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第二十章　电磁波与信息时代
第二节
电磁波的应用
初中物理沪科版（2024）九年级全一册
1
了解电磁波的应用对人类生活和社会发展的影响。
2
了解电磁波的“家族成员”及其应用。
学习目标
如图所示是甲、乙两种不同电磁波在真空中传播的图像，下列说法正确的是(　　)
A.甲电磁波的波长较长
B.甲、乙两种电磁波的频率相同
C.甲电磁波的传播速度较快
D.甲电磁波的频率较大
A
解析　两个相邻的波峰或波谷之间的距离是波长，由图知，甲的波长较长；根据波速＝波长×频率(c＝λν)，电磁波速c不变，甲的波长λ大，甲的频率ν小；甲、乙都是电磁波，电磁波速在真空中的传播速度是相等的。
温故知新
我国北斗卫星
情景引入
在信息技术高速发展的今天，我们几乎每天都要听广播、看电视、接打手机，这些声音和图像是怎样传过来的呢？
一、无线电波与广播电视
阅读教材第182~183页，完成以下内容。
(1)无线电波：在电磁波谱中，_________的波长最长，频率最低，被广泛用于长距离传送声音、图文等信号。
(2)中、高频无线电波适用于区域性的无线电广播，以传输普通______信号为主。
无线电波
声音
合作探究
(3)无线电波的振幅根据所传送的声音信号而变化，这种信号调制方式称为_________，简称______。
(4)无线电波的频率根据所传送的声音信号而变化，这种信号调制方式称为_________，简称______。
振幅调制
调幅
频率调制
调频
频带名称 频率范围v/Hz 波段名称 波长范围λ/m 用途
低频 3×104~3×105 长波 104~103 越洋长距离通信和导航
中频 3×105~3×106 中波 103~102 无线电广播
高频 3×106~3×107 短波 102~10 无线电广播、电报通信
甚高频 3×107~3×108 米波 10~1 调频无线电广播
特高频 3×108~3×109 分米波 1~10-1 航空无线定位、无线电导航
超高频 3×109~3×1010 厘米波 10-1~10-2 电视广播
天线的作用很重要，用于发射和接收电磁波。天线的种类和样式有很多，如水平天线、直立天线、抛物面天线等。发射天线(如图所示)架设在很高的地方，适于发射不同频率的电磁波。收音机的天线很小巧，接收短波的拉杆天线露在收音机外面，接收中波的磁性天线藏在机壳中。
中央电视发射塔
广播电台、电视台的发射天线的作用是(　　)
A.只发射音频电流激发的电磁波
B.只发射视频电流激发的电磁波
C.把音频电流和视频电流加载到更高频率的射频电流上，再通过天线发射
D.三种电流不经调制通过天线发射三种不同的电磁波
C
学以致用
解析　明确无线电广播信号的发射和接收：①信号的发射：话筒把声音信号转换成音频电信号；载波发生器可以产生高频电流：调制器把音频电信号加载到高频电流上；天线把载有音频电信号的高频电流发射出去。②信号的接收：天线可以接收各种频率的电磁波；调谐器可以选出我们所需的某一频率的电磁波：检波器(解调)从高频电信号中取出音频信号：音频信号经放大后被送到扬声器里，扬声器把音频信号转换成声音。
1.微波的波长在_________甚至更短，可穿透大气层，适用于______信号与_____信号的传送，以及______通信，具有极高的民用、科研及军事价值。
2.通信卫星使用的微波频率范围一般在_________至_________。
3.在可见光谱波红光一侧，存在一个看不见的电磁波辐射区，即______。它的波长比红光要长，约为___________m。
4._____物体都会发出红外线，且强度与波长和物体的_____有关。
5.电磁波在高频电磁波领域还有很多基于能量特性的应用，如________、_________和焊接等。
厘米量级
电视
雷达
卫星
300 MHz
红外线
10-6~10-3
温度
γ射线医疗
激光医疗
所有
300 GHz
合作探究
二、电磁波的其他应用
红外热成像通过热红外电荷耦合器对物体进行成像，能反映出物体表面的温度场。红外热成像在军事、工业、汽车辅助驾驶、医学领域都有广泛的应用。
红外热成像
利用电磁波携带的物质信息，人们可以鉴别物质，分析材料中包含的元素。
分析化学实验中，用色谱仪根据各种电磁波谱线的位置和强度，检测某种物质中含有哪些元素。
鉴别物质
就像我们对超声波的应用一样，利用电磁波的反射，可以发现目标，测量距离。
雷达与“倒车雷达”的原理相似，但它利用的是电磁波，借助雷达，可以发现军事目标。
检测功能
利用电磁波的透射能力，可以检查人体，利用电磁波还可以研究晶体结构，它是研究新材料的重要手段。
这是X射线拍摄到的第一张照片，后来人们常用X射线来进行器官和骨骼检查。
利用X射线可以进行晶体的微观结构研究。在DNA双螺旋结构的发现中，X射线起到重要作用
高频淬火——用高频电磁波快速加热齿轮齿表，然后快速冷却，使齿表耐磨。
医生用γ射线切割肿瘤，大大提供了手术治疗效果。
医生利用激光，对眼睛进行精巧的手术，来治疗近视眼。
电磁波的能量作用。
激光除在医疗上有大作用外，在机械制造中可用于加工精密模具，钻打精细小孔，进行精密焊接等。在核聚变研究中，科学家利用激光可以产生数万度高温，提供核聚变环境。
研究表明，高压线、变电站、广播电台、电视发射塔、雷达站、通信基站等设备的周边的电磁波较为密集，电磁波携带的能量也较大，是电磁污染的重灾区。
生活中的电磁波辐射
1.紫外线辐射
2.手机辐射
3.电脑辐射
4.X射线辐射、γ射线、宇宙射线(辐射强度较强)
减少电磁污染的措施
1.家用电器分散摆放，以免使家中某个位置的电磁辐射剂量过大，而使人体处于超量辐射的环境之中。
2.各种家用电器都应尽量避免长时间操作，尽量避免多种电器同时启用。
3.使用电器时，要保持一定的安全距离。离电器越远，受电磁波的侵害越小。
下列说法正确的是(　　)
A.电磁波不可以在真空中传播，且传播的速度等于波长和频率的比值
B.微波大致沿直线传播
C.光传播信息的本领很弱，是因为光的频率很低
D.微波炉是利用电流的热效应对食物进行加热的
B
解析　电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，传播的速度等于波长和频率的乘积；微波大致沿直线传播，因此微波通信中每隔50 km就要建一个微波中继站；光传播信息的本领很强；微波炉是利用微波来对食物进行加热的，与电流的热效应无关。
学以致用
1.关于微波，下列说法不正确的是(　　)
A.微波是指频率很高、波长很短的无线电波
B.微波大都沿地球表面绕射，所以可以实现全球通信
C.卫星通信就是用通信卫星作为微波的中继站
D.微波大致沿直线传播，需要每隔一定距离建一个中继站
B
解析　微波的波长在厘米量级甚至更短，它的频率很高；微波沿直线传播，是不能沿地球表面绕射的，在不建立中继站的情况下，不能实现全球通信；卫星通信用通信卫星来作为微波的中继站；微波大致沿直线传播，需要每隔50 km左右建一个中继站。
课堂练习
2.小冬等几位同学，在放学回家的路上，经过广播电视台，看到高高的发射天线，他们有以下几种说法，你认为不正确的是(　　)
A.无线电波要通过天线向外发射到空中
B.发射无线电信号时，要将音频电信号加载到高频电磁波上
C.收音机的调谐器可以从电磁波中选出特定频率的信号
D.收音机中的扬声器能把电磁波转换成声音
D
解析　无线电波要通过天线才能发射。发射无线电信号时，要通过调制器将音频电信号加载到高频电磁波上。转动收音机的调谐器旋钮，可以选出特定频率的信号。收音机的扬声器把音频信号转换成声音。
3.微波通信需要中继站，其原因是(　　)
A.微波信号衰减特别快
B.微波信号传播速度小
C.微波大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射
D.微波信号易被干扰，信号易丢失
C
解析　地球是圆的，而微波沿直线传播，因此需要设置微波中继站，将信号接力传递下去。
4.利用微波通信的原因是(　　)
A.微波比中波和短波的波长要长一些
B.微波比中波和短波负载的信息多
C.微波比中波和短波传播得远
D.利用微波通信的成本低
B
解析　微波比中波和短波的频率高，波长短，所以微波比中波和短波负载的信息多。
5.(2025·邯郸丛台区一模)下列有关声和电磁波的说法正确的是(　　)
A.北斗卫星导航系统传递信息是利用电磁波
B.微波炉内利用的是红外线，不是电磁波
C.声和电磁波传播都需要介质
D.电磁波的传播速度比超声波的速度慢
A
解析　北斗卫星导航系统传递信息利用的是电磁波；微波炉内利用的微波是电磁波；声传播需要介质，电磁波的传播不需要介质；电磁波的传播速度比超声波的速度快。
课堂小结
谢谢

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