人教版高中物理选修3-4 14．5电磁波谱（共43张PPT）

(共43张PPT)
电磁波谱
教学目标
了解太阳辐射能量的分布情况。?
通过实例认识电磁波谱。
了解电磁波谱中各波段的主要特性和在科技、经济、社会
发展中的主要应用。
了解电磁波具有能量，是一种物质。
教学重点
各波段电磁波的特性及其应用。
教学难点
各波段电磁波的特性及其应用。
前情回顾
描述波动的特征的物理量有哪些？它们之间的关系是怎样
的？
波长、频率、波速
波速=波长×频率
电磁波在真空中的速度：
电磁波的频率范围很广
无线电波、
光波（人眼可见）、
X射线、
都是电磁波
这一节，我们来认识一下各种波段的电磁波
了解电磁波谱的定义。?
掌握电磁波谱的各组成部分及按波长或频率的排列顺序。
电磁波谱的介绍
电磁波谱
同频率的电磁波，在不同介质中速度不同。
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。
电磁波谱：按波长(或频率)的顺序把所有电磁波排列起来，
称之为电磁波谱。
电磁波谱
无线电波
微波
红外线
可见光
紫外线
X射线
注意：无线电波和红外线有重叠部分，紫外线和X射线有重叠
电磁波谱
不同电磁波的产生机理不同。
无线电波：
振荡电路中自由电荷的运动
红外线/可见光/紫外线：
原子外层电子受激发后产生
原子核受激发后产生
X射线（伦琴射线）:
原子内层电子受激发后产生
不同电磁波的频率或波长不同，表现出不同的特性。
波长越长越容易发生干涉、衍射现象；
波长越短，观察干涉、衍射现象越困难。
正是这些不同的特性决定了它们不同的用途。
每种波段的电磁波在生产实际上都有哪些应用呢？
了解无线电波的一些基本应用。
了解无线电波的产生。
了解无线电波的不同传播方式。
无线电波
无线电波
无线电波：波长大于1mm（频率小于300GHz)的电磁波
波长范围：
波长大于1mm
产生机理：
振荡电路中自由电荷的运动
特性：
传播过程中波动性明显
用途：?
?
?
无线电技术（通信、广播和
?
?
?
?
?
?
?
?
天体物理研究等）
用于寻找地外文明的射
电望远镜阵
无线电波
无线电波的波段分布及其主要用途（根据：波长/频率）
?
波段
长波
中波
中短波
波长
30000m~
3000m
3000m~
200m
200m~50m
频率
10kHz~
100kHz
100kHz~
1500kHz
1500kHz~
6000kHz
主要用途
超远程无线电
通信和导航
调幅（AM）?
调频（FM）
电报
通信
无线电广播
电视导航
无线电广播
无线电波
无线电波的波段分布及其主要用途（根据：波长/频率）
波段
短波
微
波
米波（VHF
分米波（UHF）
厘米波
毫米波
波长
50m~10m
10m~1m
1m~0.1m
10cm~1cm
10mm~1mm
频率
6MHz~30MHz
30MHz~?
300MHz~?
3000MHz~?
30000MHz~?
主要用途
电视
雷达
导航
300MHz
3000MHz
300000MHz
30000MHz
了解红外线的基本应用。?
了解红外线的来源。
了解红外线的产生机理。
了解红外波段的细分。
红外线
红外线
红外线是一种波长比红光的波长还长的不可见光。
波长范围：
发现：
由英国人赫歇尔于1800年首先发现
特性：
热效应
用途：红外摄影、红外线遥感技术等
一切物体都在不停地辐射红外线，物体温度
越高，其辐射出的红外线越强。
赫歇尔
红外线在生活中的应用
用遥控器选择电视节目
非接触红外测温仪
电烤箱
注意：烤箱中的红光，
不是红外线，红外线是
看不见的
红外线在生活中的应用
红外线感应防盗报警器
它是将红外线遥感探测技术和无线数码遥控技术结合的高科技
新型产品，利用人体所产生的微弱红外线而触发。当有人试图
进入它的探测范围时，它就会发出警报声。
红外线在生活中的应用
红外线卫星云图显示一九九
九年九月十六日台风约克于
清晨靠近香港时,中心的风眼
清晰可见。
利用红外线检测人体的健康
状态，透过图片可以根据不
同颜色判断病变区域。
红外线在生活中的应用
长三角的“热岛”
红外线在生活中的应用
行星状星云NGC
7027的红外线照片
红外线在生活中的应用
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。你知道哪些动物有这方面的功能吗？
主要是蛇类具有红外感受器。
响尾蛇
蝮蛇
可见光
能作用于人的眼睛并引起视觉的光称为可见光。
如：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各色光。
波长范围：
400nm～760nm
特性：
能作用于眼睛并引起视觉
应用：
照明、摄影等
可见光
可见光在电磁波中是一个很窄的波段
序号
紫
蓝、靛
绿
黄
橙
红
450～400
490～450
580～490
600～580
620～600
700～620
真空中的
光的颜色是由电磁波的频率决定的。
不同频率的色光在真空中波速相同，在介质中波速不同。
同一色光在不同介质中，频率（颜色）不变，波长和波速都
要改变。
在同一介质中，频率越高，波速越小。
可见光
天空为什么是亮的？天空为什么是蓝色的？？
天空是亮的，是因为光在大气层中发生了散射。
在晴朗的天气里空气中会有许多微小的尘埃、水滴、冰晶
等物质，当太阳光通过空气时太阳光中波长较长的红光、
橙光、黄光都能穿透大气层，直接射到地面，而波长较短
的蓝、紫、靛等色光，很容易被悬浮在空气中的微粒阻挡，
从而使光线散射向四方，使天空呈现出蔚蓝色。
可见光
海水为什么是蓝色的？
太阳光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色光复合而成，
七色光波长长短不一，从红光到紫光，波长由长渐短，其
中波长长的红光、橙光、黄光穿透能力强，最易被水分子
所吸收。
波长较短的蓝光、紫光穿透能力弱，遇到纯净海水时，最
易被散射和反射。又由于人们眼睛对紫光很不敏感，往往
视而不见，而对蓝光比较敏感。于是，我们所见到的海洋
就呈现出一片蔚蓝色或深蓝色了。
紫外线
紫外线是一种波长比紫光还短的不可见光
波长范围：
5nm～370nm
发现：
由德国物理学家里特于1801年首先发现的
特性：
荧光效应
化学作用
杀菌消毒
一切高温物体发出的光中，都有紫外线
注意：红外线
与紫外线人眼
都是看不到的
里特
应用：
感光技术、医用消毒等
紫外线
利用紫外线的荧光作用
检验人民币的真伪
紫外线杀菌灯
注意：消毒灯、验钞机灯看起来是淡蓝色的。这不是紫外线。
紫外线看不见。
紫外线
紫外线杀菌车
防紫外线雨伞
紫外线
人为什么不能长时间在太阳下暴晒？
紫外线的作用较强，人体适量接受太阳光里的紫外线照射，
能促进钙质吸收。但过多地吸收紫外线，会对皮肤和眼睛
造成伤害。
X射线（伦琴射线）
伦琴射线（X射线）是一种波长比紫外线更短的不可见光。
波长范围：
发现：
特性：
由德国物理学家W.K.伦琴于
1895年发现
有较强的穿透能力
高速电子流射到任何固体上都会产生伦琴射线，它
是原子内层电子受激发后产生的。
应用：医学检查、安全检查
W.K.伦琴
伦琴为夫人拍
的X光片
产生机理：
X射线（伦琴射线）
伦琴射线（X射线）的穿透能力很强，能使包在黑纸里的照像
底片感光
下图是产生X射线的装置，叫做X射线管
X射线（伦琴射线）
X射线照影机
X射线照射下的鱼
X射线照射下的手
X射线（伦琴射线）
CT（电子计算机断层扫描）
具有扫描时间快，图像清晰等
特点，可用于多种疾病的检查。
γ射线
波长范围：
特点：具有很高的能量，更强的穿透能力
比X射线穿
透能力更强
应用：
小结
电磁波谱
无线电波
红外线
可见光
紫外线
X射线
发现时间
1800年
1801年
1895年
发现人
赫谢耳
里特
伦琴
波长
大于1mm
大于760nm
760~400nm
370~5nm
波长更短
波长最短
-
-
-
-
-
-
宏观产生
?
?机理
LC电路
一切物体都?
太阳或
?
光源
高温物体发?
高速粒子流?
核辐射
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、?
照明、照相
日光灯、灭
?
?菌消毒
检查、探
测、透视
?
探测、医疗
不停地发射
红外线
紫外线
出的光含有
撞击固体物
质时产生
摄影、夜视
遥感、红外
电磁波的能量
微波炉加热时，食物增加的
能量是微波传递给它的
收音机能收到广播电台的声音，
是因为电台发射的无线电波把能
量传递给了电流
电磁波具有能量，电磁波是一种物质
太阳辐射
能
量
的
相
对
大
小
太阳辐射的能量大部分集中在可见光及附近的区域
紫外线
可见光
红外线
黄绿光
0
400
800
1200
1600
2000
太阳辐射
能
量
的
相
对
大
小
紫外线
可见光
红外线
黄绿光
0
400
800
1200
1600
2000
太阳辐射的能量集中在
可见光、红外线、紫外
线三个区域
问题与练习
我们根据什么说电磁波是一种物质？
从电磁波可以脱离电荷独立存在、不需借助媒质传播、具有
能量三个方面可以看到，电磁波和实物粒子一样是一种物质，
这是人们对于物质认识的一个重大发现
问题与练习
问题与练习
电磁波谱
电磁波谱
太阳辐射
按电磁波的波长或频率大小的顺序把它
们排列成谱，叫做电磁波谱。?
波长从大到小的顺序：无线电波、光波
（红外线、可见光、紫外线）、X射线、
?
电磁波有能量。电磁波是一种物质。?
太阳辐射的能量集中在可见光、红外线
和紫外线三个区域。
黄绿光附近，辐射的能量最强。
总结
。