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电磁波谱
第四章 电磁振荡与电磁波
电磁波谱
01
电磁波谱的特性
02
生活中的电磁波谱
03
探究明理
理解能力：1.知道什么是电磁波谱，知道电磁波谱中各种电磁波的排
列顺序.
2.了解不同波长电磁波的特征及主要用途.
01
KEQIANRESHEN
>>课前热身 夯实基础
一、电磁波谱
1.电磁波谱：按电磁波的波长大小或频率高低的顺序排列成的谱，叫作电磁波谱.
2.按照波长从长到短依次排列为无线电波、_______、可见光、_______、_______、γ射线.不同的电磁波由于具有不同的___________，所以具有不同的特性.
红外线
紫外线
X射线
波长(频率)
二、电磁波的特性及应用
1.无线电波：把波长大于1 mm(频率低于300 GHz)的电磁波称作无线电波，主要用于_____、广播及其他信号传输.
雷达是利用电磁波遇到障碍物要发生_____，以此来测定物体位置的无线电设备，其利用的是波长_____的微波.
通信
反射
较短
2.红外线
(1)红外线是一种光波，波长比无线电波____，比可见光____.
(2)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____.
(3)红外线的应用主要有_____________和红外体温计.
3.可见光
可见光的波长在400～760 nm之间.
4.紫外线
(1)波长范围在___________之间，不能引起人的视觉.
(2)具有_____的能量，应用于灭菌消毒，具有较强的_____效应，用来激发荧光物质发光.
短
长
强
红外遥感技术
5～370 nm
较高
荧光
5.X射线和γ射线
(1)X射线波长比紫外线____，有很强的_____本领，用来检查金属构件内部有无裂纹或气孔，医学上用于检查人体的内部器官.
(2)γ射线波长比X射线更短，具有_____的能量，穿透力更强，医学上用来治疗某些癌症，工业上也可用于探测金属构件内部是否有缺陷.
短
穿透
很高
HEXINJIEYI
>> 核心解疑 夯实基础
02
一、电磁波谱
1.电磁波谱及介绍
无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线合起来便构成了范围非常广阔的电磁波谱.如图1所示是按波长由长到短(频率由低到高)的顺序排列的.
图1
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.
3.不同电磁波的特性及应用
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 由左向右，频率变化为由低到高 真空中的波长 由左向右，波长变化为由长到短 特性 波动性强 热效应强 感光性强 化学作用、荧光效应强 穿透力强 穿透力最强
用途 通信、广播、天体物理研究 遥控、遥测、加热、红外摄像、红外制导 照明、照相等 杀菌、防伪、治疗皮肤病等 检查、探测、透视 探测、治疗
DIANLIJIEXI
>>典例解析 足本溯源
03
例1　关于电磁波谱，下列说法中不正确的是
A.红外线比红光波长长，它的热作用很强
B.X射线就是伦琴射线
C.光波是横波，无线电波既有横波又有纵波
D.紫外线的波长比伦琴射线长，它的显著作用是荧光作用
√
解析　红外线比红光波长长，它的热作用很强，选项A正确，不符合题意；
X射线就是伦琴射线，选项B正确，不符合题意；
光波与无线电波都是电磁波，都是横波，选项C错误，符合题意；
紫外线的波长比伦琴射线长，它的显著作用是荧光作用，选项D正确，不符合题意.
例2　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
解析　在电磁波谱中，各电磁波按照频率从低到高的排列顺序是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，所以选项A正确.
√
例3　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2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，
例4　5G是“第五代移动通信技术”的简称，其最显著的特征之一是具有超高速的数据传输速率.5G信号一般采用3.3×109～6×109 Hz频段的无线电波，而现行第四代移动通信技术4G的频段范围是1.88×109～2.64×109 Hz，则
A.5G信号比4G信号所用的无线电波在真空中传播得更快
B.5G信号是横波，4G信号是纵波
C.空间中的5G信号和4G信号会产生干涉现象
D.5G信号相比于4G信号更不容易绕过障碍物，所以5G通信需要搭建更
密集的基站
√
解析　任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，故5G信号与4G信号所用的无线电波在真空中的传播速度相同，故A错误；
5G信号与4G信号都是电磁波，都是横波，故B错误；
5G信号和4G信号的频率不一样，不能发生干涉现象，故C错误；
5G信号的频率更高，则波长更小，故5G信号更不容易发生明显的衍射现象，因此5G信号相比于4G信号更不容易绕过障碍物，所以5G通信需要搭建更密集的基站，故D正确.
例5　下面列出一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象，请将相应的字母填写在运用这种现象的医疗器械后面的空格上.
(1)X光机，____.
A.光的全反射 　B.紫外线具有很强的荧光作用
C.紫外线具有杀菌消毒作用 　D.X射线有很强的贯穿力
E.红外线具有显著的热效应 　F.红外线波长较长，易发生衍射
解析　X光机是用来透视人体内部器官的，因此需要具有较强穿透力的电磁波，但又不能对人体造成太大的伤害，因此采用了X射线，故选择D.
D
(2)紫外线灯，____.
A.光的全反射 　B.紫外线具有很强的荧光作用
C.紫外线具有杀菌消毒作用 　D.X射线有很强的贯穿力
E.红外线具有显著的热效应 　F.红外线波长较长，易发生衍射
C
解析　紫外线灯主要是用来杀菌消毒的，因此它应用的是紫外线的杀菌消毒作用而非荧光作用，故选择C.
(3)理疗医用“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得较好.这里的“神灯”是利用____.
A.光的全反射 　B.紫外线具有很强的荧光作用
C.紫外线具有杀菌消毒作用 　D.X射线有很强的贯穿力
E.红外线具有显著的热效应 　F.红外线波长较长，易发生衍射
E
解析　“神灯”又称红外线灯，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，故选择E.
ZOUJINGAOKAO
>> 走近高考 身临其境
04
（2021年福建卷） 以声波作为信息载体的水声通信是水下长距离通信的主要手段。2020年11月10日，中国载人潜水器“奋斗者”号创造了10909米深潜纪录。此次深潜作业利用了水声通信和电磁通信等多种通信方式进行指令传输或数据交换，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．“奋斗者”号与“探索一号”通信的信息载体属于横波
B．“奋斗者”号与“沧海”号通信的信息载体属于横波
C．“探索一号”与通信卫星的实时通信可以通过机械波实现
D．“探索一号”与“探索二号”的通信过程也是能量传播的过程
【答案】BD
【解析】A．由题知，“奋斗者”号与“探索一号”通信是通过水声音通信，由下而上，故信息载体属于纵波，故A错误；
B．由题知，“奋斗者”号与“沧海”号通信是通过水声音通信，由左向右，故信息载体属于横波，故B正确；
C．因为太空中没有介质，故机械波无法传播，所以“探索一号”与通信卫星的实时通信只能通过电磁通信来实现，故C错误；
D．在传递信息的过程也是传递能量的过程，故“探索一号”与“探索二号”的通信过程也是能量传播的过程，故D正确。
故选BD。
用户得到的电功率为
若开关接ab端，则负载得到的功率
输电线上损耗的电功率为
将 ， ，k=3带入可知
可得
即L2比L1更亮；
R1上消耗的功率比R2的大。
故选BC。
SUITANGYANLIAN
>> 随堂演练 精准提升
05
考点一　电磁波谱
1.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
√
解析　在电磁波谱中，红外线、可见光和伦琴射线(X射线)按照频率从高到低的排列顺序是：伦琴射线(X射线)、可见光、红外线，故B正确.
1
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2.下列波中，不属于电磁波的是
A.X射线 　　　　B.红外线 　　　　 C.超声波　　　　 D.γ射线
√
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解析　根据电磁波谱可知，无线电波、红外线、可见光、X射线和γ射线都属于电磁波，超声波属于声波，故选C.
解析　所有物体都会辐射出红外线，故A、B错误；
红外体温计是依据人体发射红外线来测体温的，且人体温度越高，辐射的红外线强度越大，故C错误，D正确.
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4.验钞机发出的光能使钞票上的荧光物质发光，电视机、空调的遥控器发出的光能控制电视机、空调的工作状态.对于它们发出的光，以下判断正确的是
A.它们发出的都是红外线
B.它们发出的都是紫外线
C.验钞机发出的是红外线，遥控器发出的是紫外线
D.验钞机发出的是紫外线，遥控器发出的是红外线
√
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解析　紫外线有较强的荧光作用，能使荧光物质发光，故验钞机发出的是紫外线；红外线波长较长，容易发生衍射，故能很方便地遥控家用电器，选项D正确，A、B、C错误.
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5.下列关于紫外线的说法中正确的是
A.照射紫外线可增进人体对钙的吸收，因此人们应尽可能多地接受紫外
线的照射
B.紫外线是一种可见光
C.紫外线有很强的荧光效应，可用于防伪
D.紫外线有杀菌消毒的作用，是因为其有热效应
√
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解析　适量照射紫外线，可促进人体对钙的吸收，过度的照射会对皮肤产生伤害，故A错误；
紫外线是不可见光，故B错误；
可以利用紫外线的荧光效应来做防伪标识，故C正确；
紫外线化学效应强，所以能杀菌，故D错误.
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A.微波是不可见光
B.红外线可以灭菌消毒
C.紫外线的波长比红外线长
D.X射线能在磁场中偏转，穿透力较强，可用来进行人体透视
√
6.电磁波按波长大小的顺序把它们排列成谱，如图2所示，由电磁波谱可知
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图2
解析　微波是不可见光，选项A正确；
红外线有热效应，紫外线可以灭菌消毒，选项B错误；
紫外线的波长比红外线短，选项C错误；
X射线是电磁波，不带电，在磁场中不偏转，选项D错误.
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7.下列说法中正确的是
A.各种电磁波中最容易表现出干涉和衍射现象的是γ射线
B.红外线有显著的热效应，紫外线有显著的化学作用
C.X射线的穿透本领比γ射线更强
D.低温物体不能辐射红外线
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解析　干涉和衍射现象是光的波动性的体现，波长越长，越容易表现出来，而γ射线波长最短，故A错误；
频率越高，穿透本领越强，X射线的频率比γ射线低，故C错误；
一切物体都能辐射红外线，故D错误.

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