人教版高中物理选择性必修第二册第四章电磁振荡与电磁波4电磁波谱课件(44页ppt)

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名称 人教版高中物理选择性必修第二册第四章电磁振荡与电磁波4电磁波谱课件(44页ppt)
格式 ppt
文件大小 5.8MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2025-05-19 07:59:03

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文档简介

(共44张PPT)
第四章 电磁振荡与电磁波
4. 电磁波谱
核心素养:
1. 了解电磁波谱的构成,知道各波段的电磁波主要作用及应用.(物理观念)
2. 能解释电磁波在生产生活中的应用.(科学思维)
3. 体会电磁波的应用对社会发展的促进作用.(科学态度与责任)
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研习任务一 电磁波谱
合作 讨论
请根据所学知识回答下列问题:
(1)白光经三棱镜后发生色散,形成光谱,各种色光按波长大小是如何排列的?
提示:(1)各种色光按波长由大到小排列为:红、橙、黄、绿、青、蓝、紫.
(2)为什么有些动物在夜间也可以“看到”物体?红外线主要有哪些作用呢?
提示:(2)因为一切物体都不停地发射红外线,温度越高的物体发射的红外线越 强,有些动物能感知红外线,所以就能在夜间看清物体.红外线的作用有:①红外遥 感:勘测地热、寻找水源、人体检查等;②红外遥控:家用电器的遥控器;③加热物 体:红外线很容易使物体的温度升高.
教材 认知
1. 定义:电磁波谱就是按 或频率高低的顺序把它们排列 成的谱.
2. 按照波长从长到短依次排列为:无线电波、 、 、 、
X射线、 等.
3. 不同的电磁波由于具有不同的 (波长),才具有不同的特性.
电磁波的波长大小 
红外线 
可见光 
紫外线
γ射线 
频率 
要点 归纳
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.如图所示是按波长由长到短(频率由低到高)的顺序排列的.
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.
研习 经典
A. 5G和4G使用的电磁波都是横波
B. 5G和4G使用的电磁波在真空中的传播速度相同
C. 5G和4G使用的电磁波都可以发生干涉和衍射现象
D. 在真空中5G使用的电磁波波长比4G的长
ABC
解析:5G和4G使用的电磁波都是横波,故A正确;5G和4G使用的电磁波在真空中的 传播速度相同,均为光速3×108 m/s,故B正确;任何波均能发生干涉及衍射现象, 故5G和4G使用的电磁波都可以发生干涉和衍射现象,故C正确;根据公式v=λf得, 当速度一样时,波长与频率成反比,则5G使用的电磁波的波长比4G的短,故D错误.
名师点评
  解决电磁波谱相关问题时,我们需要注意电磁波的共性:按电磁波谱的排列顺 序,波长越长,频率越低,衍射能力越强,穿透能力越弱;波长越短,频率越高,衍 射能力越弱,穿透能力越强.有了这些共性我们才会形成物理观念,才能更好地解释 自然现象.
对应 训练
A. γ射线、红外线、紫外线、可见光
B. 红外线、可见光、紫外线、γ射线
C. 可见光、红外线、紫外线、γ射线
D. 紫外线、可见光、红外线、γ射线
解析:在电磁波谱中,电磁波的波长由长到短排列顺序依次是:无线电波、红外线、 可见光、紫外线、X射线、γ射线.故选B.
B
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研习任务二 电磁波的特性及应用
合作 讨论
除了可见光外,红外线、紫外线、无线电波、X射线、γ射线,都是电磁波大家族的 成员.请在这些看不见的电磁波中,每种选一个与你关系最密切的,或者令你印象最 深的实例,按照波长由长至短的顺序列举出来.
提示:收音机或者手机接收无线电波,空调、电视机遥控器发射红外线,学校食堂用 紫外线灯杀菌消毒,地铁站利用X射线进行安检,医院用γ射线杀死肿瘤细胞等.
教材 认知
1. 无线电波
(1)波长大于1 mm(频率小于300 GHz)的电磁波是无线电波,主要用于 、
及其他信号传播.
(2)按波长(频率)划分为长波、 、中短波、 、超短波和微波.
2. 红外线
(1)它是一种光波,它的波长比无线电波短,比可见光长,不能被人观察到.
(2)所有 都发射红外线, 的红外辐射比 的红外 辐射强.
(3)主要应用于红外遥感等.
通信
广播 
中波 
短波 
物体 
热物体 
冷物体 
3. 可见光
(1)可见光的波长在400 nm到760 nm之间.
(2)分为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色.
(3)不同颜色的光波长(频率) .
4. 紫外线
(1)波长范围在5 nm到370 nm之间,不能引起人的视觉.
(2)紫外线具有较高的能量,因此可以利用紫外线 .
(3)许多物质在紫外线的照射下会发出荧光,根据这点可以设计 .
范围不同 
灭菌消毒 
防伪措施 
内部器官 
金属构件内部的缺陷 
某些
癌症 
金属构件内部的缺陷 
要点 归纳
1. 电磁波的个性
(1)不同电磁波的频率或波长不同,表现出不同的特性,波长越短,穿透能力越强.
(2)同频率的电磁波在不同介质中传播速度不同.不同频率的电磁波在同一种介质中 传播时,频率越大,速度越小.
(3)用途不同.
2. 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
波长 大于
1 mm 760~106
nm 400~
760 nm 5~
370 nm 波长
更短 波长
最短
宏观
产生
机理 LC
电路 一切物体都 不停地发射 红外线 太阳或光源 高温物体发 出的光含有 紫外线 高速粒子流 撞击固体物 质时产生 核辐射
电磁
波谱 无线电波 红外线 可见光 紫外线 X射线 γ射线
微观
产生
机理 振荡电路中 的电子运动  原子的外层电子受到激发 原子内层电 子受到激发  原子核受 到激发 
主要
特征 波动性强, 易衍射 热作用强  引起视觉、 感光作用 化学作用、 荧光效应 穿透能力强 穿透能力 最强
主要
用途 通信、广 播、导航 加热、遥 测、遥感、 红外夜视 仪、热像仪 照明、
照相 日光灯、灭 菌消毒 检查、探 测、透视 探测、
医疗
研习 经典
A. 医院里“CT”机使用的电磁波是γ射线,它具有较强的穿透能力
B. 紫外线常用于卫星通信、电视等信号的传输,它还可用于消毒
C. “浴霸”的取暖灯泡能发出较强的红外线,它具有显著的热效应
D. X射线可以摧毁病变的细胞,常用于治疗各种癌症
解析:医院里“CT”机使用的电磁波是X射线,利用X射线能够穿透物质,来检查人 体的内部器官,故A错误;微波常用于卫星通信、电视等信号的传输,紫外线用于消 毒,故B错误;“浴霸”的取暖灯泡能发出较强的红外线,利用红外线的热效应进行 取暖,故C正确;γ射线可以摧毁病变的细胞,常用于治疗各种癌症,故D错误.
C
名师点评
  解决这类问题,我们要了解不同波段电磁波的特性,知道各个波段的电磁波的名 称、特征和典型应用.除此之外,我们还需要在生活中多观察多思考,主动发现更多 的与电磁波有关的应用.
对应 训练
A. 直接对话 B. 紫外线
C. 红外线 D. 无线电波
解析:舱外为真空环境,声波无法传播,则舱外的航天员与舱内的航天员不能 直接对话,故A错误;现代的移动通信都是利用无线电波来传递信息的,故D正 确,B、C错误.
D
知识 构建
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课后提素养 深刻剖析 提升能力
基础 题组
1. 判断正误.


×


A. 无线电波、可见光、γ射线、红外线、紫外线、X射线
B. 无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线
C. γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波
D. γ射线、紫外线、红外线、X射线、可见光、无线电波
解析:电磁波按频率由大到小的排列顺序是γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外 线、无线电波.故选C.
C
A. 发射无线电波时需要对电磁波进行调制和解调
B. 电视机的遥控器发射紫外线
C. 电磁波中频率最高的为γ射线,用它最容易观察到衍射现象
D. 雷达使用微波是因为微波波长较短,能沿直线传播
解析:发射无线电波时,需要对电磁波进行调制,而解调是接收电磁波的过程,故A 错误;电视机的遥控器发射红外线,故B错误;γ射线波长最小,所以不容易观察到衍 射现象,故C错误;雷达使用微波是因为微波波长较短,能沿直线传播,D正确.
D
中档 题组
A. 变化的电场和变化的磁场由近及远向外传播,形成电磁波
B. 电磁波是一种物质,不能在真空中传播
C. 红外线的波长比X射线的波长短
D. 电磁波不仅能传播信息,而且能传播能量
解析:变化的电场和变化的磁场由近及远向外传播,形成电磁波,选项A正确;电磁 波是一种物质,能在真空中传播,选项B错误;红外线的波长比X射线的波长长,选 项C错误;电磁波不仅能传播信息,而且能传播能量,选项D正确.
AD
A. 当人体温低于37.3 ℃时不会向外辐射红外线
B. 人的体温越高,测温门测量时接收到的红外辐射越强
C. 该测温门感应到人体辐射的红外线比可见光的波长短
D. 该测温门上感应到人体辐射的红外线比X射线的频率低
解析:当人体温低于37.3 ℃时也会向外辐射红外线,故A错误;温度越高,辐射越 强,人的体温越高,测温门测量时接收到的红外辐射越强,故B正确;红外线的波长 比可见光的长,频率比X射线的频率低,故C错误,D正确.
BD
A. 电磁炉是利用电磁波来工作的
B. 微波炉是利用电磁波的能量来快速煮熟食物的
C. 雷达是利用电磁波的反射来侦测目标的
D. 夜视仪是利用红外线来帮助人们在夜间看见物体的
A
解析:电磁炉是利用电磁感应原理和电流的热效应来工作的,故A错误,符合题意; 微波是电磁波的一部分,食物分子在微波的作用下剧烈振动,内能增大,温度升高, 达到加热的目的,故B正确,不符合题意;雷达是利用电磁波的反射来侦测目标的, 故C正确,不符合题意;不同温度的物体发出的红外线特征不同,夜视仪是利用红外 线来帮助人们在夜间看见物体的,故D正确,不符合题意.
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课时作业(十六)
[基础训练]
A. 麦克斯韦最早通过实验证实了电磁波的存在
B. 周期性变化的电场可以产生周期性变化的磁场
C. 电磁波在所有介质中的传播速度均为c=3×108 m/s
D. 微波炉主要利用电磁波中的红光加热食物
解析:赫兹最早通过实验证实了电磁波的存在,A错误;周期性变化的电场可以产生 周期性变化的磁场,B正确;电磁波只有在真空中的传播速度c=3×108 m/s,C错 误;微波炉主要利用电磁波中的微波来加热食物,D错误.
B
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A. 变化的磁场不能产生电场
B. 电视机接收的既有声音信号,还有图像信号
C. 可见光不是电磁波
D. 电磁波没有能量
解析:根据麦克斯韦的电磁场理论可知,变化的磁场产生电场,故A错误;电视机接 收的既有声音信号,还有图像信号,故B正确;电磁波按照波长逐渐减小的顺序为: 无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线,故可见光是电磁波,故C错 误;电磁波本身就是物质、本身具有能量,比如微波炉就是利用电磁波的能量工作 的,故D错误.
B
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A. X射线 B. 无线电波
C. 红外线 D. 紫外线
解析:X射线穿透本领强,可以用来检查人体内部器官,在工业上检查金属内部的缺 陷;无线电波可以在真空中传播,火星探测器从火星向地球发回成功着陆的信号都是 利用无线电波进行的;物体都能辐射红外线,红外线主要用于夜视仪,红外遥感;紫 外线具有灭菌消毒的作用,许多物质在紫外线照射下会发出荧光,可以设计防伪措 施.故选B.
B
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A. 红外线和X射线都有很高的穿透本领,常用于医学上透视人体
B. 过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康
C. 电磁波中频率最大的是X射线
D. 紫外线和X射线都可以使感光底片感光
解析:X射线有很高的穿透本领,常用于医学透视人体,红外线没有,A错误;过强 的紫外线照射对人的皮肤有害,B错误;电磁波中频率最大的是γ射线,C错误;紫外 线和X射线都具有明显的化学作用,可以使感光底片感光,D正确.
D
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A. 甲图中是利用红外线进行防伪
B. 乙图中是利用X射线照射人体进行透视的
C. 丙图中夜视系统是利用紫外线
D. 丁图中蝙蝠和雷达均利用超声波定位
B
解析:甲图中是利用紫外线进行防伪,A错误;乙图中是利用X射线照射人体进行透 视检查的,B正确;丙图中夜视系统是利用红外线,C错误;丁图中蝙蝠利用超声波 定位,雷达利用电磁波定位,D错误.
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A. 微波炉加热食物的方式与煤气灶相同,都是用明火加热
B. 微波炉可以直接对放在陶瓷碗里面的食物进行加热
C. 电磁炉可以直接对放在陶瓷碗里面的食物进行加热
D. 这三者加热食物时都是通过电磁波直接作用食物进行加热
解析:微波炉加热食物的方式是利用微波的能量特征加热,与煤气灶用明火加热不 同,A错误;微波炉是利用微波的能量特征加热,可以直接对放在陶瓷碗里面的食物 进行加热,B正确;电磁炉不可以直接对放在陶瓷碗里面的食物进行加热,因为电磁 炉的工作原理是电磁感应,C错误;这三者加热食物的方式都不相同,D错误.
B
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A. 安检机是利用γ射线的穿透作用来工作的
B. 安检门的金属检测仪是利用静电感应原理来探测金属的
C. 人体扫描仪的图像可能是利用了红外线反射所成的像
D. 人体扫描仪可能是利用某种电磁波的穿透作用来工作的
答案:C
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解析:安检机是利用X射线的穿透作用来工作的,选项A错误;安检门的金属检测仪 是利用电磁感应原理来探测金属的,选项B错误;人体扫描仪利用了一种毫米波段的 电磁波,其频率比可见光还低,可知人体扫描仪的图像可能是利用了红外线反射所成 的像,选项C正确,D错误.
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[能力提升]
A. 可见光波段 B. 紫外波段
C. 红外波段 D. 射线波段
C
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9. 某雷达工作时,发射电磁波的波长为λ=20 cm,每秒发射的脉冲数为n=5 000,每 个脉冲持续时间t=0.02 μs,则电磁波的振荡频率为多少?最大侦察距离是多少?
答案:1.5×109 Hz 30 km
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答案:30 m/s
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