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(共42张PPT)
第十七章　电磁波与
现代通信
第二节　电磁波及其传播
预习清单
　　1.振幅指振动的＿＿＿,用字母＿＿表示,单位是
＿＿＿。它反映了振动的＿＿＿。
　　2.周期指＿＿＿＿＿所需要的时间,用字母＿＿表示,单位是＿＿＿。
　　3.频率的数值等于＿＿＿内振动的次数,用字母＿＿表示,单位是＿＿＿＿＿。
振动一次
米(m)
强弱
T
幅度
A
秒(s)
每秒
f
赫兹(Hz)
预习清单
　　4.频率和周期反映了振动的＿＿＿,它们的关系是
＿＿＿＿。
　　5.波长指波在＿＿＿＿＿内传播的距离,用字母＿＿表示,单位是＿＿＿。
　　6.波＿＿＿＿＿＿,简称波速,用字母＿＿表示,单位是＿＿＿＿＿。
米(m)
一个周期
λ
米/秒(m/s)
快慢
传播的速度
v
预习清单
　　7.波不仅传播＿＿＿＿＿,而且还传播＿＿＿和
＿＿＿。
　　8.电磁波与声波不同,它能在＿＿＿中传播。电磁波在＿＿＿中传播得最快,速度为＿＿＿＿m/s,与光速相同。
　　9.用＿＿＿制成的＿＿＿容器对电磁波有一定的屏蔽作用。
真空
信息
真空
3×108
运动形式
能量
金属
密闭
预习清单
　　10.电磁波是一个大家族:＿＿＿＿＿、＿＿＿、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等都是不同
＿＿＿的电磁波。电磁波谱是按照＿＿＿(或＿＿＿)连续排列的电磁波序列。
频率
波长
波长
无线电波
微波
课程导入
　　智能家居领域,通过手机远程控制灯光亮起、空调启动。工业生产领域,车间里的大型机械臂精准完成焊接、搬运任务。交通领域,自动感应的交通信号灯根据车流变化切换颜色。
课程导入
　　家庭通信领域,手机通话、Wi-Fi上网、卫星电视,传递声音和数据。医学诊断领域,利用X光穿透人体成像。航空领域,利用雷达探测飞机的位置。
课程导入
　　航天领域,精确进行卫星发射、太空授课、舱外作业。
课程导入
　　看到这些神奇的场景,大家有没有想过,小小的手机是如何控制家中电器的 无人操作的机械臂为何能精准工作 信号灯又是怎样自动切换的呢 电视广播、车载导航系统、太空授课、X光照射、宇宙飞船等又是通过什么传递信息和交互工作的呢
　　其实,这背后都藏着一个重要的物理载体,它就是电磁波。今天,我们就一起揭开它的神秘面纱!
任务一：认识波的基本特征
　　我们平常会说“波涛汹涌”“碧波荡漾”等关于波的词,那么,你的脑海中的波是什么样的呢
　　将一滴水滴到水面
上,会荡出水波。哪儿是
波源 水波看上去有什么
特点
任务一：认识波的基本特征
　　用力抖动绳子,会形成绳波。
　　这两种波有什么共同点
任务一：认识波的基本特征
　　观察水波,分小组讨论水波的产生原因,分析水波的波源和特点。
　　观察绳波,分小组讨论绳波的产生原因和传播形式。
　　根据观察和所学知识,讨论并总结水波和绳波的共同特点。
任务一：认识波的基本特征
　　波的基本特征:
任务一：认识波的基本特征
　　(1)振幅:表示振源偏离平衡位置的最大距离(反映振动的强弱),用字母A 表示,单位是米(m)。
　　(2)周期:表示振源振动一次所需要的时间,用字母T 表示,单位是秒(s)。
　　(3)频率:表示波源每秒内振动的次数,用字母f 表示,单位是赫兹(Hz)。
任务一：认识波的基本特征
　　周期与频率反映了振动的快慢,它们的关系是f = 。
　　(4)波长:表示波在一个周期内传播的距离,用字母λ表示,单位是米(m)。
　　(5)波速:表示波传播的速度,用字母v表示,单位是米/秒(m/s)。
　　得出波速的公式:v = 。
任务二：了解电磁波
　　1.了解电磁波
　　詹姆斯·克拉克·麦克斯韦是19世
纪英国最伟大的物理学家之一,经典
电磁学的集大成者,其建立的麦克斯
韦方程组统一了电、磁、光现象,被
誉为“牛顿定律以来最伟大的物理
学贡献”。
任务二：了解电磁波
　　1831年,麦克斯韦出生于苏格兰爱丁堡,自幼就展现出数学和物理方面的非凡天赋。
　　1850至1854年,麦克斯韦就读于剑桥大学三一学院,毕业后留校任教,开始研究电磁学。
　　1861至1862年,麦克斯韦发表论文提出“位移电流”假说,为统一电磁理论迈出关键一步。
任务二：了解电磁波
　　1864年,麦克斯韦发表《电磁场的动力学理论》,完整提出麦克斯韦方程组,预言了电磁波的存在。
　　1871年,麦克斯韦担任剑桥大学首任实验物理教授,并筹建了著名的卡文迪许实验室。
　　1879年,麦克斯韦因胃癌在剑桥逝世,年仅48岁。
　　麦克斯韦的理论在其去世后由赫兹通过实验证实,直接催生了无线电技术。
任务二：了解电磁波
　　海因里希·鲁道夫·赫兹是验证电磁波存在的关键物理学家,他的实验直接为无线电、
电视等现代通信技术铺平了
道路。频率的国际单位“赫
兹(Hz)”就是为纪念他而命名
的。
任务二：了解电磁波
　　1857年,赫兹出生于德国汉堡的一个犹太商人家庭,早年在慕尼黑大学、柏林大学攻读物理,师从著名物理学家亥姆霍兹。
　　1887至1888年,赫兹完成“赫兹实验”,成功发射并接收了电磁波,证明了麦克斯韦电磁理论的正确性。
　　1894年,赫兹因败血症在德国波恩逝世,年仅36岁。
任务二：了解电磁波
　　赫兹的研究成果后被马可尼等科学家应用,催生了无线电、电视等技术。
　　赫兹的发现证明了电磁波可以在空间中传播,这是后来无线电报、雷达、手机通信等所有无线技术的理论基石。
　　在实验中,赫兹还偶然观察到了光电效应现象(光照射金属会打出电子),这一发现后来由爱因斯坦给出了完整解释,并成为量子力学的重要起点。
任务二：了解电磁波
　　电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场。
　　2.体验电磁波的存在
　　在打开的电视机前方接通电吹风的电源,开始吹风。你能观察到什么现象
任务二：了解电磁波
　　打开收音机的开关,将旋钮调到没有电台的位置,并将音量开大。取一节旧的干电池和一根导线,
靠近收音机。将导线的一端与电池的一
极相连,再用导线的另一端与电池的另一
极时断时续地接触。
　　你们从收音机里听到了什么 这是为
什么
任务二：了解电磁波
　　分析一下,生活中还有什么现象能证明电磁波是真实存在的
　　可听到收音机内发出“咔、咔”的声音,表明了有电磁波存在。当电路中的电流的大小、方向发生改变时,在它的周围就会产生电磁波。例如,当你突然开或关日光灯时,正在播放的电视机的屏幕上就会产生雪花并伴有噪声,就是因为受到了电磁波的干扰。
任务三：探究电磁波的传播特性
　　1.探究电磁波能否在真空中传播
　　声波的传播需要介质,声波在真空中是
不能传播的。那么,电磁波在真空中能否传
播呢
　　将手机的“背景灯光提示”功能(手机
接收到信号后有灯光显示)打开后放在真空
罩中,用抽气机抽去真空罩中的空气。
任务三：探究电磁波的传播特性
　　打电话呼叫真空罩中的手机,手机能否收到呼叫信号
　　想一想,这个实验说明了什么 你还能列
举出哪些事实说明电磁波能在真空中传播
它与声音的传播有什么不同
任务三：探究电磁波的传播特性
　　(1)现象:打电话呼叫真空罩中的手机,手机能收到呼叫信号,但在真空罩外听不到铃声。
　　(2)解释:看到了手机的信号灯一闪一闪的,说明手机接收到了电磁波,证明了电磁波可以在真空中传播。
任务三：探究电磁波的传播特性
　　(3)总结:各种电磁波在真空中的传播速度是相同的,均为3.0×108 m/s。光波属于电磁波。
　　(4)列举电磁波能在真空中传播的事例:太空中的航天员可以用无线电波与地面站进行联系,深空探测器可以向地球传回照片,等等。
任务三：探究电磁波的传播特性
　　2.探究一些材料对电磁波传播的影响
　　有时在建筑物中或电梯中,手机会收不到信号或信号较弱,这是什么原因呢
　　将手机放在塑料容器或纸容器中,打电话呼叫容器中的手机。
　　这时,手机能否收到呼叫信号
任务三：探究电磁波的传播特性
　　将手机放在密闭的金属容器(如饼干桶、茶叶盒等)中,打电话呼叫金属容器中的手机。
　　这时,手机能不能接收到呼叫信号
　　密闭的金属容器对电磁波有屏蔽作用。
任务四：电磁波的应用
　　阅读教材“电磁波谱及电磁波的应用”和“生活 物理 社会”中的相关内容。
　　分析电磁波在生活、生产、科学技术中的一些应用实例。
　　通过图片和视频介绍电磁波在工业生产中的应用。
　　介绍电磁波在现代智能技术中的应用(如与物联网、人工智能技术结合,实现更智能的远程控制和自动化管理),拓宽学生的科学视野。
任务四：电磁波的应用
　　认识电磁波谱,列举生活中应用电磁波的例子,并尝试分析其工作原理。
　　观看视频和图片,记录电磁波在不同场景中的应用方式。
　　了解电磁污染。
核心总结
　　1.认识波的基本特征
　　(1)振幅:表示振源偏离平衡位置的最大距离(反映振动的强弱),用字母A 表示,单位是米(m)。
　　(2)周期:表示振源振动一次所需要的时间,用字母T 表示,单位是秒(s)。
　　(3)频率:表示波源每秒内振动的次数,用字母f 表示,单位是赫兹(Hz)。
核心总结
　　周期与频率的关系式为f = 。
　　(4)波长:表示波在一个周期内传播的距离,用字母λ表示,单位是米(m)。
　　(5)波速:表示波传播的速度,用字母v表示,单位是米/秒(m/s)。波速的公式为v = 。
核心总结
　　2.了解电磁波
　　电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场。
　　3.探究电磁波的传播特性
　　(1)电磁波可以在真空中传播。各种电磁波在真空中的传播速度是相同的,均为3.0×108 m/s。光波属于电磁波。
　　(2)密闭的金属容器对电磁波有屏蔽作用。
核心总结
　　4.电磁波的应用
　　(1)电磁波按频段常分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线及γ射线。
　　(2)电磁波谱是按波长(或频率)连续排列的电磁波序列。
　　(3)电磁波的应用:无线电通信、医疗、手机通信、卫星通信、导航、遥控、定位等。
　　(4)电磁污染。
课堂评价
　　1.下列设备中,没有利用电磁波工作的是　　　　(　　)
　　A.收音机
　　B.微波炉
　　C.体检用B型超声波诊断仪
　　D.红外线测距仪
C
课堂评价
　　2.为了减小电磁污染对我们生活的影响,下列做法中正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(　　)
　　A.禁止在市区建设移动通信基站
　　B.把家用电器集中安放在厨房
　　C.避免长时间使用手机
　　D.使用电器时,离电器越近,受电磁波的辐射越小
C
课堂评价
　　3.电磁波是一个大家族,红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等都是家族中的成员。其中,能用来检测金属中是否有缺陷的是＿＿＿＿,家用电器的遥控器发出的是＿＿＿＿。
γ射线
红外线
课堂评价
　　4.打开收音机开关,将旋钮调到没有电台的位置,并将音量开大,取一节旧的干电池和一根导线,靠近收音机,将导线的一端与电池的一极相连,再用导线的另一端与电池的另一极时断时续地接触,如图所示,会听到收音机发出“咔、咔”声,这一现象验证了＿＿＿＿的存在。现将收音机放入玻璃罩中,用抽气机抽出玻璃罩中的空气,再重复前面的实验,却发现听不到收音机发出的“咔、咔”声。试分析:
电磁波
课堂评价
　　(1)收音机放在真空玻璃罩中听不到“咔、咔”声的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
声音不能在真空中传播
课堂评价
　　(2)有一次乘坐电梯时,某同学发现性能完好的手机接收不到信号,原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。请设计一个实验验证你的判断(简述实验方法)。
　　将手机设置到响铃状态后放入密闭的金属容器内,用另一手机呼叫金属容器内的手机,如果听不到金属容器内的手机发出铃声,就说明密闭金属容器对电磁波有屏蔽作用。
电梯对电磁波有屏蔽作用

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