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高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册4 电磁波谱说课ppt课件
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这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册4 电磁波谱说课ppt课件，共29页。PPT课件主要包含了必备知识·素养奠基，波长大小，红外线，可见光，紫外线，γ射线，灭菌消毒，防伪措施，人体的内部器官，金属构件内部的缺陷等内容，欢迎下载使用。
一、电磁波谱1.定义:各种电磁波按_________或频率高低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、_______。3.不同的电磁波由于具有不同的_____(波长),才具有不同的特性。二、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_____和_____及其他信号传播。2.按波长(频率)划分为_____、中波、中短波、短波和_____。
三、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,热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射___。3.主要应用于红外遥感等。四、可见光1.可见光的波长在760 nm到400 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)_____。
五、紫外线【思考】 人为什么不能长时间在太阳下暴晒?提示: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。
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,根据这一点可以设计_________。六、X射线和γ射线1.X射线:X射线能够穿透物质,可以用来检查_______________;在工业上,利用X射线检查___________________。2.γ射线:具有很高的能量,穿透能力更强。主要应用有:医学上具有治疗_____的作用,工业上具有探测___________________的作用。
各种电磁波的特性1.电磁波谱及其特性:
2.各种电磁波的共性与个性:(1)共性。①它们在本质上都是电磁波,它们遵循相同的规律,各波段之间并没有绝对的界线。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、干涉和偏振的特性。
(2)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。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,折射率越大,速度越小。③用途不同。
【思考·讨论】(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如何排列的?(物理观念)提示:各种色光按波长由大到小排列为:红橙黄绿蓝靛紫。(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?(物理观念)提示: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。
【典例示范】 关于电磁波的特性和应用,下列说法正确的是( )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.电磁波谱中频率最大的为γ射线,最容易发生衍射现象D.紫外线和X射线都可以使感光底片感光
【解析】选D。X射线有很高的穿透本领,常用于医学上透视人体,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;电磁波谱中频率最大的为γ射线,其波长最短,最不容易发生衍射现象,C错误;紫外线和X射线都具有明显的化学效应,可以使感光底片感光,D正确。
【素养训练】1.2019年12月18日8时14分,四川内江市资中县发生地震。为了将埋在倒塌建筑中的被困者迅速解救出来,救援队在救援过程中使用生命探测仪来寻找被压在废墟中的大量伤员,这种仪器主要是接收人体发出的( )A.可见光 B.红外线C.紫外线D.声音【解析】选B。不同温度的物体会发出不同频率的红外线,生命探测仪就是根据人体发出的红外线与周围环境辐射的红外线不同而寻找的,B正确。
2.(多选)无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线合起来,形成了范围非常广阔的电磁波谱,不同的电磁波表现出的特性不同,因而其用途也不同。下列说法正确的是( )A.红外线、紫外线、X射线和γ射线在真空中传播的速度均为3×108 m/sB.红外线应用在遥感技术中,是利用它穿透本领强的特性C.紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度D.日光灯是紫外线的荧光效应的应用
【解题指南】解答本题要注意两点(1)各类电磁波的特性由波长大小决定。(2)各类电磁波的用途则由其特性决定。
【解析】选A、C、D。各种频率的电磁波在真空中具有相同的速度3×108 m/s,故A项正确;红外线应用在遥感技术中是利用了它的衍射能力较强的特性,它的穿透本领较弱,故B项错误;紫外线的频率大于红外线的频率,水对紫外线的折射率较大,由v= 可知,C项正确;日光灯是利用了紫外线激发荧光的作用,故D项正确。
【补偿训练】 (多选)关于生活中遇到的各种波,下列说法不正确的是( )A.电磁波可以传递信息,声波不能传递信息B.手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波C.太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同D.遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同
【解析】选A、C、D。电磁波可以传递信息,声波也能传递信息,A错误;手机在通话时,涉及的波既有电磁波又有声波,B正确;太阳光中的可见光的传播速度远大于医院“B超”中的超声波的传播速度,C错误;遥控器发出的红外线波长大于医院“CT”中的X射线波长,故D错误。
1.5G基站发出的5G信号、杀菌消毒用的紫外线、VCD机中的激光(可见光)、人体透视用的X光都是电磁波,它们的频率分别为f1、 f2、 f3、 f4,则( )A.f1>f2>f3>f4 B.f1f4D.f1>f2
【解析】选D。一切物体都在不停地辐射红外线,而且温度不同,辐射的红外线强度不同,可利用红外线成像进行夜间观察。
3.早晨在泰山看日出时太阳看起来特别红。这是由于( )A.红光的波长大B.大气的全反射C.大气的折射D.光的色散【解析】选A。太阳初升和西落时,阳光通过较厚的空气层。紫光、蓝光的波长较短,被空气吸收得较多;而红光的波长较长,被吸收得最少,直射而来的红光也就最多,因此,这时候太阳呈现红色。
4.一种电磁波入射到半径为1 m的孔上,可发生明显的衍射现象,这种波属于电磁波谱中的( )A.可见光B.γ射线C.无线电波D.紫外线【解析】选C。一种波发生明显衍射现象的条件是:障碍物或孔的尺寸大小跟光的波长差不多或比波长还要小。电磁波中的无线电波波长范围是10-3～104 m,红外线波长范围是10-7～10-3 m,可见光、紫外线、γ射线的波长更短,所以只有无线电波才符合条件。
5.现行的第四代移动通信技术4G,采用1 880～2 635 MHz频段的无线电波;2020年我国将全面推行第五代移动通信技术5G,采用3 300～5 000 MHz频段的无线电波。未来5G网络的传输速率是4G网络的50～100倍。下列说法中正确的是 ( )A.5G信号和4G信号都是横波B.在空气中5G信号比4G信号传播速度大C.5G信号和4G信号相遇能产生干涉现象D.5G和4G电磁波信号的磁感应强度随时间是均匀变化的
【解析】选A。5G和4G信号都是电磁波,电磁波都是横波,故A正确;任何电磁波在真空中的传播速度均为光速,故传播速度相同,故B错误;波的干涉条件是两列波的频率相同,振动情况相同,5G和4G信号的频率不同,相遇不能产生干涉现象,故C错误;根据麦克斯韦电磁场理论可知,均匀变化的电(磁)场只能产生恒定不变的磁(电)场,不能形成电磁波,故5G和4G电磁波信号的磁感应强度随时间不是均匀变化的,故D错误。故选A。
【新思维·新考向】 情境:太阳风暴袭击地球时,不仅会影响通信,威胁卫星,而且会破坏臭氧层,臭氧层作为地球的保护伞,是因为臭氧能吸收太阳辐射中波长较短的紫外线,若某种紫外线的频率为1.5×1015 Hz。问题:(1)该紫外线的波长是多少?(2)紫外线的主要作用有哪些?(3)简要说明人体不接受紫外线辐射和大量辐射分别会产生什么后果?
一、电磁波谱1.定义:各种电磁波按_________或频率高低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、_______。3.不同的电磁波由于具有不同的_____(波长),才具有不同的特性。二、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_____和_____及其他信号传播。2.按波长(频率)划分为_____、中波、中短波、短波和_____。
三、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,热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射___。3.主要应用于红外遥感等。四、可见光1.可见光的波长在760 nm到400 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)_____。
五、紫外线【思考】 人为什么不能长时间在太阳下暴晒?提示: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。
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,根据这一点可以设计_________。六、X射线和γ射线1.X射线:X射线能够穿透物质,可以用来检查_______________;在工业上,利用X射线检查___________________。2.γ射线:具有很高的能量,穿透能力更强。主要应用有:医学上具有治疗_____的作用,工业上具有探测___________________的作用。
各种电磁波的特性1.电磁波谱及其特性:
2.各种电磁波的共性与个性:(1)共性。①它们在本质上都是电磁波,它们遵循相同的规律,各波段之间并没有绝对的界线。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、干涉和偏振的特性。
(2)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。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,折射率越大,速度越小。③用途不同。
【思考·讨论】(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如何排列的?(物理观念)提示:各种色光按波长由大到小排列为:红橙黄绿蓝靛紫。(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?(物理观念)提示: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。
【典例示范】 关于电磁波的特性和应用,下列说法正确的是( )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.电磁波谱中频率最大的为γ射线,最容易发生衍射现象D.紫外线和X射线都可以使感光底片感光
【解析】选D。X射线有很高的穿透本领,常用于医学上透视人体,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;电磁波谱中频率最大的为γ射线,其波长最短,最不容易发生衍射现象,C错误;紫外线和X射线都具有明显的化学效应,可以使感光底片感光,D正确。
【素养训练】1.2019年12月18日8时14分,四川内江市资中县发生地震。为了将埋在倒塌建筑中的被困者迅速解救出来,救援队在救援过程中使用生命探测仪来寻找被压在废墟中的大量伤员,这种仪器主要是接收人体发出的( )A.可见光 B.红外线C.紫外线D.声音【解析】选B。不同温度的物体会发出不同频率的红外线,生命探测仪就是根据人体发出的红外线与周围环境辐射的红外线不同而寻找的,B正确。
2.(多选)无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线合起来,形成了范围非常广阔的电磁波谱,不同的电磁波表现出的特性不同,因而其用途也不同。下列说法正确的是( )A.红外线、紫外线、X射线和γ射线在真空中传播的速度均为3×108 m/sB.红外线应用在遥感技术中,是利用它穿透本领强的特性C.紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度D.日光灯是紫外线的荧光效应的应用
【解题指南】解答本题要注意两点(1)各类电磁波的特性由波长大小决定。(2)各类电磁波的用途则由其特性决定。
【解析】选A、C、D。各种频率的电磁波在真空中具有相同的速度3×108 m/s,故A项正确;红外线应用在遥感技术中是利用了它的衍射能力较强的特性,它的穿透本领较弱,故B项错误;紫外线的频率大于红外线的频率,水对紫外线的折射率较大,由v= 可知,C项正确;日光灯是利用了紫外线激发荧光的作用,故D项正确。
【补偿训练】 (多选)关于生活中遇到的各种波,下列说法不正确的是( )A.电磁波可以传递信息,声波不能传递信息B.手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波C.太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同D.遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同
【解析】选A、C、D。电磁波可以传递信息,声波也能传递信息,A错误;手机在通话时,涉及的波既有电磁波又有声波,B正确;太阳光中的可见光的传播速度远大于医院“B超”中的超声波的传播速度,C错误;遥控器发出的红外线波长大于医院“CT”中的X射线波长,故D错误。
1.5G基站发出的5G信号、杀菌消毒用的紫外线、VCD机中的激光(可见光)、人体透视用的X光都是电磁波,它们的频率分别为f1、 f2、 f3、 f4,则( )A.f1>f2>f3>f4 B.f1
【解析】选D。一切物体都在不停地辐射红外线,而且温度不同,辐射的红外线强度不同,可利用红外线成像进行夜间观察。
3.早晨在泰山看日出时太阳看起来特别红。这是由于( )A.红光的波长大B.大气的全反射C.大气的折射D.光的色散【解析】选A。太阳初升和西落时,阳光通过较厚的空气层。紫光、蓝光的波长较短,被空气吸收得较多;而红光的波长较长,被吸收得最少,直射而来的红光也就最多,因此,这时候太阳呈现红色。
4.一种电磁波入射到半径为1 m的孔上,可发生明显的衍射现象,这种波属于电磁波谱中的( )A.可见光B.γ射线C.无线电波D.紫外线【解析】选C。一种波发生明显衍射现象的条件是:障碍物或孔的尺寸大小跟光的波长差不多或比波长还要小。电磁波中的无线电波波长范围是10-3～104 m,红外线波长范围是10-7～10-3 m,可见光、紫外线、γ射线的波长更短,所以只有无线电波才符合条件。
5.现行的第四代移动通信技术4G,采用1 880～2 635 MHz频段的无线电波;2020年我国将全面推行第五代移动通信技术5G,采用3 300～5 000 MHz频段的无线电波。未来5G网络的传输速率是4G网络的50～100倍。下列说法中正确的是 ( )A.5G信号和4G信号都是横波B.在空气中5G信号比4G信号传播速度大C.5G信号和4G信号相遇能产生干涉现象D.5G和4G电磁波信号的磁感应强度随时间是均匀变化的
【解析】选A。5G和4G信号都是电磁波,电磁波都是横波,故A正确;任何电磁波在真空中的传播速度均为光速,故传播速度相同,故B错误;波的干涉条件是两列波的频率相同,振动情况相同,5G和4G信号的频率不同,相遇不能产生干涉现象,故C错误;根据麦克斯韦电磁场理论可知,均匀变化的电(磁)场只能产生恒定不变的磁(电)场,不能形成电磁波,故5G和4G电磁波信号的磁感应强度随时间不是均匀变化的,故D错误。故选A。
【新思维·新考向】 情境:太阳风暴袭击地球时,不仅会影响通信,威胁卫星,而且会破坏臭氧层,臭氧层作为地球的保护伞,是因为臭氧能吸收太阳辐射中波长较短的紫外线,若某种紫外线的频率为1.5×1015 Hz。问题:(1)该紫外线的波长是多少?(2)紫外线的主要作用有哪些?(3)简要说明人体不接受紫外线辐射和大量辐射分别会产生什么后果?
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