3.电磁波谱电磁波的应用.ppt

【学习目标】(一一)知识与技能知识与技能1.了解电磁波谱的构成。2.知道各波段的电磁波的主要作用及应用。(二二)过程与方法过程与方法 通过查阅与电磁波谱中各种频段波的应用相关的资料，培养收集信息，加工处理信息的能力。(三三)情感、态度与价值观情感、态度与价值观 体会电磁波的应用对现代社会的影响，明确不同的电磁波具有的不同用途和危害，感悟现代科技的正反两个方面，培养辩证唯物的价值观。一、电磁波谱一、电磁波谱 1.1.电磁波成分：电磁波的频率范围很广。无线电波、红电磁波成分：电磁波的频率范围很广。无线电波、红外线、可见光、紫外线、外线、可见光、紫外线、X X射线、射线、射线都是电磁波。射线都是电磁波。2.2.定义：定义：按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，成谱，叫做电磁波谱叫做电磁波谱。如图所示。如图所示电磁波谱电磁波谱波长短波长长频率高频率低请同学阅读教材，并分组讨论，谈一谈你对各种请同学阅读教材，并分组讨论，谈一谈你对各种不同的电磁波的认识：不同的电磁波的认识：1.分类标准（波长范围）分类标准（波长范围）2.它的主要特征和作用它的主要特征和作用3.生产、生活中的应用生产、生活中的应用二、电磁波谱的分类及应用二、电磁波谱的分类及应用 不同的电磁波由于具有不同的频率（波长）具有不同不同的电磁波由于具有不同的频率（波长）具有不同特性。特性。1.1.无线电波：无线电波：1 1的电磁波。用通信和广播。的电磁波。用通信和广播。微波是指频率从300MHz至3000GHz范围的电磁波，其相应的波长从1m至0.1mm。，微波是一种高频率的电磁波，其本身并不产生热，在宇宙、自然界中到处都有微波，但存在自然界的微波，因为分散不集中，故不能加热食品。微波炉乃是利用其内部的磁控管，将电能转变成微波，食物中水分子的振动频率与微波大致相同,微波炉加热食品时,炉内产生很强的振荡电磁场,使食物中的水分子作受迫振动,发生共振,将电磁辐射能转化为热能，食物内之极性分子（如水、脂肪、蛋白质、糖等）即被吸引以每秒钟24亿5千万次的速度快速振荡，这种震荡的宏观表现就是食物被加热了。红外线红外线 波长比可见光更长，不能引起人的视觉，红外线的波长波长比可见光更长，不能引起人的视觉，红外线的波长范围很宽。范围很宽。约为约为 760nm760nm10106 6 nmnm2.2.红外线：红外线：比比无线电波短，比可见光长的电磁无线电波短，比可见光长的电磁波。所有物体都辐射红外线。主要作用是热作用。波。所有物体都辐射红外线。主要作用是热作用。红外线红外线 一切物体一切物体,都在辐射红外线都在辐射红外线.物体温度越高物体温度越高,辐射的红外线越强辐射的红外线越强.物体温度越高物体温度越高,辐射的红外线波长越短辐射的红外线波长越短.热辐射热辐射-即红外线辐射即红外线辐射,热传递方式之一热传递方式之一 红外线主要作红外线主要作用是热作用，可以用是热作用，可以利用红外线来加热利用红外线来加热物体和进行红外线物体和进行红外线遥感遥感 红外线技红外线技术的应用术的应用注意注意:烤箱中的红光烤箱中的红光,不是不是红外线红外线,红外线是看不红外线是看不见的见的.利用红外线检测人体的健利用红外线检测人体的健康状态，本图片是人体的背康状态，本图片是人体的背部热图，透过图片可以根据部热图，透过图片可以根据不同颜色判断病变区域不同颜色判断病变区域 红外线卫星云图红外线卫星云图显示一九九九年九月显示一九九九年九月十六日台风约克于清十六日台风约克于清晨靠近香港时晨靠近香港时,中心中心的风眼清晰可见的风眼清晰可见响尾蛇的“红外线遥感器”在南美洲的土地上，有些地区生活着一种毒性极强的响尾蛇，它的尾巴能剧烈摇动发出流水的声音，引诱炎热天气下口渴如命的小动物上钩，然后美餐一顿。但是，响尾蛇最值得研究的不是它的尾巴，而是它的“热眼”，一种上天赐予的“红外线遥感器”。在伸手不见五指的黑夜，响尾蛇能够准确无误地捕捉到小动物，不是它的眼睛具有夜视功能，而在于它，位于眼睛和鼻孔之间的呈漏斗状的颊窝。颊窝被分隔成内室和外室，外室直接开口于外界，是热收集器；内室以一细管通向眼前角，上面分布着脑神经末梢。颊窝就是响尾蛇的“热眼”，或者我们也可以称它为“红外线遥感器”。自然界中的一切物体只要它的温度高于绝对零度，都能向外辐射热，它是一种红外线。不同的物体辐射红外线的波长和强度不同。响尾蛇的“热眼”非常灵敏，能感受到千分之一度的温度升高，并在35毫秒内作出反应，而且具有极高的抗干扰能力和分辨能力。因此，小动物虽发出与地面、草丛略有不同的红外线，响尾蛇依然可以通过自己那灵敏的“红外线探测器”准确无误地确定它的位置，捕食之。科学家们根据响尾蛇科学家们根据响尾蛇“热眼热眼”的原理，用对热极其敏感的原理，用对热极其敏感的半导体元件制成了的半导体元件制成了“人造热眼人造热眼”，把它安装在导弹上，这，把它安装在导弹上，这就是大名鼎鼎的就是大名鼎鼎的“响尾蛇导弹响尾蛇导弹”。当导弹从飞机上发射以后，。当导弹从飞机上发射以后，“人造热眼人造热眼”紧盯着高温目标紧盯着高温目标敌机的喷火口，直朝敌机冲敌机的喷火口，直朝敌机冲去，跟踪追击，准确无误地击中目标，使敌机去，跟踪追击，准确无误地击中目标，使敌机“粉身碎骨粉身碎骨”。除除“响尾蛇导弹响尾蛇导弹”以外，人们还设计出许多红外线探测器，以外，人们还设计出许多红外线探测器，我们常见的防止小偷的红外线报警器就是其中的一种。我们常见的防止小偷的红外线报警器就是其中的一种。红外线感应防盗报警器红外线感应防盗报警器 它它是是将将红红外外线线遥遥感感探探测测技技术术和和无无线线数数码码遥遥控控技技术术结结合合的的高高科科技技新新型型产产品品，利利用用人人体体所所产产生生的的微微弱弱红红外外线线而而触触发发。当当有有人人试试图图进进入入它它的的探探测测范范围围时时，它它就就会会发发出出警警报报声声，直直到到人人离离开开才才停止。停止。红外温度探测仪红外温度探测仪 它它是是一一个个非非接接触触测测量量系系统统，根根据据红红外外辐辐射射的的测测量量原原理理，由由一一个个滤滤镜镜和和红红外外探探测测器器(热热电电偶偶堆堆)组成。使用时对准目标物体，能测量物体的温度组成。使用时对准目标物体，能测量物体的温度3.3.可见光：可见光：在电磁波中，能够作用于人的眼睛并引起视在电磁波中，能够作用于人的眼睛并引起视觉的，只是一个很窄的波段，通常叫做可见光。觉的，只是一个很窄的波段，通常叫做可见光。其中波长最短的是紫光，波长约为其中波长最短的是紫光，波长约为400nm400nm波长最长的波长最长的是红光，波长约为是红光，波长约为700nm.700nm.在在700-400nm700-400nm（纳米）之间。由各种色光组成。（纳米）之间。由各种色光组成。可可见光波长范围如下表见光波长范围如下表紫外线紫外线 紫外线也是不可见光，紫外线有荧光作用，有些物质受到紫紫外线也是不可见光，紫外线有荧光作用，有些物质受到紫外线照射时可以发出可见光。外线照射时可以发出可见光。紫外线可以促使人体合成维生素紫外线可以促使人体合成维生素D D，有助于人体对钙的吸收，有助于人体对钙的吸收，所以儿童经常晒太阳能够预防缺钙引起的佝偻病，但是过多的所以儿童经常晒太阳能够预防缺钙引起的佝偻病，但是过多的紫外线会使皮肤粗糙，甚至诱发皮肤癌。紫外线会使皮肤粗糙，甚至诱发皮肤癌。紫外线能够杀灭多种细菌，可以用紫外线进行消毒。紫外线能够杀灭多种细菌，可以用紫外线进行消毒。紫外线：紫外线：在在5-370nm5-370nm之间，之间，比比紫光短。人眼也看不见紫外紫光短。人眼也看不见紫外线。紫外线具有较高能量。主要作用化学作用。例灭菌消毒，设线。紫外线具有较高能量。主要作用化学作用。例灭菌消毒，设计防伪措施。计防伪措施。利用紫外利用紫外线的荧光线的荧光作用检验作用检验人民币的人民币的真伪真伪紫外线杀菌灯紫外线杀菌灯紫外线紫外线X X射线射线(伦琴射线伦琴射线)波长比紫外线更短的光叫做伦琴射线，也叫波长比紫外线更短的光叫做伦琴射线，也叫X X射线射线.是德国物是德国物理学家伦琴在理学家伦琴在18951895年发现的。伦琴射线的穿透能力很强，能使年发现的。伦琴射线的穿透能力很强，能使包在黑纸里的照像底片感光，下图是产生包在黑纸里的照像底片感光，下图是产生X X射线的装置，叫做射线的装置，叫做X X射线管：射线管：1 1、K K是阴极是阴极2 2、A A是阳极是阳极（也叫对阴极）（也叫对阴极）X射线照射下的鱼射线照射下的鱼X射射线线照照射射下下的的手手 X射线波长更短的是射线波长更短的是射线。它来自宇宙射线或某射线。它来自宇宙射线或某些放射性元素衰变的过程。它的能量最高，穿透能力些放射性元素衰变的过程。它的能量最高，穿透能力比比X射线更强。射线更强。射线射线工业上常用它进行探伤；医学上利用其强穿透能力工业上常用它进行探伤；医学上利用其强穿透能力来杀死病态细胞，治疗某些疾病，例如癌症，因而来杀死病态细胞，治疗某些疾病，例如癌症，因而有有刀刀之称。之称。小结小结一、电磁波谱一、电磁波谱 1 1、电磁波谱、电磁波谱：按电磁波的波长或频率大小的按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，顺序把它们排列成谱，叫做电磁波谱叫做电磁波谱2 2、波长从大到小的顺序波长从大到小的顺序：无线电波、光波（红无线电波、光波（红外线、可见光、紫外线）、外线、可见光、紫外线）、X X射线、射线、射线射线二、频率二、频率(波长波长)不同的电磁波表现出作用不同：不同的电磁波表现出作用不同：红红外外线线主主要要作作用用是是热热作作用用，可可以以利利用用红红外外线线来来加热物体和进行红外线遥感；加热物体和进行红外线遥感；紫紫外外线线主主要要作作用用是是化化学学作作用用，可可用用来来杀杀菌菌和和消消毒；毒；伦伦琴琴射射线线有有较较强强的的穿穿透透本本领领，利利用用其其穿穿透透本本领领与与物物质质的的密密度度有有关关，进进行行对对人人体体的的透透视视和和检检查查部部件的缺陷；件的缺陷；射射线线的的穿穿透透本本领领更更大大，在在工工业业和和医医学学等等领领域域有广泛的应用，如探伤，测厚或用有广泛的应用，如探伤，测厚或用刀进行手术。刀进行手术。关于电磁波谱的几点强调关于电磁波谱的几点强调 工业探工业探伤医用伤医用治疗治疗贯穿能贯穿能力最强力最强检查探检查探测医用测医用透视透视感光技术感光技术医用消毒医用消毒摄影摄影照明照明加热加热遥感遥感遥控遥控无线无线电技电技术术应用应用贯穿能贯穿能力强力强化学作用化学作用荧光效应荧光效应杀菌消毒杀菌消毒引起引起视觉视觉波动波动性强性强特性特性 射线射线X射线射线紫外线紫外线可见光可见光红外线红外线无线无线电波电波波谱波谱热效应热效应电磁波的种类和应用归纳电磁波的种类和应用归纳产生产生机理机理振荡电路振荡电路中自由电中自由电子作周期子作周期性运动产性运动产生的生的原子外层电子受激发产生原子外层电子受激发产生原子内层原子内层电子受激电子受激发产生发产生原子核原子核受激发受激发产生产生练习题练习题:1、下列各组电磁波中、下列各组电磁波中,接波长由长到短排列正确的是接波长由长到短排列正确的是()A、红外线、紫外线、可见光、红外线、紫外线、可见光、射线射线 B、射线、紫外线、红外线、可见光射线、紫外线、红外线、可见光 C、射线、紫外线、可见光、红外线射线、紫外线、可见光、红外线 D、红外线、可见光、紫外线、红外线、可见光、紫外线、射线射线2 2、对红外线的作用和来源正确的叙述有（、对红外线的作用和来源正确的叙述有（）A A、一切物体都在不停地辐射红外线、一切物体都在不停地辐射红外线 B B、红外线有很强的荧光效应、红外线有很强的荧光效应 C C、红外线最显著的作用是热作用、红外线最显著的作用是热作用 D D、红外线常用来消毒杀菌、红外线常用来消毒杀菌3 3有有些些动动物物在在夜夜间间几几乎乎什什么么也也看看不不见见，而而猫猫头头鹰鹰在在夜夜间间却却有有很很好好的的视视力力：其其原原因因为为（）A A不需要光线，也能看到不需要光线，也能看到B B自身眼睛发光，照亮搜索目标自身眼睛发光，照亮搜索目标C C可对红外线产生视觉可对红外线产生视觉D D可对紫外线产生视觉可对紫外线产生视觉4 4、下列各组电磁波，按波长由长到短、下列各组电磁波，按波长由长到短排列正确的是（排列正确的是（）A.A.紫外线、可见光、红外线、紫外线、可见光、红外线、射线射线B.B.可见光、红外线、紫外线、可见光、红外线、紫外线、射线射线C.C.射线、红外线、紫外线、射线、红外线、紫外线、可见光可见光D.D.红外线、可见光、紫外线、红外线、可见光、紫外线、射线射线5 5、被誉为、被誉为“神刀神刀”的的 刀在治疗脑肿刀在治疗脑肿瘤的时候不需要对患者实施麻醉，手瘤的时候不需要对患者实施麻醉，手术时间短。用术时间短。用 刀治疗脑肿瘤主要是利刀治疗脑肿瘤主要是利用了（用了（）A.A.射线具有很强的穿透能力射线具有很强的穿透能力B.B.射线很强的电离能力射线很强的电离能力C.C.射线具有很高的能量射线具有很高的能量D.D.射线很容易绕过障碍物继续向前传射线很容易绕过障碍物继续向前传播播