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第章　运动的描述
位移和路程的区别与联系
19
精彩动图
19学习目标1、知道路程和位移的定义2、总结位移和路程的区别与联系3、知道矢量和标量一　认识电磁波谱
二　无线电波
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三　红外线
四　可见光
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五　紫外线
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六　X射线和γ射线
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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211 nm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？
情景一：
无线电波、红外线、γ射线、可见光、紫外线、X射线
情景二：
在不同波段电磁波背景下的地球美景
问题：太阳辐射的电磁波种类是多样的，那么电磁波又是按照什么方式区分的波段的呢？
一、认识电磁波谱
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。
不同电磁波具有不同的波长（频率），具有不同的特性。
问题：不同波段的电磁波特性不同，在实际生活中我们又是怎样应用这些特性的？
二、无线电波
（1）定义：技术上把波长大于 1mm（频率低于 300 GHz）的电磁波称作无线电波。
（2）特性：传播过程中波动性明显
（3）按波长（频率）排列：划分为长波、中波、短波、微波。
不同波段的无线电波的传播特点不一样，发射、接收所用的设备和技术也不尽相同，因此各有不同的用途。
（4）无线电波的波段划分与用途
雷达天线
射电望远镜
注意：微波炉用的也是无线电波中的微波。
移动电话
三、红外线
1.定义：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760nm～１mm。
红外线是英国物理学家弗里德里希·威廉·赫歇尔在1800年发现的。
2. 红外线的显著特征热效应
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。
（1）红外线加热，这种加热方式优点是能使物体内部发热，加热效率高，效果好。
（2）红外摄影，（远距离摄影、高空摄影、卫星地面摄影）这种摄影不受白天黑夜的限制。
（3）红外线成像（夜视仪）可以在漆黑的夜间能看见目标。
（4）红外遥感，可以在飞机或卫星上勘测地热，寻找水源、监测森林火情，估计家农作物的长势和收成，预报台风、寒潮。
3. 红外线的应用
红外测温仪
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. 定义：能使人的眼睛产生视觉效应的电磁波，称为可见光。
无线电波
100m
1m
1cm
0.01cm
1000nm
10nm
0.01nm
0.01nm
700nm
600nm
500nm
400nm
红外线
紫外线
X 射线
γ 射线
可见光
2.特性：可被视网膜感知。可见光的波长为400 ~760 nm。频率4.3×1014~7.5×1014Hz科学研究发现，波长（频率）范围不同的光表现为不同的颜色。 可见光分为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种色光。我们看到的白色阳光就是由各种色光组成的。
3.应用：摄影、照明。
五、紫外光
1.定义：在紫光之外，人眼看不到比紫光波长更短，波长范围为 400nm~5nm，频率7.5×1014~6.0×1016Hz 的电磁波是紫外线。
2.特性：化学作用，荧光效应促进人体合成维生素D；有较高的能量，足以破坏细胞核中的物质。
3.紫外光得的应用：
（1）灭菌消毒
紫外线具有较高的能量，可破坏细胞核中的物质。因此，可以利用紫外线灭菌消毒。
（2）促进钙的吸收
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。
注意：过强的紫外线会伤害眼睛和皮肤。
（3）使荧光物质发光
许多物质在紫外线的照射下会发出荧光，根据这一点可以设计防伪措施
六、X射线和γ射线
1.定义：X 射线（伦琴射线）是波长比紫外线更短的光，γ 射线波长最短，具有很高的能量。
2.特性：有比紫外线更高的能量，有很强的穿透作用。
3.应用：
X 射线的应用
①探测金属部件内部的缺陷。
②X 射线检查人体的内部器官
③机场、车站等地的安检
γ 射线的应用
① γ 射线能破坏生命物质，医学上可以用来治疗癌症。
② γ 射线穿透能力很强，能穿过几厘米厚的铅板，可用于探测金属部件内的缺陷。
γ射线成像仪
电磁波谱
电磁波谱：按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱
无线电波
按波长（频率）划分为分为长波、中波、短波、微波
应用：通信、广播及其他信号传输
红外线
显著特征热效应
应用：红外探测器、红外遥感技术、红外线遥控、红外线加热物体
可见光：红、橙、黄、绿、蓝、靛 、紫七种色光
紫外线：灭菌消毒、促进钙的吸收、使荧光物质发光
X 射线和 γ 射线
1.微波炉是一种常见的家用电器，它的核心部件实际上就是一台能产生电磁波的振荡器，它产生的电磁波波长122mm，频率2450MHz．在真空中该电磁波比可见光（　　）
A．波长长 B．频率高 C．速度大 D．速度小
巩固训练
【答案】A
【解析】电磁波在真空中的速度均相等，可见光的波长范围是380nm-780nm，微波炉发射的电磁波波长大于可见光波长，频率比可见光的频率低。故选A。
2.(多选)关于无线电波的传播，下列说法正确的是(　 )
A．发射出去的电磁波，可以传到无限远处
B．无线电波遇到导体，就可以在导体中激起同频率的振荡电流
C．波长越短的电磁波，越接近直线传播
D．移动电话是利用无线电波进行通信的
【答案】BCD　
【解析】无线电波在传播过程中，遇到障碍物就会被吸收一部分，遇到导体，会在导体内产生感应电流(同频率的振荡电流)，故选项A错误，B正确；波长越短，传播方式越接近直线传播，移动电话发射或接收的电磁波属于无线电波的高频段，故选项C、D正确。
3.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。红外线和紫外线相比较（　　）
A．真空中红外线的波长比紫外线的短
B．真空中红外线的波长比紫外线的长
C．真空中红外线的传播速度比紫外线的大
D．红外线能发生偏振现象，而紫外线不能
【答案】B
【解析】AB．因为红外线的频率小于紫外线，根据 可知红外线的波长比紫外线的波长长，选项A错误；B正确；
C．真空中红外线和紫外线的传播速度是一样的，选项C错误；
D．不同频率的光都能发生偏振现象，选项D错误。
故选B。
4．关于电磁波的应用，下列说法不正确的是（　　）
A．医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒
B．工业上利用γ射线检查金属部件内部有无裂缝
C．刑侦上用紫外线拍摄指纹照片
D．卫星利用红外遥感技术拍摄云图照片
【答案】A
【解析】A．医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒，故A错误；B．γ射线具有较强的穿透性，故工业上利用γ射线检查金属部件内部有无裂缝，故B正确；C．因为紫外线波长短，分辨率高，所以刑侦上用紫外线拍摄指纹照片，故C正确；D．因为红外线的波长较长，衍射能力较强，所以卫星利用红外遥感技术拍摄云图照片，故D正确。本题选不正确的，故选A。
5.关于电磁波谱的特性，下列说法正确的是(　 )
A．只有物体温度较高时才能向外辐射红外线
B．紫外线的主要作用是热作用
C．可见光比红外线容易发生衍射现象
D．X射线穿透力强，可用来进行人体透视
答案：D
解析:任何物体在任何温度下均会向外辐射红外线，A错误；紫外线的主要作用是化学作用和荧光作用，B错误；可见光的波长小于红外线的波长，故可见光相对红外线不容易发生衍射现象，C错误；X射线穿透力强，医学上常用于人体透视，D正确。
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