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第十九章 电磁波与信息时代
19.1 电磁波
视频中讲解了古人哪些传递信息的方式？你还知道哪些古人传递信息的方式？
观察与思考
视频 烽火台的作用
随着电磁波的应用和互联网的出现，人类的信息传播进入了崭新时代。
对讲机
手机
电视
电子邮件
电磁波在现代信息传输系统中居功至伟。
观察与思考
1.知道电磁波，了解电磁波的产生和传播。
2.知道波长、频率、波速的关系。
3.了解电磁波家族及其应用。
学习目标
体验电磁波
演示实验1：
一、认识电磁波
让收音机接收电磁波
打开收音机，转动调谐旋钮至无电台处，再调节音量旋钮，增大音量。取一节干电池和一根导线，先将导线的一端与电池的一极相接，再用导线的另一端与电池的另一极快速断续接触，如图。听听收音机有什么反应，为什么会有这样的反应
视频 体验电磁波
我们能听到收音机发出“咯、咯”声，说明收音机接收到了电磁波。
在贴有胶带的钢尺上滑动
发出咯咯声，灯泡亮度变化
有电磁波产生
电流在不断地变化
科学家经研究发现，当导体中的电流发生变化时，导体就会向四周发射一种波。物理学中把这种“波”叫做电磁波。
一、认识电磁波
在光滑的钢尺上滑动
无声，灯泡亮度不变
还记得电和磁的关系吗？
变化的电流
变化的磁场
变化的电流
变化的磁场
水面振动
水波
声带振动
声波
“振动”（变化）的电流
电磁波
一、认识电磁波
两相邻波峰或波谷间的距离叫做波长，用λ表示。波长的单位是米(m)。
一、认识电磁波
电磁波与水波、声波类似，具有波速、频率和波长，也可以用波形图来描述，如图。
电磁波频率的单位是赫兹，简称赫，符号是Hz。常用的频率单位还有千赫(kHz)和兆赫(MHz)。它们之间的换算关系是
1 kHz=103Hz，1MHz=106Hz
一、认识电磁波
电磁波能在真空中传播，其速度与光速相等，也可以用字母c表示，即c=3×108m/s。
光就是一种电磁波！
波速(c)、波长(λ)、频率(f )之间存在这样的关系：
c = λf
公式：
m
Hz
m/s
在同一介质中，电磁波的波速一定，电磁波的频率越高，波长越短；反之，频率越低，波长越长。
一、认识电磁波
你知道这些数字和符号代表什么意思吗？
FM：表示选择此功能时收音机接收的是调频广播，（电波信号：振幅不变，调整的是其频率）收听调频广播的特点是干扰小，声音干净，可以接收到立体声（双声道）节目，而且音频范围广；缺点：通过无线电台发射的信号传播距离短、覆盖面小，一般只可收听本地台节目。
观察收音机的表盘
演示实验2：
一、认识电磁波
你知道这些数字和符号代表什么意思吗？
MW：表示可接收到中波的无线广播，特点是有噪音、具有较强的方向性、抗干扰能力不强，音质尚可以，可以接收到较远的无线广播，单声道。
SW：表示可接收短波的无线广播。短波的特点是信号漂移不稳定，收听时噪音大、单声道、音质差。优点是传播距离远、覆盖面大，可以听到国际间的广播节目。
观察收音机的表盘
演示实验2：
一、认识电磁波
二、电磁波的应用
电磁波是一个庞大的“家族”，人们依据它们的频率或波长，给这个“家族”编制了一个“家谱”——电磁波谱，如图所示。
可见光也是电磁波。
你在图中有什么发现？
二、电磁波的应用
电磁波“家族”成员众多，每个成员的波长或频率范围各不相同，又各有自己的特性，因此，电磁波的应用十分广泛，如图。
电磁波谱 频率范围f/Hz 波长范围λ/m 用途
长波 104~105 30000~3000 越洋长距离通信和导航
中波 105~1.5×106 3000~200 无线电广播
中短波 1.5×106~1.5×106 200~50 电报通信
短波 6×106~3×107 50~10 无线电广播、电报通信
米波 3×107~3×108 10~1 调频无线电广播
微波 3×108~3×1011 1~0.001 电视、雷达、无线电导航及其他专门用途
用于通信的电磁波的主要范围及用途
二、电磁波的应用
全球最大的单口径球面射电望远镜（FAST）位于贵州平塘，于2016年9月落成，其接收面积为25万平方米（约30个足球场），由4450块三角形面板组成反射面。其核心技术包括：主动反射面系统，通过2225个促动器实现毫米级实时变形，形成300米瞬时抛物面；馈源舱由6根钢索悬吊，30吨重的舱体定位精度达4.8毫米；6670根主索编织的索网可承受500兆帕应力幅（相当于一根头发丝要反复承受一辆小轿车的重量拉扯）、200万次疲劳加载。
在性能上，它的灵敏度比世界第二高25倍，综合性能超美国Arecibo望远镜10倍，可接收全波段电磁波。截至2025年10月，已发现超1152颗新脉冲星，还探测到200万光年原子气体系统、85亿光年外快速射电暴。其建设历时22年（1993年提出构想，2011年动工），由“人民科学家”南仁东主导，是我国自主知识产权重大科技基础设施，获全国爱国主义教育示范基地等称号，未来20~30年将保持世界领先地位。
二、电磁波的应用
电磁波
产生：当导体中的电流发生变化时，就会向四周
发射电磁波
传播
不需要介质
在真空中电磁波的波速c=3×108m/s
特征
波长λ
频率f
波速c
应用
课堂小结
c = λf
1.在下面所列举的电磁波谱大家庭中，其中频率最高的是（ 　）A.无线电波 B.红外线 C.紫外线 D.X射线
D
课堂练习
2.下列技术应用中，不是利用电磁波工作的是（　　）
A.利用微波雷达跟踪飞行目标
B.利用北斗导航系统进行定位和导航
C.用手机打电话
D.利用声呐系统探测海底深度
D
课堂练习
3.关于电磁波，下列说法正确的是（　　）
A.微波、无线电波、红外线都属于电磁波
B.电磁波的传播速度比光速小
C.雷雨天打雷时，收音机中发出的“咔、咔”声，是由于雷声的
响度太大造成的。
D.根据公式c=λf 可以推断频率越高的电磁波，波速越大
A
课堂练习

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