2019高中物理 第十四章 4+5 電磁波與信息化社會(huì) 電磁波譜課件 新人教版選修3-4

1、自 主 學(xué) 習(xí) 基 礎(chǔ) 知 識(shí) 4 電磁波與信息化社會(huì) 5 電磁波譜 學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解電磁波在電視、雷達(dá)和移動(dòng)電話 中的應(yīng)用2.能說出電磁波譜的組成，知道光是電 磁波(重點(diǎn))3.能說出電磁波譜各波段的特性和主 要用途(難點(diǎn)) 合 作 探 究 重 難 疑 點(diǎn) 課 時(shí) 作 業(yè) 1電磁波的傳輸 可以通過電纜、光纜進(jìn)行有線傳輸，也可實(shí) 現(xiàn)無線傳輸電磁波的頻率_，相同時(shí)間內(nèi)傳 遞的信息量越大 2電磁波的應(yīng)用實(shí)例 越高 (1)電視廣播的發(fā)射和接收過程 因特網(wǎng) 如圖1441，中國女航天員王亞平在“天宮 一號(hào)”為中小學(xué)生授課思考一下，王亞平授課 的視頻是怎樣傳到地面上的？ 圖1441 【提示】通過電磁波來傳遞

2、 1高頻電磁波是信息傳送的載體( ) 2雷達(dá)是利用微波定位的( ) 3電視機(jī)是一種發(fā)射電磁波的裝置( ) 1概念 按電磁波的_或_大小的順序把它們 排列成譜 2電磁波譜的排列 按波長由長到短依次為： _、紅外 線、 _、紫外線、X射線、 _ 波長頻率 無線電波 可見光 射線 3不同電磁波的特點(diǎn)及應(yīng)用 特點(diǎn)特點(diǎn)用途用途 無線電波無線電波波動(dòng)性強(qiáng)波動(dòng)性強(qiáng)通訊、廣播、導(dǎo)航通訊、廣播、導(dǎo)航 紅外線紅外線熱作用強(qiáng)熱作用強(qiáng) 加熱、遙測、遙感、紅外線加熱、遙測、遙感、紅外線 制導(dǎo)制導(dǎo) 可見光可見光感光性強(qiáng)感光性強(qiáng)照明、照相等照明、照相等 紫外線紫外線 化學(xué)作用化學(xué)作用 熒光效應(yīng)熒光效應(yīng) 殺菌消毒、治療皮膚病

3、等殺菌消毒、治療皮膚病等 X射線射線穿透力強(qiáng)穿透力強(qiáng)檢查、探測、透視、治療檢查、探測、透視、治療 射線射線穿透力最強(qiáng)穿透力最強(qiáng)探測、治療探測、治療 為什么超遠(yuǎn)程無線電利用無線電波中的長波 波段，而雷達(dá)利用微波波段？ 【提示】根據(jù)波的衍射特性，波長越長， 越容易繞過障礙物，所以超遠(yuǎn)程無線電利用長波 波段微波波長短，傳播時(shí)直線性好，雷達(dá)正是 利用了微波直線傳播性好的特點(diǎn) 1X射線對(duì)生命物質(zhì)有較強(qiáng)的作用，過量的X射線輻 射會(huì)引起生物體的病變( ) 2射線是波長最短的電磁波，它比X射線的頻率還 要高( ) 3紫外線比紫光更容易發(fā)生干涉和衍射( ) 學(xué)生分組探究一各種電磁波的共性和個(gè)性 第1步探究分層設(shè)

4、問，破解疑難 1不同頻率的電磁波在真空中的傳播速度相 同嗎？ 【提示】相同都等于3.0108 m/s. 2不同頻率的電磁波在同一種介質(zhì)中的傳播 速度是否相同？ 【提示】不同頻率越大，速度越小 第2步結(jié)論自我總結(jié)，素能培養(yǎng) 1共性 (1)它們在本質(zhì)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(duì)的意義 (2)都遵守公式vf，它們在真空中的傳播速度都是c 3.0108 m/s. (3)它們的傳播都不需要介質(zhì) (4)它們都具有反射、折射、衍射和干涉的特性 2個(gè)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(qiáng) (2)

5、同頻率的電磁波，在不同介質(zhì)中速度不 同不同頻率的電磁波，在同一種介質(zhì)中傳播時(shí)， 頻率越大折射率越大，速度越小 (3)產(chǎn)生機(jī)理不同 (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(shù)，紫外線用于殺菌消毒， X射線應(yīng)用于醫(yī)學(xué)上的X光照片，射線檢查金屬部 件的缺陷等 無線電波無線電波 振蕩電路中電子周期性運(yùn)動(dòng)振蕩電路中電子周期性運(yùn)動(dòng) 產(chǎn)生產(chǎn)生 紅外線、可見紅外線、可見 光和紫外線光和紫外線 原子的外層電子受激發(fā)后產(chǎn)原子的外層電子受激發(fā)后產(chǎn) 生生 X射線射線 原子的內(nèi)層電子受激發(fā)后產(chǎn)原子的內(nèi)層電子受激發(fā)后產(chǎn) 生生 射線射線原子核受激發(fā)后產(chǎn)生原子核受激發(fā)后產(chǎn)生 第3步例證典例印證，思維深

6、化 下列有關(guān)電磁波的特性和應(yīng)用，說法正確的是( ) A紅外線和X射線都有很高的穿透本領(lǐng)，常用于醫(yī) 學(xué)上透視人體 B過強(qiáng)的紫外線照射有利于人的皮膚健康 C電磁波中頻率最大的為射線，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 【思路點(diǎn)撥】(1)穿透能力很強(qiáng)的是射線和X射 線 (2)紅外線波長較長，紫外線對(duì)皮膚有傷害作用 【解析】X射線有很高的穿透本領(lǐng)，醫(yī)學(xué)上常用 于透視人體，紅外線不能，A錯(cuò)誤；過強(qiáng)的紫外線照射 對(duì)人的皮膚有害，B錯(cuò)誤；電磁波中頻率最大的為射線， 其波長最短，最不容易發(fā)生衍射，C錯(cuò)誤；紫外線和X射 線都可以使感光底片感光，D正確 【答案】D 第4步巧練精選習(xí)題，落實(shí)

7、強(qiáng)化 1關(guān)于電磁波的特性和應(yīng)用，下列說法正確 的是() A紅外線具有很強(qiáng)的穿透本領(lǐng)，常用來在 醫(yī)學(xué)上做人體透視 B適量的紫外線照射有利于人的健康 C紫外線熱效應(yīng)顯著，制成了紫外線爐 D射線最容易用來觀察衍射現(xiàn)象 【解析】紅外線具有很強(qiáng)的熱效應(yīng)，制成 了紅外線爐，穿透能力很差，A、C項(xiàng)錯(cuò)；適量的 紫外線照射有利于人的健康，過量照射有害身體 健康，B項(xiàng)對(duì)；射線波長很短，不容易用來觀察 衍射現(xiàn)象，D項(xiàng)錯(cuò) 【答案】B 2根據(jù)電磁波譜選出下列各組電磁波，其中 頻率互相交錯(cuò)重疊，且波長順序由短到長排列的 是() A微波、紅外線、紫外線 B射線、X射線、紫外線 C紫外線、可見光、紅外線 D紫外線、X射線、射

8、線 【解析】微波和紅外線，紅外線與紫外線 在電磁波譜中不相鄰，更不會(huì)頻率重疊，A錯(cuò)誤； 紫外線、可見光、紅外線雖相鄰，但它們?nèi)唛g 有明確的界線，頻率也不相重疊，C錯(cuò)誤；在電 磁波譜中紫外線、X射線、射線有重疊，射線波 長最短，紫外線波長最長，故B正確，D錯(cuò)誤 【答案】B 學(xué)生分組探究二雷達(dá)探測的原理和應(yīng)用 第1步探究分層設(shè)問，破解疑難 1探測雷達(dá)應(yīng)用了電磁波的哪方面的特性？ 【提示】應(yīng)用了微波的直線傳播和反射 2雷達(dá)是怎樣測定物體位置的？ 【提示】根據(jù)發(fā)射和接收到無線電波的時(shí) 間t確定距離，再結(jié)合發(fā)射無線電波的方向確定物 體位置 第2步結(jié)論自我總結(jié)，素能培養(yǎng) 1雷達(dá)的原理： 利用電磁波遇到障

9、礙物發(fā)生反射的特性 2雷達(dá)的構(gòu)造及特點(diǎn)： 一般由天線系統(tǒng)、發(fā)射裝置、接收裝置、輸 出裝置(顯示器)、電源、用于控制雷達(dá)工作和處 理信號(hào)的計(jì)算機(jī)以及防干擾設(shè)備等構(gòu)成 (1)雷達(dá)既是無線電波的發(fā)射端，又是無線電 波的接收端； (2)雷達(dá)使用的無線電波是直線性好、反射性 能強(qiáng)的微波波段 第3步例證典例印證，思維深化 圖1442 一個(gè)雷達(dá)向遠(yuǎn)處發(fā)射無線電波，每次發(fā)射的時(shí)間為1 s， 兩次發(fā)射的時(shí)間間隔為100 s，在指示器的熒光屏上呈現(xiàn)出 的尖形波如圖1442所示，已知圖中刻度abbc，則障礙物 與雷達(dá)之間的距離是多大？ 【思路點(diǎn)撥】應(yīng)用ab為無線電波發(fā)射到返 回的時(shí)間，可求出電磁波的路程，即可求出障

10、礙 物與雷達(dá)之間的距離 【解析】圖中a和c處的尖形波是雷達(dá)向目 標(biāo)發(fā)射無線電波時(shí)出現(xiàn)的，b處的尖形波是雷達(dá)收 到障礙物反射回來無線電波時(shí)出現(xiàn)的，由abbc 可知，無線電波從發(fā)射到返回所用時(shí)間為50 s. 設(shè)雷達(dá)離障礙物的距離為s，無線電波來回時(shí) 間為t，波速為c， 雷達(dá)偵察問題的解決方法 (1)電磁波在空中的傳播速度可認(rèn)為等于真空中的光速c，根 據(jù)雷達(dá)熒光屏上發(fā)射波形和反射波形間的時(shí)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(dá)的最大偵察距離應(yīng)等于電磁波在雷達(dá)發(fā)射相鄰兩個(gè)脈 沖的時(shí)間間隔內(nèi)傳播距離的一半 第4步巧練精選習(xí)題，落實(shí)強(qiáng)化 1一雷達(dá)站探測敵機(jī)時(shí)熒光屏上出現(xiàn)的記錄圖象如圖 1443，A是發(fā)射時(shí)的雷達(dá)探索波的脈沖波形，B是敵機(jī)反 射回來的脈沖波形，則敵機(jī)距雷達(dá)站的距離是() 圖1443 A9105 mB4.5105 m C3105 m D無法確定 2某高速公路自動(dòng)測速儀裝置如圖1444甲所示，雷達(dá)向汽 車駛來的方向發(fā)射