人教版選擇性必修第二冊(cè)高中物理：4-4 電磁波譜（導(dǎo)學(xué)案）

4.4電磁波譜

學(xué)習(xí)目標(biāo)

i.了解光的電磁說(shuō)及其建立過(guò)程；

2.知道可見光是一定頻率范圍的電磁波；

3.知道紅外線，紫外線，倫琴射線等不同頻率的電磁波的特點(diǎn)；

4.知道電磁波譜，并能夠按波長(zhǎng)長(zhǎng)短（或頻率高低）順序說(shuō)出電磁波的名稱。

重點(diǎn)難點(diǎn)

【重點(diǎn)】電磁波的組成，分波段解釋無(wú)線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、Y射線的特點(diǎn)

與應(yīng)用

【難點(diǎn)】無(wú)線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、丫射線的特點(diǎn)與應(yīng)用

學(xué)習(xí)進(jìn)階

【課前自主學(xué)習(xí)】

一、知識(shí)前置

1、電磁波譜

按照波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短的順序，電磁波的分類依次是、、、

、、、、、0

磁波的波長(zhǎng)越短，越觀察到衍射現(xiàn)象，穿透性越強(qiáng)，所以的穿透性最強(qiáng)。

2、無(wú)線電波

無(wú)線電波在電磁波譜中的波長(zhǎng)最,用于、及。

3、紅外線

—可以發(fā)射紅外線。不同的物體發(fā)出的紅外線強(qiáng)度不一樣。

4、可見光

可見光的波長(zhǎng)在之間。

天空明亮，是因?yàn)閛

天空呈現(xiàn)藍(lán)色，是因?yàn)?

傍晚的陽(yáng)光比較紅，是因?yàn)镺

5、紫外線

紫外線是德國(guó)物理學(xué)家里特在1801年發(fā)現(xiàn)的.在可見光的紫光區(qū)外側(cè)放一張照相底片，底片會(huì)

感光，說(shuō)明這里也有一種看不見的光存在，波長(zhǎng)比紫光還短，叫做紫外線.紫外線的主要作用是

6、X射線和丫射線

倫琴射線是比紫外線波長(zhǎng)還短的一種,也叫.是德國(guó)物理學(xué)家

—在1895年發(fā)現(xiàn)的.用高速電子流射到任何固體上，都會(huì)產(chǎn)生一種看不見的射線，這種

射線穿透本領(lǐng)很大，能使包在黑紙里的照相底片感光.由于當(dāng)時(shí)不知道是什么射線，倫琴就把它叫

做X射線.后來(lái)人們?yōu)榱思o(jì)念倫琴，把這種射線叫做射線.

問(wèn)題1：紅外線的頻率比可見光的頻率高還是低?根據(jù)電磁波譜上的位置說(shuō)說(shuō)它為什么叫紅外線?用

肉眼能不能觀察到紅外線？

問(wèn)題2：X射線和丫射線誰(shuí)的波長(zhǎng)更短?X射線是怎樣產(chǎn)生的？Y射線是怎樣產(chǎn)生的？

問(wèn)題3：天空為什么是藍(lán)的？

二、新知學(xué)習(xí)

1.想一想：

太空中的太陽(yáng)動(dòng)力學(xué)觀測(cè)臺(tái)（SDO）

可以拍攝到紫外線波段的太陽(yáng)圖像。通過(guò)這些圖像可以觀察到被可見光模糊或者遮擋的日冕等太陽(yáng)

活動(dòng)。對(duì)比波長(zhǎng)為211nm的紫外線和可見光的圖像可以看出，它與我們常見的太陽(yáng)大不相同。除

了可見光和紫外線，你還知道太陽(yáng)能發(fā)出哪些波段的電磁波嗎？

1.電?磁波譜0

電磁波譜：按電磁波的波長(zhǎng)或頻率高低的順序把它們排列成譜，叫

由_______、、、、、合起來(lái)構(gòu)成范圍非常廣闊的電磁波譜

2.無(wú)線電波

無(wú)線電波的特點(diǎn)概念：

特點(diǎn)：入大于（f小于）,入較長(zhǎng)。

應(yīng)用：無(wú)線電技術(shù)（長(zhǎng)、中短波用于發(fā)送廣播信號(hào)。）（微波用于發(fā)送電視信號(hào)和微波爐。）

特性：_______

無(wú)線電波的波段分布及其主要用途（根據(jù)：波長(zhǎng)/頻率）

波段波長(zhǎng)/m頻率/MHz傳播方式主要用途

長(zhǎng)波30000?30000.01?0.1地波

廣播、導(dǎo)航

中波3000?2000.1~1.5地波和天波

中短波200?501.5?6

調(diào)幅（AM）

天波

廣播、導(dǎo)航

短波50?106?30

調(diào)頻（FM）

米波（VHF）10~130~300近似直線傳播

廣播、電視、導(dǎo)航

分米波（UHF）1~0.1300?3000

微波

厘米波0.1~0.013000~30000直線傳播移動(dòng)通信

毫米波0.01?0.00130000?300000射電天文

雷達(dá)天線（微波）

波長(zhǎng)短的電磁波，由于衍射現(xiàn)象不明顯，傳播的方向性好，有利于用定位。

射電望遠(yuǎn)鏡

通過(guò)接收天體輻射的，進(jìn)行天體物理研究。

【做一做】：

移動(dòng)電話經(jīng)常使用Wi-Fi聯(lián)網(wǎng)，也會(huì)用藍(lán)牙傳輸數(shù)據(jù)。但是，由于Wi-Fi和藍(lán)牙使用了相同

頻段的無(wú)線電波，兩者可能互相干擾。請(qǐng)你利用移動(dòng)電話中的應(yīng)用程序檢查一下，在連接藍(lán)牙鼠標(biāo)

或藍(lán)牙音響后，移動(dòng)電話的上網(wǎng)速度會(huì)不會(huì)受到影響。再查一查Wi-Fi和藍(lán)牙所使用的電磁波的頻

率是多少？

<深度測(cè)速

1.2MB/S

相當(dāng)于11M格■

Osnra.?議切投網(wǎng)緡

46ms64ms189ms

3.紅外線

紅外線特點(diǎn)：L

2.

3.

波長(zhǎng)范圍：

一切物體都在不停地輻射紅外線，物體溫度越高,輻射的紅外線越強(qiáng).熱輻射一一即熱

傳遞方式之一

發(fā)現(xiàn)：由英國(guó)人于1800年首先發(fā)現(xiàn)

特性：_______

用途：、

4.可見光

能使人的眼睛產(chǎn)生視覺(jué)效應(yīng)的電磁波稱為.如：紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫各色光。

波長(zhǎng)范圍：

特性：_______

應(yīng)用：、等

可見光在電磁波中是一個(gè)的波段

光的顏色是由電磁波的決定的。

不同頻率的色光在真空中波速相同，在_____中波速不同。

同一色光在不同介質(zhì)中，頻率（顏色）不變，波長(zhǎng)和波速都要改變。

在同一介質(zhì)中，頻率越高，

【思考】：

天空為什么是亮的？天空為什么是藍(lán)色的？

海水為什么是藍(lán)色的？

5.紫外線

是一種波長(zhǎng)比紫光還短的不可見光

波長(zhǎng)范圍：

特性：《

發(fā)現(xiàn)：由德國(guó)物理學(xué)家于1801年首先發(fā)現(xiàn)的

應(yīng)用：、等

一切高溫物體發(fā)出的光中，都有。

注意：與人眼都是看不到的

人為什么不能長(zhǎng)時(shí)間在太陽(yáng)下暴曬？

6.X射線和丫射線

比X射線波長(zhǎng)更短的電磁波，就是

波長(zhǎng)范圍：丫射線：小于

特性：_____

應(yīng)用：刀，金屬探傷

Y射線對(duì)人體正常細(xì)胞有很強(qiáng)的作用，因此有Y射線可能出現(xiàn)的地方，必須提出警告，嚴(yán)加

防護(hù)

比X射線波長(zhǎng)更短的電磁波，就是

波長(zhǎng)范圍：Y射線：小于

特性：具有很高的,更強(qiáng)的穿透能力

應(yīng)用：醫(yī)學(xué)治療Y刀，

Y射線對(duì)人體正常細(xì)胞有很強(qiáng)的破壞作用，因此有Y射線可能出現(xiàn)的地方，必須提出警告，嚴(yán)加

防護(hù)

7.STSE-尋找地外文明

人類探索自然奧秘的活動(dòng)從來(lái)沒(méi)有停止過(guò)。20世紀(jì)，“外星人”成了科幻小說(shuō)的主題之一。1960年

美國(guó)國(guó)立射電天文臺(tái)執(zhí)

行了一項(xiàng)計(jì)劃：尋找“外星人”。他們使用一臺(tái)直徑26m的射電望遠(yuǎn)鏡，接收21cm波長(zhǎng)的無(wú)線

電信號(hào)。宇宙中最多的元素是氫，21cm波長(zhǎng)是氫原子輻射的波長(zhǎng)之一。如果存在著任何智慧生物,

他們都會(huì)對(duì)氫元素作透徹的研究。同年4月8日，這架射電望遠(yuǎn)鏡開始搜索。遺憾的是，至今沒(méi)

有發(fā)現(xiàn)什么有價(jià)值的信息。研究人員又在19721975年用兩臺(tái)直徑更大的射電望遠(yuǎn)鏡和更精密的儀

器，在同一波段對(duì)660顆與太陽(yáng)類似的恒星進(jìn)行無(wú)線電監(jiān)聽，結(jié)果仍然沒(méi)有新的發(fā)現(xiàn)。

我國(guó)在貴州建造的世界最大的球面射電望遠(yuǎn)鏡FAST正在開展對(duì)地外文明的探索。除了千方百計(jì)

接收來(lái)自太空的“外星人來(lái)電”之外，地球上的人也主動(dòng)向宇宙發(fā)射過(guò)幾次無(wú)線電信號(hào)。1974年11

月16日，設(shè)在波多黎各的一個(gè)天文臺(tái)用波長(zhǎng)12.6cm的調(diào)頻電磁波第一次向銀河系發(fā)送了人類對(duì)

外星人的問(wèn)候。時(shí)至今日，人們雖然已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)系外的行星，但還沒(méi)有找到地外文明。目前已

知的文明星球只有一個(gè)一一地球。生活在地球上的人們應(yīng)該更加愛(ài)護(hù)自己的地球母親。

自我檢涮

1.（單選）根據(jù)電磁波譜選出下列各組電磁波，其中頻率互相交錯(cuò)重疊，且波長(zhǎng)順序由短到長(zhǎng)排列

的是（）

A.微波、紅外線、紫外線

B.y射線、X射線、紫外線

C.紫外線、可見光、紅外線

D.紫外線、X射線、y射線

2.（單選））一種電磁波入射到半徑為1m的孔上，可發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，這種波屬于電磁波譜

的區(qū)域是（）

A.y射線B.可見光

C.無(wú)線電波D.紫外線

3.（多選）關(guān)于紅外線的作用與來(lái)源，下列說(shuō)法正確的是（）

A.一切物體都在不停地輻射紅外線

B.紅外線具有很強(qiáng)的熱作用和熒光作用

C.紅外線的顯著作用是化學(xué)作用

D.紅外線容易穿透云霧

4.（單選）關(guān)于電磁波譜，下列說(shuō)法中正確的是（）。

A.電磁波中最容易表現(xiàn)出干涉、衍射現(xiàn)象的是無(wú)線電波

B.紅外線、紫外線、可見光是原子的外層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的

C.倫琴射線和丫射線是原子的內(nèi)層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的

D.紅外線的顯著作用是熱作用，溫度較低的物體不能輻射紅外線

5.下列說(shuō)法中符合實(shí)際的是（）。

A.在醫(yī)院里常用X射線對(duì)病房和手術(shù)室消毒

B.醫(yī)院里常用紫外線對(duì)病房和手術(shù)室消毒

C.在人造地球衛(wèi)星上對(duì)地球進(jìn)行拍攝是利用紫外線有較好的分辨能力

D.在人造地球衛(wèi)星上對(duì)地球進(jìn)行拍攝是利用紅外線有較好的穿透云霧煙塵的能力

6.可見光也是一種電磁波，某種可見光的波長(zhǎng)為0.6"n,則它的頻率為是多少？己知光從真空中進(jìn)入

水中頻率不變，但波長(zhǎng)變短，若這種可見光進(jìn)入水的波長(zhǎng)變?yōu)?.5卬n,那么此光在水中的傳播速度

將變?yōu)槎嗌伲?/p>

參考答案

I.【答案】B

【解析】微波和紅外線，紅外線與紫外線在電磁波譜中不相鄰，更不會(huì)頻率重疊，A錯(cuò)誤.紫外線、

可見光、紅外線雖相鄰，但它們?nèi)唛g有明確的界線，頻率也不相重疊，C錯(cuò)誤.在電磁波譜中紫

外線、X射線、y射線有重疊，y射線波長(zhǎng)最短，紫外線波長(zhǎng)最長(zhǎng)，故B正確，D錯(cuò)誤.故選B.

【總結(jié)】據(jù)電磁波譜中各種電磁波的排列順序、波長(zhǎng)(或頻率)大小關(guān)系分析、判斷.

2.【答案】C

【解析】根據(jù)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象的條件可知障礙物或孔的尺寸和波長(zhǎng)相差不多或比波長(zhǎng)還要小.電

磁波譜中無(wú)線電波的波長(zhǎng)范圍大約在IO4?1()2m,而紅外線的波長(zhǎng)范圍大約在l()r?106m,可見

光、紫外線、y射線的波長(zhǎng)更短，故只有無(wú)線電波才能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象.即選C.

3.【答案】AD

【解析】熒光作用和化學(xué)作用都是紫外線的重要用途，紅外線波長(zhǎng)較可見光長(zhǎng)，繞過(guò)障礙物能力強(qiáng),

易穿透云霧.

4.【答案】AB

【解析】長(zhǎng)越長(zhǎng)的無(wú)線電波波動(dòng)性越顯著，干涉、衍射現(xiàn)象易發(fā)生；從電磁波產(chǎn)生的機(jī)理可知Y射

線是原子核受激發(fā)后產(chǎn)生的；不