物理4 电磁波谱精品导学案及答案

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4.4 电磁波谱 学案 一、自主预习 1. 电磁波是个很大的家族，其中有我们熟悉的无线电波，还有__________、__________、__________、__________都是电磁波。 2． 在电磁波大家族中，按波长由长到短排列依次是：无线电波、_______、可见光、_______、X射线、γ射线。 课堂探究 情景设问 太空中的太阳动力学观测台（SDO）可以拍摄到紫外线波段的太阳图像。通过这些图像可以观察到被可见光模糊或者遮挡的日冕等太阳活动。对比波长为 211 nm 的紫外线和可见光的图像可以看出，它与我们常见的太阳大不相同。 除了可见光和紫外线，你还知道太阳能发出哪些波段的电磁波吗？ 新知探究 考点一：无线电波 1、无线电波：波长大于 1 mm（频率低于 300 GHz）的电磁波。按波长（频率）划分为若干波段。 2、无线电波的波段划分： 表 1 无线电波的波段划分 3、无线电波的应用 ： 无线电波广泛应用于通信、广播及其他信号传输、天体和物理研究等。 考点二：红外线 1、红外线：是一种光波， λ比无线电波短，比可见光长。所有物体都辐射红外线。 2、红外线的波长：大于760nm 3、特性：热作用 4、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。 5、应用：红外线加热、红外摄影、红外遥感。 图4.4-3 图4.4-4 考点三：可见光 1、可见光：能使人的眼睛产生视觉效应的电磁波，称为可见光。 2、可见光波长：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颜色。不同波长的单色光组合也能产生不同的颜色，我们看到的白色阳光就是由各种色光组成的（图 4.4-5）。 图4.4-5 大气中的水滴把阳光分解为色光 表 2 各色光在真空中的波长和频率 考点四：紫外线 1、紫外线：在紫光之外，波长范围为 5 〜 370 nm 的电磁波是紫外线。 2、特性： （1）化学作用 （2）具有较强的荧光效应 （3）促进人体合成维生素D 3、紫外线的应用： （1）可以利用紫外线灭菌消毒。 （2）能促进钙的吸收，改善身体健康状况。 （3）设计防伪措施。 4、紫外线的危害及预防：过量的紫外线会对机体产生危害。 考点五：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 射线了。 1、X射线 （1）发现过程：1895年德国物理学家伦琴在研究阴极射线的性质时，发现阴极射线(高速电子流)射到玻璃壁上，管壁会发出同种看不见的射线。 （2）产生条件：高速电子流射到任何固体上，都会产生X射线。 （3）特性：穿透本领很大。 （4）X射线的应用： ①可以用来检查人体的内部器官，判断人体组织是否发生了病变（图 4.4-7）。 ②工业上，利用 X 射线检查金属构件内部的缺陷。 图4.4-7 利用X射线拍摄的人体组织照片 2、γ射线：波长最短的电磁辐射是 γ 射线，它具有很高的能量。γ射线能破坏生命物质。 （1）特性：穿透本领极强。 （2）应用：工业探伤、医用治疗。 （3）γ 射线的应用： ①医学上，可以摧毁病变的细胞，用来治疗某些癌症。 ②工业上：γ 射线的穿透能力很强，也可用于探测金属构件内部的缺陷。 3、各种电磁波的产生机理、特征和用途的总结： 三、典例精讲 例题展示 例1：无线电波跟光波的不同在于无线电波（　　） A．不能发生反射 B．不能通过真空 C．具有较长的波长 D．具有较低的速度 例2：测温是防控新冠肺炎的重要环节。额温枪是通过传感器接收人体辐射的红外线，对人体测温的。下列说法正确的是（　　） A．红外线是波长比紫外线短的电磁波 B．红外线可以用来杀菌消毒 C．体温越高，人体辐射的红外线越强 D．红外线在真空中的传播速度比紫外线的大 四、核心素养专练 1. 下列几种说法中，正确的是（　　） A．红外线、可见光、紫外线、γ射线，是按波长由长到短排列 B．紫外线是一种紫色的可见光 C．均匀变化的电场可产生均匀变化的磁场 D．光的干涉、衍射现象说明光波是横波 2. 下列说法正确的有（　　） A．光速不变原理是广义相对论的两个基本假设之一 B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并通过实验证实了光的电磁理论 C．电磁波频率由低到高的排序为无线电波、红外线、可见光、紫外线、γ射线、X射线 D．在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的 3. 我国研制的反隐身米波雷达发射无线电波的波长在1～10m范围内，该无线电波与可见光相比，有（　　） A．更长的波长 B．更高的频率 C．更大的速度 D．更多的能量 4. 电磁波广泛应用在现代医疗中，下列不属于电磁波应用的医用器械有（　　） A．杀菌用的紫外灯 B．拍胸片的X光机 C．测量体温的红外线测温枪 D．检查血流情况的超声波“彩超”机  五、参考答案 自主预习 1. 电磁波家族有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线 等组成的 故答案为：红外线，可见光，紫外线，X射线。 2. 红外线、紫外线。 典例精讲 例1. 无线电波跟光波一样，也能够发生反射，也能在真空中传播，在真空中的传播速度也相同，唯一不同的是，无线电波具有较长的波长。故ABD错误，C符合题意。 故选：C。 例2. A、红外线和紫外线都属于电磁波，且红外线的波长比紫外线的长，故A错误； B、紫外线可用于杀菌消毒，红外线具有热效应，故B错误； C、额温枪能测温度是因为温度不同的人体辐射的红外线强弱不同，体温越高，人体辐射的红外线越强，故C正确； D、任何频率的电磁波在真空中的传播速度都相同，等于光速，故D错误。 故选：C。 核心素养专练 1． A、红外线、可见光、紫外线、γ射线，是按波长由长到短排列，故A正确； B、紫外线是一种波长比紫色光短的不可见光，故B错误。 C、根据麦克斯韦的电磁波理论可知，均匀变化的电场可产生恒定的磁场，故C错误。 D、光的干涉和衍射现象说明光波是一种波，但不能说明是横波，故D错误。 故选：A。 2． A、光速不变原理是狭义相对论的两个基本假设之一，故A错误； B、麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故B错误； C、电磁波频率变大排序为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，故C错误； D、根据相对性原理，在所有惯性系中，物理定律有相同的表达形式，即一切物理规律都是相同的，故D正确； 故选：D。 3．雷达发射无线电波的波长在1～10m范围内，该无线电波与可见光相比，有更长的波长，而频率较低，能量也较低，对于它们的传播速度大小是相等的，故A正确，BCD错误； 故选：A。 4．A、杀菌用的紫外灯利用了紫外线杀菌消毒的作用，故A正确. B、拍胸片的X光机利用了X光的穿透本领高的特点，故B正确. C、测量体温的红外线测温枪利用了红外线的热效应强的特点，故C正确. D、电磁波谱包括：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，检查血流情况的超声波“彩超”机，利用超声波的多普勒效应，但超声波不属于电磁波，而属于机械波，故D错误. 本题选不属于电磁波应用的， 故选：D。 电磁波谱无线电波红外线可见光紫外线X射线γ射线波长大于1 mm大于760 nm760～400 nm370～5 nm波长更短波长最短产生原因LC电路一切物体都不停地发射红外线太阳或光源高温物体发出的光含有紫外线高速粒子流撞击固体物质时产生核辐射主要特征波动性强，易衍射热作用强引起视觉、感光作用化学作用、荧光效应穿透能力强穿透能力最强主要用途通信、广播、导航加热、遥测、遥感、摄影、夜视照明、照相日光灯、灭菌消毒检查、探测、透视探测、医疗