有助于相关人员研发治
本 学
疗人类遗传病的方法．该过程的一个“副产品”是，黑暗
案
栏 中的克隆猫接触紫外线光束时会发红光．该猫发红光的原
长范围．
第一页，共18页。
知识(zhī shi)·储备 区
1．波长、频率和波速
(1)概念
本
学 ①在波的传播中，凸起的最高处叫做 波峰(bō；fē凹ng下) 的最低
案
栏 目
处叫做 波谷(．bō邻g近ǔ)的两个波峰(或波谷)的距离叫做 波长 ．
开 ②在 1 s 内所通过波峰或波谷的 次数 叫波的频率．