湖南省株洲市凤凰中学高二物理 4电磁波

湖南省株洲市凤凰中学高二物理 4电磁波

‎【目标导航】:‎ ‎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和光速相同，即ｃ。‎ ‎2．了解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，能够知道它们各自的特点和重要应用。‎ ‎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。‎ ‎【迷津指点】:‎ 知识点1　波长、频率和波速 ‎１.波长、波速、频率和周期之间的关系式：ｃ＝λｆ、ｆ＝１／Ｔ、ｃ＝λ／Ｔ 例题1 在真空中传播的波长为15米的电磁波，进入某一介质中传播时，若传播速度为 米/秒，该电磁波在介质中的波长是多少？‎ 解析：应用关系式 ．‎ ‎　　因电磁波在介质中传播其频率不变，其波长比：‎ ‎　　 ，‎ 答案：　 米 知识点2 电磁波的波谱图 1. 根据电磁波的波长划分为：红外线、可见光、紫外线、X射线和射线 2. 电磁波具有能量 例题2 关于电磁波的传播，下列叙述正确的是（ ）‎ A．电磁波频率越高，越易沿地面传播[来 B．电磁波频率越高，越易直线传播 C．电磁波在各种媒质中传播波长恒定 D．只要有三颗同步卫星在赤道上空传递微波，就可把信号传遍全世界 解析：电磁波频率越高，波长就越短，绕过地面障碍物的本领就越差，且地波在传播过程中的能量损失随频率的增高而增大，A错．随着电磁波频率的增大，粒子性越来越明显，其传播形式跟光相似，沿直线传播，B正确．电磁波在各种媒质中传播时，频率不变，但传播速度不等，波长不同，C错．由于同步通讯卫星相对于地面静止在赤道上空3600千米高的地方用它来作微波中继站，只要有三颗这样的卫星，就可以把微波讯号传遍全世界，D正确．答案为BD．‎ ‎【教学题库】：师用 ‎1.关于电磁波在真空中传播速度，下列说法中不正确的是（ ）‎ A、频率越高，传播速度越大 B、电磁波的能量越强，传播速度越大 C、波长越长，传播速度越大 D、频率、波长、强弱都不影响电磁波的传播速度 解析：电磁波在真空中的波速与任何因素均无关——现代物理中称光速不变原理．在媒质中波速会变小．答案：D．‎ ‎2.在电磁波谱中，红外线、可见光和伦琴射线（射线）三个波段的频率大小关系是 ( )‎ A．红外线的频率最大，可见光的频率最小 B．伦琴射线的频率最大，红外线的频率最小 C．可见光的频率最大，红外线的频率最小 D．伦琴射线频率最大，可见光的频率最小 解析：电磁波的传播速度相同，根据ｃ＝λｆ，波长越大，频率越小的原理，可知伦琴射线频率最高，可见光其次，红外线最低。‎ 答案：B ‎3.某电磁波在真空中传播时，波长为600m，则该电磁波的频率多大？‎ 解析：这是一道关于电磁波的简单计算问题。根据电磁波的相关公式有：‎ ‎。‎ ‎【基础过关】：‎ ‎1.麦克斯韦从理论上预言电磁波在真空中的传播速度等于 的速度，其数值为 。‎ 答案：光在真空中传播，3×108m/s ‎2.一无线电发射机，辐射无线电波的波长为λ。现要使其辐射波长为2λ的无线电波，且振荡电路中的电感不变，则电路中的电容应变为原来的 倍。‎ 答案：4倍 ‎3.某电台发射500kHz的电磁波，则此电磁波的波长是 m；若距该电台6000km远处有一无线电接受机，则从发射台发出的信号经 s可被接受机收到。若该电台发射频率为800kHz的电磁波，则经 s信号可被接受机收到。‎ 答案：600、0.02 、0.02‎ ‎4.当电磁波的频率增加时，它在真空中的速度将( )‎ A.减小 B.增大 C.不变 D.以上都不对 答案：电磁波再真空中的传播速度恒定不变，答案C ‎5.关于电磁波的传播速度，下列说法正确的是( )‎ A.电磁波的频率越高，传播速度越大 B.电磁波的波长越大，传播速度越大 C.电磁波的能量越大，传播速度越大 D.电磁波的传播速度与传播介质有关 答案：电磁波的频率不变，波速和波长与介质有关，答案D ‎6.对于声波、无线电波和红外线，以下说法正确的是( )‎ A.都能在真空中传播 B.都能发生反射 C.都能发生干涉 D.都是本质上相同的波，只是频率不同而已 解析：声波为机械波，无线电波和红外线为地磁波，机械波传播需要介质，而电磁波不需要，答案BC ‎7. 关于紫外线，下列说法中正确的是 ( )‎ A．一切物体都会发出紫外线 B．紫外线可用于无线电通讯 C．紫外线有较高的能量，足以破坏细胞中的物质 D．在紫外线照射下，所有物质会发出荧光 解析：紫外线用在医院、食堂等地的消毒，效果明显，因为有较高的能量，答案C ‎【拓展演练】：‎ ‎1.任何电磁波在真空中传播时，都具有相同的（ ）‎ A、波长 B、波速 C、周期 D、频率 答案：电磁波再真空中的传播速度为光速，答案B ‎2.关于激光的应用问题，以下说法正确的是（ ）‎ A．光纤通信是应用激光平行度非常好的特点对信号来进行调制，使其在光导纤维中进行传递信息 B．计算机内的“磁头”读出光盘上记录的信息是应用了激光是相干光的特点来进行的 C．医学上用激光作“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点 D．“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是应用了激光亮度高的特点 答案：C ‎3. 有些动物夜间几乎什么都看不到，而猫头鹰在夜间却有很好的视力．其原因是（ ）‎ A．不需要光线，也能看到目标 B．自身眼睛发光，照亮搜索目标 C．可对红外线产生视觉 D．可对紫外线产生视觉 答案：猫头鹰能感受红外线辐射，答案C ‎4 .在电磁波传播过程中，不变的物理量是（ ）‎ A、频率 B、波长 C、振幅 D、波速 解析：电磁波的频率不受介质影响，答案A ‎5. 你有几种测量凸透镜焦距的方法？[高考资源网]‎ 答案：（1）将太阳光聚焦法，测量光斑到凸透镜的距离 ‎（2）利用凸透镜的成像原理找焦距，方法是在光具座上找到物体成等大像的位置，则此时物距的一半就是焦距。‎ ‎　　 物像共扼法；凸透镜与平面镜结合法等 ‎6.根据热辐射理论，物体发出光的最大波长λm与物体的绝对温度的关系满足：‎ T·λm=2．90×10-3（K·m），若猫头鹰的猎物——蛇在夜间的体温为27 ℃，则它发出光的最大波长为___________m，属于___________波段．‎ 答案：　9．7×10-6 m，　红外线波段 ‎７.一台收音机中，用一可变电容器与两组不同线圈构成产生中波和短波的两个波段的振荡电路，其中细导线密绕的一组线圈属于_______波段，粗导线疏绕的一组线圈属于______波段．‎ 答案：中波；　短波 ‎【物理漫步】：师用 红外线[infrared ray]‎ ‎　　红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种，由德国科学家霍胥尔于1800年发现，又称为红外热辐射,他将太阳光用三棱镜分解开，在各种不同颜色的色带位置上放置了温度计，试图测量各种颜色的光的加热效应。结果发现，位于红光外侧的那支温度计升温最快。因此得到结论：太阳光谱中，红光的外侧必定存在看不见的光线，这就是红外线。也可以当作传输之媒界。 太阳光谱上红外线的波长大于可见光线，波长为0.75～1000μm。红外线可分为三部分，即近红外线，波长为0. 75～1.50μm之间；中红外线，波长为1.50～6.0μm之间；远红外线，波长为6.0～l000μm 之间。‎ ‎　　真正的红外线夜视仪是光电倍增管成像，与望远镜原理完全不同，白天不能使用，价格昂贵且需电源才能工作。‎ ‎　　【红外线的物理性质】‎ ‎　　在光谱中波长自0.76至400微米的一段称为红外线，红外线是不可见光线。所有高于绝对零度（－273℃）的物质都可以产生红外线。现代物理学称之为热射线。医用红外线可分为两类：近红外线与远红外线。‎ ‎　　近红外线或称短波红外线，波长0.76～1.5微米，穿入人体组织较深,约5～10毫米；远红外线或称长波红外线，波长1.5～400微米，多被表层皮肤吸收，穿透组织深度小于2毫米。‎ ‎　　【红外线的物理特性】‎ ‎　　1.有热效应 ‎　　2.穿透云雾的能力强 ‎　　【红外线的生理作用和治疗作用】‎ ‎　　人体对红外线的反射和吸收　‎ ‎　　红外线照射体表后，一部分被反射，另一部分被皮肤吸收。皮肤对红外线的反射程度与色素沉着的状况有关，用波长0.9微米的红外线照射时，无色素沉着的皮肤反射其能量约60％；而有色素沉着的皮肤反射其能量约40％。长波红外线（波长1. 5微米以上）照射时，绝大部分被反射和为浅层皮肤组织吸收，穿透皮肤的深度仅达0.05～2毫米，因而只能作用到皮肤的表层组织；短波红外线（波长1.5微米以内）以及红色光的近红外线部分透入组织最深，穿透深度可达10毫米，能直接作用到皮肤的血管、淋巴管、神经末梢及其他皮下组织。‎ ‎　　红外线红斑　‎ ‎　　足够强度的红外线照射皮肤时，可出现红外线红斑，停止照射不久红斑即消失。大剂量红外线多次照射皮肤时，可产生褐色大理石样的色素沉着，这与热作用加强了血管壁基底细胞层中黑色素细胞的色素形成有关。‎ ‎　　红外线的治疗作用　‎ ‎　　红外线治疗作用的基础是温热效应。在红外线照射下，组织温度升高，毛细血管扩张，血流加快，物质代谢增强，组织细胞活力及再生能力提高。红外线治疗慢性炎症时，改善血液循环，增加细胞的吞噬功能，消除肿胀，促进炎症消散。红外线可降低神经系统的兴奋性，有镇痛、解除横纹肌和平滑肌痉挛以及促进神经功能恢复等作用。在治疗慢性感染性伤口和慢性溃疡时，改善组织营养，消除肉芽水肿，促进肉芽生长，加快伤口愈合。红外线照射有减少烧伤创面渗出的作用。红外线还经常用于治疗扭挫伤，促进组织肿张和血肿消散以及减轻术后粘连，促进瘢痕软化，减轻瘢痕挛缩等。‎