第4节 电磁波谱
课标解读 课标要求 素养要求
１.知道电磁波谱的组成。
２.了解电磁波谱各波段的特性及应用。
３.知道电磁波谱各波段传播方式及用途， １.物理观念：电磁波谱的概念和组成，电磁波具有能量的特性。
２.科学探究：各电磁波波段的特点、传播方式及用途，太阳光光谱分布与人类感知有关现象之间的关系。
３.科学思维：利用雷达工作原理确定物体的距离、方位和速度。
４.科学态度与责任：电磁波在科技、经济、社会发展中的作用。
自主学习·必备知识
见学用86页
教材研习
教材原句
要点一 电磁波谱
电磁波谱就是按电磁波的波长大小或频率高低的顺序把它们排列成的 谱 ①。
要点二 电磁波谱的组成
无线电波广泛应用于通信、广播及其他 信号传输 ②。
红外线的波长比无线电波短，比可见光长。所有物体都发射红外线。热物体的红外辐射比冷物体的 红外辐射强 ③。
能使人的眼睛产生 视觉效应 ④的电磁波，称为可见光。
人眼看不到的比紫光波长更短的电磁波。在 紫光之外 ⑤，波长范围为5∼370 nm 的电磁波是紫外线。
波长比紫外线 更短 ⑥的电磁波就是X 射线和𝛾 射线了。
自主思考
①什么是谱？电磁波谱是如何“排”成的？
答案：提示 按照对象的类别用整齐的形式编辑起来称为“谱”。“电磁波谱”是将电磁波按一定的顺序排列起来形成的“谱”，“排”的顺序可以是按波长的大小，也可以是按频率的高低，还可以是按其他规律排。
②无线电波为什么广泛应用于“信号传输”？
答案：提示 波长越长的电磁波越容易产生衍射现象，无线电波波长大于1 mm 且比较长，绕过障碍物（如建筑物等）向前传播的能力较强，因此适合用来信号传输。
③所有物体是指“一切物体”无条件地都发射红外线吗？为什么热物体的“红外辐射强”？
答案：提示 是，“一切物体”在任何状态下都发射红外线。温度越高的物体，具有的内能越多，比冷物体向周围辐射红外线的热功率更强。
1 5 电磁波谱
无线电频谱和波段划分
段号 频段名称 频段范围
（含上限，不含下限） 波段名称 波长范围
（含上限，不含下限）
1 极低频(ELF) 3～30赫（Hz） 极长波 100～10兆米
2 超低频(SLF) 30～300赫（Hz） 超长波 10～1兆米
3 特低频(ULF) 300～3000赫（Hz） 特长波 100～10万米
4 甚低频（VLF） 3～30千赫（KHz） 甚长波 10～1万米
5 低频（LF） 30～300千赫（KHz） 长波 10～1千米
6 中频（MF） 300～3000千赫（KHz） 中波 10～1百米
7 高频（HF） 3～30兆赫（MHz） 短波 100～10米
8 甚高频（VHF） 30～300兆赫（MHz） 超短波 10～1米
9 特高频（UHF） 300～3000兆赫（MHz） 分米波
微波 10～1分米
10 超高频（SHF） 3～30吉赫（GHz） 厘米波 10～1厘米
11 极高频（EHF） 30～300吉赫（GHz） 毫米波 10～1毫米
12 至高频 300～3000吉赫（GHz） 丝米波 10～1丝米
极低频短波通信频率功能的划分
极低频短波通信实际使用的频率范围:1.6 MHz～30 MHz
1600 kHz～1800 kHz:主要是些灯塔和导航信号，用来给鱼船和海上油井勘探的定位信号
1800 kHz～2000 kHz:160米的业余无线电波段，在秋冬季节的夜晚有最好的接收效果。
2000 kHz～2300 kHz:此波段用于海事通信，其中2182 kHz保留为紧急救难频率。
2300 kHz～2498 kHz:120米的广播波段。
2498 kHz～2850 kHz:此波段有很多海事电台。
2850 kHz～3150 kHz:主要是航空电台使用。
3150 kHz～3200 kHz:分配给固定台。
3200 kHz～3400 kHz:90米的广播波段，主要是一些热带地区的电台使用。
word 1 / 14 第3、4节电磁波谱电磁波的应用无线电波的发射、传播和接收
对应学生用书P44
电磁波谱 电磁波的应用
[自读教材·抓基础]
1．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。按照波长从长到短依次排列为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。
2．不同电磁波的比较
1.在电磁波谱中波长由长到短的排列顺序为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。不同的电磁波，频率不同，特性不同，产生机理也不同。
2．要有效地发射电磁波必须具备两个条件：(1)开放电路，(2)足够高的振荡频率。
3．将要传递的信号加到载波上的过程叫调制，调制有调幅和调频两种。 word
2 / 14 波长、频率 特点 应用
无线电波
波长大于可见光
许多自然过程也辐射无线电波 广播和通讯，天体卫星研究
红外线 所有物体都会发射红外线，热物体的红外线辐射比冷物体强 红外线摄影
红外线遥感
可见光 复色光
波长
(红)――→大 小小 大(紫)
频率 太空黑暗天空明亮――→原因没有大气，天空蓝色――→原因短波散射，傍晚阳光红色――→原因短波吸收
紫外线 能量较高 灭菌消毒
促进人体对钙的吸收，利用荧光效应防伪
X射线 对生命物质有较强作用，过量会引起病变，穿透本领强 检查人体内部器官、零件内部缺陷
γ射线 能量很高，破坏生命物质 治疗疾病
探测金属部件内部缺陷
[跟随名师·解疑难]
1．电磁波的共性
(1)它们在本质上都是电磁波，它们的行为服从相同的规律，各波段之间的区别并没有绝对的意义。
(2)都遵守公式v＝λf，它们在真空中的传播速度都是c＝3.0×108 m/s。
(3)它们的传播都不需要介质。
(4)它们都具有反射、折射、衍射和干涉的特性。
2．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，波长越长越容易产生干涉、衍射现象，波长越短穿透能力越强。
电磁场与电磁波(第5版)第2章
本节介绍了电磁学的基本概念和原理，包括电荷、电场、电势、电场强度和电势差等。
本节讨论了静电场和静磁场的性质和特点，包括库伦定律、电场强度的计算、电场线和磁感线的性质等。
本节介绍了电场和磁场的性质，包括电场的叠加原理、高斯定律、环路定理和安培定律等。
本节讨论了电场和磁场相互作用的现象和规律，包括洛伦兹力、洛伦兹力的计算和洛伦兹力的方向等。
本节介绍了电磁波的基本概念和特征，包括电磁波的产生、传播和检测等。
本节讨论了电磁波的性质，包括电磁波的速度、频率、波长和能量等。
本节介绍了电磁波谱的分类和特点，包括射线、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。
本节讨论了电磁波在生活和科学研究中的广泛应用，包括通信、雷达、医学诊断和天文观测等。
本章节将介绍电荷的性质以及电场的基本概念。首先，我们将讨论电荷的性质，包括电荷的类型和带电体的基本特征。之后，我们将深入研究电场，包括电场的定义、电场的强度和方向，以及电场的计算公式。
电荷是物质的一种基本特性，它可以分为正电荷和负电荷两种类型。正电荷表示物体缺少电子，而负电荷表示物体具有多余的电子。电荷是一种离散的量子化现象，它以元电荷为单位进行计量。带电体是指带有正电荷或负电荷的物体，而不带电的物体则是不具有净电荷的。
电场是指电荷周围所具有的一种物理现象，它可以影响周围空间中其他电荷的运动和状态。电场的强度和方向决定了电场对其他电荷的力的大小和方向。电场的强度用符号E表示，单位是牛顿/库仑。电场的方向由正电荷朝向负电荷的方向确定。
库仑定律是描述电荷间作用力的基本定律。根据库仑定律，两个电荷之间的作用力正比于它们的电荷量的乘积，反比于它们之间距离的平方。电场强度是描述某处电场强度大小和方向的物理量。电场强度的计算公式正是库仑定律的一种推导结果，它可以通过已知电荷量和距离来计算。
以上是《电磁场与电磁波(第5版)第2章》中2.1节的内容概述。通过研究这一章节，我们可以深入了解电荷的性质和电场的基本概念，以及计算电场强度的方法。
