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4.3电磁波谱 学案
学习目标：
认识电磁波谱，知道电磁波各波段的特性和主要作用。
基础知识：
一．认识电磁波谱
电磁波包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等，把这些电磁波按波长或频率顺序排列起来，就构成了电磁波谱。电磁波谱中的各种波有一定的波长范围，它们都具有反射、折射、衍射和干涉的特性；它们在真空中的传播速度均等于光速。
1.如图所示是按波长由长到短(频率由低到高)的顺序排列的．
2．各种电磁波的共性
(1)在本质上都是电磁波，遵循相同的规律，各波段之间的区别并没有绝对的意义．
(2)都遵循公式v＝λf，在真空中的传播速度都是c＝3×108 m/s.
(3)传播都不需要介质．
(4)都具有反射、折射、衍射和干涉的特性．
二．不同波段电磁波的应用
(1)无线电波的应用
①特点：不同波段内的无线电波具有不同的传播特性。频率越低，传播损耗越小，覆盖距离越远；频率越高，传播损耗越大，覆盖距离越近。
②应用：长波主要用于调幅广播及航海导航；中波主要用于调幅广播及通信；短波主要用于远距离短波通信及调幅广播；微波主要用于调频广播、电视、卫星导航和雷达，微波炉可利用高功率的微波对食物进行加热。
(2)红外线和紫外线的应用
①红外线：具有明显的热效应。利用红外线的这种热效应，制成了红外线烤箱、红外线炉等；利用红外线使特制底片感光的性质还可制成红外摄影仪、红外遥感器等。
②紫外线：紫外线能使很多物质发出荧光，很容易让底片感光。当适量紫外线照射人体时，能使人体合成维生素D，可以预防佝偻病，但过量的紫外线会伤害人体，应注意防护。紫外线还具有杀菌作用，医院里的病房利用紫外线消毒；银行利用紫外线灯鉴别钞票的真伪。
(3)X射线和γ射线的应用
①X射线：穿透力较强，在医学上常用X光照片辅助进行疾病诊断。长期暴露在X射线下，会对人体造成很大伤害。
②γ射线：从原子核内发出的电磁波，能量较高，穿透力很强，对生物的破坏力很大。医学上常用来杀死癌细胞。
重难点理解：
电磁波的应用
1．各种电磁波的特点及应用
电磁波谱 无线电波 红外线 可见光 紫外线 X射线 γ射线
频率(Hz) 由左向右，频率由小到大
真空中 波长 由左向右，波长由长到短
特性 波动 性强 热作 用强 感光 性强 化学作用，荧光效应 穿透 力强 穿透 力最 强
用途 通信、 广播、 导航 加热、遥测、 遥感、红外 摄像、红外 制导 照明、 照相等 日光灯、杀菌消毒、治疗皮肤病等 检查、探测、透视、治疗 探测、 治疗
2.电磁波的能量
各种各样的仪器能够探测到许许多多电磁波，所有这些都表明电磁波能够传递能量。
3．对X射线和γ射线的两点说明
(1)不同频率的电磁波在真空或空气中的传播速度相同，而在同一介质中的传播速度并不相同。
(2)X射线与γ射线都具有穿透能力，但γ射线的穿透能力更强。X射线能穿过人体，通常做人体透视；而γ射线可以穿过几厘米厚的铅板，可以做探测金属砂眼的射线。
典例1、(多选)关于电磁波谱，下列说法正确的是(　　)
A．波长不同的电磁波在本质上完全相同
B．电磁波的波长若差异太大则会出现本质不同的现象
C．电磁波谱的频带很宽
D．电磁波的波长很短，所以电磁波的频带很窄
答案　AC
解析　电磁波谱中的电磁波在本质上是完全相同的，只是波长或频率不同而已．其中波长最长的波跟波长最短的波之间的频率相差1020倍，因此电磁波谱的频带很宽．
典例2、雷达向远处发射无线电波，每次发射的时间是1 μs，两次发射的时间间隔为100 μs，在指示器的荧光屏上呈现出的尖形波如图所示，已知图中ab＝bc，障碍物与雷达之间的距离是多大？
答案　7.5×103 m
解析　题图中a和c处的尖形波是雷达向目标发射无线电波时出现的，b处的尖形波是雷达收到障碍物反射回来的无线电波时出现的，由ab＝bc可知，无线电波由发射到返回所用时间为50 μs.设障碍物与雷达之间的距离为x，由题意可知无线电波来回时间为t＝50 μs，由2x＝ct，得x＝＝ m＝7.5×103 m.
巩固练习：
1.各种不同频率范围的电磁波按频率由高到低的排列顺序是(　　)
A．γ射线、紫外线、可见光、红外线
B．γ射线、红外线、紫外线、可见光
C．紫外线、可见光、红外线、γ射线
D．红外线、可见光、紫外线、γ射线
2．在电磁波谱中，红外线、可见光和伦琴射线(X射线)三个波段的频率高低关系是(　　)
A．红外线的频率最高，可见光的频率最低
B．伦琴射线的频率最高，红外线的频率最低
C．可见光的频率最高，红外线的频率最低
D．伦琴射线的频率最高，可见光的频率最低
3．(2020·浙江7月选考)在抗击新冠病毒的过程中，广泛使用了红外体温计测量体温，如图1所示．下列说法正确的是(　　)
A．当体温超过37.3 ℃时人体才辐射红外线
B．当体温超过周围空气温度时人体才辐射红外线
C．红外体温计是依据体温计发射红外线来测体温的
D．红外体温计是依据人体温度越高，辐射的红外线强度越大来测体温的
4. 下列说法中正确的是(　　)
A．医院用X光进行透视，是因为它是各种电磁波中穿透能力最强的
B．阳光可以晒黑皮肤，主要是阳光中红外线的作用
C．电取暖器利用了红外线的热作用
D．可见光比红外线容易发生衍射现象
参考答案：
1. A．2. 　B．3. D．4. 　C．

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