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第四章 电磁振荡与电磁波
4.4 电磁波谱
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211nm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？
自读课本，回答下列问题：
1.什么是电磁波谱？太阳辐射的电磁波包括什么？
2.什么是无线电波？都有哪些波段？有什么应用？
3.什么是红外线？有什么作用和用途？
4.什么是可见光？各种色光的颜色有什么决定？有什么用？
5.什么是紫外线？有什么特点和应用？
6.什么是X射线和γ射线？各有什么特点和应用？
1、电磁波谱：
电磁波谱就是按电磁波的波长大小或频率高低的顺序把它们排列成的谱，叫电磁波谱。
一、电磁波谱
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。
太阳辐射中就包含了波长不同的各种各样的电磁波。
不同电磁波具有不同的波长（频率），具有不同的特性。
二、无线电波
1.把波长大于 1 mm（频率低于 300 GHz）的电磁波称作无线电波，
2.分为：长波、中波、短波和微波
3.主要用于无线电通讯。
广播电台和电视台都有发射无线电波的设备.
雷达也是利用无线电波来测定物体位置的无线电设备。电磁波遇到障碍物要发生反射，雷达就是利用电磁波的这个特性工作的。波长短的电磁波，由于衍射现象不明显，传播的方向性好，有利于用电磁波定位，因此雷达用的是微波。
移动电话也应用了无线电波。每一部移动电话都是一个无线电台，它将用户的信息转变为高频电信号发射到空中；同时它又捕捉空中的电磁波，使用户接收到对方送来的信息。
许多自然过程也辐射无线电波。天文学家用射电望远镜（图4.4-2）接收天体辐射的无线电波，进行天体物理研究。
三、红外线
1、红外线：是一种波长比红光的波长还长的不可见光。其波长范围很宽，约750nm～１×106nm。
2、英国物理学家赫谢尔于1800年首先发现红外线，一切物体都在不停地辐射红外线，物体温度越高，辐射红外线的本领越强。
3、红外线具有显著热作用。
4、用途：红外测温，红外夜视仪、红外摄影、红外遥感技术.
许多动物具有发达的红外感受器官，因此在夜间也可以"看到"物体。查一查哪些动物有这方面的功能。
响尾蛇毒性很大,它的眼睛对可见光几乎失去了作用。但是它有“热眼”它能够接收小动物身上发出来的红外辐射,并把外界温差和红外线通过神经反映给大脑,大脑发出相应的“命令”,引导毒蛇去猎取食物。
四、可见光
1.能使人的眼睛产生视觉效应的电磁波，称为可见光。可见光的波长为 400 760 nm 。
2.波长（频率）范围不同的光表现为不同的颜色，分为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色光。
3.可被视网膜感知。人类的眼睛正是通过这一波段的电磁波，获得了外部世界的大量信息。
波长（频率）范围不同的光表现为不同的颜色。
四、可见光
天空为什么是蓝色的？
阳光进入大气时，波长较长的色光，如红光，透射力大，能透过大气射向地面；而波长短的紫、蓝、青色光，碰到大气分子、冰晶、水滴等时，就很容易发生散射现象。被散射了的紫、蓝、青色光布满天空，就使天空呈现出一片蔚蓝了。
五、紫外线
1、紫外线是一种波长比紫光还短的不可见光；其波长范围约 5nm～370nm。
2、德国物理学家里特于1801年首先发现的。
3、作用：杀菌消毒、荧光、化学作用。
紫外线具有较高的能量，足以破坏细胞核中的物质。因此，可以利用紫外线灭菌消毒。太阳光中有许多紫外线，人体接受适量的紫外线照射，能促进钙的吸收，改善身体健康状况。但过强的紫外线会伤害眼睛和皮肤。紫外线激发氧气生成臭氧！
六、X射线和γ射线
1、伦琴射线（X射线）是一种波长比紫外线更短的不可见光。
X射线波长：10－8m ----10－12m。
①特点：有较强的穿透能力。
②德国物理学家W.K.伦琴于1895年发现。
③应用：医学检查、安全检查
2、γ射线：波长最短的电磁波。
波长小于10－10m。
①特点：具有很高的能量；
　　　　更强的穿透能力。
六、伦琴射线和γ射线
②医学γ刀、金属探伤。
γ射线能破坏生命物质。把这个特点应用在医学上，可以摧毁病变的细胞，用来治疗某些癌症。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。
1．新冠肺炎疫情突发，中华儿女风雨同舟、守望相助，筑起了抗击疫情的巍峨长城。志愿者用非接触式体温测量仪，通过人体辐射的红外线测量体温，防控人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒，为人民健康保驾护航。红外线和紫外线都是电磁波，下列关于电磁波的说法不正确的是（　　）
A．γ射线是波长最短的电磁波，它比x射线的频率还要高
B．光也是电磁波，电磁波是横波
C．电磁波中最容易发生干涉、衍射现象的是无线电波
D．紫外线有显著的热作用，常用于遥感技术中
D
2．2020年初，在抗击2019-nCoV，红外线体温计发挥了重要作用。下列关于红外线的说法中正确的是（　　）
A．红外线的波长比紫外线短
B．红外线是肉眼可以观察到的
C．红外遥感是利用红外线波长长，更容易发生衍射
D．高温物体辐射红外线，低温物体不辐射红外线
C
3．关于电磁波的特性，下列说法正确的是（　　）
A．X射线可深入骨骼，杀死病变细胞
B．红外遥感是利用了红外线波长较长的特点
C．验钞机检验钞票真伪体现了紫光的荧光作用
D．一切物体都在不停地辐射紫外线，温度越高，辐射越强
B
4．如图是按电磁波的波长顺序排列起来的电磁波谱。某电磁波的能量值为6.63×10-19J，可见光的能量范围是2.61×10-10J-4.96×10-19J．普朗克常量为6.63×10-34J.S．则该电磁波（　　）
A．波长为3×10-7m
B．频率为2×1015Hz
C．是可见光
D．是紫外线
AD
5．我国“可见光通信系统关键技术研究”获得重大突破——可见光通信的实时通信速率已经提高至50 Gbps，相当于0.2 s即可下载一部高清电影。关于可见光，下列说法正确的是（　 　）
A．可见光中的红光比紫光的频率低
B．可见光不属于电磁波
C．可见光波长越长，越容易发生明显衍射
D．可见光从空气进入水中后，其频率不变，但是波长变短
ACD
6．关于紫外线的作用和特性，下列说法正确的是（　　）
A．一切物体都在不停地辐射紫外线
B．紫外线具有较强的穿透能力，可以穿透人的皮肤、破坏内脏器官
C．紫外线能杀菌消毒是因为紫外线具有较高的能量，可以穿透细胞膜
D．紫外线具有荧光作用
CD
7．下列关于电磁波的说法正确的是（　　）
A．麦克斯韦提出：变化的磁场一定产生变化的电场，变化的电场一定产生变化的磁场
B．各种电磁波在真空中的传播速度与光速一样，为3×108m/s
C．X射线的穿透能力较强，医院透视用的是X射线
D．红外线是波长比可见光波长还长的电磁波，常用于医院和食品消毒
BC
8．下列说法不正确的是（　　）
A．微波炉中使用的微波是一种无线电波
B．所有物体都会发射红外线，热物体的红外线辐射比冷物体的红外线辐射强
C．可见光也是一种电磁波，不同颜色的光是波长（频率）范围不同的电磁波
D．太阳辐射中含有可见光、红外线、紫外线，同时还有X射线、γ射线，但无无线电波
AD
波谱 无线电波 红外线 可见光 紫外线 X射线 γ射线
特性
应用
化学作用、荧光效应、杀菌消毒
穿透能力强
穿透能力强
通讯广播导航等
加热烘干医疗红外摄影遥测遥控等
波动性强
热作用
使人类产生视觉
感光技术、黑光灯、杀菌消毒、医疗等
照明照相加热等
工业探伤、医学透视等
工业探伤、医学治疗等
课 堂 小 结

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