山东省高中物理第十四章电磁波第4、5节电磁波与信息化社会电磁波谱讲义(含解析)新人教版

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1、第4、5节电磁波与信息化社会电磁波谱1.按电磁波的波长由大到小排列顺序:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。2.无线电波的特性是波动性强,可用于通讯、广播。红外线具有较强热效应,可用于遥感、加热等。可见光具有较强的感光性,可用于照明、照相等。紫外线具有化学作用和荧光作用,可用于日光灯、杀菌等。X射线和γ射线具有较强穿透能力,可用于检查、探测、治疗等。一、电磁波与信息化社会1.电磁波的传输信息可以通过电缆、光缆进行有线传输,也可实现无线传输。电磁波的频率越高,相同时间内传递的信息量越大。2.电磁波的应用实例(1)电视广播的发射和接收过程:(2)雷

2、达的工作原理:雷达利用微波遇到障碍物的反射现象来测定物体位置。根据发射无线电波到接收反射波的时间t,确定障碍物的距离s=,再根据发射无线电波的方向和仰角,确定障碍物的位置。(3)移动电话、因特网也是利用电磁波来传输信息的。二、电磁波谱1.概念按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱。2.电磁波谱的排列按波长由长到短依次为:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。3.不同电磁波的特点及应用特点用途无线电波波动性强通讯、广播、导航红外线热作用强加热、遥测、遥感、红外线制导可见光感光性强照明、照相等紫外线化学作用荧光效应杀菌消毒、治疗皮肤病等X射线穿

3、透力强检查、探测、透视、治疗γ射线穿透力最强探测、治疗1.自主思考——判一判(1)高频电磁波是信息传送的载体。(√)(2)雷达是利用微波定位的。(√)(3)电视机是一种发射电磁波的装置。(×)(4)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。(√)(5)γ射线是波长最短的电磁波,它比X射线的频率还要高。(√)(6)紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射。(×)2.合作探究——议一议(1)如图,中国女航天员王亚平在“天宫一号”为中小学生授课。思考一下,王亚平授课的视频是怎样传到地面上的?提示:通过电磁波来传递。(2)为什么超远程无线电利用无线电

4、波中的长波波段,而雷达利用微波波段?提示:根据波的衍射特性,波长越长,越容易绕过障碍物,所以远程无线电利用长波波段。微波波长短,传播时直线性好,雷达正是利用了微波直线传播性好的特点。各种电磁波的共性与个性1.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=3.0×108m/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。2.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

5、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。(3)产生机理不同无线电波振荡电路中电子周期性运动产生红外线、可见光和紫外线原子的外层电子受激发后产生X射线原子的内层电子受激发后产生γ射线原子核受激发后产生(4)用途不同:无线电波用于通信和广播,红外线用于加热和遥感技术,紫外线用于杀菌消毒,X射线应用于医学上的X光照片,γ射线检查金属部件的缺陷等。[典例] 电磁波包含了γ射线、红外线、紫外线、无线电波等,按波长由长到短的排列顺序是(  )A.无线电波、红外线、紫外线、γ射线B.红外线、

6、无线电波、γ射线、紫外线C.γ射线、红外线、紫外线、无线电波D.紫外线、无线电波、γ射线、红外线[解析] 电磁波的频率由小到大的顺序依次是无线电波、红外线、紫外线和γ射线,这也是波长由长到短的顺序。故A正确。[答案] A1.[多选]在电磁波谱中,下列说法正确的是(  )A.各种电磁波有明显的频率和波长区域界限B.γ射线的频率一定大于X射线的频率C.X射线的波长有可能等于紫外线波长D.可见光波长一定比无线电波的短解析:选CD X射线和γ射线,X射线和紫外线有一部分频率重叠界限不明显,故C、D选项正确。2.关于电磁波的特性和应用,下列说法正确的是(  )A.红外

7、线具有很强的穿透本领,常用来在医学上做人体透视B.适量的紫外线照射有利于人的健康C.紫外线热效应显著,制成了紫外线炉D.γ射线最容易用来观察衍射现象解析:选B 红外线具有很强的热效应,制成了红外线炉,穿透能力很差,A、C项错;适量的紫外线照射有利于人的健康,过量照射有害身体健康,B项对;γ射线波长很短,不容易用来观察衍射现象,D项错。3.下列说法正确的是(  )A.麦克斯韦证明了光的电磁说的正确性B.红外线的显著作用是热作用,紫外线最显著的作用是化学作用C.X射线的穿透本领比γ射线更强D.X射线与γ射线的产生机理不同,因此它们的频率范围界线分明,不可能重叠解

8、析:选B 麦克斯韦提出了光的电磁说,赫兹用实验证明了

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