资源简介

(共29张PPT)
第一节 电磁波的海洋
第二十一章 电磁波及其应用
1.了解电磁波的产生和传播，知道电磁波的波长、频率和电磁波在真空中的传播速度。
2.初步了解不同频率范围的电磁波及其应用。能利用电磁波的相关知识解释生活中的有关现象。
打开收音机的开关，调至没有电台的位置，将音量开大。取一节旧干电池和一根导线，拿到收音机附近。先将导线的一端与电池的负极相连，再将导线的另一端与正极摩擦，使它们时断时续地接触，可以听到收音机发出“咔咔”声。
收音机发出
“咔咔”声
收音机为什么会发出这种声音呢？
知识点一：电磁波是怎样产生的
1. 探究电磁波是怎样产生的
【实验目的】
探究电磁波是怎么产生的
【实验器材】
收音机、一节干电池、一根导线
【实验步骤】
（1）如图所示，打开收音机的开关，旋至没有电台的位置，将音量调大，取一节干电池和一根导线，拿到收音机附近；
（2）先将导线的一端与电池的负极相连，再将导线的另一端与正极相连，从收音机中能听到一次“喀喀”声后，之后就没有“喀喀”的声音了；
注意：这个实验对电池有损害，最好用旧电池来做。
（3）将导线的一端与电池的其中一极反复摩擦，使它们时断时续地接触，能从收音机中不断听到“喀喀”声。
【实验分析】
（1）用导线连接电池正、负极。刚接通时电流从无到有，听到“喀喀”声，说明变化的电流产生电磁波。接通后电流稳定不再变化，没有声音，说明稳定的电流不产生电磁波。
（2）导线的一端摩擦电池的一极，导线中电流不断变化，听到连续不断的“喀喀”声，说明变化的电流产生电磁波。
结论：当电路中有迅速变化的电流时，其周围就会产生电磁波.
2. 电磁波的产生
木棍在水面上振动会产生水波；说话时声带的振动在空气中形成声波。他们都是都是由于物体发生振动产生的。
水面振动
水波
空气振动
声波
（1）电磁波：与水波、声波的形成相似，变化的电流会在空间激起（产生） 电磁波。
（2）电磁波传递信息和能量：广播电台、电视台以及移动电话靠复杂的电子线路来产生迅速变化的电流，发出电磁波。虽然电磁波看不见、摸不到，但它确实可以传递信息和能量。
电流的迅速变化
电磁波
视频观看——《变化的电流能够产生电磁波》
知识点二：电磁波是怎样传播的
1.波长、频率、波速
以水波为例，了解描述波的物理量：波长、频率、波速。
当把一个小球仍入水中时，会发现小球上下振动，形成水波，并且向四周传播。
跟水波类似，电磁波也有自己的频率、波长和波速。
（1）波长
在一列水波的传播中，凸起的最高处叫作波峰；凹下的最低处叫作波谷。
邻近两个波峰（或波谷）的距离叫作波长，用 λ 表示。
单位：米（m）、厘米（cm）、毫米（mm）等。
（2）频率
在某确定位置，1 s内有多少次波峰或波谷通过，波的频率就是多少。用字母 f 表示。　
单位：赫兹（Hz）
其他单位：千赫（kHz）、 兆赫（MHz）
收音机的无线电扫描频率
（3）波速
波不停地向远处传播，用来描述波传播快慢的物理量叫作波速。
波速=波长×频率 v = λf
单位：米/秒（m/s）
如图所示，如果该波的波长为0.1m，频率f =100Hz
则波速
v= λf= 0.1m×100Hz =10m/s
真空中电磁波的波速为c，其数值大约为30万千米每秒。c是物理学中一个十分重要的常数，目前公认的数值是：
c =2.99792458×108 m/s=3.0×108 m/s
电磁波的传播速度与光在真空中的传播速速相同.
光和电磁波有什么联系？
想一想：电磁波的传播速度是不是看起来很熟悉？你由此产生了什么联想？
2.探究电磁波的传播
【实验目的】
探究电磁波的传播是否需要介质
【实验器材】
手机、真空罩（含抽气泵）、橡胶管
【实验探究】
【实验现象】
用抽气机逐渐向外抽气会发现铃声越来越小，但玻璃罩内的手机屏幕仍然闪烁。同时呼叫它的手机也仍然是连通状态。
【实验结论】
电磁波的传播不需要介质，电磁波能够在真空中传播。
在太空中的宇航员可以用无线电波与地面站进行联系
美国“新视野号”探测器
通过真空可以传回照片
大量的事实可以证明真空可以传播电磁波
知识点三：电磁波大家族
电磁波有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、 γ射线等。各种光和射线都是波长不同的电磁波。
1.电磁波大家族
γ 射线
可见光
Ｘ 射线
紫外线
红外线
无 线 电 波
频率/Hz
106
108
1010
1012
1014
1016
1018
1020
从左到右：频率逐渐变大。
γ 射线
可见光
Ｘ 射线
紫外线
红外线
无 线 电 波
频率/Hz
106
108
1010
1012
1014
1016
1018
1020
从左到右：频率逐渐变大。
γ 射线
可见光
Ｘ 射线
紫外线
红外线
无 线 电 波
频率/Hz
106
108
1010
1012
1014
1016
1018
1020
从左到右：频率逐渐变大。
（1）无线电波
①定义：频率为数百千赫至数百兆赫的那一部分，通常用于广播、电视和移动通信的电磁波，叫作无线电波。
②特点：无线电波的波长从几毫米到几千米，通常根据波长或频率把无线电波分成几个波段，包括长波、中波、短波、微波等。
③应用：通信、无线电广播、电视信号传输等，都依赖于电磁波来实现。
2. 电磁波的应用
（2）X射线、 γ射线
在医疗领域，电磁波的应用同样不可或缺。X射线成像技术被广泛用于骨折诊断和肿瘤检测，它利用X射线的穿透性来拍摄人体内部结构的影像。核磁共振成像（MRI）则利用电磁波中的射频波与强磁场相互作用，产生高分辨率的身体内部图像，主要用于软组织成像。
X射线
核磁共振
（3）电磁波在工业、科技、生活中的应用
雷达
天眼
电磁波的海洋
电磁波的产生：迅速变化的电流能在周围空间激起（产生）电磁波。
电磁波的传播
特征：波长、频率、波速。
不需要介质，真空也能传播 c＝3×108 m/s。
电磁波的家族
无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、γ 射线
通信、能量、医疗、科研、日常生活
1. 关于电磁波的产生，下列说法正确的是（ ）
A. 任何通电导体周围空间都会产生电磁波
B. 照明线路周围不会产生电磁波
C. 直流电在通断过程中会产生电磁波
D. 日光灯启动不会产生电磁波
C
2.图中是电磁波波谱，小点用收音机收听某交通电台FM106. 1 MHz（1 MHz＝106 Hz）频道播放的钢琴节目，某时刻她听到演员弹奏音符“do”“la”，频率分别为261. 6 Hz、440 Hz，此时（ ）
A. 收音机接收的信息是无线电波，只能在空气中传播
B. 440 Hz表示钢琴的琴弦每分钟振动440次
C. 收音机收到空中电磁波的频率是106. 1 MHz
D. 小点听到“do”比“la”音调要高
C
3.如图所示，打开收音机的开关，旋至没有电台的位置，将音量开大，取一节干电池和一根导线，先将导线的一端与电池的负极相连，再将导线的另一端与电池的正极快速摩擦，使它们时断时续地接触，会听到收音机中传出“喀喀”声。关于这个实验，下列说法错误的是（　　）
A．这个实验对电池有损害，最好用旧电池来做
B．迅速变化的电流能够产生电磁波
C．收音机可以接收到电磁波信号
D．电磁波只能在空气中传播
D
4．我国于2018年和2024年先后发射了鹊桥号和鹊桥二号中继星，架起了地球与月球背面通信的“天桥”。相比于鹊桥号，鹊桥二号距月球更近（如图），采用了反射
率更高的镀金钼丝天线。下列说法
不正确的是（　　）
A
A．鹊桥号利用声波进行信号传输
B．鹊桥二号利用电磁波进行信号传输
C．镀金钼丝天线反射的信号传播速度为3×108m/s
D．信息从月球背面传到鹊桥二号比到鹊桥号用时更短

展开更多......

收起↑