2019-2020学年人教版高中物理选修1-1《4.2电磁波谱》学案（含答案）

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1、第2讲电磁波谱目标定位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等于光速，即c3.00108 m/s.2.知道电磁波谱由无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线组成，能够知道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，激发学生探索地外未知生命的热情，增加求知欲一、波长、频率和波速1概念(1)在一列水波中，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)在1 s内有多少次波峰或波谷通过，波的频率就是多少(3)用来描述波传播快慢的物理量叫做波速2波速、波长、

2、频率三者之间的关系：波速波长频率电磁波的波速c与、f的关系是cf.3电磁波在真空中的速度c3.00108 m/s.想一想电磁波在任何介质中的传播速度都等于光速吗？答案不是电磁波在真空中的速度最大，而在介质中速度都会减小，我们认为电磁波在空气中的传播速度近似等于光速二、电磁波谱1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2不同波长电磁波的特性(1)无线电波波长大于1 mm(频率小于300 000 MHz)的电磁波是无线电波无线电波用于通信和广播(2)红外线红外线是一种光波，它的波长比无线电波的波长短，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. 我们看

3、不见红外线利用红外线遥感可以在飞机或人造卫星上勘测地热、寻找水源、监视森林火情、预报风暴和寒潮3可见光可见光的波长在700400 nm之间4紫外线波长范围在5 400 nm的电磁波是紫外线可以利用紫外线灭菌消毒人体接受适量的紫外线照射，能促进钙的吸收，改善身体健康在紫外线的照射下，许多物质会发出荧光根据这个特点可以设计防伪措施5X射线和射线波长比紫外线更短的电磁波就是X射线和射线X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变X射线能够穿透物质，可以用来检查人体内部器官波长最短的电磁波是射线，它具有更高的能量在医学上可以治疗某些癌症、探测金属部件内部的缺陷想一想除了课本上提到的

4、各种电磁波的应用，你还知道电磁波的哪些应用？答案在现代战争中，很多武器的自动瞄准系统都有红外线探测装置，即使是人隐蔽在半边开放的掩体中，也能够被红外线探测装置发现；一些控制导弹飞行的系统中，也常常利用红外线进行制导；许多动物具有发达的红外线感受器官三、电磁波的能量1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电磁波具有能量，电磁波是一种物质四、太阳辐射1太阳辐射中含有可见光、红外线、紫外线，同时还有X射线、射线、无线电波2太阳辐射的能量集中在可见光、红外线和紫外线三个区域内波长在黄绿光附近，辐射的能量最强我们的眼睛正好能感受这个区域的电磁辐射一

5、、波长、频率和波速的关系1电磁波在真空中的速度为光速，c3108 m/s.2电磁波的波长()、波速(c)及频率(f)的关系(1)cf.(2)真空中，电磁波的频率越大，波长越短3由周期和频率的关系f可知c.4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，而机械波的速度只与介质有关例1电磁波在空中的传播速度为v.北方交通广播电台的频率为f，该电台所发射电磁波的波长为()A. B.C. Dvf答案A解析由公式vf，可得波长，选项A正确针对训练1英国物理学家麦克斯韦认为：变化的磁场 (选填“能”或“不能”)产生电场；德国物理学家 用实验成功证实了电磁波的存在；已知电磁波在真空中的传播

6、速度为3.0108 m/s，频率为1.0108 Hz的电磁波，在真空中的波长为 m.答案能赫兹3.0解析根据麦克斯韦电磁场理论可知变化的磁场能产生电场；赫兹用实验证实了电磁波的存在；由公式vf，可得波长 m3.0 m.二、电磁波谱及其应用 名称特性无线电波红外线可见光紫外线X射线射线主要作用通信、广播热作用视觉作用化学作用穿透作用贯穿作用真空中的速度都是c3.00108 m/s频率小大波长大小例2 如图421所示，医院常用X光机检查人的身体X光机利用了X射线的()图421A荧光效应 B灭菌消毒作用C强穿透能力 D显著热效应答案C解析X射线能够穿透物质，可以用来检查人体内部器官，选项C正确针对训

7、练2 关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是()A把电场和磁场组合在一起就是电磁场B无线电波、可见光、X射线都是电磁波C电磁波频率越高，传播速度越大D麦克斯韦第一次通过实验验证了电磁波的存在答案B解析电磁场是变化的电场和变化的磁场相互联系着的，形成的不可分割的统一体，不是简单的组合在一起，选项A错误；根据电磁波谱可知选项B正确；电磁波在真空中的传播速度等于光速，与频率无关，选项C错误；麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹第一次通过实验验证了电磁波的存在，选项D错误波长、频率和波速的关系1一列电磁波从水进入空气的过程中，一定保持不变的物理量是()A频率 B波长C振幅 D波速答案A解析频率由波本身决定，

8、与介质、波速无关，选项A正确；但电磁波在真空中的速度最大，而在介质中速度都会减小，故从真空传入水中时波速变小，由公式vf，可得波长变小，选项B、D错误；电磁波在传播过程中，随着距离的增加，能量逐渐减弱，所以振幅逐渐减小，选项C错误2家用微波炉中使用的微波频率为2 450 MHz，它的波长是多少？某广播电台发射的电磁波的波长是500 m，它的频率是多少？答案0.122 m6105 Hz解析微波炉的微波频率是2 450 MHz，即f2 450106 Hz，由cf得 m0.122 m.f Hz6105 Hz.电磁波谱及其应用3关于电磁波谱，下列说法中正确的是()AX射线对生命物质有较强的作用，过量的

9、X射线辐射会引起生物体的病变B射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高C紫外线比紫光的频率低D在电磁波谱中，穿透能力最强的是X射线答案AB解析X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变，选项A正确；射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高，选项B正确；在电磁波谱中从无线电波到射线，波长逐渐减小，频率逐渐增大，紫外线的频率应比紫光高，在电磁波谱中射线的穿透能力最强，故选项C、D错误4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电磁波频率最大的是射线，最容易用它来观察衍射现象D紫外线和X射线都可以使感光底片感光答案D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射线，其波长最短，最不容易发生衍射，C错误