【單元練】濟南市高中物理選修2第四章【電磁振蕩與電磁波】經典習題(課后培優(yōu))

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1、、選擇題 1．關于聲波和光波，下列說法正確的是（ ） A. 光波能產生干涉、衍射現(xiàn)象，但是聲波不能 B. 聲波和光波從空氣射入水中時，聲波的速度變大，光波的速度變小 C. 聲波與光波的波速都由波源決定，與介質無關 D. 它們都能在真空中傳播 B 解析： B A. 干涉和衍射是波的特有現(xiàn)象，故聲波和光波都能產生干涉和衍射，則 A錯誤； B. 聲波和光波從空氣射入水中時，聲波的速度變大，光波的速度變小，故 B正確; C. 聲波與光波的波速都由介質決定，與波源無關，故 C錯誤； D. 聲波的傳播依賴于介質，它在真空中不能傳播，光波在真空中和介質中都能傳播，故 錯誤； 故選

2、 B。 2. 出海捕魚的漁船，船長會通過海事對講機電臺來與甲板上的船員溝通，在這個過程中需 要使海事對講機接收頻率與電臺頻率相同，船員才能用海事對講機接收信號，與此過程原 理相似的是（ ） A. 樂器利用共鳴腔提高聲音的響度 B. 調節(jié)共振篩的振動頻率，以較小的驅動力驅動質量較大的篩箱 C. 在較空曠地方高聲喊，能聽到回聲 D. 在大廈底部安裝阻尼器以減小大風天氣時大廈的晃動幅度 B 解析： B A. 海事對講機頻率與電臺頻率相同時振蕩電流最強，這個過程屬于調諧，是使接收裝置 與信號產生電諧振的過程，樂器利用共鳴腔提高聲音的響度利用波的疊加原理，故 誤； B. 調節(jié)共振篩的

3、振動頻率，以較小的驅動力驅動質量較大的篩箱是使共振篩與篩箱發(fā)生共 振的過程，故B正確； C. 在較空曠地方高聲喊，能聽到回聲屬于波的反射，故 C錯誤； D. 在大廈底部安裝阻尼器以減小大風天氣時大廈的晃動幅度的過程中阻尼器的作用是避 免大廈發(fā)生共振，故 D 錯誤。 故選 B。 3. 下列有關電磁波的說法正確的是（ ） A. 麥克斯韋最早通過實驗證實了電磁波的存在 B. 周期性變化的電場可以產生周期性變化的磁場 C. 電磁波在所有介質中的傳播速度均為 c 3 108m/s D. 微波爐主要利用電磁波中的紅光加熱食物 B 解析： B A. 赫茲最早通過實驗證實了電磁波的

4、存在， A錯誤； B. 周期性變化的電場可以產生周期性變化的磁場， B正確； C. 電磁波在真空中傳播速度等于 c 3 108m/s， C錯誤； D. 因為紅外線有熱作用，微波爐主要利用電磁波中的紅外線加熱食物， D錯誤。 故選B。 4. 如圖所示，L為電感線圈，C為電容器，R為定值電阻，線圈及導線電阻均不計。先閉 合開關S,穩(wěn)定后，再將其斷開，并規(guī)定此時 t=0。當ti=O.Ols時，LC回路中電容器右極板 A. LC回路的振蕩周期為 0.02s B. LC回路中電流最大時電場能最大 C. t2=0.12s時線圈中磁場能最大 D. t3=0.125s時回路中電流沿

5、順時針方向 C 解析：C A. t=0時，線圈中電流向右，斷開開關 S后，電容器右極板充電。在一個周期內，電容器 充電兩次，放電兩次，t=0.01s時LC回路中電容器右極板帶正電荷且電荷量第一次達到最 大值，此時充電一次，則周期為 0.04s,選項A錯誤； B. 根據LC振蕩電路的充放電規(guī)律可知，放電完畢時，回路中電流最大，磁場能最大，電 場能最小，選項B錯誤； C. t2=0.12s=3T,此時線圈中電流向右最大，磁場能最大，選項 C正確； 1 一 一 一 _ D. t3=0.125s=3-T時線圈中電流向右給電容器充電，回路中電流沿逆時針方向，選項 D 8 錯誤。

6、 故選Co 5. 下列說法正確的是（ ） A. 公共場合使用的非接觸式測溫儀利用的是紫外線 B. 在地球上利用接收遙遠天體發(fā)出光波的頻率判斷遙遠天體相對于地球的運動速度，利用 的是多普勒效應 C. 軍隊過橋需要邁著整齊的步伐，防止共振對橋造成傷害 D. 在機械波的干涉現(xiàn)象中，振動加強點始終位于波峰位置 B 解析：B A. 非接觸式測溫儀是通過接受身體表面輻射出來的紅外線來測溫的，故 A錯誤； B. 多普勒效應是指波源或觀察者發(fā)生移動，而使兩者間的距離發(fā)生變化，在地球上利用接 收遙遠天體發(fā)出光波的頻率判斷遙遠天體相對于地球的運動速度，利用了多普勒效應，故 B正確； c.軍

7、隊過橋需要邁著整齊的步伐，產生共振，不能防止共振對橋造成的傷害，故 誤； D.振動加強點的振幅大，而不是始終位于波峰位置，故 D錯誤。 故選B。 t=T 6. 如圖為LC回路中電流隨時間變化的圖象，規(guī)定回路中順時針電流方向為正。在 時，對應的電路是下圖中的（ ） 【分析】 由圖像可知，在 T時電流最大，則回路中磁場能最大，電場能最小，說明電容器放電；由 3 圖可得，在-T-T的時間內，回路中的電流為順時針方向，即順時針方向的電流放電， 4 電流從上級板流出，故 ACD錯誤，D正確。 故選D。 7. LC回路在電磁振蕩過程中向外輻射電磁波如圖所示是 LC振蕩

8、電路某時刻的情況，以下 說法正確的是（） B ~ L A. 電容器正在放電 B. 電容器正在充電 C. 電感線圈中的電流正在增大 D. 該回路振蕩過程中輻射的電磁波的頻率越來越小 B 解析：B AB.由右手螺旋定則可判斷圖示時刻電流方向為逆時針方向，又電容器下極板帶正電，說 明電容器正在充電，選項 A錯誤，B正確； C. 電容器充電時，電容器上的電荷量增大，電流在減小，選項 C錯誤； D. 由振蕩電路的周期公式 T 2 . LC可知其周期不變，因此頻率也不變，選項 D錯 誤。 故選Bo & 2017年10月10日，中國科學院國家天文臺宣布，科學家利用被譽為

9、天眼”的世界最 大單口徑射電望遠鏡 一一500米口徑球面射電望遠鏡（FAST ）探測到數十個優(yōu)質脈沖星候選 體，其中兩顆已通過國際認證。這是中國人首次利用自己獨立研制的射電望遠鏡發(fā)現(xiàn)脈沖 星。脈沖星是中子星的一種，是會發(fā)出周期性脈沖信號的星體。與地球相似，脈沖星也在 自轉著，并且有磁場，其周圍的磁感線分布如圖所示。脈沖是由于脈沖星的高速自轉形 成，只能沿著磁軸方向從兩個磁極區(qū)輻射出來 ；脈沖星每自轉一周，地球就接收到一次它輻 射的脈沖。結合上述材料，下列說法正確的是（ ） A. 脈沖信號屬于機械波 B. 脈沖星的磁軸與自轉軸重合 C. 脈沖的周期等于脈沖星的自轉周期

10、D. 若脈沖星是質量分布均勻的球體，那么它表面各處重力加速度的大小都相等 C 解析：C A. 脈沖信號屬于電磁波，若為機械波，則傳播需要介質，無法接收到，故 A錯誤; B. 根據題圖可知脈沖星的磁軸與自轉軸并不重合，故 B錯誤； C. 根據題意，脈沖星每自轉一周，地球就接收到一次它輻射的脈沖，則可得脈沖的周期等 于脈沖星的自轉周期，故 C正確； D. 若脈沖星是質量分布均勻的球體，因它不停的自轉，那么它表面各處重力加速度的大 小不都是相等的，在赤道上最小，在兩極最大，選項 D錯誤。 故選Co 9. 如圖所示是由線圈L和電容器C組成的最簡單的LC振蕩電路。先把電容器充滿電。 t

11、=0 時如圖（a）所示，電容器中的電場強度最大，電容器開始放電， t=0.02s時如圖（b）所 示，LC回路中線圈上的電流第一次達到最大值，則（ A. 此LC振蕩電路的周期 T=0.04s B. t=0.05s時，回路電流方向與圖（b）中所示電流方向相同 C. t=0.06s時，線圈中的磁場能最大 D. t=0.10s時，線圈中的電場能最大 C 解析：C A. 此LC振蕩電路的周期T=0.08s, A錯誤； B. 0.04s時電流再次為零，之后反向，所以 t=0.05s時，回路電流方向與圖（b）中所示電 流方向相反，B錯誤； C. 0.02s時磁場能最大，那么 0.

12、06s時，磁場能也最大， C正確； D. t=0.10s時的情況與t=0.02s時的情況是一致的，磁場能最大， D錯誤。 故選Co 10. 小明在研究性學習中設計了一種可測量磁感應強度的實驗，其裝置如圖所示.在該實 驗中，磁鐵固定在水平放置的電子測力計上，此時電子測力計的計數為 G1,磁鐵兩極之間 的磁場可視為水平勻強磁場，其余區(qū)域磁場不計.直銅條 AB的兩端通過導線與一電阻連 接成閉合回路，總阻值為 R.若讓銅條水平且垂直于磁場，以恒定的速率 v在磁場中豎直 向上運動，這時電子測力計的計數為 G2,銅條在磁場中的長度 L.在直銅條AB向上運動過 程中說法正確的是（ ）

13、 A. 直銅條AB所受安培力方向向上 B. 直銅條 AB中感應電流方向為 B^A C. Gi小于G2 D.感應強度的大小為B= 1 i （Gl G2）R D 解析：D AB.直銅條AB向上運動，由右手定則可知，感應電流方向： A^B,由左手定則可知，銅 條受到的安培力方向：豎直向下，故 AB錯誤； C. 設銅條的重力為 G,由題意可知：Gi = G,銅條向上運動時，銅條受到的安培力豎直向 下，由牛頓第三定律可知，磁鐵受到的磁場力： F= BIL豎直向上，由平衡條件得： G= G2+BIL, G2= G- BIL, 由此可知： G1>G2, 故C錯誤； D. 銅條不

14、動時，由平衡條件得： G= G1，銅條向上運動時，磁鐵靜止，由平衡條件得： G= G2+BIL, 感應電流: E BLv 解得: G2)R v 故D正確. 二、填空題 11. 提出光是一種 波， 用實驗驗證了這一預言?紅外線最 顯著的作用是 ， 都會發(fā)出紅外線，紅外線波長比紅光 ，所以 現(xiàn)象較顯著，易透過云霧，可用于高空攝影；紫外線的主要作用是 ， 能發(fā)出紫外線，紫外線還有 應和 作用，倫琴射線又叫 射 線，波長比紫外線 ?麥克斯韋電磁赫茲熱效應一切物體長衍射化學效應高 溫物體熒光殺菌消毒X短 解析：麥克斯韋電磁赫茲熱效應一切物體長衍射化學效應高

15、溫物體熒光 殺菌、消毒 X短 [1] [2][3][4]麥克斯韋提出光是一種電磁波，后來赫茲用實驗驗證了這一預言 紅外線最顯著 的作用是熱效應； ⑸[6]—切物體都會發(fā)出紅外線，由電磁波譜可知，紅外線波長比紅光長； [7] 由發(fā)生明顯衍射件可知，紅外線衍射現(xiàn)象較顯著，易透過云霧，可用于高空攝影； [8] [9][10[11]紫外線的主要作用是化學效應，高溫物體能發(fā)出紫外線，紫外線還有熒光，殺 菌、消毒作用； [12][13]倫琴射線又叫x射線，波長比紫外線短。 12. 和 是相互聯(lián)系著的，形成一個不可分割的統(tǒng)一體，并從發(fā)生區(qū)域向周 圍空間傳播，就形成了 ?正變化的電場變化

16、的磁場電磁波【解析】 解析：正變化的電場 變化的磁場 電磁波 【解析】 [1] [2][3]由麥克斯韋電磁場理論可知，變化的電場和變化的磁場是相互聯(lián)系的，形成一個不 可分割的統(tǒng)一體，并從發(fā)生區(qū)域向周圍空間傳播，就形成了電磁波。 13. 英國物理學家 指出，變化的電場周圍產生 ，變化的磁場周圍產 生 ,這兩種變化交替產生，從而形成了一個不可分割的統(tǒng)一體，并從發(fā)生區(qū) 域向周圍空間傳播，就形成了 麥克斯韋磁場電場電磁波 解析：麥克斯韋磁場電場電磁波 [1][2][3][4]英國物理學家麥克斯韋指出，變化的電場周圍產生磁場，變化的磁場周圍產生電 場?振蕩電場和振蕩磁場交替產生，

17、相互依存，形成不可分離的統(tǒng)一體，即電磁波。 紅外線、紫外線、X射線都有著廣泛的應用，如圖所示。下面的判斷中正確的打 錯誤的打“X” "V, A.醫(yī)院透視用到的是 X射線 B. 電視遙控器用到的是紫外線 ___ C. 非接觸式體溫計用到的是紅外線 — D. 夜間作戰(zhàn)使用的夜視儀用到的是紅外線 ___VxW 解析：v x V V [1] X射線具有較強的穿透能力，因此可以用來醫(yī)院透視，故 A正確； [2] 紅外線波長較長，繞過煙霧能力比較強，電視遙控是利用紅外線來工作的，故 B錯誤； [3] 非接觸式體溫計也是用到紅外線，因不同溫度發(fā)出的紅外線程度不同，故 C正確

18、； [4] 夜間作戰(zhàn)使用的夜視儀用到的是紅外線，因不同物體發(fā)出的紅外線不同，故 D正確。 14. 電磁波有：A.可見光 B.紅外線 C.紫外線 D.無線電波 E. 丫射線 F.倫琴 射線 ① 按頻率由小到大的順序是： . ② 可對物體進行加熱的是 ，激發(fā)物質發(fā)光的是 ，可用來檢查人體病變或 骨折的是 ，能使種子發(fā)生變異培育新品種的是 . DBACFEBCFE解析】 解析：DBACFE B C F E 【解析】 ① [1].頻率由小到大的順序是：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、倫琴射線、 丫射 線；故順序是DBACFE ② [2][3][4][5] ?對物體進行加熱

19、的是紅外線 B,激發(fā)物質發(fā)光的是紫外線 C,可用來檢查人 體病變或骨折的是倫琴射線 F；能使種子發(fā)生變異培育新品種的是 丫射線E. 【點睛】 本題關鍵是明確無線電波、紅外線、可見光、紫外線、 X射線、丫射線都是電磁波，同時要 知道它們的波長的大小關系和頻率大小關系，以及知道各自的應用. 15. 攝像機在1秒內要傳送25張畫面,并且每一幅畫面是逐行掃描的，電視接收機也以相 同的速率在熒光 屏上顯示這些畫面.我們觀看電視畫面時，感覺不到上述現(xiàn)象 ，而是看到 完整連續(xù)的自然畫面，這是因為 .有一種 隱形飛機”，可以有效避開雷達的探 測.秘密之一在于它的表面有一層特殊材料，這種材料能

20、夠 （選填 增強”或 減弱”） 對電磁波的吸收作用；秘密之二在于它的表面制成特殊形狀，這種形狀能夠 （選填 增強”或減弱”電磁波反射回雷達. 畫面更換迅速和視覺暫留效應使我們感覺到電 視畫面是連續(xù)的增強減弱 解析： 畫面更換迅速和視覺暫留效應使我們感覺到電視畫面是連續(xù)的 增強 減弱 （1）電視機制式是每秒 25 幀，也就是說每秒畫面就更新了 25 次，且不是同一時間更新，而 且每次掃描線很是密集．這個頻率和密度，是人眼無法察覺到的 ;視覺印象在人的眼中大約 可保持 0.1 秒之久．如果在視野范圍內物體在小于 0.1 秒時間內完全通過，可能不被發(fā) 現(xiàn)．因為前一影像可保持在視覺中．故原

21、因為畫面更換迅速和視覺暫留效應使我們感覺到 電視畫面是連續(xù)的． （2）現(xiàn)代的 “隱形飛機 ”之所以能夠避開雷達的探測，其原因在于它的表面制成特殊形狀，這 種形狀能夠減弱電磁波的反射，同時隱形飛機的表面有一層特殊材料，這種材料能夠增強 對電磁波的吸收作用，使得雷達受到反射回來的電磁波發(fā)生變化，即導致雷達無法根據反 射回來的電磁波判斷前方物體． 【點睛】 雷達的工作原理是 :其首先向外發(fā)射電磁波，這些電磁波碰到前方物體后發(fā)生反射，即雷達 通過接收到的反射回來的電磁波的情況判斷前方的物體情況．所以該題可以據上面所說的 雷達的工作原理分析即可． 17． 在生活中打電話的電信號是 信號，而發(fā)電

22、報的電信號是 信號．（填 “數字 ”或“模擬”）模擬數字 解析： 模擬 數字 不同的數據必須轉換為相應的信號才能進行傳輸：模擬數據一般采用模擬信號（ Analog Sig nal）,例如用一系列連續(xù)變化的電磁波（如無線電與電視廣播中的電磁波），或電壓信 號（如電話傳輸中的音頻電壓信號）來表示；數字數據則采用數字信號（ Digital Sig nal）, 例如用一系列斷續(xù)變化的電壓脈沖（如我們可用恒定的正電壓表示二進制數 1，用恒定的 負電壓表示二進制數 0）,或光脈沖來表示． 而當模擬信號采用連續(xù)變化的信號電壓來表 示時,它一般通過傳統(tǒng)的模擬信號傳輸線路（例如電話網、有線電視網）來傳輸

23、． 當數字 信號采用斷續(xù)變化的電壓或光脈沖來表示時,一般則需要用雙絞線、電纜或光纖介質將通 信雙方連接起來,才能將信號從一個節(jié)點傳到另一個節(jié)點,如電報． 【點睛】 模擬信號和數字信號的區(qū)別,注意從概念上區(qū)分． 18?某電臺發(fā)射頻率為 500 kHz的無線電波，某發(fā)射功率為 10 kW，在距電臺20 km的地 方接收到該電波,該電波的波長為 ,在此處,每平方米的面積上每秒鐘可接 收到該電波的能量為 ? 600m2< 10-6J【解析】【分析】電磁波傳播過程 中的頻率是不變的根據求解波長；根據能量守恒定律列式求解每平方米的面積 每秒鐘可接收到該電波的能量 解析：600m 2 x

24、【解析】 【分析】 電磁波傳播過程中的頻率是不變的，根據 c f 求解波長；根據能量守恒定律列式求解每 平方米的面積每秒鐘可接收到該電波的能量． 電磁波傳播過程中的頻率和波長沒有改變，故電波的波長不變，故： c 3 108m 600 m ; f 500 1000 Hz 每平方米的面積每秒鐘可接收到該電波的能量為 Pt S Pt 4 R2 3 10 10 1 J 2 J 4 3.14 20000 6 2 10 J 19. 電磁波的頻率范圍很廣，不同頻率的電磁波具有不同的特性，請從電磁波譜中任選兩 種，分別寫出它們的名稱和一種用途. (1)名稱 ，用

25、途 . ⑵名稱 ，用途 .微波微波爐 電視雷達宇航通信略略略 解析：微波 微波爐，電視、雷達、宇航通信 略 略 略 衛(wèi)星通信利用了無線通信，即利用電磁波的知識來工作的；微波的用途：微波爐，電視、 雷達、宇航通信等等. 本題考查了電磁波在生活中的應用，是一道基礎題. 20. X射線穿透物質的本領比 丫射線更強( )錯誤 解析：錯誤 丫射線的波長比X射線的波長短，即 丫射線的頻率比X射線的頻率大，由 ￡ = h V可知，丫射 線具有的能量比 X射線的大，穿透物質的本領比 X射線強，故題干說法錯誤。 三、解答題 21. 如圖所示，線圈的自感系數 0.1H，電容器的電容 40疔，電阻

26、R的阻值3 Q,電源電動 勢1.5V,內阻不計。閉合開關 S,待電路達到穩(wěn)定狀態(tài)后斷開開關 S, LC電路中將產生電 磁振蕩。如果規(guī)定線圈中的電流方向從 a到b為正，斷開開關的時刻 t 0，請畫出電感線 圈中電流I隨時間t變化的圖像，并標明關鍵點的坐標值。 解析: E 1.5 I A=0.5A R 3 當斷開開關 后電流在LC電路中振蕩，周期為 T 2 . LC 2 . 0.1 40 10 6s 4 10 3s 22. 除了可見光外，紅外線、紫外線、無線電波（中波、短波、微波）、 X射線、 射 線，都是電磁波大家族的成員。請在這些看不見的電磁波中，每種選一個與你關

27、系最密切 的，或者令你印象最深的實例，按照波長由長至短的順序列舉出來。 解析：見解析 收音機或者手機接收無線電波，空調、電視機遙控器發(fā)射紅外線，學校食堂用紫外線燈殺 菌消毒，地鐵站利用 X射線進行安檢，醫(yī)院用 射線殺死腫瘤細胞等。 23. 我國第一顆人造衛(wèi)星用 20.009 MHz和19.995 MHz的電磁波發(fā)送信號，求這兩種電磁 波的波長。 解析：993m, 15.004m f1=20.009MHz=2.0009 x7hz f2=19.995MHz=1.9995 X7hz 根據波速公式c=入得 c 3 108 1_ _ 7m_14.993m f1 2.0009

28、107 m=15.004m C _ 3 108 f2 _ 1.9995 107 這兩種頻率的電磁波的波長各是 14.993m , 15.004m。 24.已知真空中某電磁波的頻率是 3.0 X 1?Hz,那么該電磁波在真空中的波長是多少? 解析：01m 【解析】 由波速公式c=入f得該電磁波在真空中的波長: 3 108m/s 3 1010Hz 0.01m 25. 有一種家用取暖器，外形如圖甲所示，它是由電熱絲發(fā)熱達到取暖的目的；如果從側 面剖開，它的主要結構如圖乙所示，其中 Q為電熱絲，MN為一個內表面極為光滑的金屬 弧面. 甲 乙 (1)

29、 電熱絲通電后產生的是什么？它通過 MN的內表面產生什么反射？ (2) 弧面金屬板MN與下列哪種器材的作用相似？ (3) 電熱絲安裝在圖示位置的目的是使熱能怎么樣射出？ 解析：(1)產生熱量,鏡面反射(2)凹面鏡(3)平行射出 (1) 一切物體都向外輻射紅外線，當電熱絲通電后，向外輻射紅外線，產生熱量?當紅外線 射到表面極為光滑的金屬弧面發(fā)生鏡面反射. (2) 弧面金屬板MN形狀與凹面鏡相似，平行光經凹面鏡反射后，反射光線會會聚在焦點 上. 光路是可逆的，燈絲處于焦點處，故產生平行光向外輻射. (3) 根據光路的可逆性，當把光源放在焦點時，則會得到平行光. 【點睛】 凹面鏡在

30、生活中的應用很多，它也是面鏡，對光線有反射作用，這點許多同學容易和透鏡 混淆，一定注意?另外，凹面鏡和凹透鏡不同，凹面鏡對光線的作用是會聚的. 26. 在收音機接收中波段時其 LC振蕩電路的電感L是固定的，當可變電容器電容為 Ci 時，可接收頻率為 535kHz的電磁波，當可變電容器的電容為 C2時，可接收頻率為 1605kHz的電磁波，求電容之比以及兩列電磁波的波長之比。 解析：9： 1 ; 3： 1 當收音機的接收裝置的頻率等于電磁波的頻率時，收音機就能接收此頻率的電磁波，而收 音機裝置的頻率f ——1二 2 VLC ，所以 ，故有」 f2 C2 G

31、 C1空 C2 根據v f可得 v ，兩列電磁波波長之比 1 : 2 f2 : f1 3:1 1A，線圈產生的感應電動勢為 36km，求電 27. 電感線圈的電流在 t 0.2s內的變化為 | E 18mV，由該線圈和一電容器組成的振蕩電路所輻射的無線電波的波長為 容器的電容。(感應電動勢 E與電感L的關系式為E 丄丄) t 解析：0.1折 解：由 可得 L 3.6 103H 而 cT 2c ,TC 解得 2 C 「 107F 0.1 疔 4c L 28 ?請按照波長從大到小的順序列出電磁波譜. 解析：無線電波，紅外線，可見光，紫外線， x射線，丫射線 【解析】 X射線，丫射 波長從大到小的順序列出電磁波譜：無線電波，紅外線，可見光，紫外線, 線.