素材-全国-2011_高中物理 拓展阅读14.rar

5电磁波谱我们已知无线电波是电磁波，其波长范围以几十千米到几毫米，又已知光波也是电磁波，其波长不到1微米，可见电磁波是一个很大的家族，作用于我们眼睛并引起视觉的部分，只是一个很窄的波段，称可见光，在可见光波范围外还存在大量的不可见光，如红外线、紫外线等等。1、电磁波谱：按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫电磁波谱。由无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线合起来构成范围非常广阔的电磁波谱。2、无线电波波长大于1mm的电磁波用途：通信、雷达和天体物理研究等产生机理：振荡电路中自由电子的周期性运动。不同波段的无线电波采用不同的传播方式（1）长波、中波：采用地波方式发射波长较长，容易产生衍射现象。长波在地面传播时能绕过障碍物（大山、高大建筑物……），采用地波方式发射。（2）短波采用天波方式发射长波容易被电离层吸收；微波容易穿过电离层；短波容易被电离层反射；因此短波采用天波方式发射（3）微波：频率很高，直线传播3、红外线发现过程：1800年英国物理学家赫谢耳用灵敏温度计研究光谱各色光的热作用时，把温度计移至红光区域外侧，发现温度更高，说明这里存在一种不可见的射线，后来就叫做红外线。（用棱镜显示可见谱）波长在0.76μm至1000μm显著作用：热效应产生方法：一切物体都发射红外线机理：原子外层电子受激发产生的用途：（1）红外线加热，这种加热方式优点是能使物体内部发热，加热效率高，效果好。（2）红外摄影，（远距离摄影、高空摄影、卫星地面摄影）这种摄影不受白天黑夜的限制。（3）红外线成像（夜视仪）可以在漆黑的夜间能看见目标。（4）红外遥感，可以在飞机或卫星上戡测地热，寻找水源、监测森林火情，估计家农作物的长势和收成，预报台风、寒潮。利用红外线检测人体的健康状态，本图片是人体的背部热图，透过图片可以根据不同颜色判断病变区域。行星状星云NGC7027的红外线照片4、紫外线发现过程：1801年德国的物理学家里特，发现在紫外区放置的照相底板感光，荧光物质发光。波长在5nm至370nm间显著作用：A、激发荧光，B、化学作用，C、杀菌消毒，D、穿不过普通玻璃产生：一切高温物体机理：原子的外层电子受激发应用：（1）紫外照相，可辨别出很细微差别，如可以清晰地分辨出留在纸上的指纹。（2）照明和诱杀害虫的日光灯，黑光灯。（3）医院里病房和手术室的消毒。（4）治疗皮肤病，硬骨病。利用紫外线的荧光作用检验人民币的真伪5、X射线发现过程：1895年德国物理学家伦琴在研究阴极射线的性质时，发现阴极射线（高速电子流）射到玻璃壁上，管壁会发出一种看不见的射线，伦琴把它叫做X射线。波长小于紫外线性质：穿透能力强产生机理：原子内层电子受激发产的高速电子流射到任体固体上，都会产生X射线。应用：（1）工业上金属探伤（2）医疗上透视人体。X光射线下的鱼和手：6、伽马（γ）射线波长比X射线更短产生机理：原子核受激发产生的γ射线的穿透本领更大，在工业和医学等领域有广泛的应用，如探测金属内部的缺陷，或用γ射线摧毁病变细胞，治疗癌症．下图为伽马刀治疗仪：【总结】：无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线合起来构成了范围广阔的电磁波谱。从无线电波到γ射线，都是本质相同的电磁波，它们的行为服从共同的规律，另一方面由频率或波长的不同而又表现出不同的特性，如波长越长的无线电波，很容易表现出干涉、衍射等现象，随波长越来越短的可见光、紫外线、X射线、γ射线要观察到它们的干涉、衍射现象、就越来越困难了。电磁波产生的机理：无线电波：产生于振荡电路中。红外线：原子的外层电子受到激发后产生的可见光：原子的外层电子受到激发后产生的紫外线：原子的外层电子受到激发后产生的伦琴射线：原子内层电子受到激发而产生的γ射线：原子核受到激发后产生的