2018-2019學年高中物理 第十四章 電磁波 第4-5節(jié) 電磁波與信息化社會 電磁波譜課件 新人教版選修3-4.ppt

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4電磁波與信息化社會5電磁波譜,讀一讀,辨一辨,一、電磁波與信息化社會閱讀教材第85~87頁,了解電視、雷達、移動電話等電磁設備的基本原理。1.電磁波是如何傳輸?shù)?答案：可以通過電纜、光纜進行有線傳輸,也可實現(xiàn)無線傳輸。電磁波的頻率越高,相同時間內(nèi)傳遞的信息量越大。2.電視信號是如何發(fā)射和接收的?答案：信號發(fā)射:在電視信號發(fā)射端,攝像管的作用是攝取景物的圖像并將其轉換為電信號,對高頻振蕩電路進行調(diào)制,然后通過天線把電磁波發(fā)射出去。信號接收:在電視信號接收端,通過調(diào)諧、解調(diào)將電信號送到顯像管,由顯像管將電信號還原成圖像。,讀一讀,辨一辨,3.什么是雷達?答案：雷達是利用無線電波來測定物體位置的無線電設備。電磁波遇到障礙物要發(fā)生反射,雷達就是利用電磁波的這個特性工作的。,讀一讀,辨一辨,二、電磁波譜閱讀教材第90~92頁,了解電磁波譜中各波段的波的重要特征及重要應用。1.電磁波譜概念是什么?答案：按電磁波的波長或頻率大小的順序把它們排列成譜。2.電磁波譜是如何排列的?答案：按波長由長到短依次為無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線。3.什么是可見光?答案：可見光的波長在400nm到760nm之間,不同顏色的色光頻率不同。,讀一讀,辨一辨,三、電磁場的能量和太陽輻射閱讀教材第92、93頁,知道電磁波是一種物質,具有能量;了解太陽輻射能量的分布情況。1.電磁波是如何形成的?答案：電磁波是由電磁場的傳播形成的,它可以傳遞能量。2.太陽輻射能量的分布情況是什么?答案：太陽能量的輻射主要集中在可見光、紅外線和紫外線三個區(qū)域。波長在550nm的黃綠光附近,輻射的能量最強。,讀一讀,辨一辨,1.思考辨析。(1)紅外線、X射線、β射線和γ射線都屬于電磁波。()解析：紅外線、X射線、γ射線是電磁波,β射線是電子流,不是電磁波。答案：(2)人體每時每刻都在發(fā)射紅外線。()答案：√(3)用金屬或瓷器盛食物在微波爐中加熱效果相同。()解析：金屬能反射微波而使微波不能穿透金屬器皿,故金屬器皿盛食物的加熱效果不如瓷器。答案：,讀一讀,辨一辨,2.探究討論。(1)為了避免敵軍的雷達發(fā)現(xiàn)我們戰(zhàn)機的行蹤,人們研制了隱形飛機。我們用肉眼能不能看到隱形飛機?為什么?答案：能看到。隱形飛機不反射敵方雷達的探測波,對雷達“隱形”。但可以反射可見光,肉眼能直接看到。(2)紅外線的頻率比可見光的頻率高還是低?根據(jù)電磁波譜上的位置說說它為什么叫紅外線?用肉眼能不能觀察到紅外線?答案：紅外線的頻率低于可見光。在電磁波譜上紅外線處在可見光紅光的外側,所以叫紅外線。紅外線不屬于可見光,用肉眼不能觀察到紅外線。,讀一讀,辨一辨,(3)舉例說明在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中,有哪些利用紅外線的地方?答案：紅外線烤箱、紅外線照相機、紅外線遙控器(如電視機的遙控器)等。(4)太陽光中含有紫外線,說說日常生活中太陽光的紫外線對人的作用有哪些。答案：紫外線能夠促使人體合成維生素D,維生素D能促進鈣的吸收,所以經(jīng)常曬太陽可以在一定程度上預防佝僂病,但過強的紫外線對人體有害(如夏季的陽光),所以要進行防護。,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,電磁波與信息化社會人類歷史經(jīng)歷了農(nóng)業(yè)社會、工業(yè)社會,現(xiàn)正在步入信息社會。在信息社會,信息作為一種重要的資源和財富,影響著人們的生活,加速了社會的運轉。根據(jù)你的了解和理解,你認為信息化社會有哪些特征?要點提示：信息化社會具有“四化”——智能化、電子化、全球化、非群體化,而且還有“四性”——綜合性、競爭性、滲透性、開放性。,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,1.電視廣播的發(fā)射和接收過程,2.雷達的工作原理雷達利用無線電波遇到障礙物的反射現(xiàn)象來測定物體位置。根據(jù)發(fā)射無線電波到接收反射波的時間t,確定障礙物的距離s=,再根據(jù)發(fā)射無線電波的方向和仰角,確定障礙物的位置。攝像管將景物的圖像轉換為電信號,而顯像管則是將電信號還原出圖像。,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,【例題1】假設有一戰(zhàn)斗機正以一定的速度進入某防空識別區(qū)且朝雷達正上方勻速飛行,已知雷達發(fā)射相鄰兩次電磁波之間的時間間隔為510-4s,某時刻在雷達熒光屏上顯示的波形如圖甲所示,t=173s后雷達向正上方發(fā)射和接收的波形如圖乙所示。已知雷達熒光屏上相鄰刻線間表示的時間間隔為10-4s,電磁波的傳播速度為c=3108m/s,則該戰(zhàn)斗機的飛行速度大約為多少?,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,【思考問題】如何從圖上觀測出雷達發(fā)射與接收電磁波的時間間隔?提示：由圖示刻度知甲圖Δt1=410-4s,乙圖Δt2=110-4s。解析：由題意知熒光屏相鄰刻線間的時間間隔t0=10-4s,甲圖發(fā)射波和接收波的時間間隔t1=410-4s,乙圖時間間隔t2=110-4s。所以,第一次戰(zhàn)斗機距雷達的距離為s1=c=6.0104m,第二次戰(zhàn)斗機在雷達正上方。,答案：335m/s,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,歸納總結雷達偵察問題的解決方法(1)電磁波在空中的傳播速度可認為等于真空中的光速c,根據(jù)雷達熒光屏上發(fā)射波形和反射波形間的時間間隔,可求得偵察距離。(2)根據(jù)發(fā)射無線電波的方向和仰角,確定被偵察物體的位置。(3)雷達的最大偵察距離應等于電磁波在雷達發(fā)射相鄰兩個脈沖的時間間隔內(nèi)傳播距離的一半。,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,變式訓練1一個雷達向遠處發(fā)射無線電波,每次發(fā)射的時間為1μs,兩次發(fā)射的時間間隔為100μs,在指示器的熒光屏上出現(xiàn)的尖形波如圖所示,已知圖中ab=bc,則障礙物與雷達之間的距離是。解析：題圖中a和c處的尖形波是雷達向目標發(fā)射無線電波時出現(xiàn)的,b處的尖形波是雷達收到障礙物反射回來的無線電波時出現(xiàn)的,由ab=bc,可知無線電波從發(fā)射到返回所用時間為50μs。設雷達離障礙物的距離為s,無線電波來回時間為t,波速為c。由2s=ct得,答案：7.5103m,探究一,探究二,問題導引,名師精講,典例剖析,各種電磁波的共性和個性的比較在我們身邊到處都有電磁波的影子,它的應用更是比比皆是。下面列出的設備中工作時所發(fā)出的波,哪些不屬于電磁波?(1)微波爐加熱食物時發(fā)出的波。(2)電視發(fā)射塔發(fā)出的波。(3)互聯(lián)網(wǎng)光纜中傳播的波。(4)電視機遙控器發(fā)出的波。要點提示：均屬于電磁波。,探究一,探究二,問題導引,名師精講,典例剖析,從無線電波到γ射線都是本質相同的電磁波,其行為服從共同的規(guī)律,但因波長(頻率)不同,又表現(xiàn)出不同的特點。1.共性(1)它們在本質上都是電磁波,它們的行為服從相同的規(guī)律,各波段之間的區(qū)別并沒有絕對的意義。(2)都遵守公式v=λf,它們在真空中的傳播速度都是c=3.0108m/s。(3)它們的傳播都不需要介質。(4)它們都具有反射、折射、衍射和干涉的特性。,探究一,探究二,問題導引,名師精講,典例剖析,2.個性(1)不同電磁波的頻率或波長不同,表現(xiàn)出不同的特性,波長越長越容易產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象,波長越短穿透能力越強。(2)同頻率的電磁波,在不同介質中速度不同。不同頻率的電磁波,在同一種介質中傳播時,頻率越大,速度越小。(3)產(chǎn)生機理不同:,探究一,探究二,問題導引,名師精講,典例剖析,(4)用途不同:無線電波用于通信和廣播,紅外線用于加熱和遙感技術,紫外線用于殺菌消毒,X射線應用于醫(yī)學上的X光照相,γ射線用于檢查金屬部件的缺陷等。不同的電磁波由于具有不同的波長(頻率),才具有不同的特性。,探究一,探究二,問題導引,名師精講,典例剖析,【例題2】下列有關電磁波的特性和應用,說法正確的是()A.紅外線和X射線都有很高的穿透本領,常用于醫(yī)學上透視人體B.過強的紫外線照射有利于人的皮膚健康C.電磁波中頻率最高的為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解析：X射線有很高的穿透本領,醫(yī)學上常用于透視人體,紅外線不能,A錯誤;過強的紫外線照射對人的皮膚有害,B錯誤;電磁波中頻率最高的為γ射線,其波長最短,最不容易發(fā)生衍射,C錯誤;紫外線和X射線都可以使感光底片感光,D正確。答案：D,探究一,探究二,問題導引,名師精講,典例剖析,歸納總結電磁波的特點和應用我們不僅要牢記電磁波譜中的不同的電磁波(如紅外線、紫外線、X射線、γ射線)的特點和應用,還要記住電磁波譜中波長、頻率的變化規(guī)律,如頻率越高,波長越短,穿透性越強,波動性越弱;頻率越低,波長越長,衍射現(xiàn)象越明顯,波動性越強,穿透性越弱。,探究一,探究二,問題導引,名師精講,典例剖析,變式訓練2導學號73884144下面列出一些醫(yī)療器械的名稱和這些器械運用的物理現(xiàn)象。請將相應的字母填寫在運用這種現(xiàn)象的醫(yī)療器械后面的空格上。(1)X光機,。(2)紫外線燈,。(3)理療醫(yī)用“神燈”照射傷口,可使傷口愈合得較好。這里的“神燈”是利用。A.光的全反射B.紫外線具有很強的熒光作用C.紫外線具有殺菌消毒作用D.X射線具有很強的貫穿力E.紅外線具有顯著的熱效應F.紅外線波長較長,易發(fā)生衍射,探究一,探究二,問題導引,名師精講,典例剖析,解析：(1)X光機是用來透視人的體內(nèi)器官的,因此需要具有較強穿透力的電磁波,但又不能對人體造成太大的傷害,因此采用了穿透能力比較強又不會給人體造成太大的傷害的X射線,選擇D。(2)紫外線燈主要是用來殺菌的,因此它應用的是紫外線的殺菌作用而非熒光作用,因此選擇C。(3)“神燈”又稱紅外線燈,主要是用于促進局部血液循環(huán),它利用的是紅外線的熱效應,使人體局部受熱,血液循環(huán)加快,因此選擇E。答案：(1)D(2)C(3)E,1234,,,,,1.(考查雷達)關于雷達的特點,下列說法正確的是()A.雷達所用無線電波的波長比短波更長B.雷達只有連續(xù)發(fā)射無線電波,才能發(fā)現(xiàn)目標C.雷達的顯示屏上可以直接讀出障礙物的距離D.雷達在能見度低的黑夜將無法使用解析：雷達一般采用直線性好、反射性強的微波,不是連續(xù)地發(fā)射無線電波,每次發(fā)射的時間及兩次發(fā)射的時間間隔都有一定要求,障礙物的距離等情況都由顯示屏顯示出來。答案：C,1234,,,,,2.(考查電磁波譜)根據(jù)電磁波譜,從下列選項中選出電磁波的頻率順序由高到低排列且中間沒有間斷的是()A.倫琴射線、紫外線、可見光B.倫琴射線、紫外線、紅外線C.紫外線、紅外線、可見光D.無線電波、紅外線、紫外線答案：A,1234,,,,,3.(考查紫外線)科學家發(fā)現(xiàn)地球大氣層中的臭氧分子不斷受到破壞。下列各項電磁波,會因臭氧層受損而對人類的健康構成最大危害的是()A.可見光B.紫外線C.γ射線D.微波解析：由于太陽光中存在大量紫外線,而過多的紫外線會傷害眼睛和皮膚,臭氧層能吸收紫外線,故因臭氧層受損而對人類構成最大傷害的是紫外線。答案：B,1234,,,,,4.導學號73884145(考查電磁波性質)一種電磁波射到半徑為1m的孔上,可發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象。由此可知這種波屬于電磁波譜中的()A.γ射線B.可見光C.無線電波D.紫外線解析：根據(jù)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象的條件可知,障礙物或孔的尺寸和波長相差不多或比波長還要小。電磁波譜中無線電波的波長范圍在10-3m~104m,而紅外線的波長范圍在10-6m~10-1m,可見光、紫外線、γ射線的波長更短,故只有無線電波才能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,故選項C正確。答案：C,