PAGE8-第4、5節(jié)電磁波與信息化社會電磁波譜1.按電磁波的波長由大到小排列依次：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線。2．無線電波的特性是波動性強，可用于通訊、廣播。紅外線具有較強熱效應，可用于遙感、加熱等。可見光具有較強的感光性，可用于照明、照相等。紫外線具有化學作用和熒光作用，可用于日光燈、殺菌等。X射線和γ射線具有較強穿透實力，可用于檢查、探測、治療等。一、電磁波與信息化社會1．電磁波的傳輸信息可以通過電纜、光纜進行有線傳輸，也可實現(xiàn)無線傳輸。電磁波的頻率越高，相同時間內(nèi)傳遞的信息量越大。2．電磁波的應用實例(1)電視廣播的放射和接收過程：(2)雷達的工作原理：雷達利用微波遇到障礙物的反射現(xiàn)象來測定物體位置。依據(jù)放射無線電波到接收反射波的時間t，確定障礙物的距離s＝eq\f(ct,2)，再依據(jù)放射無線電波的方向和仰角，確定障礙物的位置。(3)移動電話、因特網(wǎng)也是利用電磁波來傳輸信息的。二、電磁波譜1．概念按電磁波的波長或頻率大小的依次把它們排列成譜。2．電磁波譜的排列按波長由長到短依次為：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線。3．不同電磁波的特點及應用特點用途無線電波波動性強通訊、廣播、導航紅外線熱作用強加熱、遙測、遙感、紅外線制導可見光感光性強照明、照相等紫外線化學作用熒光效應殺菌消毒、治療皮膚病等X射線穿透力強檢查、探測、透視、治療γ射線穿透力最強探測、治療1．自主思索——判一判(1)高頻電磁波是信息傳送的載體。(√)(2)雷達是利用微波定位的。(√)(3)電視機是一種放射電磁波的裝置。(×)(4)X射線對生命物質(zhì)有較強的作用，過量的X射線輻射會引起生物體的病變。(√)(5)γ射線是波長最短的電磁波，它比X射線的頻率還要高。(√)(6)紫外線比紫光更簡單發(fā)生干涉和衍射。(×)2．合作探究——議一議(1)如圖，中國女航天員王亞平在“天宮一號”為中小學生授課。思索一下，王亞平授課的視頻是怎樣傳到地面上的？提示：通過電磁波來傳遞。(2)為什么超遠程無線電利用無線電波中的長波波段，而雷達利用微波波段？提示：依據(jù)波的衍射特性，波長越長，越簡單繞過障礙物，所以遠程無線電利用長波波段。微波波長短，傳播時直線性好，雷達正是利用了微波直線傳播性好的特點。各種電磁波的共性與特性1．共性(1)它們在本質(zhì)上都是電磁波，它們的行為聽從相同的規(guī)律，各波段之間的區(qū)分并沒有肯定的意義。(2)都遵守公式v＝λf，它們在真空中的傳播速度都是c＝3.0×108m/s。(3)它們的傳播都不須要介質(zhì)。(4)它們都具有反射、折射、衍射和干涉的特性。2．特性(1)不同電磁波的頻率或波長不同，表現(xiàn)出不同的特性，波長越長越簡單產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象，波長越短穿透實力越強。(2)同頻率的電磁波，在不同介質(zhì)中速度不同。不同頻率的電磁波，在同一種介質(zhì)中傳播時，頻率越大折射率越大，速度越小。(3)產(chǎn)朝氣理不同無線電波振蕩電路中電子周期性運動產(chǎn)生紅外線、可見光和紫外線原子的外層電子受激發(fā)后產(chǎn)生X射線原子的內(nèi)層電子受激發(fā)后產(chǎn)生γ射線原子核受激發(fā)后產(chǎn)生(4)用途不同：無線電波用于通信和廣播，紅外線用于加熱和遙感技術，紫外線用于殺菌消毒，X射線應用于醫(yī)學上的X光照片，γ射線檢查金屬部件的缺陷等。[典例]電磁波包含了γ射線、紅外線、紫外線、無線電波等，按波長由長到短的排列依次是()A．無線電波、紅外線、紫外線、γ射線B．紅外線、無線電波、γ射線、紫外線C．γ射線、紅外線、紫外線、無線電波D．紫外線、無線電波、γ射線、紅外線[解析]電磁波的頻率由小到大的依次依次是無線電波、紅外線、紫外線和γ射線，這也是波長由長到短的依次。故A正確。[答案]A1．[多選]在電磁波譜中，下列說法正確的是()A．各種電磁波有明顯的頻率和波長區(qū)域界限B．γ射線的頻率肯定大于X射線的頻率C．X射線的波長有可能等于紫外線波長D．可見光波長肯定比無線電波的短解析：選CDX射線和γ射線，X射線和紫外線有一部分頻率重疊界限不明顯，故C、D選項正確。2．關于電磁波的特性和應用，下列說法正確的是()A．紅外線具有很強的穿透本事，常用來在醫(yī)學上做人體透視B．適量的紫外線照耀有利于人的健康C．紫外線熱效應顯著，制成了紫外線爐D．γ射線最簡單用來視察衍射現(xiàn)象解析：選B紅外線具有很強的熱效應，制成了紅外線爐，穿透實力很差，A、C項錯；適量的紫外線照耀有利于人的健康，過量照耀有害身體健康，B項對；γ射線波長很短，不簡單用來視察衍射現(xiàn)象，D項錯。3．下列說法正確的是()A．麥克斯韋證明白光的電磁說的正確性B．紅外線的顯著作用是熱作用，紫外線最顯著的作用是化學作用C．X射線的穿透本事比γ射線更強D．X射線與γ射線的產(chǎn)朝氣理不同，因此它們的頻率范圍界線分明，不行能重疊解析：選B麥克斯韋提出了光的電磁說，赫茲用試驗證明白光的電磁說的正確性。X射線是原子的內(nèi)層電子受激發(fā)而產(chǎn)生的，γ射線是原子核受激發(fā)而產(chǎn)生的，產(chǎn)朝氣理的確不同，但X射線和γ射線都有一個較大的頻率范圍，較高頻率的X射線與較低頻率的γ射線產(chǎn)生了重疊，其他相鄰電磁波間也存在重疊。雷達探測的原理和應用1．雷達的原理利用電磁波遇到障礙物發(fā)生反射的特性。2．雷達的構(gòu)造及特點一般由天線系統(tǒng)、放射裝置、接收裝置、輸出裝置(顯示器)、電源、用于限制雷達工作和處理信號的計算機以及防干擾設備等構(gòu)成。(1)雷達既是無線電波的放射端，又是無線電波的接收端。(2)雷達運用的無線電波是直線性好、反射性能強的微波波段。[典例]一個雷達向遠處放射無線電波，每次放射的時間為1μs，兩次放射的時間間隔為100μs，在指示器的熒光屏上呈現(xiàn)出的尖形波如圖所示，已知圖中刻度ab＝bc，則障礙物與雷達之間的距離是多大？[思路點撥]應用ab段為無線電波放射到返回的時間，可求出電磁波的路程，即可求出障礙物與雷達之間的距離。[解析]圖中a和c處的尖形波是雷達向目標放射無線電波時出現(xiàn)的，b處的尖形波是雷達收到障礙物反射回來的無線電波時出現(xiàn)的，由ab＝bc可知，無線電波從放射到返回所用時間為50μs。設雷達離障礙物的距離為S，無線電波來回時間為t，波速為c，由2S＝ct得S＝eq\f(ct,2)＝eq\f(3.0×108×50×10－6,2)m＝7.5×103m。[答案]7.5×103m雷達偵察問題的解決方法(1)電磁波在空中的傳播速度可認為等于真空中的光速c，依據(jù)雷達熒光屏上放射波形和反射波形間的時間間隔，可求得偵察距離。(2)依據(jù)放射無線電波的方向和仰角，確定被偵察物體的位置。(3)雷達的最大偵察距離應等于電磁波在雷達放射相鄰兩個脈沖的時間間隔內(nèi)傳播距離的一半。1.對于雷達指示器的熒光屏上出現(xiàn)的尖形波如圖所示，下列說法正確的是()①兩個尖形波都是雷達向目標放射的無線電波形成的②兩個尖形波都是雷達收到反射回來的無線電波形成的③第一個尖形波是雷達向目標放射的無線電波形成的④其次個尖形波是雷達收到反射回來的無線電波形成的A．①② B．②③C．③④ D．①解析：選C第一個尖形波振幅大能量大，是放射的無線電波形成的，其次個尖形波振幅小，能量小，是反射回來的無線電波形成的。2．[多選]雷達是運用電磁波來工作的，它放射的電磁波頻率多在300MHz至1000MHz的范圍內(nèi)，已知真空中光速c＝3×108m/s。下列說法正確的是()A．電磁波可由恒定不變的電場和磁場產(chǎn)生B．電磁波可由周期性改變的電場或磁場產(chǎn)生C．雷達放射的電磁波在真空中的波長范圍多在0.3m至1m之間D．雷達與目標之間的距離可由電磁波從放射到接收的時間間隔確定解析：選BCD電磁波是由周期性改變的電場或磁場產(chǎn)生的，A項錯誤，B項正確；由題中的電磁波的頻率范圍，再依據(jù)λ＝eq\f(c,f)算出波長范圍為0.3m到1m之間，C項正確，設電磁波從放射到接收用時t，則雷達與目標之間的距離為s＝eq\f(ct,2)，D項正確。3．一雷達站探測敵機時熒光屏上出現(xiàn)的記錄圖像如圖，A是放射時的雷達探究波的脈沖波形，B是敵機反射回來的脈沖波形，則敵機距雷達站的距離是()A．9×105m B．4.5×105mC．3×105m D．無法確定解析：選B由題圖知兩波形相差3×10－3s，即敵機與雷達站距離為s＝vt＝3×108×eq\f(1,2)×3×10－3m＝4.5×105m，故B正確。1．[多選]下列關于無線電波的敘述正確的是()A．無線電波是波長從幾十千米到幾毫米的電磁波B．無線電波在任何介質(zhì)中傳播速度均為3.0×108m/sC．無線電波不能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象D．無線電波由真空進入介質(zhì)傳播時，波長變短解析：選AD無線電波的波長是從幾十千米到幾毫米的電磁波，故選項A正確；干涉、衍射是一切波都具有的特性，故選項C錯誤；無線電波由真空進入介質(zhì)時，波速變小，故選項B錯誤；由v＝λf知，頻率不變，波速變小，波長變短，故選項D正確。2．一種電磁波入射到半徑為1m的孔上，可發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，這種波屬于電磁波譜中的()A．可見光B．γ射線C．無線電波D．紫外線解析：選C波能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是：障礙物或孔的尺寸大小跟光的波長差不多或比波長還要小。如圖所示，電磁波中的無線電波波長范圍是104～10－3m，紅外線波長范圍是10－3～10－7m，可見光、紫外線、γ射線的波長更短，所以只有無線電波才符合條件。3．驗鈔機發(fā)出的光能使鈔票上的熒光物質(zhì)發(fā)光，電視機、空調(diào)的遙控器發(fā)出的光能限制電視機、空調(diào)的工作狀態(tài)。對于它們發(fā)出的光，以下推斷正確的是()A．它們發(fā)出的都是紅外線B．它們發(fā)出的都是紫外線C．驗鈔機發(fā)出的是紅外線，遙控器發(fā)出的是紫外線D．驗鈔機發(fā)出的是紫外線，遙控器發(fā)出的是紅外線解析：選D紫外線有較強的熒光作用，能使熒光物質(zhì)發(fā)出熒光，故驗鈔機發(fā)出的是紫外線，紅外線波長較長，簡單發(fā)生衍射，故能很便利地遙控家用電器。故D正確。4．下列關于電磁波的特性和應用，說法正確的是()A．紅外線和X射線都有很高的穿透本事，常用來在醫(yī)學上做透視人體B．過強的紫外線照耀有利于人的皮膚健康C．電磁波中頻率最大的是γ射線，最簡單用來視察衍射現(xiàn)象D．紫外線和X射線都可以使照相底片感光解析：選D電磁波具有能量，紫外線和X射線都能使底片感光。5．科學家曾經(jīng)設想通過高聳的天線塔，以無線電波的形式將電能輸送到指定地點，但始終沒有在應用層面上獲得勝利，其主要緣由是這類無線電波()A．在傳輸中許多能量被汲取B．在傳播中易受山脈阻隔C．向各個方向傳輸能量D．傳輸能量易造成電磁污染解析：選C電磁波可以向各個方向傳播，而電能的輸送須要定向傳播。6.各地接收衛(wèi)星電視訊號的拋物面天線如圖所示，天線頂點和焦點連線(OO′)與水平面間的夾角為仰角α，OO′在水平面上的射影與當?shù)卣戏较虻膴A角為偏角β，接收定位于東經(jīng)105.5°的衛(wèi)星電視訊號(如CCTV－5)時，OO′連接應指向衛(wèi)星，我國各地接收天線的取向狀況是()A．有β＝0°，α＝90°的B．與衛(wèi)星經(jīng)度相同的各地，α隨緯度的增高而減小C．經(jīng)度大于105.5°的各地，天線是朝南偏東的D．在幾十甚至幾百平方千米的范圍內(nèi)，天線取向幾乎是相同的(我國自西向東的經(jīng)度約為73°～135°)解析：選B我國領土的最南端在北緯4°旁邊，所以不會出現(xiàn)α＝90°的狀況，A錯；天線所在位置處的緯度越高，距衛(wèi)星越遠，所以α越小，B正確；經(jīng)度大于105.5°的各地，天線應是朝南偏西方向，故C錯；位置不同，天線的取向不同，故D錯。7.太陽光通過棱鏡時，在豎直放置的屏幕上形成如圖所示的光帶。若將靈敏溫度計的球部放在屏幕上的MN、NP、PQ區(qū)域時，在哪個區(qū)域上升的示數(shù)最大()A．MN B．NPC．PQ D．無法確定解析：選C紅外線頻率低，折射時的偏角最小，因此射到PQ區(qū)域，由于紅外線熱作用強，所以選項C正確。8．科學技術是一把雙刃劍。電磁波的應用也是這樣。它在使人類的生活發(fā)生日新月異改變的同時也存在副作用——電磁污染。頻率超過0.1MHz的電磁波的強度足夠大時就會對人體構(gòu)成威逼。依據(jù)有關規(guī)定，人體所受到的電磁輻射強度(即單位時間內(nèi)垂直通過單位面積的電磁波的能量)不得超過某一規(guī)定值Ie。已知某無線通信設備放射電磁波的功率為P，設該通信設備向四面