高中物理第四章电磁振荡与电磁波4电磁波谱课件选择性必修第二册

解析： 雷达向外发射电磁波，当电磁波遇到飞机时就要发生反 射，雷达通过接收反射回来的电磁波，就可以测定飞机的位置，所以要 想降低飞机的可探测性，可以使用吸收雷达电磁波的材料，在雷达屏幕 上显示的反射信息很小、很弱，很难被发现，选项B正确。
课堂达标检测
1．(2021·山东省潍坊七中高二下学期检测)我国成功研发的反隐身
4．应用 探测飞机、导弹等军事目标；可以用于导航；天文学上研究星体； 在气象上可以用于探测台风、雷雨、乌云。
案例 如图所示是中国制造的具有“隐身能力”和强大攻击力的战
斗机“歼20”，隐形飞机的原理是：在飞机研制过程中设法降低其可探测
性，使之不易被敌方发现、跟踪和攻击。根据你所学的物理知识，判断
下列说法中正确的是
3．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。
典例剖析
典例1 (2020·浙江嘉兴模拟 )我们的生活已经离不开电磁波 ，
B．GPS定位系统使用的电磁波的能量最强
C．地铁行李安检时使用的电磁波具有较强的穿透本领
D．手机工作时使用的电磁波是纵波，不能产生偏振现象
思路引导：波长越长衍射现象越明显，频率越高能量越强，穿透本 领越大；电磁波是横波。
解析：家用5GWi－Fi使用的电磁波的频率较高，所以其波长较短， 故其衍射现象不明显，故A错误；北斗定位系统使用的电磁波比家用 5GWi－Fi使用的电磁波的频率要低，根据电磁波的频率越高，能量越 大，可知北斗定位系统使用的电磁波的能量不是最强的，故B错误；地 铁行李安检时使用频率为1018 Hz的电磁波，频率非常高，这种电磁波具 有较强的穿透本领，故C正确；手机工作时使用的电磁波均为横波，能 产生偏振现象，故D错误。
『想一想』 为什么通信、广播用无线电波，而不用其他电磁波？
解析：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 波衍射越强，可以绕过障碍物继续传播，故通信、广播用无线电波。
课内互动探究
探究
电磁波谱
情景导入
在我们身边到处都有电磁波的影子，它的应用 更是比比皆是。下面列出的设备中工作时所发出的 波，哪些属于电磁波？(1)微波炉加热食物时发出的 波。(2)电视发射塔发出的波。(3)互联网光缆中传播 的波。(4)电视机遥控器发出的波。
(1)X光机__D_； (2)紫外线灯__C_；
(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_E__。
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
思路引导：电磁波在生产、生活和国防科技等方面应用广泛，联系 实际的试题较多，要提高自己运用知识的能力。应该留心自然中、生活 中、现代技术中应用了什么物理现象和规律，这是解决这种类型题目的 关键。
对点训练
1．一种电磁波入射到半径为1 mm的孔上，可发生明显的衍射现
象，这种波属于电磁波谱的哪个区域
( C)
A．可见光
B．γ射线
C．无线电波
D．紫外线
解析：一种波发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸跟其波
长差不多或比其波长还要短，电磁波中的无线电波波长大于1 mm，红外
线波长小于1 mm，可见光、紫外线、γ射线的波长更短，所以只有无线
( B)
A．运用隐蔽色涂层，无论距你多近的距离，即使你拿望远镜也不
能看到它
B．使用吸收雷达电磁波材料，在雷达屏幕上
显示的反射信息很小、很弱，很难被发现
C．使用吸收雷达电磁波涂层后，传播到复合
金属机翼上的电磁波在机翼上不会产生感应电流
D．主要是对发动机、喷气尾管等因为高温容易产生紫外线辐射的
部位采取隔热、降温等措施，使其不易被对方发现和攻击
电波符合条件。
探究 情景导入
不同电磁波的应用与比较
当测量体温的人数较多时，可采用“红外测温枪”测温，你知道 “红外测温枪”为什么能测出不同人的温度吗？
提示：不同体温的人辐射的红外线强度不同，体温 越高红外线辐射强度越强，“红外测温枪”就是根据红 外辐射强度的不同“感知”温度的。
要点提炼
不同电磁波的应用和比较
2．红外线 (1)波长范围：波长比_无__线__电__波___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__。 (3)主要应用：烘干、_红__外__遥__感___、_测__温___、夜视仪等。 3．可见光 (1)波长范围：可见光的波长在___7_6_0___ nm到__4_0_0____ nm之间。 (2)7种可见光波长从长到短的排序是：红光、_橙__光___、 _黄__光___、 _绿__光___、__青__光__、_蓝__光___、紫光。 (3)可见光的作用：引起人类的_视__觉___。
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。
『选一选』
关于电磁波的特性和应用，下列说法正确的是
(D)
A．红外线和X射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体
B．过强的紫外线照射能促进维生素D的合成从而有利于人体皮肤
健康
C．电磁波中频率最大的是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
解析：X射线有很高的穿透本领，常用于医学透视人体，但红外线 穿透能力很弱，选项A错误；过强的紫外线照射对人的皮肤有害，选项B 错误；电磁波中频率最大的是γ射线，波长最短，最不容易发生衍射现 象，选项C错误。
解析：紫外线有较强的荧光作用，能使荧光物质发出荧光，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。D正确。
核心素养提升
了解雷达 1．雷达的工作原理 利用电磁波遇到障碍物发生反射的特性。 2．确定位置的方法 已知无线电波的传播速度为c，测出从发射无线电波脉冲到接收到 反射回来无线电波的时间t，就可由公式2s＝ct确定被测物体的距离，再 根据无线电波的方向和仰角，便可以确定被测物体的位置了。
思考辨析
『判一判』 (1)太阳辐射的电磁波中只有可见光。 (2)不同波段的无线电波其传播特点不一样。 (3)雷达在能见度低的黑夜将无法使用。 (4)红外线、X射线、β射线和γ射线都属于电磁波。 (5)人体每时每刻都在发射红外线。 (6)过强的紫外线会伤害眼睛和皮肤。
(×) (√) (×) (×) (√) (√)
对点训练
2．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
( D)
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
4．紫外线 (1)波长范围：紫外线的波长在5 nm到___3_7_0___ nm之间，不能引起 人的视觉。 (2)主要应用： ①紫外线具有较高的能量，因此可以利用紫外线__灭__菌__消__毒__。 ②许多物质在紫外线的照射下会发出荧光，根据这一点可以设计 _防__伪__措__施___。
5．X射线和γ射线 (1)波长范围：波长比紫外线更短的电磁波就是X射线和γ射线了。 (2)主要应用： ①X射线：X射线能够穿透物质，可以用来检查__人__体__内__部__器__官__， 在工业上，利用X射线检查__金__属__构__件__内__部__的__缺__陷__等。 ②γ射线：具有很高的能量，穿透能力更强。主要应用有：医学上 具有治疗_癌__症___的作用，工业上具有探测 _金__属__构__件__内__部__的__缺__陷___的作 用。
提示：均属线电波、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。如图所示是按波长由大到小(频率由小到 大)顺序排列的电磁波谱。
2．共性 (1)它们在本质上都是电磁波，它们的行为服从相同的规律，各波段 之间的区别并没有绝对的意义。 (2)都遵守公式v＝λf，它们在真空中的传播速度都是c＝×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。
第四章 电磁振荡与电磁波
4．电磁波谱
目标体系构建 课前预习反馈 课内互动探究 核心素养提升 课堂达标检测
目标体系构建
【学习目标】 1．了解无线电波的波段划分，了解不同波段的无线电波的用途及 传播方式。 2．了解红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线的特征及典型应 用，认识电磁波谱。 3．了解科技对人类生活和社会发展的影响，增强学习兴趣和责任 意识。
知识点 2 不同电磁波的特性和用途
1．无线电波 (1) 定 义 ： 技 术 上 把 波 长 _大__于__1___mm( 频 率 __低__于__3_0_0____GHz) 的 电 磁波称作无线电波。 (2) 分 类 ： 无 线 电 波 按 波 长 ( 频 率 ) 可 划 分 为 长 波 、 _中__波___ 、 _中__短__波___、_短__波___、微波。 (3)应用：无线电波广泛应用于_通__信___、_广__播___及其他信号传输。
种类 波长范围
特性
应用
产生机理
无线电波
大于1 mm
传播能力 通信、广播、导
强
航、射电望远镜
振荡电路中自 由电子的周期 性运动
加热、红外遥感、
红外线 大于760 nm 热作用强 测温、夜视仪、
可见光
红外摄影 400～760 nm 感光性强 照明、照相
杀菌作用、灭菌消毒、制成
原子的外层电 子受激发
紫外线 5～370 nm 化学作用、验钞机、促使人
如：北斗定位系统使用频率为1 500 MHz(1 MHz＝106 Hz)左右的电磁
波，手机工作时使用频率为800～1 900 MHz的电磁波，家用5GWi－Fi
使用频率约为5 725 MHz的电磁波，地铁行李安检时使用频率为1018 Hz
的电磁波。关于这四种电磁波的说法正确的是
(C)
A．家用5GWi－Fi使用的电磁波的衍射现象最明显
荧光作用 体合成维生素D
种类 X射线
γ射线
波长范围 特性
应用
产生机理
较强的 0.001～10 nm 穿透能
力
透视人体检查器官、 原子的内层电
检查金属部件的质 子受激发
量
医学上的γ刀技术，
穿透能 由于能穿透几厘米
小于0.001 nm
原子核受激发
力最强 的铅板而用于探测
金属内部的缺陷
典例剖析
典例 2 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些现象的医疗器械后面的空格上。
【思维脉络】
课前预习反馈
知识点 1 电磁波谱
1．概念 按电磁波的_波__长___大小或_频__率___高低的顺序把它们排列成谱，叫电 磁波谱。 2．按频率由小到大的顺序排列电磁波谱 无线电波，_红__外__线___，__可__见__光__，_紫__外__线___，_X_射__线___，γ射线。
3．构造及特点 一般由天线系统、发射装置、接收装置、输出装置(显示器)、电 源、用于控制雷达工作和处理信号的计算机以及防干扰设备等构成。 ①雷达既是无线电波的发射端，又是无线电波的接收端； ②雷达使用的无线电波是直线性好、反射性能强的微波波段； ③雷达发射的是不连续的无线电波，即脉冲，每次发射时间短于1 μs，两次发射的时间间隔约为0.1 ms； ④障碍物的距离等情况都由显示器直接显示出来。
先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里
程碑。米波雷达发射无线电波的波长在1～10 m范围内，则对该无线电
波的判断正确的是
(C)
A．米波的频率比厘米波频率高
B．和机械波一样须靠介质传播
C．同光波一样会发生反射现象
D．不可能产生干涉和衍射现象
解析：从名称上可判断，米波的波长大于厘米波的波长，由波长与 频率、波速关系式λ＝c/f可知，米波的频率小于厘米波的频率，选项A错 误；无线电波是电磁波，可以在真空中传播，选项B错误；无线电波同 光波一样会发生反射现象，可以产生干涉和衍射现象，选项C正确，D错 误。