2020高中物理 第十四章 電磁波 第5節(jié) 電磁波譜學(xué)案 新人教版選修3-4

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1、第5節(jié)　電磁波譜 1．知道什么是電磁波譜，知道電磁波譜中不同波長(zhǎng)范圍的電磁波。 2．了解不同波長(zhǎng)范圍的電磁波的特性以及應(yīng)用。 3．知道電磁波可以傳遞能量，知道太陽(yáng)輻射的特點(diǎn)。 電磁波譜：把各種電磁波按波長(zhǎng)或頻率的大小順序排列起來(lái)，就組成了電磁波譜。按照波長(zhǎng)從長(zhǎng)到短依次排列為：無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、X射線、γ射線。不同的電磁波由于具有不同的頻率(波長(zhǎng))，才具有不同的特性。 1．無(wú)線電波 波長(zhǎng)大于1 mm(頻率小于300 GHz)的電磁波是無(wú)線電波，主要用于通信和廣播。 2．紅外線 它是一種光波，它的波長(zhǎng)比無(wú)線電波短，比可見(jiàn)光長(zhǎng)，不能引起人的視覺(jué)。所有物體都發(fā)射

2、紅外線，熱物體的紅外輻射比冷物體的紅外輻射強(qiáng)，主要應(yīng)用于加熱、紅外攝影等。 3．可見(jiàn)光 可見(jiàn)光的波長(zhǎng)在760 nm到400 nm之間。分為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七種顏色。不同顏色的光波長(zhǎng)(頻率)不同。 4．紫外線 波長(zhǎng)范圍在5 nm到370 nm之間，不能引起人的視覺(jué)，紫外線具有較高的能量，因此可以利用紫外線滅菌消毒；許多物質(zhì)在紫外線的照射下會(huì)發(fā)出熒光，根據(jù)這一點(diǎn)可以設(shè)計(jì)防偽措施。 5．X射線和γ射線 (1)X射線 X射線能夠穿透物質(zhì)，可以用來(lái)檢查人體內(nèi)部器官；在工業(yè)上，利用X射線檢查金屬零件內(nèi)部的缺陷。 (2)γ射線 具有很高的能量，穿透能力更強(qiáng)。主要應(yīng)用有：醫(yī)學(xué)上具有

3、治療癌癥的作用，工業(yè)上具有探測(cè)金屬部件內(nèi)部的缺陷。 6．電磁波傳遞能量 電磁波傳遞能量，電磁波是一種物質(zhì)。 7．太陽(yáng)輻射 太陽(yáng)輻射中不僅含有可見(jiàn)光，還有無(wú)線電波、紅外線、紫外線、X射線、γ射線，其能量主要集中在可見(jiàn)光、紅外線和紫外線三個(gè)區(qū)域。 判一判 (1)X射線是電磁波，它由速度較高的電子構(gòu)成。(　　) (2)紫外線在真空中的傳播速度大于可見(jiàn)光在真空中的傳播速度。(　　) (3)可利用紅外線的熒光效應(yīng)辨別人民幣的真?zhèn)巍?　　) 提示：(1)×　(2)×　(3)× 課堂任務(wù)　電磁波譜及各種電磁波 一、電磁波譜 1．電磁波譜及介紹 無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外

4、線、X射線、γ射線合起來(lái)便構(gòu)成了范圍非常廣闊的電磁波譜。如圖所示是按波長(zhǎng)由大到小(頻率由小到大)順序排列的。 (1)無(wú)線電波 波長(zhǎng)大于1 mm(頻率小于300 GHz)的電磁波是無(wú)線電波。無(wú)線電波用于通信、廣播及其他信號(hào)傳輸。 廣播電臺(tái)和電視臺(tái)都有發(fā)射無(wú)線電波的設(shè)備，許多自然過(guò)程也輻射無(wú)線電波。如天文學(xué)家用射電望遠(yuǎn)鏡接收天體輻射的無(wú)線電波，進(jìn)行天體物理研究。 (2)紅外線 紅外線是一種光波，它的波長(zhǎng)比無(wú)線電波短，比可見(jiàn)光長(zhǎng)。所有物體都發(fā)射紅外線。熱物體的紅外輻射比冷物體的紅外輻射強(qiáng)。肉眼看不見(jiàn)紅外線，但能夠感受它。寒冷的冬天當(dāng)你在爐旁烤火時(shí)，你的皮膚正在享受紅外線帶來(lái)的溫暖。

5、紅外線主要有以下應(yīng)用： ①人體在發(fā)射紅外線，體溫越高，發(fā)射的紅外線越強(qiáng)。根據(jù)這個(gè)原理，紅外體溫計(jì)不與身體接觸也可以測(cè)體溫。 ②紅外探測(cè)器能在較冷的背景上探測(cè)出較熱物體的紅外輻射，這是夜視儀器和紅外攝影的基礎(chǔ)。 ③用靈敏的紅外探測(cè)器吸收遠(yuǎn)處物體發(fā)出的紅外線，然后用電子電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，可以得知被測(cè)對(duì)象的形狀及溫度、濕度等參數(shù)。這就是紅外遙感技術(shù)。利用紅外遙感可以在飛機(jī)或人造地球衛(wèi)星上勘測(cè)地?zé)?、尋找水源、監(jiān)視森林火情、預(yù)報(bào)風(fēng)暴和寒潮。紅外遙感在軍事上的應(yīng)用也十分重要。 ④加熱物體：紅外線很容易使物體的溫度升高，如市場(chǎng)上的“遠(yuǎn)紅外烤箱”。 (3)可見(jiàn)光 可見(jiàn)光的波長(zhǎng)在760 nm到40

6、0 nm之間，不同顏色的光是波長(zhǎng)(頻率)范圍不同的電磁波。 天空看起來(lái)是藍(lán)色的，是由于波長(zhǎng)較短的光比波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光更容易被散射，傍晚的陽(yáng)光比較紅，是由于大氣對(duì)波長(zhǎng)較短的藍(lán)光、紫光比波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅光、橙光吸收較強(qiáng)的緣故。 (4)紫外線 紫外線具有較高的能量，足以破壞細(xì)胞核中的物質(zhì)。因此，可以利用紫外線滅菌消毒。太陽(yáng)光里有許多紫外線，人體接受適量的紫外線照射，能促進(jìn)鈣的吸收，改善身體健康。但過(guò)強(qiáng)的紫外線會(huì)傷害眼睛和皮膚。 許多物質(zhì)在紫外線的照射下會(huì)發(fā)出熒光，根據(jù)這一點(diǎn)可以設(shè)計(jì)防偽措施。 (5)X射線和γ射線 人們用X射線管來(lái)產(chǎn)生X射線。X射線對(duì)生命物質(zhì)有較強(qiáng)的作用，過(guò)量的X射線輻射會(huì)引

7、起生物體的病變。X射線能夠穿透物質(zhì)，可以用來(lái)檢查人體內(nèi)部器官。在工業(yè)上，利用X射線檢查金屬零件內(nèi)部的缺陷。機(jī)場(chǎng)、車站等地進(jìn)行安全檢查時(shí)，X射線能輕而易舉地窺見(jiàn)箱內(nèi)的物品。 “CT”是“計(jì)算機(jī)輔助X射線斷層攝影”的簡(jiǎn)稱。X射線以不同角度照射人體，計(jì)算機(jī)對(duì)其投影進(jìn)行分析，給出類似于生理切片一樣的人體組織照片。醫(yī)生可以從中看出是否發(fā)生了病變。 波長(zhǎng)最短的電磁輻射是γ射線，它具有很高的能量。γ射線能破壞生命物質(zhì)。把這個(gè)特點(diǎn)應(yīng)用在醫(yī)學(xué)上，可以摧毀病變的細(xì)胞，用來(lái)治療某些癌癥。γ射線的穿透能力很強(qiáng)，可用于探測(cè)金屬部件內(nèi)部的缺陷。 2．各種電磁波的共性與個(gè)性 (1)共性 ①它們?cè)诒举|(zhì)上都是電磁波，

8、它們遵循相同的規(guī)律，各波段之間并沒(méi)有絕對(duì)的界線。 ②都遵守公式v＝λf，它們?cè)谡婵罩械膫鞑ニ俣榷际莄＝3.0×108 m/s。 ③它們的傳播都不需要介質(zhì)。 ④它們都具有反射、折射、衍射、干涉和偏振的特性。 (2)個(gè)性 ①不同電磁波的頻率或波長(zhǎng)不同，表現(xiàn)出不同的特性，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，越容易產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象，波長(zhǎng)越短，穿透能力越強(qiáng)。 ②同頻率的電磁波在不同介質(zhì)中傳播速度不同。不同頻率的電磁波在同一種介質(zhì)中傳播時(shí)，頻率越大，折射率越大，速度越小。 ③用途不同。 二、電磁波傳遞能量 電磁波是運(yùn)動(dòng)中的電磁場(chǎng)，它可以傳遞能量。微波爐的工作應(yīng)用的是一種電磁波——微波。食物中的水分子在微波的作用

9、下熱運(yùn)動(dòng)加劇，溫度升高，內(nèi)能增加。增加的能量是微波傳遞給它的。 各種各樣的儀器能夠探測(cè)到許許多多電磁波，說(shuō)明電磁波具有能量，電磁波是一種物質(zhì)。 三、太陽(yáng)輻射的特點(diǎn) 太陽(yáng)光中含有無(wú)線電波、可見(jiàn)光、紅外線、紫外線、X射線、γ射線。太陽(yáng)輻射的能量主要集中在可見(jiàn)光、紅外線和紫外線三個(gè)區(qū)域，如圖所示。 從圖中可以看到，波長(zhǎng)在5.5×10－7 m的黃綠光附近，輻射的能量最強(qiáng)。我們的眼睛正好對(duì)這個(gè)區(qū)域的電磁輻射最敏感。眼睛把太陽(yáng)在最強(qiáng)輻射區(qū)的輻射作為自己的接收對(duì)象，這樣就能看到最多的東西，獲得最豐富的信息。 例　關(guān)于電磁波的特性和應(yīng)用，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．紅外線和X射線都有很高

10、的穿透本領(lǐng)，常用于醫(yī)學(xué)上透視人體 B．過(guò)強(qiáng)的紫外線照射有利于人的皮膚健康 C．電磁波譜中頻率最大的為γ射線，最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象 D．紫外線和X射線都可以使感光底片感光 (1)醫(yī)學(xué)上常用于透視人體的是哪種射線？為什么？ 提示：X射線，X射線的穿透本領(lǐng)強(qiáng)。 (2)在電磁波中由紅外線到γ射線，頻率最大的是什么射線？波長(zhǎng)最長(zhǎng)的是什么射線？ 提示：γ射線的頻率最大，紅外線的波長(zhǎng)最長(zhǎng)。 [規(guī)范解答]　X射線有很高的穿透本領(lǐng)，常用于醫(yī)學(xué)上透視人體，紅外線沒(méi)有，A錯(cuò)誤；過(guò)強(qiáng)的紫外線照射對(duì)人的皮膚有害，B錯(cuò)誤；電磁波譜中頻率最大的為γ射線，其波長(zhǎng)最短，最不容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，C錯(cuò)誤。 [完美答案

11、]　D 電磁波譜相關(guān)問(wèn)題解題方法 (1)熟記各種電磁波的特性及應(yīng)用。 (2)按電磁波譜的排列順序，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，頻率越低，衍射能力越強(qiáng)，穿透能力越弱；波長(zhǎng)越短，頻率越高，衍射能力越弱，穿透能力越強(qiáng)。 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　2011年3月11日，日本發(fā)生里氏9.0級(jí)地震，地震和地震引發(fā)的海嘯造成大量建筑物倒塌。為了將埋在倒塌建筑中的被困者迅速解救出來(lái)，我國(guó)及時(shí)派出了救援隊(duì)。救援隊(duì)在救援過(guò)程中使用生命探測(cè)儀來(lái)尋找被壓在廢墟中的大量傷員，這種儀器主要是接收人體發(fā)出的(　　) A．可見(jiàn)光 B．紅外線 C．紫外線 D．聲音 答案　B 解析　不同溫度的物體會(huì)

12、發(fā)出不同頻率的紅外線，生命探測(cè)儀就是根據(jù)人體發(fā)出的紅外線與周圍環(huán)境輻射的紅外線不同而尋找的，B正確。 A組：合格性水平訓(xùn)練 1．(電磁波譜)下列各組電磁波，按頻率由高到低的正確排列順序是(　　) A．無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、X射線 B．X射線、紅外線、可見(jiàn)光、無(wú)線電波 C．X射線、可見(jiàn)光、紅外線、無(wú)線電波 D．無(wú)線電波、可見(jiàn)光、紅外線、X射線 答案　C 解析　由c＝fλ，得波長(zhǎng)越長(zhǎng)，頻率越低。根據(jù)電磁波按波長(zhǎng)排列順序，可得按頻率由高到低排列的順序是X射線、可見(jiàn)光、紅外線、無(wú)線電波，C正確。 2．(紅外線)紅外夜視鏡在美國(guó)對(duì)伊拉克反美武裝力量實(shí)

13、施的夜間打擊中起到重要作用，紅外夜視鏡是利用了(　　) A．紅外線波長(zhǎng)長(zhǎng)，易繞過(guò)障礙物的特點(diǎn) B．紅外線的熱效應(yīng)強(qiáng)的特點(diǎn) C．一切物體都在不停地輻射紅外線的特點(diǎn) D．紅外線不可見(jiàn)的特點(diǎn) 答案　C 解析　一切物體都在不停地輻射紅外線，而且溫度不同，輻射的紅外線強(qiáng)度不同，可利用紅外線成像進(jìn)行夜間觀察。 3．(可見(jiàn)光)日出和日落時(shí)太陽(yáng)看起來(lái)特別紅。這是由于(　　) A．光的色散 B．大氣的全反射 C．大氣的折射 D．紅光的波長(zhǎng)大 答案　D 解析　太陽(yáng)初升和西沉?xí)r，陽(yáng)光通過(guò)較厚的空氣層。紫光、藍(lán)光的波長(zhǎng)較短，被空氣吸收得較多；而紅光的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，被吸收得最少，直射而來(lái)的紅光

14、也就最多，因此，這時(shí)候太陽(yáng)呈現(xiàn)紅色。 4．(電磁波譜)太陽(yáng)表面溫度約為6000 K，主要發(fā)出可見(jiàn)光；人體溫度約為310 K，主要發(fā)出紅外線；宇宙星際間的溫度約為3 K，所發(fā)出的輻射稱為“3 K背景輻射”，它是宇宙“大爆炸”之初在空間上保留下的余熱，若要進(jìn)行“3 K背景輻射”的觀測(cè)，應(yīng)該選擇下列哪一個(gè)波段 (　　) A．無(wú)線電波 B．紫外線 C．X射線 D．γ射線 答案　A 解析　電磁波譜按波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短的順序排列為：無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、X射線、γ射線，由題意知：物體溫度越高，其發(fā)出的電磁波波長(zhǎng)越短，宇宙星際間的溫度約為3 K，則其發(fā)出的電磁波的波長(zhǎng)應(yīng)在無(wú)線電波波段

15、，故A正確。 5．(各種電磁波的應(yīng)用)下列說(shuō)法中正確的是(　　) ①夏天太陽(yáng)光把地面曬得發(fā)熱是因?yàn)榭梢?jiàn)光的熱效應(yīng)在各種電磁波中是最強(qiáng)的 ②醫(yī)院里用X射線進(jìn)行人體透視，是因?yàn)樗歉鞣N電磁波中穿透本領(lǐng)最大的 ③科學(xué)家關(guān)注南極臭氧層空洞是因?yàn)樗鼘?duì)動(dòng)植物有害 ④在熱學(xué)中所說(shuō)的熱輻射就是紅外線輻射 A．①② B．①③ C．②④ D．③④ 答案　D 解析　熱效應(yīng)最強(qiáng)的是紅外線，熱輻射即紅外線輻射，①錯(cuò)誤，④正確；穿透本領(lǐng)最強(qiáng)的是γ射線，②錯(cuò)誤；臭氧層能防止紫外線照射到地球上，使地球上的動(dòng)植物免受過(guò)強(qiáng)紫外線的傷害，③正確，故選D。 6．(電磁波譜)太陽(yáng)光通過(guò)棱鏡時(shí)，在豎直放置的屏幕上

16、形成如圖所示的光帶(忽略棱鏡對(duì)各色光的吸收)。若將靈敏溫度計(jì)的球部放在屏幕上的MN、NP、PQ區(qū)域時(shí)，在哪個(gè)區(qū)域上升的示數(shù)最大(　　) A．MN B．NP C．PQ D．無(wú)法確定 答案　C 解析　由光的色散可知，從Q→M各頻段的電磁波依次為紅外線→可見(jiàn)光→紫外線，由于紅外線的熱作用最強(qiáng)，故選C。 7．(電磁波譜)(多選)等離子顯示屏是一種以等離子管作為發(fā)光元件，并由大量的等離子管排列在一起構(gòu)成的屏幕。每個(gè)等離子管的透明玻璃管內(nèi)都充有低壓的氖氙氣體，管的兩端各有一個(gè)電極，在兩個(gè)電極間加上高電壓后，封在管內(nèi)的氣體便產(chǎn)生某種肉眼看不見(jiàn)的射線，它激發(fā)顯示屏上的紅綠藍(lán)三基色熒光粉發(fā)

17、出可見(jiàn)光。每個(gè)等離子管作為一個(gè)像素，由這些像素的明暗和顏色變化的組合，便形成了各種灰度和色彩的圖像，則 (　　) A．這種射線是紫外線 B．這種射線是紅外線 C．該射線使熒光粉發(fā)出可見(jiàn)光是利用了該射線的熒光效應(yīng) D．該射線使熒光粉發(fā)出可見(jiàn)光是利用了該射線的化學(xué)作用 答案　AC 解析　看不見(jiàn)的射線使熒光粉發(fā)光，這是紫外線的熒光效應(yīng)，所以正確的選項(xiàng)是A、C。 8．(綜合)家用微波爐是利用微波的電磁能加熱食物的新型灶具，主要由磁控管、波導(dǎo)管、微波加熱器、爐門(mén)、直流電源、冷卻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、外殼等組成，接通電源后，220 V的交流電經(jīng)變壓器，一方面在次級(jí)產(chǎn)生3.4 V交流電加在磁控管燈絲

18、兩端，另一方面在次級(jí)產(chǎn)生2000 V高壓，經(jīng)整流加到磁控管的陰、陽(yáng)兩極之間，使磁控管產(chǎn)生頻率為2450 MHz的微波，微波輸送至金屬制成的加熱器(爐腔)，被來(lái)回反射，微波的電磁作用使食物內(nèi)分子高頻地振動(dòng)同時(shí)內(nèi)外迅速變熱，并能最大限度地保存食物中的維生素。 (1)試計(jì)算變壓器的升壓變壓比； (2)導(dǎo)體可反射微波，絕緣體可使微波透射，而食物通常含有的成分是蛋白質(zhì)、淀粉、水，較易吸收微波能且轉(zhuǎn)換成熱，故在使用微波爐時(shí)應(yīng)注意________。 A．用金屬容器將食物放入爐內(nèi)加熱 B．用陶瓷容器將食物放入爐內(nèi)加熱 C．將微波爐置于磁性材料周圍 D．將微波爐遠(yuǎn)離磁性材料周圍 答案　(1)11∶

19、100　(2)BD 解析　(1)變壓器輸出電壓U2＝2000 V， 輸入電壓U1＝220 V，則有＝＝＝。 (2)食物內(nèi)通常含有的成分是蛋白質(zhì)、淀粉、水，易吸收微波而轉(zhuǎn)換成熱；由于導(dǎo)體能反射微波，絕緣體使微波透射，所以應(yīng)用陶瓷容器盛食物，為避免對(duì)磁控管的影響，微波爐應(yīng)遠(yuǎn)離磁性材料。 B組：等級(jí)性水平訓(xùn)練 9．(各種電磁波的應(yīng)用)下列說(shuō)法正確的是(　　) A．只有物體溫度較高時(shí)，才能向外輻射紅外線 B．紫外線的主要作用是化學(xué)作用和熒光作用 C．可見(jiàn)光比紅外線容易發(fā)生衍射現(xiàn)象 D．X射線能在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)，穿透力較強(qiáng)，可用來(lái)進(jìn)行人體透視 答案　B 解析　一切物體都能輻射紅外線，與

20、物體的溫度無(wú)關(guān)，A錯(cuò)誤；紫外線的主要作用是化學(xué)作用和熒光作用，B正確；紅外線比可見(jiàn)光波長(zhǎng)更長(zhǎng)，更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，C錯(cuò)誤；X射線是電磁波，不帶電，在磁場(chǎng)中不偏轉(zhuǎn)，D錯(cuò)誤。 10．(各種電磁波及其應(yīng)用)(多選)關(guān)于電磁波的下列說(shuō)法，正確的是(　　) A．可見(jiàn)光實(shí)質(zhì)也是一種電磁波，紅光波長(zhǎng)最短 B．不同波長(zhǎng)的電磁波，波長(zhǎng)越小其頻率越高 C．紅外遙感是利用了紅外線波長(zhǎng)較長(zhǎng)的特點(diǎn) D．驗(yàn)鈔機(jī)檢驗(yàn)鈔票真?zhèn)误w現(xiàn)了紫外線的熒光作用 E．X射線可深入人的骨骼，殺死病變細(xì)胞 答案　BCD 解析　在可見(jiàn)光中，紅光波長(zhǎng)最長(zhǎng)，A錯(cuò)誤；X射線雖然有一定的穿透能力，但不能深入骨骼，E錯(cuò)誤；B、C、D正確。

21、 11．(各種電磁波的應(yīng)用)(多選)下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．紅外線易穿透云層，故廣泛應(yīng)用于遙感技術(shù)領(lǐng)域 B．醫(yī)院用X光進(jìn)行透視，是因?yàn)樗歉鞣N電磁波中穿透能力最強(qiáng)的 C．陽(yáng)光可以曬黑皮膚，主要是陽(yáng)光中紅外線的作用 D．電取暖器利用了紅外線的熱作用 答案　AD 解析　紅外線衍射明顯，A正確；γ射線穿透能力最強(qiáng)，B錯(cuò)誤；曬黑皮膚是紫外線的作用，C錯(cuò)誤；紅外線有顯著的熱作用，D正確。 12．(電磁輻射)過(guò)量的電磁輻射對(duì)人體是有害的，按照規(guī)定，工作場(chǎng)所受到的電磁輻射強(qiáng)度(單位時(shí)間垂直單位面積的電磁輻射能量)不得超過(guò)某一臨界值W0。已知某一種手機(jī)的電磁輻射功率為P，若手機(jī)的電磁輻

22、射在各個(gè)方向上是均勻的，則符合規(guī)定的安全區(qū)域到手機(jī)的距離至少為(　　) A. B. C. D. 答案　A 解析　設(shè)規(guī)定的安全區(qū)域距離為R，則對(duì)應(yīng)球的面積為S＝4πR2。在t時(shí)間內(nèi)球面獲得的能量為E＝Pt，球面上單位面積t時(shí)間內(nèi)獲得的電磁輻射能量E0＝，由于工作場(chǎng)所受到的電磁輻射強(qiáng)度(單位時(shí)間內(nèi)垂直通過(guò)單位面積的電磁輻射能量)不得超過(guò)W0，則W0＝，所以R＝ ，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。 13．(電磁波譜)長(zhǎng)波的波長(zhǎng)范圍為3000～30000 m，短波的波長(zhǎng)范圍為10～50 m，則長(zhǎng)波的頻率范圍是________，短波的頻率范圍是________。 答案　10～100

23、 kHz　6～30 MHz 解析　已知長(zhǎng)波波長(zhǎng)范圍為30000～3000 m，而波速c＝3.0×108 m/s。由c＝λf可知f1＝ Hz＝1×105 Hz＝100 kHz。f2＝ Hz＝1×104 Hz＝10 kHz，則長(zhǎng)波頻率在10～100 kHz之間。同理可讀出短波波長(zhǎng)在50～10 m之間，則頻率范圍在6～30 MHz之間。 14．(綜合)尋找馬航失聯(lián)飛機(jī)是全球關(guān)注的熱點(diǎn)，也是各國(guó)高科技綜合實(shí)力的體現(xiàn)和展示。搜尋失聯(lián)飛機(jī)的黑匣子主要依靠電磁波技術(shù)和超聲定位(即聲吶)技術(shù)。電磁波是指在空間傳播的交變電磁場(chǎng)，在真空中的傳播速度為3.0×108 m/s，無(wú)線電波是其中的一種電磁波。無(wú)線電波

24、、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、X射線、γ射線都是電磁波，它們的產(chǎn)生方式不盡相同，波的長(zhǎng)度也不同，把它們按波長(zhǎng)順序排列就構(gòu)成了電磁波譜，如圖所示。請(qǐng)根據(jù)上述信息及所學(xué)知識(shí)，結(jié)合電磁波譜圖回答： (1)最早發(fā)現(xiàn)白光(即可見(jiàn)光)可以發(fā)生色散，分解成七種顏色光的物理學(xué)家是________；其中，三原色光中波長(zhǎng)最短的是________光。 (2)廣播和電視利用電磁波譜中________來(lái)傳遞聲音和圖像；飛機(jī)黑匣子發(fā)出的電磁波信號(hào)，在海水中迅速衰減，無(wú)法傳播，所以黑匣子必須裝有能發(fā)出________波信號(hào)的裝置與其同時(shí)工作，以便利用聲吶系統(tǒng)尋找海水中的黑匣子位置。 (3)請(qǐng)觀察電磁波譜中各種波的波長(zhǎng)與頻

25、率的關(guān)系，可以得出初步結(jié)論：________________________。請(qǐng)進(jìn)一步觀察和計(jì)算電磁波譜中各種波的波長(zhǎng)與頻率的關(guān)系，可以得出結(jié)論：____________________________________。 答案　(1)牛頓　藍(lán)　(2)無(wú)線電波　聲 (3)波的頻率越高，波長(zhǎng)越短　各種波的頻率與波長(zhǎng)成反比(或各種波的頻率與波長(zhǎng)乘積相等，且等于光速) 解析　(1)物理學(xué)家牛頓最早發(fā)現(xiàn)白光(即可見(jiàn)光)可以發(fā)生色散現(xiàn)象；色光的三原色是紅、綠、藍(lán)，三原色光中波長(zhǎng)最短的是藍(lán)光。 (2)廣播和電視利用電磁波譜中無(wú)線電波來(lái)傳遞聲音和圖像；飛機(jī)黑匣子發(fā)出的電磁波信號(hào)，在海水中迅速衰減，無(wú)法傳播，所以黑匣子必須裝有能發(fā)出聲波信號(hào)的裝置與其同時(shí)工作，以便利用聲吶系統(tǒng)尋找海水中的黑匣子位置。 (3)根據(jù)電磁波譜中各種波的波長(zhǎng)與頻率的關(guān)系，可以得出：波的頻率越高，波長(zhǎng)越短。由c＝fλ可得：各種波的頻率與波長(zhǎng)成反比(或各種波的頻率與波長(zhǎng)乘積相等，且等于光速)。 - 11 -