2018-2019學(xué)年高中物理 第十四章 電磁波 第4-5節(jié) 電磁波與信息化社會 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5電磁波譜,讀一讀,辨一辨,一、電磁波與信息化社會閱讀教材第85~87頁,了解電視、雷達(dá)、移動電話等電磁設(shè)備的基本原理。1.電磁波是如何傳輸?shù)?答案：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。電磁波的頻率越高,相同時間內(nèi)傳遞的信息量越大。2.電視信號是如何發(fā)射和接收的?答案：信號發(fā)射:在電視信號發(fā)射端,攝像管的作用是攝取景物的圖像并將其轉(zhuǎn)換為電信號,對高頻振蕩電路進(jìn)行調(diào)制,然后通過天線把電磁波發(fā)射出去。信號接收:在電視信號接收端,通過調(diào)諧、解調(diào)將電信號送到顯像管,由顯像管將電信號還原成圖像。,讀一讀,辨一辨,3.什么是雷達(dá)?答案：雷達(dá)是利用無線電波來測定物體位置的無線電設(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特性工作的。,讀一讀,辨一辨,二、電磁波譜閱讀教材第90~92頁,了解電磁波譜中各波段的波的重要特征及重要應(yīng)用。1.電磁波譜概念是什么?答案：按電磁波的波長或頻率大小的順序把它們排列成譜。2.電磁波譜是如何排列的?答案：按波長由長到短依次為無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線。3.什么是可見光?答案：可見光的波長在400nm到760nm之間,不同顏色的色光頻率不同。,讀一讀,辨一辨,三、電磁場的能量和太陽輻射閱讀教材第92、93頁,知道電磁波是一種物質(zhì),具有能量;了解太陽輻射能量的分布情況。1.電磁波是如何形成的?答案：電磁波是由電磁場的傳播形成的,它可以傳遞能量。2.太陽輻射能量的分布情況是什么?答案：太陽能量的輻射主要集中在可見光、紅外線和紫外線三個區(qū)域。波長在550nm的黃綠光附近,輻射的能量最強(qiáng)。,讀一讀,辨一辨,1.思考辨析。(1)紅外線、X射線、β射線和γ射線都屬于電磁波。()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：(2)人體每時每刻都在發(fā)射紅外線。()答案：√(3)用金屬或瓷器盛食物在微波爐中加熱效果相同。()解析：金屬能反射微波而使微波不能穿透金屬器皿,故金屬器皿盛食物的加熱效果不如瓷器。答案：,讀一讀,辨一辨,2.探究討論。(1)為了避免敵軍的雷達(dá)發(fā)現(xiàn)我們戰(zhàn)機(jī)的行蹤,人們研制了隱形飛機(jī)。我們用肉眼能不能看到隱形飛機(jī)?為什么?答案：能看到。隱形飛機(jī)不反射敵方雷達(dá)的探測波,對雷達(dá)“隱形”。但可以反射可見光,肉眼能直接看到。(2)紅外線的頻率比可見光的頻率高還是低?根據(jù)電磁波譜上的位置說說它為什么叫紅外線?用肉眼能不能觀察到紅外線?答案：紅外線的頻率低于可見光。在電磁波譜上紅外線處在可見光紅光的外側(cè),所以叫紅外線。紅外線不屬于可見光,用肉眼不能觀察到紅外線。,讀一讀,辨一辨,(3)舉例說明在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中,有哪些利用紅外線的地方?答案：紅外線烤箱、紅外線照相機(jī)、紅外線遙控器(如電視機(jī)的遙控器)等。(4)太陽光中含有紫外線,說說日常生活中太陽光的紫外線對人的作用有哪些。答案：紫外線能夠促使人體合成維生素D,維生素D能促進(jìn)鈣的吸收,所以經(jīng)常曬太陽可以在一定程度上預(yù)防佝僂病,但過強(qiáng)的紫外線對人體有害(如夏季的陽光),所以要進(jìn)行防護(hù)。,問題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,電磁波與信息化社會人類歷史經(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(yùn)轉(zhuǎn)。根據(jù)你的了解和理解,你認(rèn)為信息化社會有哪些特征?要點(diǎn)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。,問題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,1.電視廣播的發(fā)射和接收過程,2.雷達(dá)的工作原理雷達(dá)利用無線電波遇到障礙物的反射現(xiàn)象來測定物體位置。根據(jù)發(fā)射無線電波到接收反射波的時間t,確定障礙物的距離s=,再根據(jù)發(fā)射無線電波的方向和仰角,確定障礙物的位置。攝像管將景物的圖像轉(zhuǎn)換為電信號,而顯像管則是將電信號還原出圖像。,問題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,【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間間隔為510-4s,某時刻在雷達(dá)熒光屏上顯示的波形如圖甲所示,t=173s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間間隔為10-4s,電磁波的傳播速度為c=3108m/s,則該戰(zhàn)斗機(jī)的飛行速度大約為多少?,問題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,【思考問題】如何從圖上觀測出雷達(dá)發(fā)射與接收電磁波的時間間隔?提示：由圖示刻度知甲圖Δt1=410-4s,乙圖Δt2=110-4s。解析：由題意知熒光屏相鄰刻線間的時間間隔t0=10-4s,甲圖發(fā)射波和接收波的時間間隔t1=410-4s,乙圖時間間隔t2=110-4s。所以,第一次戰(zhàn)斗機(jī)距雷達(dá)的距離為s1=c=6.0104m,第二次戰(zhàn)斗機(jī)在雷達(dá)正上方。,答案：335m/s,問題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,歸納總結(jié)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)射相鄰兩個脈沖的時間間隔內(nèi)傳播距離的一半。,問題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,變式訓(xùn)練1一個雷達(dá)向遠(yuǎn)處發(fā)射無線電波,每次發(fā)射的時間為1μs,兩次發(fā)射的時間間隔為100μs,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)射無線電波時出現(xiàn)的,b處的尖形波是雷達(dá)收到障礙物反射回來的無線電波時出現(xiàn)的,由ab=bc,可知無線電波從發(fā)射到返回所用時間為50μs。設(shè)雷達(dá)離障礙物的距離為s,無線電波來回時間為t,波速為c。由2s=ct得,答案：7.5103m,探究一,探究二,問題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,各種電磁波的共性和個性的比較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)備中工作時所發(fā)出的波,哪些不屬于電磁波?(1)微波爐加熱食物時發(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。要點(diǎn)提示：均屬于電磁波。,探究一,探究二,問題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,從無線電波到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(頻率)不同,又表現(xiàn)出不同的特點(diǎn)。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。,探究一,探究二,問題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,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(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,頻率越大,速度越小。(3)產(chǎn)生機(jī)理不同:,探究一,探究二,問題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,(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光照相,γ射線用于檢查金屬部件的缺陷等。不同的電磁波由于具有不同的波長(頻率),才具有不同的特性。,探究一,探究二,問題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,【例題2】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錯誤;過強(qiáng)的紫外線照射對人的皮膚有害,B錯誤;電磁波中頻率最高的為γ射線,其波長最短,最不容易發(fā)生衍射,C錯誤;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,問題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,歸納總結(jié)電磁波的特點(diǎn)和應(yīng)用我們不僅要牢記電磁波譜中的不同的電磁波(如紅外線、紫外線、X射線、γ射線)的特點(diǎn)和應(yīng)用,還要記住電磁波譜中波長、頻率的變化規(guī)律,如頻率越高,波長越短,穿透性越強(qiáng),波動性越弱;頻率越低,波長越長,衍射現(xiàn)象越明顯,波動性越強(qiáng),穿透性越弱。,探究一,探究二,問題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,變式訓(xùn)練2導(dǎo)學(xué)號73884144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。請將相應(yīng)的字母填寫在運(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.紅外線波長較長,易發(fā)生衍射,探究一,探究二,問題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,解析：(1)X光機(jī)是用來透視人的體內(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,1234,,,,,1.(考查雷達(dá))關(guān)于雷達(dá)的特點(diǎn),下列說法正確的是()A.雷達(dá)所用無線電波的波長比短波更長B.雷達(dá)只有連續(xù)發(fā)射無線電波,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)在能見度低的黑夜將無法使用解析：雷達(dá)一般采用直線性好、反射性強(qiáng)的微波,不是連續(xù)地發(fā)射無線電波,每次發(fā)射的時間及兩次發(fā)射的時間間隔都有一定要求,障礙物的距離等情況都由顯示屏顯示出來。答案：C,1234,,,,,2.(考查電磁波譜)根據(jù)電磁波譜,從下列選項(xiàng)中選出電磁波的頻率順序由高到低排列且中間沒有間斷的是()A.倫琴射線、紫外線、可見光B.倫琴射線、紫外線、紅外線C.紫外線、紅外線、可見光D.無線電波、紅外線、紫外線答案：A,1234,,,,,3.(考查紫外線)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)地球大氣層中的臭氧分子不斷受到破壞。下列各項(xiàng)電磁波,會因臭氧層受損而對人類的健康構(gòu)成最大危害的是()A.可見光B.紫外線C.γ射線D.微波解析：由于太陽光中存在大量紫外線,而過多的紫外線會傷害眼睛和皮膚,臭氧層能吸收紫外線,故因臭氧層受損而對人類構(gòu)成最大傷害的是紫外線。答案：B,1234,,,,,4.導(dǎo)學(xué)號73884145(考查電磁波性質(zhì))一種電磁波射到半徑為1m的孔上,可發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象。由此可知這種波屬于電磁波譜中的()A.γ射線B.可見光C.無線電波D.紫外線解析：根據(jù)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象的條件可知,障礙物或孔的尺寸和波長相差不多或比波長還要小。電磁波譜中無線電波的波長范圍在10-3m~104m,而紅外線的波長范圍在10-6m~10-1m,可見光、紫外線、γ射線的波長更短,故只有無線電波才能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,故選項(xiàng)C正確。答案：C,