高中物理 3.3 电磁波的应用及防护同步课件 鲁科版选修34.ppt

第3节电磁波的应用及防护 1 了解电磁波的应用和在科技 经济 社会发展中的作用 2 认识电磁波谱 知道光是电磁波 3 了解电磁波各波段的特点和主要用途 一 电磁波谱 电磁波谱的概念 按电磁波的或大小的顺序把它们排列成的光谱 电磁波谱中 不同波长 或频率 的电磁波的特点及应用对比 波长 频率 小 大 长 短 天体物理 遥控 加热 防伪 电磁波谱中的各种波有一定的波长范围 它们都具有反射 和的特性 它们在真空中的传播速度均等于 折射 衍射 干涉 光速 二 电磁波的应用 红外线和紫外线的应用 1 1800年 英国天文学家赫歇尔在研究光的温度时发现了 利用红外线的热效应 制成了 等 利用红外线强大的穿透力 制成了 等 2 紫外线能使很多物质发出 很容易让底片 当紫外线照射人体时 能促使人体合成 可以预防佝偻病 此外 紫外线还具有作用 红外线 红外线烤箱 红外线炉 红外摄影仪 红外遥感器 荧光 感光 维生素d 杀菌 无线电波的应用 1 电磁波与信息的传播1895年 意大利的马可尼成功地进行了距离约3km的 几乎与马可尼同时 俄罗斯的波波夫也研制成功了 1901年 马可尼又成功地实现了跨越大西洋的无线电通信 实现了人类历史上第一次远距离无线电信 1906年美国物理学家费森登在他的实验室里进行了人类历史上第一次无线电广播 无线电通信 无线电发报机 2 电视原理 电视发射系统a 取像 摄像镜头把成在摄像管的屏上 b 转换成电信号 通过有规律的图像扫描 显像管按图像各部分的情况 逐点变为强弱不同的 c 调制和发射 用显像管获得的信号电流调制 最后通过天线把带有信号的电磁波发射出去 景物的像 电子束 明暗 信号电流 高频电流 电视接收系统a 图像信号接收 接收到高频信号后 经调谐 解调 将得到的送到显像管 b 图像还原 用图像信号控制显像管里的电子枪发射电子束的 并按同样规律在荧光屏上扫描 屏上出现了与摄像管屏上相同的像 c 由于电视接收机屏上画面更换迅速和效应 所以我们感觉到活动的影像 天线 图像信号 强弱 视觉暂留 3 移动电话 功能每一部移动电话都是一个 它将用户的声音转变为高频电信号发射到空中 同时它又相当于一台 捕捉空中的使用户接收到通话对方送来的信息 特点a 体积 发射功率 b 它的天线很 灵敏度 因此 它与其他用户的通话要靠较大的无线电台的转接 无线电台 收音机 电磁波 很小 不大 简单 不高 反射 雷达的用途可以探测飞机 舰艇 导弹以及其他军事目标 可以为飞机 船只 可以研究行星 卫星 还可以用来探测暴风 雷雨 乌云等 导航 三 电磁污染及防护电磁污染又称电磁波污染或射频辐射污染 随着无线电技术 微波技术的迅速发展和普及 地面电磁辐射的密度和功率大幅度增加 已成为一种威胁人们健康的无形污染 危害 1 电磁辐射会危害人体健康 波长越 对人体作用越强 危害越突出 2 电磁辐射也会给人们的生活和生产带来不利的影响 防治 电磁辐射的防治可以从 以及这三个方面进行防治 电磁波源 短 电磁波的传播途径 受辐射的人 一 电磁波谱中各种光线产生的机理 特性 用途 二 电视的工作原理 如图3 3 1所示 电视发射端的工作过程在电视发射端 用摄像管摄取景物并将景物反射的光转化为电信号 利用摄像机的镜头将景物的像成在摄像管中的屏上 摄像管中的电子枪发出的电子束逐点逐行扫描屏上的像 使强弱不同的光点组成的像变为强弱不同的信号电流 然后调制到高频振荡电流上去 通过天线把载有图象信号的电磁波发射出去 电视接收端的工作过程在居民家中 由电视接收机 电视机 的显像管把电信号还原成像 电视机接收天线接收到电磁波后 经过调谐 检波 将得到的信号送到显像管 显像管中的电子枪受接收到的图象信号的控制 发射强弱不同的电子束 并且用与摄像管的电子枪相同的方式和步调进行扫描 在显像管的荧光屏上便有了与摄像管屏上相同的图象 图3 3 1 视觉暂留人眼观察物体时 若将物体移去 眼睛的视神经对物体的印象并不能立即消失 而要延续0 1s的时间 这种生理现象叫做视觉暂留 由于电视每秒传送25张画面 所以人看电视时 前一张画面的印象尚未消失 后一张画面已出现在荧光屏上 从而产生电视图象连续活动的感觉 三 雷达的基本原理 工作原理雷达是利用无线电波来判定物体位置的无线电设备 它是利用电磁波遇到障碍物要反射回来的特点来工作的 通过电磁波的发射 反射和接收 可以测定障碍物的方位 使雷达测到更远处的物体的办法 1 增大雷达发射微波的能量 2 使雷达发射不连续的微波的时间间隔增大 典例1 关于电磁波的特性和应用 下列说法正确的是 a 红外线和x射线都有很高的穿透本领 常用于医学上透视人体b 过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康c 电磁波中频率最大的为 射线 最容易用它来观察衍射现象d 紫外线和x射线都可以使感光底片感光 电磁波的特性及应用 解析x射线有很高的穿透本领 常用于医学透视人体 红外线穿透本领很弱 选项a错误 过强的紫外线照射对人的皮肤有害 选项b错误 电磁波中频率最大的为 射线 其波长最短 最不容易发生衍射现象 选项c错误 答案d 变式1 下面列出一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象 请将相应的字母填写在运用这种现象的医疗器械后面的空格上 1 x光机 2 紫外线灯 3 理疗医用 神灯 照射伤口 可使伤口愈合得较好 这里的 神灯 是利用 a 光的全反射b 紫外线具有很强的荧光作用c 紫外线具有杀菌消毒作用d x射线的很强的贯穿力e 红外线具有显著的热效应f 红外线波长较长 易发生衍射 解析 1 x光机是用来透视人的体内器官的 因此需要具有较强穿透力的电磁波 但又不能对人体造成太大的伤害 因此采用了穿透能力比较强又不会给人体造成太大的伤害的x射线 故选择d 2 紫外线灯主要是用来杀菌的 因此它应用的是紫外线的杀菌作用而非荧光作用 故选择c 3 神灯 又称红外线灯 主要是用于促进局部血液循环 它利用的是红外线的热效应 使人体局部受热 血液循环加快 因此选择e 答案 1 d 2 c 3 e 典例2 关于雷达的特点 下列说法正确的是 a 雷达所用无线电波的波长比短波更长b 雷达只有连续发射无线电波 才能发现目标c 雷达的显示屏上可以直接读出障碍物的距离d 雷达在能见度低的黑夜将无法使用 雷达 移动电话的特点及应用 解析雷达是利用无线电波的反射来工作的 因此它利用的无线电波处于微波段 目的是为了增加反射 减少衍射 雷达大约每隔0 1ms发射时间短于1 s的脉冲信号 根据屏上显示的发射信号和接收到的反射信号可以直接读出障碍物的距离 答案c 变式2 关于移动电话 下列说法中正确的是 a 随身携带的移动电话 手机 内 只有无线电接收装置 没有无线电发射装置b 随身携带的移动电话 手机 内 既有无线电接收装置 又有无线电发射装置c 两个携带手机的人 必须通过固定的基地台转接 才能相互通话d 无线寻呼机 bp机 内只有无线电接收装置 没有无线电发射装置 解析移动电话内既有无线电接收装置又有无线电发射装置 由于移动电话发射功率小 因此必须通过固定的基地台转接 两个携带手机的人才能通话 bp机只有接收装置 而无发射装置 答案bcd 雷达 移动电话的特点及应用1 目前雷达发射的电磁波频率多在200mhz到1000mhz的范围内 下列关于雷达和电磁波的说法不正确的是班 a 真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0 3m到1 5m之间b 电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的c 测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离d 波长越短的电射波 反射性能越强 解析电磁波是由变化的电磁场在空中传播而形成的 b错误 答案b 电磁波的特性及应用2 下列能说明电磁波具有能量的依据的是 a 可见光射入人