普通高中物理选择性必修二 第四章第4节 电磁波谱

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• 普通高中物理选择性必修二 第四章第4节 电磁波谱
• 内容来源|普通高中教科书 物理 选择性必修第二册 人民教育出版社 软件|亿图脑图MindMaster
• 太空中的太阳动力学观测台（SDO）可以拍摄到紫外线波段的太阳图像。通过这些图像可以观察到被可见光模糊或者遮挡的日冕等太阳活动。对比波长为211nm的紫外线和可见光的图像可以看出，它与我们常见的太阳大不相同。
• 电磁波包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、g射线等。不同电磁波具有不同的波长（频率），具有不同的特性。
• 电磁波谱就是按电磁波的波长大小或频率高低的顺序把它们排列成的谱。
• 无线电波
• 无线电波
  • 技术上把波长大于1mm（频率低于300GHz）的电磁波称作无线电波。
    • 无线电波按波长（频率）划分为若干波段。
    • 不同波段的无线电波的传播特点不一样，发射、接收所用的设备和技术也不尽相同，因此各有不同的用途。
  • 无线电波的应用
    • 通信广播
      • 广播电台和电视台都有发射无线电波的设备。
    • 雷达
      • 雷达是利用无线电波测定物体位置的无线电设备。
      • 电磁波遇到障碍物要发生反射，雷达利用这个特性工作的。
      • 雷达用微波。波长短的电磁波，衍射现象不明显，传播的方向性好，有利于电磁波定位。
    • 移动电话
      • 每一部移动电话都是一个无线电台，它将用户的信息转变为高频电信号发射到空中，同时它又捕捉空中的电磁波，使用用户接收到对方送来的信息。
    • 射电 望远镜
      • 天文学家用射电望远镜接收天体辐射的无线电波，进行天体物理研究。
• 做一做 移动电话经常使用Wi-Fi联网，也会用蓝牙传输数据。但是，由于Wi-Fi和蓝牙使用了相同频段的无线电波，两者可能互相干扰。
  • 请利用应用程序检查一下，在连接蓝牙鼠标或蓝牙音响后，移动电话的上网速度会不会受到影响。
  • 查一查Wi-Fi和蓝牙所使用的电磁波的频率是多少。
• 红外线
• 红外线的波长比无线电波短，比可见光长。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。
• 红外线的应用
  • 红外探测器
    • 红外探测器能在较冷的背景上探测出较热物体的红外辐射，这是夜视仪器和红外摄影的基础。。
  • 红外遥感技术
    • 用灵敏的红外探测器接收远处物体发出的红外线，然后用电子电路对信号进行处理，可以得知被测对象的形状及温度、湿度等参数。
    • 可以在飞机或人造地球卫星上勘测地热、寻找水源、监视森林火情、预报风暴和寒潮。
    • 红外遥感技术在军事上的应用也十分重要。
  • 红外体温计
    • 人体也在发射红外线，体温越高，发射的红外线越强。
    • 红外体温计不与身体接触也可以测量体温。
• 做一做 许多动物具有发达的红外感受器官，因此在夜间也可以“看到”物体。查一查哪些动物有这方面的功能。
• 可见光
• 能使人的眼睛产生视觉效应的电磁波，称为可见光。
• 可见光
  • 可见光的波长为400~760nm
    • 波长（频率）范围不同的光表现为不同的颜色。
    • 不同波长的单色光组合也能产生不同的颜色。阳光就是由各种色光组成的。
• 紫外线
• 紫外线
  • 波长范围为5~370nm
    • 紫外线具有较高的能量，足以破坏细胞核中的物质。
      • 利用紫外线灭菌消毒。
    • 太阳光中有许多紫外线，人体接受适量的紫外线照射，能促进钙的吸收，改善身体健康状况。
      • 过强的紫外线会伤害眼睛和皮肤。
    • 许多物质在紫外线的照射下会发出荧光。
      • 设计防伪措施。
• X射线和g射线
• 波长比紫外线更短的电磁波就是X射线和g射线。
• X射线
  • 用X射线管产生X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射线具有很强的穿透本领，可以用来检查人体的内部器官，帮助医生判断人体组织是否发生的病变。
    • 在工业上，利用X射线检查金属构件内部的缺陷。
    • 机场等地进行安全检查时，X射线能轻易探测到箱内的物品。
• g射线
  • 波长最短的 电磁辐射
    • g射线具有很高的能量。
    • g射线能破坏生命物质。
      • 这个特点应用在医学上，可以摧毁病变细胞，用来治疗某些癌症。
    • g射线的穿透能力很强。
      • 可用于探测金属构件内部的缺陷。
• STSE 寻找地外文明
• 人类探索自然奥秘的活动从来没有停止过。20世纪，“外星人”成了科幻小说的主题之一。
  • 千方百计接收来自太空的“外星人来电”
    • 1960年美国国立射电天文台执行了一项计划：寻找”外星人“
      • 使用一台直径26m的射电望远镜，接收21cm波长的无线电信号。
        • 宇宙中最多的元素是氢，21cm波长是氢原子辐射的波长之一。
      • 1960年4月8日，射电望远镜开始搜索。遗憾的是，至今没有发现什么有价值的信息。
    • 研究人员在1972~1975年用两台直径更大的射电望远镜和更精密的仪器，在同一波段对660颗与太阳类似的恒星进行无线电监听，结果仍然没有新的发现。
    • 我国在贵州建造的世界最大的球面射电望远镜FAST正在开展对地外文明的探索。
  • 地球上的人主动向宇宙发射无线电信号
    • 1974年11月16日，设在波多黎各的一个天文台用波长12.6cm的调频电磁波第一次向银河系发送了人类对外星人的问候。
  • 是至今日，已知的文明星球只有一个——地球
    • 生活在地球上的人们应该更加爱护自己的地球母亲。
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