高中物理 第14章 電磁波 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.ppt

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4 電磁波與信息化社會(huì) 5 電磁波譜,填一填,練一練,1.電磁波與信息化社會(huì)(見(jiàn)課本第85頁(yè)) (1)電磁波的傳輸:可以通過(guò)電纜、光纜進(jìn)行有線傳輸,也可實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳輸。電磁波的頻率越高,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 ①電視:攝像機(jī)采集圖像信號(hào),在1 s內(nèi)要傳送25幅畫(huà)面,電視接收機(jī)也以相同的速率在熒光屏上顯現(xiàn)這些畫(huà)面,便實(shí)現(xiàn)了影像的傳遞和再現(xiàn)。 ②雷達(dá):雷達(dá)是利用無(wú)線電波來(lái)測(cè)定物體位置的無(wú)線電設(shè)備。電磁波遇到障礙物要發(fā)生反射,雷達(dá)就是利用電磁波的這個(gè)特性工作的。 ③移動(dòng)電話、因特網(wǎng)也是利用電磁波來(lái)傳輸信息的。,,,,,,,填一填,練一練,2.電磁波譜(見(jiàn)課本第90頁(yè)) (1)概念:按電磁波的波長(zhǎng)或頻率大小的順序把它們排列成譜。 (2)電磁波譜的排列:按波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短依次為無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、X射線、γ射線。 (3)不同電磁波的特點(diǎn)及應(yīng)用,,,,,,,,,填一填,練一練,(4)電磁波傳遞能量 電磁波是一種物質(zhì),電磁波可以傳遞能量。 (5)太陽(yáng)輻射 太陽(yáng)輻射的能量集中在紅外線、可見(jiàn)光、紫外線三個(gè)區(qū)域,尤其在黃綠光附近,輻射的能量最強(qiáng)。,,,,,填一填,練一練,下列不屬于電磁波的是( ) A.紅外線 B.X射線 C.β射線 D.γ射線 解析:紅外線、X射線、γ射線是電磁波,β射線是電子流,不是電磁波。 答案:C,,,探究一,探究二,探究一電磁波與信息化社會(huì) 問(wèn)題導(dǎo)引 人類(lèi)歷史經(jīng)歷了農(nóng)業(yè)社會(huì)、工業(yè)社會(huì),現(xiàn)正在步入信息社會(huì)。在信息社會(huì),信息作為一種重要的資源和財(cái)富,影響著人們的生活,加速了社會(huì)的運(yùn)轉(zhuǎn)。根據(jù)你的了解和理解,你認(rèn)為信息化社會(huì)有哪些特征?,探究一,探究二,探究一,探究二,名師精講 1.電視廣播的發(fā)射和接收過(guò)程,探究一,探究二,2.雷達(dá)的工作原理 雷達(dá)利用無(wú)線電波遇到障礙物的反射現(xiàn)象來(lái)測(cè)定物體位置。根據(jù)發(fā)射無(wú)線電波到接收反射波的時(shí)間t,確定障礙物的距離 再根據(jù)發(fā)射無(wú)線電波的方向和仰角,確定障礙物的位置。,探究一,探究二,典例剖析 【例題1】 假設(shè)有一戰(zhàn)斗機(jī)正以一定的速度進(jìn)入某防空識(shí)別區(qū)且朝雷達(dá)正上方勻速飛行,已知雷達(dá)發(fā)射相鄰兩次電磁波之間的時(shí)間間隔為5×10-4 s,某時(shí)刻在雷達(dá)熒光屏上顯示的波形如圖甲所示,t=173 s后雷達(dá)向正上方發(fā)射和接收的波形如圖乙所示。已知雷達(dá)熒光屏上相鄰刻線間表示的時(shí)間間隔為10-4 s,電磁波的傳播速度為c=3×108 m/s,則該戰(zhàn)斗機(jī)的飛行速度大約為多少?,探究一,探究二,,探究一,探究二,變式訓(xùn)練1 一個(gè)雷達(dá)向遠(yuǎn)處發(fā)射無(wú)線電波,每次發(fā)射的時(shí)間為1 μs,兩次發(fā)射的時(shí)間間隔為100 μs,在指示器的熒光屏上出現(xiàn)的尖形波如圖所示,已知圖中ab=bc,則障礙物與雷達(dá)之間的距離是 。 解析:題圖中a和c處的尖形波是雷達(dá)向目標(biāo)發(fā)射無(wú)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(lái)的無(wú)線電波時(shí)出現(xiàn)的,由ab=bc,可知無(wú)線電波從發(fā)射到返回所用時(shí)間為50 μs。設(shè)雷達(dá)離障礙物的距離為s,無(wú)線電波來(lái)回時(shí)間為t,波速為c。由2 s=ct得 答案:7.5×103 m,,,探究一,探究二,探究一,探究二,探究二各種電磁波的共性和個(gè)性的比較 問(wèn)題導(dǎo)引 在我們身邊到處都有電磁波的影子,它的應(yīng)用更是比比皆是。下面列出的設(shè)備中工作時(shí)所發(fā)出的波,哪些不屬于電磁波?(1)微波爐加熱食物時(shí)發(fā)出的波;(2)電視發(fā)射塔發(fā)出的波;(3)互聯(lián)網(wǎng)光纜中傳播的波;(4)電視機(jī)遙控器發(fā)出的波。,探究一,探究二,探究一,探究二,名師精講 從無(wú)線電波到γ射線都是本質(zhì)相同的電磁波,其行為服從共同的規(guī)律,但因波長(zhǎng)(頻率)不同,又表現(xiàn)出不同的特點(diǎn)。 1.共性 (1)它們?cè)诒举|(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(méi)有絕對(duì)的意義。 (2)都遵守公式v=λf,它們?cè)谡婵罩械膫鞑ニ俣榷际莄=3.0×108 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。,探究一,探究二,2.個(gè)性 (1)不同電磁波的頻率或波長(zhǎng)不同,表現(xiàn)出不同的特性,波長(zhǎng)越長(zhǎng)越容易產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象,波長(zhǎng)越短穿透能力越強(qiáng)。 (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(shí),頻率越大,速度越小。 (3)產(chǎn)生機(jī)理不同:,探究一,探究二,(4)用途不同:無(wú)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光照相,γ射線用于檢查金屬部件的缺陷等。,探究一,探究二,典例剖析 【例題2】 下列有關(guān)電磁波的特性和應(yīng)用,說(shuō)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(guò)強(qiáng)的紫外線照射有利于人的皮膚健康 C.電磁波中頻率最高的為γ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 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(guò)強(qiáng)的紫外線照射對(duì)人的皮膚有害,B錯(cuò)誤;電磁波中頻率最高的為γ射線,其波長(zhǎng)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,,,探究一,探究二,變式訓(xùn)練2 導(dǎo)學(xué)號(hào)38190129下面列出一些醫(yī)療器械的名稱和這些器械運(yùn)用的物理現(xiàn)象。請(qǐng)將相應(yīng)的字母填寫(xiě)在運(yùn)用這種現(xiàn)象的醫(yī)療器械后面的空格上。 (1)X光機(jī), ; (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(qiáng)的熒光作用 C.紫外線具有殺菌消毒作用 D.X射線具有很強(qiáng)的貫穿力 E.紅外線具有顯著的熱效應(yīng) F.紅外線波長(zhǎng)較長(zhǎng),易發(fā)生衍射,探究一,探究二,解析:(1)X光機(jī)是用來(lái)透視人的體內(nèi)器官的,因此需要具有較強(qiáng)穿透力的電磁波,但又不能對(duì)人體造成太大的傷害,因此采用了穿透能力比較強(qiáng)又不會(huì)給人體造成太大的傷害的X射線,選擇D。 (2)紫外線燈主要是用來(lái)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,因此選擇C。 (3)“神燈”又稱紅外線燈,主要是用于促進(jìn)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,因此選擇E。 答案:(1)D (2)C (3)E,,探究一,探究二,1 2 3 4 5,,,,,,1.關(guān)于雷達(dá)的特點(diǎn),下列說(shuō)法正確的是( ) A.雷達(dá)所用無(wú)線電波的波長(zhǎng)比短波更長(zhǎng) B.雷達(dá)只有連續(xù)發(fā)射無(wú)線電波,才能發(fā)現(xiàn)目標(biāo) C.雷達(dá)的顯示屏上可以直接讀出障礙物的距離 D.雷達(dá)在能見(jiàn)度低的黑夜將無(wú)法使用 解析:雷達(dá)是利用無(wú)線電波的反射來(lái)工作的,因此它利用的無(wú)線電波處于微波段,目的是為了增加反射,減小衍射。雷達(dá)大約每隔0.1 ms發(fā)射時(shí)間短于1 μs的脈沖信號(hào),根據(jù)屏上顯示的發(fā)射信號(hào)和接收到的反射信號(hào)可以直接讀出障礙物的距離。選項(xiàng)C正確,A、B、D錯(cuò)誤。 答案:C,,,1 2 3 4 5,,,,,,2.下列說(shuō)法中正確的是( ) A.攝像機(jī)實(shí)際上是一種將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的裝置 B.電視機(jī)實(shí)際上是一種將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)的裝置 C.攝像機(jī)在1 s內(nèi)要送出25幅畫(huà)面 D.電視機(jī)接收的畫(huà)面是連續(xù)的 解析:攝像機(jī)把光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào),然后經(jīng)過(guò)發(fā)射裝置發(fā)射出去。電視機(jī)中的顯像管將接收到的電信號(hào)還原成光信號(hào)。攝像機(jī)在1 s內(nèi)要送出25幅畫(huà)面,同樣電視機(jī)在1 s內(nèi)接收25幅畫(huà)面,畫(huà)面是不連續(xù)的。 答案:ABC,,,1 2 3 4 5,,,,,,3.下列說(shuō)法正確的是( ) A.只有物體溫度較高時(shí),才能向外輻射紅外線 B.紫外線有顯著的化學(xué)作用 C.可見(jiàn)光比紅外線容易發(fā)生衍射現(xiàn)象 D.X射線穿透力較強(qiáng),可用來(lái)進(jìn)行人體透視 解析:任何溫度的物體,都可向外輻射紅外線,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;紫外線有顯著的化學(xué)作用,選項(xiàng)B正確;可見(jiàn)光波長(zhǎng)比紅外線波長(zhǎng)短,不容易發(fā)生衍射現(xiàn)象,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;X射線穿透力強(qiáng)可用于人體透視、探測(cè)等,選項(xiàng)D正確。 答案:BD,,,1 2 3 4 5,,,,,,4.關(guān)于電磁波譜,下列說(shuō)法中正確的是( ) A.電磁波中最容易表現(xiàn)出干涉、衍射現(xiàn)象的是無(wú)線電波 B.紅外線、紫外線、可見(jiàn)光是原子的外層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的 C.X射線和γ射線是原子的內(nèi)層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的 D.紅外線的顯著作用是熱作用,溫度較低的物體不能輻射紅外線 解析:波長(zhǎng)越長(zhǎng)的無(wú)線電波波動(dòng)性越顯著,干涉、衍射現(xiàn)象易發(fā)生;從電磁波產(chǎn)生的機(jī)理可知γ射線是原子核受激發(fā)后產(chǎn)生的;不論物體溫度高低如何都能輻射紅外線,物體的溫度越高,它輻射的紅外線越強(qiáng)。 答案:AB,,,1 2 3 4 5,,,,,,5.導(dǎo)學(xué)號(hào)38190130(選做題)某高速公路自動(dòng)測(cè)速儀裝置如圖甲所示,雷達(dá)向汽車(chē)駛來(lái)的方向發(fā)射不連續(xù)的電磁波,每次發(fā)射時(shí)間為10-6 s,相鄰兩次發(fā)射時(shí)間間隔為t。當(dāng)雷達(dá)向汽車(chē)發(fā)射無(wú)線電波時(shí),在顯示屏上呈現(xiàn)一個(gè)尖波形;在收到反射回來(lái)的無(wú)線電波時(shí),在顯示屏上呈現(xiàn)第二個(gè)尖波形。根據(jù)兩個(gè)波形的距離,可以計(jì)算出汽車(chē)距雷達(dá)的距離,根據(jù)自動(dòng)打下的紙帶(如圖乙所示),可求出車(chē)速v。請(qǐng)根據(jù)t1、t2、t、c求出汽車(chē)車(chē)速v的表達(dá)式。,1 2 3 4 5,,,,,,,