【物理】电磁波的应用课件-2025-2026学年物理沪科版（2024）九年级全一册

第2节

电磁波的应用第二十章

电磁波与信息时代

电磁波是个有较多成员的大家庭，不同的成员有哪些典型的不同特点？它们在生产生活中有哪些重要应用？本节我们将学习常见的电磁波的应用。1.知道电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响。2.了解无线电波、微波等不同区间的电磁波的应用。1.无线电波的特点与分类观察思考：在下面的电磁波谱中，谁的的波长最长，频率最低？知识点一、无线电波与广播电视无线电波波长最长，频率最低，被广泛用于长距离传送声音、图文等信号。无线电波的波长范围非常广，可分为多个波段。频带名称频率范围ν/Hz波段名称波长范围λ/m用途低频3×104

～3×105长波104

～103

越洋长距离通信和导航中频3×105～3×106中波103

～102

无线电广播高频3×106～3×107短波102～10无线电广播、电报通信甚高频3×107～3×108米波10～1调频无线电广播特高频3×108～3×109分米波1～10-1

航空无线定位、无线电导航超高频3×1093×1010厘米波10-1

～10-2

电视广播无线电波的分类及用途(部分)2.低频无线电波低频无线电波适用于长距离无线电通信，要实现更远距离的传播，则需要利用地面转播站；高频无线电波则被电离层反射，从而传播到更远的地方。地球表面地面站A地面波地面站B电离层高频无线电波地面站C无线电波在地球表面的传播示意图3.中、高频无线电波（1）调幅：无线电波的振幅根据所传送的声音信号而变化，这种信号调制方式称为振幅调制，简称调幅。适用于中、高频无线电波，覆盖范围广但音质一般。调幅波（2）调频：高频电磁波的频率依据所需传送的声音信号而变化，这种信号调制方式称为频率调制，简称调频。适用于甚高频的无线电波，用于传输高品质广播，音质好、抗干扰能力强，常用于立体声节目。调频波4.超高频东方明珠电视塔用于电视广播的超高频波段的电磁波无法绕过建筑物，用于接收电视信号的天线必须直接对准电视塔。很多城市都建有非常高的电视塔，它们也成为所在城市的文化地标之一。1.微波的特点与应用（1）波长特性：波长在厘米量级，穿透能力强，能穿透大气层；（2）适用于电视信号与雷达信号传送，以及卫星通信，具有极高的民用、科研及军事价值。知识点二、微波与卫星通信2.卫星通讯地面站微波信号经地面站天线发射，经由卫星接收、放大并转发给其他地面站或中继卫星，从而实现覆盖较广区域甚至全球的通信。思考讨论：至少用几颗地球同步卫星就可以实现全球通信？3颗地球同步卫星：它们均匀分布在地球赤道上空35786千米的同步轨道上，能覆盖除两极少量区域外的全球表面。系统类型轨道高度卫星数量代表案例覆盖特点GEO通信35,786km3颗国际通信卫星组织覆盖全球（除极地）MEO导航20,200km24颗GPS全球定位，需4颗定位LEO通信550km1,000+颗星链低延迟，高带宽不同轨道卫星的覆盖需求通信卫星使用的微波频率一般在300MHz至300GHz之间，与卫星进行通信，地面站天线需要对准卫星，实现微波信号的发射与接收。科学书屋

生活中，我们比较熟悉的电磁波能量特性的应用是微波炉。微波炉中的磁控管能够产生很强的电磁波如图所示，它的波长很短，所以叫做微波。食物的分子在微波作用下剧烈振动并相互摩擦而产生热量，食物的温度升高。这种微波可以穿透食物内部5cm，使食物内部和外部一同受热，效率高。因为食物中的水分子比其他分子更容易吸收微波的能量，所以含水量高的食物在微波炉中温度上升更快。微波旋转托盘变压器电容器磁控管冷却风扇天线微波炉1.红外线(1)定义：

在电磁波谱中，红外线位于可见光区红光的外侧与微波之间的电磁波，波长比红光长，约为10-6

～10-3

m。(2)特点①

不可见性：肉眼不可见，需借助红外探测器、热像仪等设备捕捉。②所有物体都会发射红外线，温度越高，发射的红外线越强。知识点三、红外线成像与检测温度低于500℃的物体只会发射红外线；超过500℃的物体既可发射红外线也可发射可见光。③

热效应显著：红外线被物体吸收后易转化为热能，这是红外加热、测温的核心依据；④穿透能力较强：能穿透薄雾、烟尘等，不易被可见光常见的遮挡物完全阻碍，适合夜视、远距离检测场景。2.

红外线的应用红外热成像在军事、工业、汽车辅助驾驶、医学领域都有广泛的应用。基于红外热成像技术拍摄的影像（1）热成像：红外热成像通过热红外电荷耦合器对物体进行成像，能反映出物体表面的温度场。（2）遥控与信号传输家电遥控器(如电视、空调)利用红外线作为信号载体，发送指令控制设备。用于非接触式测量体温的体温计，也是基于红外线实现体温检测的。额温枪遥控器1.高频电磁波在医疗等领域还有很多基于其能量特性的应用，如γ射线治疗、激光医疗与焊接等。伽马刀治疗头盔肿瘤γ射线它利用γ射线能量高、穿透力强的物理特性，基于定向原则，将颅内病变组织选择性地确定为靶点，使用γ射线进行一次性大剂量聚焦照射，使病变组织坏死或功能改变而实现治疗疾病的目的。知识点四、高频电磁波与医疗2.激光的特性与用途(1)特性：单色性好、方向性强、亮度高。(2)应用①矫正近视手术：通过激光精确切削角膜，调整眼球屈光度；②精密焊接、精密模具加工；③核聚变研究。激光3.X射线伦琴射线具有很高的穿透本领，在医学上用X光片判断是否骨折、做胸透、CT、磁共振、工业上金属探伤。磁共振X光片4.紫外线主要作用是化学作用，还有很强的荧光效应，杀菌消毒作用。医院里病房和手术室的消毒，治疗皮肤病，硬骨病；照明和诱杀害虫的日光灯，黑光灯。电磁波的应用无线电广播与电视微波与卫星通信：厘米级波长，卫星中继红外线成像与检测高频电磁波与医疗无线电波波长最长，频率最低调幅：振幅随声变调频：频率随声变热辐射特性热成像、遥控、测温γ射线：伽马刀治疗激光：手术、焊接、核聚变1.北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星定位与通信系统（BDS）。许多公交车安装了BDS系统，通过BDS系统可显示汽车的行驶方向、车速、与后车距离等信息。实现BDS系统与卫星信号传输的是（）A．可见光 B．微波 C．红外线 D．紫外线B2.下列不属于红外线的应用的是（）A．用红外胶片拍摄的“热谱图”诊断疾病B．红外线夜视仪C．电视机的遥控器 D．使荧光物质发光D3.2023年11月16日，我国高海拔宇宙线观测站“拉索”（LHAASO）正式发布迄今最亮的伽马射线暴——G