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c＝3.00×10 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、γ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、频率三者之间的关系：波速＝波长×频率， 电磁波的波速c与λ、f的关系是c＝λf. 3.电磁波在真空中的速度c＝3.0×10__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

①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，

②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. 我们看不见红外线.

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③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700～400 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. 5.X射线和γ射线

波长比紫外线更短的电磁波就是X射线和γ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γ的缺陷.

想一想 除了课本上提到的各种电磁波的应用，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、γ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、波长、频率和波速的关系

1.电磁波在真空中的速度为光速，c＝3×10 m/s. 2.电磁波的波长(λ)、波速(c)及频率(f)的关系.

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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

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(1)c＝λf.

(2)真空中，电磁波的频率越大，波长越短. 1λ

3.由周期和频率的关系f＝可知c＝.

TT4.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. C. 答案 A

解析 由公式v＝λf，可得波长λ＝，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速度为3.0×10 m/s，频率为1.0×10 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

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vffv1B. vfD.vf

vfv3.0×108

公式v＝λf，可得波长λ＝＝ m＝3.0 m.

f1.0×108

二、电磁波谱及其应用

名称 无线电波 特性 主要 作用 真空中 都是c＝3.00×10 m/s 的速度 频 率 波长 小→大 大→小 8红外线 可见光 视觉 紫外线 化学 作用 X射线 穿透 作用 γ射线 贯穿 作用 通信、 热作用 广播 作用 3