2019高中物理 第十四章 4+5 电磁波与信息化社会 电磁波谱课件 新人教版选修3-4

1、自 主 学 习 基 础 知 识 4 电磁波与信息化社会 5 电磁波谱 学习目标1.了解电磁波在电视、雷达和移动电话 中的应用2.能说出电磁波谱的组成，知道光是电 磁波(重点)3.能说出电磁波谱各波段的特性和主 要用途(难点) 合 作 探 究 重 难 疑 点 课 时 作 业 1电磁波的传输 可以通过电缆、光缆进行有线传输，也可实 现无线传输电磁波的频率_，相同时间内传 递的信息量越大 2电磁波的应用实例 越高 (1)电视广播的发射和接收过程 因特网 如图1441，中国女航天员王亚平在“天宫 一号”为中小学生授课思考一下，王亚平授课 的视频是怎样传到地面上的？ 图1441 【提示】通过电磁波来传递

2、 1高频电磁波是信息传送的载体( ) 2雷达是利用微波定位的( ) 3电视机是一种发射电磁波的装置( ) 1概念 按电磁波的_或_大小的顺序把它们 排列成谱 2电磁波谱的排列 按波长由长到短依次为： _、红外 线、 _、紫外线、X射线、 _ 波长频率 无线电波 可见光 射线 3不同电磁波的特点及应用 特点特点用途用途 无线电波无线电波波动性强波动性强通讯、广播、导航通讯、广播、导航 红外线红外线热作用强热作用强 加热、遥测、遥感、红外线加热、遥测、遥感、红外线 制导制导 可见光可见光感光性强感光性强照明、照相等照明、照相等 紫外线紫外线 化学作用化学作用 荧光效应荧光效应 杀菌消毒、治疗皮肤病

3、等杀菌消毒、治疗皮肤病等 X射线射线穿透力强穿透力强检查、探测、透视、治疗检查、探测、透视、治疗 射线射线穿透力最强穿透力最强探测、治疗探测、治疗 为什么超远程无线电利用无线电波中的长波 波段，而雷达利用微波波段？ 【提示】根据波的衍射特性，波长越长， 越容易绕过障碍物，所以超远程无线电利用长波 波段微波波长短，传播时直线性好，雷达正是 利用了微波直线传播性好的特点 1X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐 射会引起生物体的病变( ) 2射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还 要高( ) 3紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射( ) 学生分组探究一各种电磁波的共性和个性 第1步探究分层设

4、问，破解疑难 1不同频率的电磁波在真空中的传播速度相 同吗？ 【提示】相同都等于3.0108 m/s. 2不同频率的电磁波在同一种介质中的传播 速度是否相同？ 【提示】不同频率越大，速度越小 第2步结论自我总结，素能培养 1共性 (1)它们在本质上都是电磁波，它们的行为服从相同的规律， 各波段之间的区别并没有绝对的意义 (2)都遵守公式vf，它们在真空中的传播速度都是c 3.0108 m/s. (3)它们的传播都不需要介质 (4)它们都具有反射、折射、衍射和干涉的特性 2个性 (1)不同电磁波的频率或波长不同，表现出不 同的特性，波长越长越容易产生干涉、衍射现象， 波长越短穿透能力越强 (2)

5、同频率的电磁波，在不同介质中速度不 同不同频率的电磁波，在同一种介质中传播时， 频率越大折射率越大，速度越小 (3)产生机理不同 (4)用途不同：无线电波用于通信和广播，红 外线用于加热和遥感技术，紫外线用于杀菌消毒， X射线应用于医学上的X光照片，射线检查金属部 件的缺陷等 无线电波无线电波 振荡电路中电子周期性运动振荡电路中电子周期性运动 产生产生 红外线、可见红外线、可见 光和紫外线光和紫外线 原子的外层电子受激发后产原子的外层电子受激发后产 生生 X射线射线 原子的内层电子受激发后产原子的内层电子受激发后产 生生 射线射线原子核受激发后产生原子核受激发后产生 第3步例证典例印证，思维深

6、化 下列有关电磁波的特性和应用，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，最容易发生衍射现 象 D紫外线和X射线都可以使感光底片感光 【思路点拨】(1)穿透能力很强的是射线和X射 线 (2)红外线波长较长，紫外线对皮肤有伤害作用 【解析】X射线有很高的穿透本领，医学上常用 于透视人体，红外线不能，A错误；过强的紫外线照射 对人的皮肤有害，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，C错误；紫外线和X射 线都可以使感光底片感光，D正确 【答案】D 第4步巧练精选习题，落实

7、强化 1关于电磁波的特性和应用，下列说法正确 的是() A红外线具有很强的穿透本领，常用来在 医学上做人体透视 B适量的紫外线照射有利于人的健康 C紫外线热效应显著，制成了紫外线炉 D射线最容易用来观察衍射现象 【解析】红外线具有很强的热效应，制成 了红外线炉，穿透能力很差，A、C项错；适量的 紫外线照射有利于人的健康，过量照射有害身体 健康，B项对；射线波长很短，不容易用来观察 衍射现象，D项错 【答案】B 2根据电磁波谱选出下列各组电磁波，其中 频率互相交错重叠，且波长顺序由短到长排列的 是() A微波、红外线、紫外线 B射线、X射线、紫外线 C紫外线、可见光、红外线 D紫外线、X射线、射

8、线 【解析】微波和红外线，红外线与紫外线 在电磁波谱中不相邻，更不会频率重叠，A错误； 紫外线、可见光、红外线虽相邻，但它们三者间 有明确的界线，频率也不相重叠，C错误；在电 磁波谱中紫外线、X射线、射线有重叠，射线波 长最短，紫外线波长最长，故B正确，D错误 【答案】B 学生分组探究二雷达探测的原理和应用 第1步探究分层设问，破解疑难 1探测雷达应用了电磁波的哪方面的特性？ 【提示】应用了微波的直线传播和反射 2雷达是怎样测定物体位置的？ 【提示】根据发射和接收到无线电波的时 间t确定距离，再结合发射无线电波的方向确定物 体位置 第2步结论自我总结，素能培养 1雷达的原理： 利用电磁波遇到障

9、碍物发生反射的特性 2雷达的构造及特点： 一般由天线系统、发射装置、接收装置、输 出装置(显示器)、电源、用于控制雷达工作和处 理信号的计算机以及防干扰设备等构成 (1)雷达既是无线电波的发射端，又是无线电 波的接收端； (2)雷达使用的无线电波是直线性好、反射性 能强的微波波段 第3步例证典例印证，思维深化 图1442 一个雷达向远处发射无线电波，每次发射的时间为1 s， 两次发射的时间间隔为100 s，在指示器的荧光屏上呈现出 的尖形波如图1442所示，已知图中刻度abbc，则障碍物 与雷达之间的距离是多大？ 【思路点拨】应用ab为无线电波发射到返 回的时间，可求出电磁波的路程，即可求出障

10、碍 物与雷达之间的距离 【解析】图中a和c处的尖形波是雷达向目 标发射无线电波时出现的，b处的尖形波是雷达收 到障碍物反射回来无线电波时出现的，由abbc 可知，无线电波从发射到返回所用时间为50 s. 设雷达离障碍物的距离为s，无线电波来回时 间为t，波速为c， 雷达侦察问题的解决方法 (1)电磁波在空中的传播速度可认为等于真空中的光速c，根 据雷达荧光屏上发射波形和反射波形间的时间间隔，可求得侦察 距离 (2)根据发射无线电波的方向和仰角，确定被侦察物体的位 置 (3)雷达的最大侦察距离应等于电磁波在雷达发射相邻两个脉 冲的时间间隔内传播距离的一半 第4步巧练精选习题，落实强化 1一雷达站探测敌机时荧光屏上出现的记录图象如图 1443，A是发射时的雷达探索波的脉冲波形，B是敌机反 射回来的脉冲波形，则敌机距雷达站的距离是() 图1443 A9105 mB4.5105 m C3105 m D无法确定 2某高速公路自动测速仪装置如图1444甲所示，雷达向汽 车驶来的方向发射