2018-2019高中物理 第十四章 電磁波 第4節(jié) 電磁波與信息化社會 第5節(jié) 電磁波譜課件 新人教版選修3-4.ppt

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第十四章,電磁波,第四節(jié)電磁波與信息化社會第五節(jié)電磁波譜,課前預(yù)習(xí),信息可以通過電纜、光纜進行有線傳輸，也可實現(xiàn)無線傳輸。電磁波的頻率_________，相同時間內(nèi)傳遞的信息量_________。,電磁波的傳輸,越高,越大,1．電視廣播的發(fā)射和接收過程,電磁波的應(yīng)用實例,2．雷達(1)雷達的作用：是利用無線電波來測定____________的無線電設(shè)備。(2)雷達用的無線電波的波段屬于_________。(3)雷達確定障礙物位置的方法：通過測定微波從發(fā)射到反射回來的______來確定目標的距離，并結(jié)合微波的_____________來確定目標的位置。3．移動電話指通信雙方至少有一方可以___________進行信息交換的通信方式。4．因特網(wǎng)是世界上最大的______________，可以在網(wǎng)上看電影，聊天，購物，查閱各種資料，進行遠程教育，遠程醫(yī)療，也可進行網(wǎng)上會議。,物體位置,微波,時間,方向和仰角,自由移動,計算機互聯(lián)網(wǎng),1．概念按電磁波的_______或_______大小的順序把它們排列成譜，叫電磁波譜。2．按頻率由小到大的順序排列電磁波譜無線電波，_________，_________，_________，_________，γ射線。,電磁波譜,波長,頻率,紅外線,可見光,紫外線,X射線,1．無線電波頻率小于____________的電磁波用于通信和廣播，射電望遠鏡等。2．紅外線一切物體_________紅外線。主要用途是：烘干、紅外遙感、測溫、夜視儀等。3．可見光波長在_________到400mm之間，進入人眼能引起人的_________。太陽輻射的能量絕大部分以可見光的形式向外輻射，是地球萬物的能源。,不同電磁波的特性和用途,300GHz,都發(fā)射,700nm,視覺,4．紫外線比可見光波長_________的電磁波，波長范圍在5nm到_________之間。主要用途是：①消毒；②化學(xué)作用；③熒光效應(yīng)；④促使人體合成維生素D。5．X射線具有________的穿透能力。用途：透視人體、檢查金屬部件的質(zhì)量等。6．γ射線是波長_________的電磁波，具有很高的能量，穿透能力_________。主要用途：①醫(yī)學(xué)上的γ刀技術(shù)；②由于能穿透幾厘米厚的鉛板而用于探測金屬內(nèi)部的缺陷等。,更短,370nm,較強,最短,更強,從場的觀點來看電場具有電能，磁場具有磁能，電磁場具有_________。電磁波的發(fā)射過程就是輻射_________的過程。電磁波在空間傳播，_________就隨著一起傳播。,電磁波傳遞能量,電磁能,能量,電磁能,太陽光中含有可見光、無線電波、紅外線、紫外線、X射線、γ射線。太陽輻射的能量主要集中在_________、_________和_________三個區(qū)域，如圖所示。,太陽輻射,可見光,紅外線,紫外線,『判一判』(1)雷達在能見度低的黑夜將無法使用()(2)每一部移動電話都是一個無線電臺，同時又相當于一臺收音機()(3)因特網(wǎng)是世界上最大的計算機互聯(lián)網(wǎng)()(4)紅外線、X射線、β射線和γ射線都屬于電磁波。()(5)人體每時每刻都在發(fā)射紅外線。()(6)用金屬或瓷器盛食物在微波爐中加熱效果相同。(),,√,√,,√,,『選一選』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．過強的紫外線照射能促進維生素D的合成從而有利于人體皮膚健康C．電磁波中頻率最大的是γ射線，最容易用它來觀察衍射現(xiàn)象D．紫外線和X射線都可以使感光底片感光解析：X射線有很高的穿透本領(lǐng)，常用于醫(yī)學(xué)透視人體，但紅外線穿透能力很弱，選項A錯誤；過強的紫外線照射對人的皮膚有害，選項B錯誤；電磁波中頻率最大的是γ射線，波長最短，最不容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，選項C錯誤。,D,『想一想』“為了您和他人的安全，請您不要在飛機上使用手機和手提電腦”。這句提醒警示語是乘坐飛機的游客都聽過的語言，因為有些空難事故就是由于某位乘客在飛行的飛機中使用手機造成的。如圖所示是飛機上的警示標志，1999年廣州白云機場飛機降落時，機上有四位旅客同時使用了手機，使飛機降落偏離了8度，險些造成事故，2015年4月27日下午一位旅客在飛往烏魯木齊的途中使用手機，被處于伍佰元的治安罰款。請問為什么在飛機上不能使用手機和手提電腦呢(包括游戲機)?,答案：由于手機在使用時要發(fā)射電磁波，對飛機產(chǎn)生電磁干擾，而飛機上導(dǎo)航系統(tǒng)是非常復(fù)雜的，抗干擾能力不是很強，所以如果飛機上的乘客使用了手機，對飛機產(chǎn)生電磁干擾，那么后果將十分可怕。所以，在飛機上不要使用手機和手提電腦。,課內(nèi)探究,人類歷史經(jīng)歷了農(nóng)業(yè)社會、工業(yè)社會，現(xiàn)正在步入信息社會。在信息社會，信息作為一種重要的資源和財富，影響著人們的生活，加速了社會的運轉(zhuǎn)。根據(jù)你的了解和理解，你認為信息化社會有哪些特征？提示：信息化社會具有“四化”——智能化、電子化、全球化、非群體化，而且還有“四性”——綜合性、競爭性、滲透性、開放性。,探究一電磁波與信息化社會,1．電視廣播的發(fā)射和接收過程,2．了解雷達(1)雷達的原理利用電磁波遇到障礙物發(fā)生反射的特性。(2)確定位置的方法已知無線電波的傳播速度為c，測出從發(fā)射無線電波脈沖到接收到反射回來無線電波的時間t，就可由公式2s＝ct確定被測物體的距離，再根據(jù)無線電波的方向和仰角，便可以確定被測物體的位置了。,(3)構(gòu)造及特點一般由天線系統(tǒng)、發(fā)射裝置、接收裝置、輸出裝置(顯示器)、電源、用于控制雷達工作和處理信號的計算機以及防干擾設(shè)備等構(gòu)成。①雷達既是無線電波的發(fā)射端，又是無線電波的接收端；②雷達使用的無線電波是直線性好、反射性能強的微波波段；③雷達發(fā)射的是不連續(xù)的無線電波，即脈沖，每次發(fā)射時間短于1μs，兩次發(fā)射的時間間隔約為0.1ms；④障礙物的距離等情況都由顯示器直接顯示出來。(4)應(yīng)用探測飛機、導(dǎo)彈等軍事目標；可以用于導(dǎo)航；天文學(xué)上研究星體；在氣象上可以用于探測臺風(fēng)、雷雨、烏云。,(多選)下列說法中正確的是()A．攝像機實際上是一種將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕难b置B．電視機實際上是一種將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘柕难b置C．攝像機在1s內(nèi)要傳送25張畫面D．電視機接收的畫面是連續(xù)的解題指導(dǎo)：因為觀看電視的直覺告訴我們電視畫面是連續(xù)的，從而得出錯誤結(jié)論。實際上畫面看起來連續(xù)是因為更換迅速和視覺暫留效應(yīng)。,ABC,解析：通過攝像機攝到景物的光信號，再通過特殊裝置(掃描)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，?s內(nèi)要傳送25張畫面；電視機通過顯像管將接收到的電信號再轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘枺詈筮€原為景物圖像，每秒要接收到25張畫面，由于畫面更換迅速和視覺暫留，我們感覺到的便是活動的圖像，所以A、B、C正確。,〔對點訓(xùn)練1〕如圖所示是中國制造的具有“隱身能力”和強大攻擊力的戰(zhàn)斗機“殲－31”隱形飛機的原理是：在飛機研制過程中設(shè)法降低其可探測性，使之不易被敵方發(fā)現(xiàn)、跟蹤和攻擊。根據(jù)你所學(xué)的物理知識，判斷下列說法中正確的是(),B,A．運用隱蔽色涂層，無論距你多近的距離，即使你拿望遠鏡也不能看到它B．使用吸收雷達電磁波材料，在雷達屏幕上顯示的反射信息很小、很弱，很難被發(fā)現(xiàn),C．使用吸收雷達電磁波涂層后，傳播到復(fù)合金屬機翼上的電磁波在機翼上不會產(chǎn)生感應(yīng)電流D．主要是對發(fā)動機、噴氣尾管等因為高溫容易產(chǎn)生紫外線輻射的部位采取隔熱、降溫等措施，使其不易被對方發(fā)現(xiàn)和攻擊解析：雷達向外發(fā)射電磁波，當電磁波遇到飛機時就要發(fā)生反射，雷達通過接收反射回來的電磁波，就可以測定飛機的位置，所以要想降低飛機的可探測性，可以使用吸收雷達電磁波的材料，在雷達屏幕上顯示的反射信息很小、很弱，很難被發(fā)現(xiàn)，選項B正確。,無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線合起來便構(gòu)成了范圍非常廣闊的電滋波譜。如圖所示是按波長由大到小(頻率由小到大)順序排列的電磁波譜。,探究二各種電磁波的共性和個性的比較,,電磁波譜中的各部分有沒有嚴格的分界線？提示：沒有。,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)別并沒有絕對的意義。(2)都遵守公式v＝λf，它們在真空中的傳播速度都是c＝3.0108m/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。(2)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，頻率越大折射率越大，速度越小。(3)產(chǎn)生機理不同,(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。γ射線用于檢查金屬部件的缺陷等。,下面列出一些醫(yī)療器械的名稱和這些器械運用的物理現(xiàn)象。請將相應(yīng)的字母填寫在運用這些現(xiàn)象的醫(yī)療器械后面的空格上。(1)X光機________；(2)紫外線燈_________；(3)理療醫(yī)用“神燈”照射傷口，可使傷口愈合得較好。這里的“神燈”是利用_________。A．光的全反射B．紫外線具有很強的熒光作用C．紫外線具有殺菌消毒作用D．X射線有很強的貫穿能力E．紅外線具有顯著的熱作用F．紅外線波長較長，易發(fā)生衍射,D,C,E,解題指導(dǎo)：電磁波在生產(chǎn)、生活和國防科技等方面應(yīng)用廣泛，聯(lián)系實際的試題較多，要提高自己運用知識的能力。應(yīng)該留心自然中、生活中、現(xiàn)代技術(shù)中應(yīng)用了什么物理現(xiàn)象和規(guī)律，這是解決這種類型題目的關(guān)鍵。解析：(1)X光機是用來透視人的體內(nèi)器官的，因此需要具有較強穿透能力的電磁波，但又不能對人體造成太大的傷害，因此采用了X射線。(2)紫外線燈主要是用來殺菌的，因此它應(yīng)用的是紫外線的殺菌作用而非熒光作用。(3)“神燈”又稱紅外線燈，主要是用于促進局部血液循環(huán)，它利用的是紅外線的熱效應(yīng)，使人體局部受熱，血液循環(huán)加快。,〔對點訓(xùn)練2〕驗鈔機發(fā)出的光能使鈔票上的熒光物質(zhì)發(fā)光，電視機、空調(diào)的遙控器發(fā)出的光能控制電視機、空調(diào)的工作狀態(tài)。對于它們發(fā)出的光，以下判斷正確的是()A．它們發(fā)出的都是紅外線B．它們發(fā)出的都是紫外線C．驗鈔機發(fā)出的是紅外線，遙控器發(fā)出的是紫外線D．驗鈔機發(fā)出的是紫外線，遙控器發(fā)出的是紅外線解析：紫外線有較強的熒光作用，能使熒光物質(zhì)發(fā)出熒光，故驗鈔機發(fā)出的是紫外線；紅外線波長較長，容易發(fā)生衍射，故能很方便地遙控家用電器。D正確。,D,素養(yǎng)提升,(1)電磁波在空中的傳播速度可認為等于真空中的光速c，根據(jù)雷達熒光屏上發(fā)射波形和反射波形間的時間間隔，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)雷達的最大偵察距離應(yīng)等于電磁波在雷達發(fā)射相鄰兩個脈沖的時間間隔內(nèi)傳播距離的一半。,雷達偵察問題的解決方法,某高速公路自動測速儀裝置如圖1所示，雷達向汽車駛來方向發(fā)射不連續(xù)的電磁波，每次發(fā)射時間約為百萬分之一秒，兩次發(fā)射時間間隔為t。當雷達向汽車發(fā)射無線電波時，在指示器熒光屏上呈現(xiàn)出一個尖波形；在收到反射回來的無線電波時，在熒光屏上呈現(xiàn)第二個尖形波。根據(jù)兩個波的距離，可以計算出汽車距雷達的距離，根據(jù)自動打下的紙帶如圖2所示，可求出該汽車的車速，請根據(jù)給出的t1、t2、t、c求出汽車車速表達式。,