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4.2 电磁波谱[学习目标定位] 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＝3.00×108 .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射线组成的，能够知道它们各自的特点与主要应用.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．知识点一、波长、频率和波速1．概念(1)在一列波中，凸起的最高处叫做波峰；凹下的最低处叫做波谷．邻近的两个波峰(或波谷)的距离叫做波长．(2)频率：在1s内所通过波峰或波谷的次数．(3)波速：表示波的传播快慢．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波速＝波长×频率．二、电磁波谱1．电磁波谱：把电磁波按波长或频率大小的顺序排列起来，就叫电磁波谱．2．无线电波(1)无线电波是波长大于1 (频率小于300 000 )的电磁波．(2)无线电波主要用于通信和广播．3．红外线(1)红外线是一种光波，波长比可见光的波长长，比无线电波的波长短．(2)红外线不能引起人的视觉：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强．(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．4．可见光可见光的波长在700 ～400 之间，能引起人的视觉．5．紫外线紫外线也是不可见光，波长比可见光的短，波长范围为5 ～400 .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，能促进钙的吸收．紫外线还有荧光效应．6．X射线和γ射线X射线和γ射线的波长比紫外线短．X射线对生命物质有较强的作用，过量的辐射会引起生物体的病变．X射线具有穿透作用，可以用于人体透视．γ射线具有更高的能量，在医学上可以用来治疗癌症、探测金属部件内部的缺陷．三、电磁波的能量1．电磁波具有能量，电磁波是物质存在的一种形式．微波炉的工作应用了一种电磁波——微波．食物中的水分子在微波的作用下加剧了热运动，内能增加，温度升高．2．太阳辐射中含有可见光、红外线、紫外线、X射线、γ射线、无线电波．太阳辐射的能量主要集中在可见光、红外线和紫外线三个区域内．眼睛正好能感受这个区域的电磁辐射.知识探究一、波长、频率和波速1．关系：v＝λf.2．电磁波的波长(λ)、波速(c)及频率(f)的关系：c＝λf.(1)电磁波在真空中的速度为光速，c＝3.00×108 .(2)电磁波的频率越大，波长越短．3．影响波速的因素电磁波与机械波不同，它的传播速度与介质和频率有关，而机械波的传播速度只与介质有关．二、不同波长电磁波的比较名称特性无线电波红外线可见光紫外线X射线γ射线主要应用通信、广播红外探测器、红外体温计引起视觉灭菌、消毒、防伪医学透视、安检、金属探伤治疗疾病、金属探伤真空中的速度都是c＝3.00×108频率小→大同介质中速度大→小例题一、波长、频率和波速的关系例1如图1所示为一个同学敲打水面形成的水波示意图，通过测量得到相关数据标记在图上，请回答：图1(1)A、B、C、D四点中哪个点在波峰，哪个点在波谷？(2)已知图中水波传播的速度为1 ，根据图中数据计算该水波的频率为多少？答案(1)C点A点(2)针对训练频率为5×1014 的红光，从10 m外的交通信号灯传到你的眼睛，大约需要多长时间？在这个距离中有多少个波长？答案 3.3×10－8 s 1.7×107个解析该红光的波长由c＝λf得，λ＝＝m＝6.0×10－7 m．传到眼睛需要的时间是t＝＝s ＝3.3×10－8 s，在这个距离中的波长数有n＝＝＝1.7×107个．二、电磁波的应用例2下面列出一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象．请将相应的字母填写在运用这种现象的医疗器械后面的空格上．(1)X光机，.(2)紫外线灯，.(3)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．A．光的全反射B．紫外线具有很强的荧光作用C．紫外线具有杀菌消毒作用D．X射线具有很强的穿透力E．红外线具有显著的热效应F．红外线波长较长，易发生衍射解析(1)X光机是用来透视人的体内器官的，因此需要具有较强穿透力的电磁波，但又不能对人体造成太大伤害，因此采用了穿透能力比较强又不会给人体造成太大伤害的X射线，选D.(2)紫外线灯主要是用来杀菌的，因此它应用的是紫外线的杀菌作用而非荧光作用，因此选C.(3)“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，使人体局部受热，血液循环加快，因此选E.答案(1)D(2)C(3)E。
二、电磁波谱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 ＝3.0×108 m/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。
水波和电磁波都是波，它们有什么共同的特性和不同呢？在实际中有什么特殊的应用呢？提示：水波、电磁波都是波，它们都有波具有的一切特性，例如：都能发生干涉、衍射、反射、折射等。
它们也有很多不同点，例如：水波是机械波，传播需要介质，而电磁波传播不需要介质。
1．波长、频率和波速(1)概念①在波的传播中，凸起的最高处，叫做______。
凹下的最低处叫做____。
相邻的两个波峰(或波谷)的距离叫______。
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。
(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____________________________________。
2．电磁波谱(1)无线电波无线电波是波长大于1 mm(频率小于300 000 MHz)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____，比无线电波波长____。
②红外线____引起人的视觉；一切物体都会辐射红外线，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。
(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5～400 nm之间。
紫外线的显著作用是化学作用。
