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二、电磁波谱情景导入学习目标预览电磁波是一个大家族，其中的每一位成员对人类都有重要意义．你能说一下我们看电视时用的遥控器、辨别人民币真伪时用的验钞机分别是用的哪种电磁波吗？1.掌握波长、频率和波速的关系．知道电磁波在真空中的传播速度跟光速相同，即c＝3.0×108m/s.2.了解电磁波谱是由无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等组成的，能够知道它们各自的特点与重要应用．3.了解电磁波具有能量．了解太阳辐射大部分能量集中的波长范围．4.了解寻找地外文明的主要历史和当前的进展情况.01课前自主梳理02课堂合作探究03课后巩固提升[课时作业]一、波长、频率和波速1．概念(1)在波的传播中，凸起的最高处叫作．凹下的最低处叫作．邻近的两个波峰(或波谷)的距离叫作．(2)在一秒内所通过两次波峰或波谷的叫波的频率．(3)波的传播快慢用来表示．波峰波谷波长次数波速2．波长、频率和波速的关系波长、频率和波速三者的关系式为．3．电磁波在真空中传播的速度为c，其值为.波速＝波长×频率3.0×108m/s[试做]目前，中国教育电视台的两套卫星电视节目是通过国产“东方红二号甲”通信卫星转发的，卫星转发的下行频率为3848MHz和3928MHz，这两个电磁波的波长分别是______和______．解析：因为c＝λf，所以λ＝cf，则λ1＝cf1＝3×108m/s3.848×109Hz＝0.078m.λ2＝cf2＝3×108m/s3.928×109Hz＝0.076m.所以这两个电磁波的波长分别是0.078m和0.076m.答案：0.078m0.076m二、电磁波谱1．无线电波无线电波是波长大于1mm(频率小于300000MHz)的电磁波，无线电波主要用于通信和广播．在生活和科研上也有着广泛的应用．2．红外线(1)红外线是一种光波，波长比可见光的波长，比无线电波．(2)红外线引起人的视觉；一切物体都会发射红外线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射．(3)红外线的主要作用：红外线遥感、勘测地热、寻找水源、监测森林火灾、预报风暴和寒潮、加热物体等．长短不能强3．可见光可见光的波长在之间，能引起人的．4．紫外线紫外线也是不可见光，比可见光的波长短，波长在5～400nm之间．紫外线的显著作用是化学作用．紫外线可以灭菌消毒，人体接受适量的紫外线照射，能促进的吸收．紫外线还有效应．700～400nm视觉钙荧光5．X射线和γ射线X射线和γ射线的波长比紫外线．X射线对生命物质有较强的作用，过量的照射会引起生物体的病变．X射线具有穿透作用，可以用于人体．γ射线具有更高的能量，在医学上可以用来治疗癌症，也可用于探测金属部件内部的．短透视缺陷[思考]理疗医用“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得较好，这里的“神灯”是利用了什么原理？提示：“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．三、电磁波的能量及太阳辐射1．电磁波的能量(1)电磁波具有能量，电磁波是存在的一种形式．(2)微波炉的工作应用了一种电磁波——，食物中的水分子在微波的作用下加剧了热运动，增加，温度升高．微波炉的应用说明电磁波具有．2．太阳辐射(1)太阳光中含有可见光、、、X射线、γ射线、无线电波．(2)辐射的能量主要集中在三个区域内．物质微波内能能量红外线紫外线可见光、红外线和紫外线[思考]寒冷的冬季在太阳下晒会也会感到温暖，你知道这是为什么吗？提示：太阳以电磁波的方式向外释放能量，其中红外线具有明显的热效应.要点一波长、频率和波速的关系1．描述波的物理量：波长(λ)、频率(f)、波速(v)．2．波长、频率与波速之间的关系波速＝波长×频率，即v＝λf.(1)频率由波源决定，与介质无关，波长、波速的大小与介质有关．所以同一电磁波在不同介质中传播时，频率不变，波速、波长发生改变，在介质中的速度都比在真空中的速度小．(2)不同电磁波在同一介质中传播时，传播速度不同．(3)在真空中传播时，不同频率的电磁波的速度都相同：v＝c.[例1]波长为0.6μm的红光，从10m外的交通信号灯传到你的眼睛，大约需要多长时间？它的频率是多少？[解析]由速率公式v＝st可求得时间，可根据电磁波波长、频率与波速的关系式c＝λf求得频率，其中t＝sc＝103.00×108s＝3.33×10－8s由c＝λf得f＝cλ＝3.00×1086×10－7Hz＝5×1014Hz.[答案]3.33×10－8s5×1014Hz(1)无论是机械波(如声波)还是电磁波，它们的频率都只由波源决定，与介质无关．(2)熟练掌握波长、频率和波速的关系c＝λf，熟记光在真空(空气)中的传播速度c＝3.00×108m/s.1．在真空中传播的波长为15m的电磁波，进入某一介质中传播时，若传播速度为2×108m/s，则该电磁波在介质中的波长是多少？解析：同一电磁波在不同介质中传播时频率不变，所以其波长比为λ1λ2＝cv.所以λ2＝vλ1c＝2×108×153.00×108m＝10m.答案：10m要点二电磁波谱的特点及应用1．电磁波谱：把电磁波按波长由大到小的顺序排列起来的图表．顺序为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．它们共同构成了范围广阔的电磁波谱．2．电磁波谱的特征及应用波谱真空中波长范围(m)特征应用无线电波10－4～104波动性强无线电技术红外线10－7～10－4热效应热效应遥感可见光4×10－7～7×10－4引起视觉照相照明紫外线6×10－9～4×10－7化学作用荧光效应杀菌感光技术医用消毒X射线10－12～10－6贯穿作用强检查探测医用透视γ射线10－11以下贯穿作用最强工业探伤医用治疗[例2](多选)关于电磁波谱，下列说法中正确的是()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．阴极射线是一种频率极高的电磁波D．紫外线的波长比伦琴射线长，它的显著作用是化学作用[解析]红光是可见光的“一员”，红外线的波长比可见光长，红外线有较强的热作用，选项A正确．X射线就是伦琴射线，选项B正确．阴极射线是电子流，它与电磁波有着本质不同，电磁波在电场、磁场中不偏转，而阴极射线在电场、磁场中会偏转，电磁波在真空中的速度是3.00×108m/s，而阴极射线的速度总是小于3.00×108m/s，选项C错误．紫外线的显著作用是化学作用，伦琴射线的显著作用是穿透作用，故选项D正确．[答案]ABD2．在应用电磁波的特性时，下列情况符合实际的是()A．医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒B．医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒C．人造卫星对地球拍摄是利用紫外线照相有较好的分辨能力D．人造卫星对地球拍摄是利用紫外线照相有较好的穿透能力解析：医院用紫外线对病房和手术进行消毒；人造卫星对地球拍摄是应用红外线波长长容易衍射的特点．答案：B[随堂训练]1．所有电磁波在真空中传播时都具有相同的()A．频率B．波长C．波速D．能量解析：电磁波在真空中的传播速度等于光速，即c＝3.00×108m/s，与电磁波频率无关，电磁波的能量与频率有关，不同频率电磁波其波长、能量均不同．答案：C2．根据电磁波谱选出各组电磁波，其中频率互相交错重叠，且波长顺序由短到长排列的是()A．微波、红外线、紫外线B．γ射线、X射线、紫外线C．紫外线、可见光、红外线D．紫外线、X射线、γ射线解析：红外线与紫外线在电磁波谱中不相邻，更不会频率重叠，选项A错误．紫外线、可见光、红外线虽相邻，但它们三者间有明确的界线，频率也不相重叠，选项C错误．在电磁波谱中紫外线、X射线、γ射线有重叠，γ射线波长最短，紫外线波长最长，故选项B正确，选项D错误．答案：B3．(多选)验钞机发出的“光”能使钞票上的荧光物质发出可见光；家用电器的遥控器发出的“光”用来控制电视机、空调器等．关于它们发出的“光”，下列说法中正确的是()A．验钞机发出的“光”是红外线B．遥控器发出的“光”是红外线C．红外线是由原子的内层电子受到激发后产生的D．红外线是由原子的外层电子受到激发后产生的解析：紫外线具有荧光效应，红外线可用于遥控、遥感．由题意知，验钞机发出的“光”能使钞票上的荧光物质发出可见光，则其为紫外线；家用电器的遥控器发出的“光”用来控制电视机、空调器，为红外线；红外线和紫外线都是由原子的外层电子受到激发后产生的．综上所述，B、D正确，A、C错误．答案：BD4．电磁波在真空中传播的速度v是3.00×108m/s，有一个广播电台的频率f＝90.0MHz，这个台发射的电磁波的波长λ为()A．2.70mB．270mC．3.00mD．3.33m解析：根据λ＝vf得，λ＝3.00×10890.0×106m≈3.33m.答案：D5．下列说法中正确的是()①夏天太阳光把地面晒得发热是因为可见光的热效应在各种电磁波中是最强的②医院里用X射线进行人体透视，是因为它是各种电磁波中穿透本领最大的③科学家关注南极臭氧层空洞是因为它将使气候恶化④在热学中所说的热辐射就是指红外辐射A．①②B．①③C．②④D．③④解析：热效应最强的是红外线，①错误；穿透本领最强的是γ射线，②错误；臭氧层可吸收阻挡过强的紫外线照射到地球上，使地球上动植物免受过强紫外线的伤害，南极臭氧层空洞主要是引起气候恶化，③正确；在热学中热辐射指红外辐射，④正确．答案：D6．(1)红外被动制导导弹是利用探测敌方目标辐射的______来射向目标的．(2)大额钞票上有荧光物质印刷的文字，在可见光下肉眼看不见，但用________照射则会产生可见光，这是一项防伪措施．解析：任何物体都向外辐射红外线，红外被动制导导弹就是利用探测敌方目标辐射的红外线来射向目标的；紫外线有很强的荧光效应，能使荧光物质发出可见光．答案：(1)红外线(2)紫外线