1、4.2 电磁波谱 学习目标定位 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跟光速 相同，即 c3.00108 m/s.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、 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长范围 一、波长、频率和波速 1概念 (1)在一列波中，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)频率：在 1s 内所通过波峰或波谷的次数 (3)波速：表示波的传播快慢 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 二、电
2、磁波谱 1电磁波谱：把电磁波按波长或频率大小的顺序排列起来，就叫电磁波谱 2无线电波 (1)无线电波是波长大于 1 mm(频率小于 300 000 MHz)的电磁波 (2)无线电波主要用于通信和广播 3红外线 (1)红外线是一种光波，波长比可见光的波长长，比无线电波的波长短 (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、勘测地热、寻找水源、监测森林火灾、预报风暴和寒 潮、加热物体 4可见光 可见光的波长在 700 nm400 nm 之间，能引起人的视觉 5紫外线 紫外线也是不可见光，波长比可见光的短，波长范围为
3、 5 nm400 nm.紫外线的显著作用 是化学作用紫外线可以灭菌消毒，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 6X 射线和 射线 X 射线和 射线的波长比紫外线短 X 射线对生命物质有较强的作用，过量的辐射会引起 生物体的病变 X 射线具有穿透作用，可以用于人体透视 射线具有更高的能量，在医学上可以用来治疗癌症、探测金属部件内部的缺陷 三、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 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太阳辐射中含有可见光、红外线、紫外线、X 射线、 射线、无线电波 太阳辐射的
4、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能感受这个区 域的电磁辐射. 一、波长、频率和波速 1关系：vf. 2电磁波的波长()、波速(c)及频率(f) 的关系：cf. (1)电磁波在真空中的速度为光速，c3.00108 m/s. (2)电磁波的频率越大，波长越短 3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，而机械波的传播速度只与介质有 关 二、不同波长电磁波的比较 名称 特性 无线电波 红外线 可见光 紫外线 X 射线 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、金属 探伤 治疗疾 病、金 属探伤
5、真空中的速度 都是 c3.00108 m/s 频率 小大 同介质中速度 大小 一、波长、频率和波速的关系 例 1 如图 1 所示为一个同学敲打水面形成的水波示意图，通过测量得到相关数据标记在 图上，请回答： 图 1 (1)A、B、C 、D 四点中哪个点在波峰，哪个点在波谷？ (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水波的频率为多少？ 答案 (1)C 点 A 点 (2) Hz 13 针对训练 频率为 51014 Hz 的红光，从 10 m 外的交通信号灯传到你的眼睛，大约需要多 长时间？在这个距离中有多少个波长？ 答案 3.3108 s 1.7107 个 解析 该红光的波长
6、由 cf 得， m6.0107 m传到眼睛需要的时间 cf 3.0010851014 是 t s3.3108 s，在这个距离中的波长数有 n 1.7107 xc 103.00108 x 106.010 7 个 二、电磁波的应用 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 DX 射线具有很强的穿透力 E红外线具有显著的热效应 F红外线波长较长
7、，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 X 射线， 选 D. (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，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 1(电磁波谱)下列各组电磁波中，按波长由长到短排列正确的是 ( ) A红外线、紫外线、可见光、 射线 B 射线、紫外线、红外线、可见光 C 射线、紫外
8、线、可见光、红外线 D红外线、可见光、紫外线、 射线 答案 D 2(电磁波的特性)关于电磁波谱，下列说法中正确的是( ) AX 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 射线是波长最短的电磁波，它的频率比 X 射线还要高 C紫外线的频率比紫光低 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； 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 射线，波长逐渐减小，频率逐渐增大，紫外线的频率比紫光高，在电磁 波谱中 射线
9、的穿透能力最强，故选项 C、D 错误 3(电磁波的应用)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疗人类遗传病的方法该过程的一个“副产品”是， 黑暗中的克隆猫接触紫外线时会发红光该猫发红光的原因是紫外线具有( ) A热效应 B荧光效应 C灭菌消毒作用 D波长较短的特点 答案 B 4(电磁波的应用)有些动物夜间几乎什么都看不到，而猫头鹰在夜间却有很好的视力其 原因是( ) A不需要光线，也能看到目标 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 答案 C 5(波长、频率和波速)波长为 50 m100 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 3106 Hz6106 Hz 5103 s
