磁波第4_5节电磁波与信息化社会电磁波谱课件新人教版选修3_4.ppt

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1、4 电磁波与信息化社会 5 电磁波谱,读一读,辨一辨,一、电磁波与信息化社会 阅读教材第8587页,了解电视、雷达、移动电话等电磁设备的基本原理。 1.电磁波是如何传输的? 答案：可以通过电缆、光缆进行有线传输,也可实现无线传输。电磁波的频率越高,相同时间内传递的信息量越大。 2.电视信号是如何发射和接收的? 答案：信号发射:在电视信号发射端,摄像管的作用是摄取景物的图像并将其转换为电信号,对高频振荡电路进行调制,然后通过天线把电磁波发射出去。 信号接收:在电视信号接收端,通过调谐、解调将电信号送到显像管,由显像管将电信号还原成图像。,读一读,辨一辨,3.什么是雷达? 答案：雷达是利用无线电波

2、来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,雷达就是利用电磁波的这个特性工作的。,读一读,辨一辨,二、电磁波谱 阅读教材第9092页,了解电磁波谱中各波段的波的重要特征及重要应用。 1.电磁波谱概念是什么? 答案：按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱。 2.电磁波谱是如何排列的? 答案：按波长由长到短依次为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线。 3.什么是可见光? 答案：可见光的波长在400 nm到760 nm之间,不同颜色的色光频率不同。,读一读,辨一辨,三、电磁场的能量和太阳辐射 阅读教材第92、93页,知道电磁波是一种物质,具有能量;了解太阳辐射能量的分布情

3、况。 1.电磁波是如何形成的? 答案：电磁波是由电磁场的传播形成的,它可以传递能量。 2.太阳辐射能量的分布情况是什么? 答案：太阳能量的辐射主要集中在可见光、红外线和紫外线三个区域。波长在550 nm的黄绿光附近,辐射的能量最强。,读一读,辨一辨,1.思考辨析。 (1)红外线、X射线、射线和射线都属于电磁波。 ( ) 解析：红外线、X射线、射线是电磁波,射线是电子流,不是电磁波。 答案： (2)人体每时每刻都在发射红外线。 ( ) 答案： (3)用金属或瓷器盛食物在微波炉中加热效果相同。 ( ) 解析：金属能反射微波而使微波不能穿透金属器皿,故金属器皿盛食物的加热效果不如瓷器。 答案：,读一

4、读,辨一辨,2.探究讨论。 (1)为了避免敌军的雷达发现我们战机的行踪,人们研制了隐形飞机。我们用肉眼能不能看到隐形飞机?为什么? 答案：能看到。隐形飞机不反射敌方雷达的探测波,对雷达“隐形”。但可以反射可见光,肉眼能直接看到。 (2)红外线的频率比可见光的频率高还是低?根据电磁波谱上的位置说说它为什么叫红外线?用肉眼能不能观察到红外线? 答案：红外线的频率低于可见光。在电磁波谱上红外线处在可见光红光的外侧,所以叫红外线。红外线不属于可见光,用肉眼不能观察到红外线。,读一读,辨一辨,(3)举例说明在工农业生产和日常生活中,有哪些利用红外线的地方? 答案：红外线烤箱、红外线照相机、红外线遥控器(

5、如电视机的遥控器)等。 (4)太阳光中含有紫外线,说说日常生活中太阳光的紫外线对人的作用有哪些。 答案：紫外线能够促使人体合成维生素D,维生素D能促进钙的吸收,所以经常晒太阳可以在一定程度上预防佝偻病,但过强的紫外线对人体有害(如夏季的阳光),所以要进行防护。,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,电磁波与信息化社会 人类历史经历了农业社会、工业社会,现正在步入信息社会。在信息社会,信息作为一种重要的资源和财富,影响着人们的生活,加速了社会的运转。根据你的了解和理解,你认为信息化社会有哪些特征?要点提示：信息化社会具有“四化”智能化、电子化、全球化、非群体化,而且还有“四性”综合性、竞

6、争性、渗透性、开放性。,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,1.电视广播的发射和接收过程,2.雷达的工作原理 雷达利用无线电波遇到障碍物的反射现象来测定物体位置。根据发射无线电波到接收反射波的时间t,确定障碍物的距离s= ,再根据发射无线电波的方向和仰角,确定障碍物的位置。摄像管将景物的图像转换为电信号,而显像管则是将电信号还原出图像。,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,【例题1】 假设有一战斗机正以一定的速度进入某防空识别区且朝雷达正上方匀速飞行,已知雷达发射相邻两次电磁波之间的时间间隔为510-4 s,某时刻在雷达荧光屏上显示的波形如图甲所示,t=173 s后雷达向正

7、上方发射和接收的波形如图乙所示。已知雷达荧光屏上相邻刻线间表示的时间间隔为10-4 s,电磁波的传播速度为c=3108 m/s,则该战斗机的飞行速度大约为多少?,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,【思考问题】 如何从图上观测出雷达发射与接收电磁波的时间间隔? 提示：由图示刻度知甲图t1=410-4 s,乙图t2=110-4 s。 解析：由题意知荧光屏相邻刻线间的时间间隔t0=10-4 s,甲图发射波和接收波的时间间隔t1=410-4 s,乙图时间间隔t2=110-4 s。所以,第一次战斗机距雷达的距离为s1=c =6.0104 m,第二次战斗机在雷达正上方。,答案：335 m/s,

8、名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,归纳总结雷达侦察问题的解决方法 (1)电磁波在空中的传播速度可认为等于真空中的光速c,根据雷达荧光屏上发射波形和反射波形间的时间间隔,可求得侦察距离。 (2)根据发射无线电波的方向和仰角,确定被侦察物体的位置。 (3)雷达的最大侦察距离应等于电磁波在雷达发射相邻两个脉冲的时间间隔内传播距离的一半。,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,变式训练1一个雷达向远处发射无线电波,每次发射的时间为1 s,两次发射的时间间隔为100 s,在指示器的荧光屏上出现的尖形波如图所示,已知图中ab=bc,则障碍物与雷达之间的距离是 。 解析：题图中a和c处的尖形波是雷

9、达向目标发射无线电波时出现的,b处的尖形波是雷达收到障碍物反射回来的无线电波时出现的,由ab=bc,可知无线电波从发射到返回所用时间为50 s。设雷达离障碍物的距离为s,无线电波来回时间为t,波速为c。由2s=ct得,答案：7.5103 m,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,各种电磁波的共性和个性的比较 在我们身边到处都有电磁波的影子,它的应用更是比比皆是。下面列出的设备中工作时所发出的波,哪些不属于电磁波?(1)微波炉加热食物时发出的波。(2)电视发射塔发出的波。(3)互联网光缆中传播的波。(4)电视机遥控器发出的波。要点提示：均属于电磁波。,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,

10、典例剖析,从无线电波到射线都是本质相同的电磁波,其行为服从共同的规律,但因波长(频率)不同,又表现出不同的特点。 1.共性 (1)它们在本质上都是电磁波,它们的行为服从相同的规律,各波段之间的区别并没有绝对的意义。 (2)都遵守公式v=f,它们在真空中的传播速度都是c=3.0108 m/s。 (3)它们的传播都不需要介质。 (4)它们都具有反射、折射、衍射和干涉的特性。,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,2.个性 (1)不同电磁波的频率或波长不同,表现出不同的特性,波长越长越容易产生干涉、衍射现象,波长越短穿透能力越强。 (2)同频率的电磁波,在不同介质中速度不同。不同频率的电磁波

11、,在同一种介质中传播时,频率越大,速度越小。 (3)产生机理不同:,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,(4)用途不同:无线电波用于通信和广播,红外线用于加热和遥感技术,紫外线用于杀菌消毒,X射线应用于医学上的X光照相,射线用于检查金属部件的缺陷等。不同的电磁波由于具有不同的波长(频率),才具有不同的特性。,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,【例题2】 下列有关电磁波的特性和应用,说法正确的是( ) A.红外线和X射线都有很高的穿透本领,常用于医学上透视人体 B.过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康 C.电磁波中频率最高的为射线,最容易发生衍射现象 D.紫外线和X射线都可以

12、使感光底片感光 解析：X射线有很高的穿透本领,医学上常用于透视人体,红外线不能,A错误;过强的紫外线照射对人的皮肤有害,B错误;电磁波中频率最高的为射线,其波长最短,最不容易发生衍射,C错误;紫外线和X射线都可以使感光底片感光,D正确。 答案：D,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,归纳总结电磁波的特点和应用 我们不仅要牢记电磁波谱中的不同的电磁波(如红外线、紫外线、X射线、射线)的特点和应用,还要记住电磁波谱中波长、频率的变化规律,如频率越高,波长越短,穿透性越强,波动性越弱;频率越低,波长越长,衍射现象越明显,波动性越强,穿透性越弱。,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析

13、,变式训练2导学号73884144下面列出一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象。请将相应的字母填写在运用这种现象的医疗器械后面的空格上。 (1)X光机, 。 (2)紫外线灯, 。 (3)理疗医用“神灯”照射伤口,可使伤口愈合得较好。这里的“神灯”是利用 。 A.光的全反射 B.紫外线具有很强的荧光作用 C.紫外线具有杀菌消毒作用 D.X射线具有很强的贯穿力 E.红外线具有显著的热效应 F.红外线波长较长,易发生衍射,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,解析：(1)X光机是用来透视人的体内器官的,因此需要具有较强穿透力的电磁波,但又不能对人体造成太大的伤害,因此采用了穿透能力比较

14、强又不会给人体造成太大的伤害的X射线,选择D。 (2)紫外线灯主要是用来杀菌的,因此它应用的是紫外线的杀菌作用而非荧光作用,因此选择C。 (3)“神灯”又称红外线灯,主要是用于促进局部血液循环,它利用的是红外线的热效应,使人体局部受热,血液循环加快,因此选择E。 答案：(1)D (2)C (3)E,1 2 3 4,1.(考查雷达)关于雷达的特点,下列说法正确的是( ) A.雷达所用无线电波的波长比短波更长 B.雷达只有连续发射无线电波,才能发现目标 C.雷达的显示屏上可以直接读出障碍物的距离 D.雷达在能见度低的黑夜将无法使用 解析：雷达一般采用直线性好、反射性强的微波,不是连续地发射无线电波

15、,每次发射的时间及两次发射的时间间隔都有一定要求,障碍物的距离等情况都由显示屏显示出来。 答案：C,1 2 3 4,2.(考查电磁波谱)根据电磁波谱,从下列选项中选出电磁波的频率顺序由高到低排列且中间没有间断的是( ) A.伦琴射线、紫外线、可见光 B.伦琴射线、紫外线、红外线 C.紫外线、红外线、可见光 D.无线电波、红外线、紫外线 答案：A,1 2 3 4,3.(考查紫外线)科学家发现地球大气层中的臭氧分子不断受到破坏。下列各项电磁波,会因臭氧层受损而对人类的健康构成最大危害的是( ) A.可见光 B.紫外线 C.射线 D.微波 解析：由于太阳光中存在大量紫外线,而过多的紫外线会伤害眼睛和皮肤,臭氧层能吸收紫外线,故因臭氧层受损而对人类构成最大伤害的是紫外线。 答案：B,1 2 3 4,4.导学号73884145(考查电磁波性质)一种电磁波射到半径为1 m的孔上,可发生明显的衍射现象。由此可知这种波属于电磁波谱中的( ) A.射线 B.可见光 C.无线电波 D.紫外线 解析：根据发生明显的衍射现象的条件可知,障碍物或孔的尺寸和波长相差不多或比波长还要小。电磁波谱中无线电波的波长范围在10-3 m104 m,而红外线的波长范围在10-6 m10-1 m,可见光、紫外线、射线的波长更短,故只有无线电波才能发生明显的衍射现象,故选项C正确。 答案：C,