1、14.5电磁波谱 【学习目标】 1知道无线电波、红外线、紫外线、可见光、X射线、射线的主要作用 2知道电磁波具有能量，是一种物质知识回顾：1. 电磁波都有什么种类呢？答：可见光、红外线、紫外线2. 电磁波的分类以什么来分类的？答；以人眼可以看到3. 电磁波的不同同种类的本质是什么不同？答：频率不同知识点一、电磁波谱 1电磁波谱无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、射线合起来，构成了范围非常广阔的电磁波谱可见光只是其中很窄的一个波段由于它们都是本质上相同的电磁波，所以它们的行为都服从共同的规律，但另一方面，由于它们的频率不同而又表现出不同的特性例如，波长较长的无线电波，很容易表现出干涉、衍
2、射现象，但对波长越来越短的可见光、紫外线、伦琴射线、射线，要观察到它们的干涉、衍射现象就越来越困难了 如图所示是按波长由大到小（频率由小到大）顺序排列的 从无线电波到射线都是本质相同的电磁波，其行为服从共同的规律，但因波长（或频率）不同又表现出不同的特点2无线电波 （1）波长大于、频率小于的电磁波是无线电波 （2）无线电波用于通信和广播许多自然过程也辐射无线电波天文学家用射电望远镜接收天体辐射的无线电波，进行天体物理研究。3红外线 可见光谱的红光外侧是红外线，红外线的波长比红光的波长还长，不是可见光，不能引起人们的视觉对红外线强调以下几点： （1）红外线的发现：英国物理学家赫谢尔于1800年首
3、先发现了红外线 （2）红外线的产生：一切物体（不管大小、也无论是否有生命），凡是由分子、原子等微粒构成的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红外辐射是热传递的方式之一 （3）红外线的作用 要点诠释：红外线遥感：勘测地热、寻找水源、人体检查等 红外线遥控：家用电器配套的遥控器发出红外线脉冲信号，受控机器就会按指令改变工作状态加热物体：红外线很容易使物体的温度升高，如市场上的“远红外烤箱”这是因为：红外线的显著作用就是热作用，其原因是红外线的频率比可见光更接近固体物质分子的固有频率，因此更容易引起分子的共振，所以红外线的电磁场的能量更容易转变为物体的内能4可见光 （1）波长为
4、到之间，进入人眼能引起视觉的电磁波叫可见光 （2）不同颜色的可见光波长见下表红橙黄绿蓝靛紫真空中的波长（） （3）波长较短的光比波长较长的光更容易被散射，因此天空看起来是蓝色的，大气对波长较短的光吸收也比较强，所以傍晚的阳光比较红 （4）可见光由原子或分子内电子的跃迁产生的 5紫外线 可见光光谱中的紫光外侧是紫外线紫外线也是不可见光，其波长比紫光还短，波长范围为 要点诠释：（1）紫外线的发现：德国物理学家里特于1801年首先发现了紫外线 （2）紫外线的产生：一切高温物体发出的光中都含有紫外线有的仪器是专门发射紫外线的，可以进行防伪检测 （3）紫外线的作用促使人体合成维生素，但不能过多照射能杀死
5、多种细菌，具有消毒功能紫外线的显著特征是化学作用使荧光粉发光即荧光效应6射线 （1）发现：1895年德国物理学家伦琴在研究阴极射线时发现的其波长比紫外线还短 （2）产生：高速的电子流射到任何固体上都能产生这种射线人们从这种射线的衍射现象得知它是一种波长很短的电磁波 （3）显著作用：有较强的穿透能力，但射线穿透物质的本领跟被穿透的物质的密度有关 （4）应用：用于透视人体、检查金属部件的质量等（5）伦琴射线管如图所示 7射线 （1）射线的产生：是从放射性元素的原子核中放射出来 （2）特点：射线是波长最短的电磁辐射，具有很高的能量（3）应用：射线能破坏生命物质，可应用于医学上；射线的穿透能力很强，能
6、穿过几厘米厚的铅板，可用于探测金属部件内的缺陷8电磁波的能量电磁波可以发射出来，也可以被接收，电磁波是一种物质，电磁波具有能量9太阳辐射 阳光中含有可见光，还有无线电波、红外线，也有紫外线、射线、射线太阳辐射的能量集中在可见光、红外线、紫外线三个区域波长在的黄绿光附近，辐射的能量最强，如图所示，我们的眼睛正好对这个区域的电磁辐射最敏感 例题1.根据电磁波谱选出下列各组电磁波，其中频率互相交错重叠，且波长顺序由短到长的排列是（ ） A微波、红外线、紫外线 B射线、射线、紫外线 C紫外线、红外线、无线电波 D紫外线、射线、射线 【答案】B【解析】题目给出了两个要求，一是频率相互交错，需要各电磁波是
7、相邻的，二是波长由短到长，故B项正确 【总结升华】熟记电磁波谱的顺序是解题的关键，另外还要注意题目的要求 课堂练习一：间谍卫星上装有某种遥感照相机，可用来探测军用和民用目标这种照相机能拍到晚上关灯行驶的汽车，即使车队离开，也瞒不过它这种遥感照相机敏感的电磁波属于（ ） A可见光波段 B红外波段 C紫外波段 D射线波段【答案】B【解析】所有的物体都能发出红外线，热的物体的红外线辐射比冷的物体的强，间谍卫星上装的遥感照相机，实际上是红外线探测器，它能在较冷的背景上探测出较热物体的红外线辐射，这是红外线摄影的基础再者，红外线波长比其他波（如可见光、紫外线、射线）的长，有较好地穿透云雾的能力，故选B而
8、其他选项的光不具备以上特点，故A、C、D三项错误 【总结升华】对与实际结合的物理问题，要从中挖掘实际与物理的结合点，准确把握物理知识的本身含义和它们的一些特性与作用课堂练习二：如图所示为伦琴射线管示意图，为阴极钨丝，发射的电子初速度为零，为对阴极（阳极），当之间加直流电压时。电子被加速打在对阴极上，使之发出射线，设电子的动能全部转化为伦琴射线（射线）的能量求： （1）电子到达对阴极的速度多大？ （2）如果对阴极每吸收一个电子放出一个X射线光子，则当之间的电流为时，每秒钟从对阴极最多辐射出多少个射线光子？（电子质量，电荷量）【思路点拨】一个电子对应一个伦琴射线光子.【答案】见解析【解析】（1）由
9、动能定理，得：，则。【总结升华】题目中说明电子的动能全部转化为伦琴射线的能量，从而告诉我们一个电子对应一个伦琴射线光子从题设条件中获取信息是解题的关键 课堂练习三：下列能说明电磁波具有能量的依据是（ ） A可见光射人人的眼睛，人看到物体 B放在红外线区域的温度计升温很快 C收音机调到某个台时，调谐电路发生电谐振 D射线具有很强的贯穿能力 【答案】A、B、C、D【解析】A项，人眼看到物体，说明人眼感受到了可见光的能量；B项，红外线具有热作用，说明红外线具有能量：C项。电谐振在调谐电路中的感应电流的能量来源于空中的无线电波；D项，射线的贯穿能力说明射线具有很高的能量 【总结升华】所谓贯穿能力指的是穿透能力，不是衍射能力