物理4 电磁波谱授课ppt课件

这是一份物理4 电磁波谱授课ppt课件，共52页。PPT课件主要包含了电磁波谱，知识点一电磁波谱，知识点二无线电波，知识点三红外线，红外线，知识点四可见光，各种色光，知识点五紫外线，1×1014，×1016等内容，欢迎下载使用。

按电磁波的波长大小或频率高低的顺序把不同的电磁波排列起来就是电磁波谱,如图所示.
1.从左向右电磁波的波长依次 、频率依次 .(均选填“增大”或“减小”)2.图中 (选填“左”或“右”)边的电磁波更容易发生干涉、衍射现象.
1.无线电波:波长大于 (频率低于300 GHz)的电磁波,被广泛应用于 、广播及其他信号传输. 
2.雷达工作时发射的是哪一波段的无线电波?这一波段的无线电波有什么特点?
答案:雷达工作时发射的是微波;微波的波长比较短,衍射现象不明显,微波几乎沿直线传播,具有很好的方向性.
1. 红外体温计(如图所示)不用与人体接触便可以迅速测量体温.请简要说明红外体温计测量体温的工作原理.
答案:物体辐射红外线的强度与温度有关,温度越高,辐射红外线的强度越大,红外体温计就是利用这一原理工作的.
2.红外线的波长比无线电波 ,比可见光 .所有物体都发射 .热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射 .
1.可见光:能使人的眼睛产生视觉效应的电磁波.可见光的波长为 nm.2.科学研究发现,波长(频率)范围不同的光表现为不同的 .不同波长的单色光组合也能产生不同的颜色,我们看到的阳光就是由 组成的.
1.紫外线是波长范围为 nm、频率范围为 . Hz的电磁波. 
2.紫外线具有较高的能量,足以破坏细胞核中的物质.可以利用紫外线 .在紫外线的照射下,许多物质会发出 ,根据这一点可以设计防伪措施.
知识点六　X射线和γ射线
1.X射线和γ射线是波长比紫外线 的电磁波.2.X射线具有很强的 本领,可以用来检查人体的内部器官,也可以用来检查金属构件内部的 .3.γ射线是波长 的电磁辐射,具有很高的能量,可用来治疗某些癌症.γ射线的 能力很强,可用于探测金属构件内部的缺陷.
1.红外线的显著作用是热效应,温度较低的物体不能辐射红外线.( )2.适当的紫外线照射有利于人的身体健康.( )3.医学上用来做人体透视的是红外线.( )4.X射线的穿透力比γ射线更强.( )5.雷达是利用微波定位的.( )6.γ射线是波长最短的电磁波,它比X射线的频率还要高.( )7.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.( )
三种利用无线电波传输或接收信号的无线电设备如图所示.
1.从它们自身是不是发射端或接收端来看,它们有什么不同?
答案:收音机只能接收无线电波,不能发射无线电波;雷达和手机既能发射无线电波,又能接收无线电波.
2.结合教材内容和你了解的有关知识,说一说上述三种设备工作时,传输或接收的信号有什么不同.
答案:收音机工作时接收的信号多数是长波、中波、中短波和短波,这些电磁波波长较长,容易绕过障碍物传播;雷达和手机工作时传输的信号一般是微波,微波衍射现象不明显,传播方向性好.
3.雷达是利用电磁波遇到障碍物发生反射的特性工作的,简述雷达测量障碍物的距离和方位的原理.
答案:空气中无线电波的传播速度约为c,雷达测出从发射无线电波脉冲到接收到反射回来的无线电波脉冲的时间t,就可由公式2s=ct确定被测物体到雷达的距离s,再根据反射回来的无线电波的方向和仰角,便可以确定被测物体的方位了.
1.无线电波的特点与应用.(1)特点:在真空中的传播速度均为光速c,且满足c=λf.不同波段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,波长越短越接近直线传播,穿透能力越强.(2)应用:无线电波用于通信、广播及其他信号传输,广播电台和电视台都有发射无线电波的设备.许多自然过程也辐射无线电波,如天文学家用射电望远镜接收天体辐射的无线电波,进行天体物理研究.
2.雷达.(1)工作原理:利用电磁波遇到障碍物发生反射的特性.(2)特点: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、反射性强的微波;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障碍物到雷达的距离等情况都由显示器直接显示出来.(3)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.
【典例1】(2022·广东梅州)如图所示,家用微波炉中使用的微波频率为2 450 MHz,则它的波长是 (　　)
A.1.2×10-1 ×10-17 mC.1.2×10-4 ×10-11 m
一种红外夜视仪如图所示,人们通过戴红外夜视仪,即使在漆黑的夜间也能清楚地看到周围环境.
1.为什么利用红外夜视仪可以在夜间看清周围环境?
答案:一切物体都不停地向外辐射红外线,不同物体辐射出来的红外线不同.红外夜视仪可以清楚地分辨出物体的形状、大小和位置而且不受夜间的影响.
2.红外线与可见光相比,更容易穿透云雾、烟,这是为什么?
答案:红外线的波长比可见光的长,衍射现象明显,容易穿透云雾、烟尘.
1.红外线的特征.(1)红外线是一种光波,它的波长比无线电波的短,比可见光的长.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.(2)红外线最显著的作用是它的热效应.肉眼看不见红外线,但能够感受它.寒冷的冬天当你在火炉旁取暖时,你的皮肤正在享受红外线带来的温暖.
2.红外线的主要应用.(1)人体在发射红外线,体温越高,发射的红外线越强.根据这个原理,红外体温计不与身体接触也可以测体温.(2)红外探测器能在较冷的背景上探测出较热物体的红外辐射,这是夜视仪器和红外摄影的基础.(3)利用红外遥感技术可以在飞机或人造地球卫星上勘测地热、寻找水源、监视森林火情、预报风暴和寒潮.红外遥感技术在军事上的应用也十分重要.(4)加热物体:红外线很容易使物体的温度升高,如使用远红外烘烤箱烘烤食物.
【典例2】发生大地震时会造成大量建筑物倒塌,为了将埋在倒塌建筑物中的被困者迅速解救出来,救援队在救援过程中使用生命探测仪来寻找被压在废墟中的伤员,这种仪器主要是接收人体发出的(　　)A.可见光　 B.红外线C.紫外线　 D.声音
解析:不同温度的物体会发出不同频率的红外线,生命探测仪就是根据人体发出的红外线与周围环境辐射的红外线不同而寻找目标的,选项B正确.
太阳发出的光为白光,通过对太阳光的精确研究,发现白光包含多种频率的电磁波,各种频率的电磁波能量分布如下图所示.
1.太阳光中,各种频率的电磁波的能量分布有什么特点?这对人类观察世界有什么意义?
答案:太阳光的能量主要集中在可见光、红外线和紫外线三个区域,特别是在波长为5.5×10-7 m的黄绿光附近,辐射的能量最强;我们的眼睛正好对这个最强区域的电磁辐射最敏感,眼睛把太阳在最强辐射区的辐射作为自己的接收对象,这样就能看到最多的东西,获得最丰富的信息.
2.花园里的花朵在阳光下呈现不同的颜色,请以红色花朵为例分析造成这一结果的原因.
答案:花朵本身是不发光的,白光照射到花朵,如果该花朵反射白光中的红光成分,其他颜色的光被吸收,进入人眼睛的光为红色,该花朵在阳光下呈现为红色.
1.可见光是电磁波谱中波长(频率)范围很小的一部分,波长在400 nm到760 nm之间,可见光满足电磁波的一般规律.2.可见光分为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色,波长依次减小,频率依次增大,不同颜色的光波长(频率)不同.3.不同波长的单色光组合能产生不同颜色的光.4.不发光物体的颜色由其反射光的颜色决定.
【典例3】(多选)关于在真空中波长为0.6 μm的红光,下列说法正确的是(　　)A.其传播速度为3.0×108 m/sB.其频率是5×1014 HzC.传播10 m的距离需要的时间是1.0×10-5 sD.在10 m的距离中约有1.7×107个波长
我们生活中常见的消毒灯和验钞机如图所示.
1.消毒灯和验钞机分别应用了紫外线的什么特点?
2.人可以适当地晒太阳,但不能长时间在太阳下暴晒,为什么?
答案:人体接受适量的紫外线照射,能促进钙吸收,改善身体健康状况.但过强的紫外线,会对皮肤和眼睛造成伤害.
答案:紫外线波长较短,具有较高的能量,足以破坏细胞核中的物质,可以利用紫外线灭菌消毒,消毒灯就是利用紫外线的这一特点工作的.在紫外线的照射下,许多物质会发出荧光,验钞机就是根据紫外线的这一特点工作的.
1.紫外线的波长比可见光中的紫光波长还短,不能引起人的视觉;一切高温物体都能够发射紫外线,电焊时必须戴好防护罩,就是为了防止紫外线伤害眼睛.2.紫外线的主要用途:(1)消毒;(2)化学作用;(3)荧光效应;(4)促进钙吸收.
【典例4】臭氧层被称为地球的保护伞,是因为臭氧能吸收太阳辐射中(　　)A.波长较短的可见光B.波长较长的可见光C.波长较短的紫外线D.波长较长的红外线
解析:臭氧层的主要作用就是吸收由太阳射向地球的紫外线,从而有效地对地球上的动植物起保护作用.
探究五　X射线和γ射线
图甲和图乙分别为用来检查人体的胸透和CT设备,医生根据得到的光片判断人体组织是否发生了病变.
1.两种设备工作时利用的射线是电磁波谱的哪个波段?该射线有什么特点?
答案:两种设备工作时利用的射线是X射线,这种射线是比紫外线波长更短的电磁波;X射线的显著特点是具有很强的穿透力.
2.比X射线波长更短的电磁波为γ射线,γ射线有什么显著的特点?
答案:γ射线具有很高的能量,可以用来治疗某些癌症;γ射线的穿透能力比X射线更强,可用于探测金属构件内部的缺陷.
不同波段的电磁波的特点和用途.
【典例5】下面列出了一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象,请将物理现象前的字母填到相应的医疗器械后面的空格上.(1)紫外线灯:　　　　. (2)理疗医用某种灯照射伤口,可使伤口愈合得较好,这种灯利用　　　　. A.紫外线具有很强的荧光效应B.紫外线具有杀菌消毒作用C.X射线具有较强的贯穿力D.红外线具有显著的热效应E.红外线波长较长,易发生衍射
解析:(1)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消毒作用.(2)理疗医用的灯是红外线灯,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.
答案:(1)B　(2)D
1.根据电磁波谱选出下列各组电磁波中频率互相交错重叠,且波长由短到长排列正确的是(　　)A.微波、红外线、紫外线　　B.γ射线、X射线、紫外线C.紫外线、可见光、红外线D.紫外线、X射线、γ射线
解析:红外线和紫外线在电磁波谱中不相邻,更不会频率重叠,选项A错误.紫外线、可见光、红外线虽相邻,但它们三者间的频率不重叠,选项C错误.在电磁波谱中紫外线、X射线、γ射线频率有重叠,γ射线波长最短,紫外线波长最长,故选项B正确,选项D错误.
2.(2022·广东汕头)新冠病毒会引起体温升高、肺炎等症状,人们往往通过红外测温技术和X射线透视技术来检测病情.下列说法正确的是 (　　)A.红外测温技术利用了红外线的荧光效应B.使用红外体温计测温时一定要与人体接触C.X射线可以透视是因为它的波长较长,容易发生明显衍射,可以绕过人体继续传播D.X射线可以透视是因为它能够穿透物质,所以可用来检查人体内部器官
解析:红外测温技术利用了红外线的热效应,故选项A错误;红外体温计测温是通过接收人体辐射的红外线进行测温,在使用过程中不需要与人体接触,故选项B错误;X射线可以透视是因为其有较强的穿透能力,医学上检查人体内部器官和透视人体,故选项C错误,选项D正确.
3.(多选)关于电磁波谱,下列说法正确的是(　　)A.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B.γ射线是波长最短的电磁波,它比X射线的频率还要高C.紫外线比紫光的频率低D.在电磁波谱中,穿透能力最强的是X射线
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.γ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γ射线,波长逐渐减小,频率逐渐增大,紫外线的频率比紫光的高,在电磁波谱中γ射线的穿透能力最强,选项C、D错误.
4.下图是医生用计算机辅助某种射线断层摄影(简称“CT”)检查身体的情景,这种能穿透身体的射线是(　　)
A.红外线 B.可见光C.紫外线 D.X射线
解析:X射线具有很强的穿透本领,可以用来检查人体内部器官.“CT”就是利用X射线的穿透能力强的特点工作的.
5.在漆黑的夜晚观察物体时,红外夜视仪能起到重要作用,红外夜视仪利用了(　　)A.红外线波长长,易绕过障碍物的特点B.红外线的热效应强的特点C.一切物体都在不停地辐射红外线的特点D.红外线不可见的特点
解析:一切物体都在不停地辐射红外线,而且温度不同,辐射的红外线强度不同,选项C正确.
6.(多选)关于电磁波谱及电磁波的发射和接收,下列说法正确的是(　　)A.接收电磁波时,调谐使接收电路中产生的振荡电流最强B.要使电视机显示屏上有图像,必须要有解调过程C.验钞机检验钞票真伪体现了紫外线波长较长的特点D.X射线可深入人的骨骼,摧毁病变细胞
解析:当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时,发生电谐振,接收电路中产生的振荡电流最强,选项A正确.把声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程称为解调,选项B正确.钞票上有荧光物质,验钞机发出的紫外线可以使荧光物质发光,选项C错误.医学上摧毁病变细胞利用的是γ射线,X射线可用来检查人体器官,选项D错误.
7.一位观众在某剧场观看演出,他的座位离扬声器有20 m远;另一位观众在家里的电视机旁收看实况转播,他的家离剧场20 km远,那么,他们两人谁先听到演员的声音?已知声音在空气中的传播速度约为340 m/s,电磁波在空气中的传播速度c=3.0×108 m/s,不计信号延迟时间.
答案:在电视机旁的观众首先听到演员的声音.