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1.神奇的电磁波 第十章 电磁波与信息技术 1.认识到电磁波是一种波。 2.知道光是电磁波,知道电磁波在真空中的传播速 度。 3.通过动手做,体会探究过程和科学方法的重要性。 4.通过观察,体会人类对电磁波的利用。 学习目标 情景导入 播放视频文件,内容包括:人通过收音机收听广播节目; 用遥控器打开电视机;电视塔向全国各地传递电视节目信 号;通过手机与别人联系;“勇气号”火星探测器向地球 发回图像信号。 日常生活中可以看到各种各样的天线,它们有的是发射电 磁波的,有的是接收电磁波的。我们生活在电磁波的海洋 中。 美国“勇气号”火星探测器 “勇气号” 通过什么媒 介将图像从 遥远的火星 传回地球? 导入新课 你们知道在这些现象中, 人们是通过什么传递信号的吗 ? 为什么可以利用遥控 器选择电视节目?又是谁 将播音员的话语、动听的 音乐送进我们的收音机的 ? 以上信息的传递都是通过电磁波进行 的。电磁波能传播声音、文字和图像,还 能进行各种远距离控制。那么,电磁波是 如何产生的呢? 一、认识电磁波 水波的形成:小石子投 到平静的水面上,泛起 涟漪,形成了水波。 声波的形成:轻轻拨 动琴弦,琴弦的振动 激起了声波。 1.水波和声波的形成 想一想:电磁波看不见(可见光除外)、摸不着, 如何感觉它的存在呢? 我们可通过实验来间接观察它的存在。 声波看不见,摸不到,但声波传到我们 的耳朵,会引起鼓膜振动,使我们产生听觉。 由此可见:波是自然界普通存在的现象。 动手做:探测电磁波 (1)实验器材:收音机、导线、电池、锉 2.电磁波 1.打开收音机,转动调谐旋钮,调至没有电 台的位置。 2.将导线一端接在干电池的负极,另一端时 断时续地与电池的正极接触。 3.注意倾听收音机里与导线接触或离开正极 瞬间同步的嚓嚓声。 (2)实验步骤: (3)探测电磁波视频 (4)实验结论 当导体中有迅速变化的电流时,会向周 围空间发射电磁波。 从收音机里你听到与导线接触或离开正 极瞬间同步的嚓嚓声,那就是你发射的神秘 的电磁波。 1.电磁波的波长、频率 与水波、声波相似,电磁波也有波长、频率。 波长 波长 波峰 波谷 波的图像 λ λ 二、描述电磁波 (1)波长:振动一次波传播的距离(相邻两个波 峰或波谷之间的距离)用字母λ表示。单位:m。 (2)频率:1秒钟波振动的次数叫频率,用字母 f 表示。单位:赫兹(Hz) 常用单位:千赫(KHz)、兆赫(MHz) “勇气号”可利用电磁 波穿越空无一物的漫漫 太空与地面科学家取得 联系,说明电磁波传播 不需要介质。 2.电磁波的传播 声音的传播需要固体、液体、气体等介质。 (1)电磁波的传播需要介质吗? (2)小实验 ① 实验器材:手机、玻璃罩、抽气机 ②实验步骤: 1.如图所示用抽气机抽 去玻璃罩中的空气。 2.打电话呼叫玻璃罩中 的手机。 3.观察现象 视频:真空玻璃罩中的手机 ③现象:能看到手机提示灯闪烁,听不到钟罩中电 铃发出的声音。 ④结论:电磁波能在真空中传播,或者说电磁波传 播不需要介质。声音不能在真空中传播。 (1)观察:收音机的刻度盘 打开收音机,转动调谐旋钮,调到不 同频率的位置,就会收听到不同电台的广 播节目。观察收音机的刻度盘,你知道上 面数字的含义吗? 二、电磁波谱 频率范围: 调频(FM) 56- 108 兆赫(MHz) 中波(MW) 525 - 1600 千赫(KHz) 短波1-2(SWl-2)6.00- 18.00 MHz 电磁波是个大家族,收音机的刻度盘上标示 的只是电磁波家族的一小部分。红外线、可见光、 紫外线、X射线、 射线等,都是家族中的成员, 只是它们各有不同的波长和频率范围。按电磁波 频率的大小,我们可以给它们排排“家谱”,看 看电磁波家族都有哪些成员。  射 线 红 外 线 无 线 电 波 10-3 10-1 10 103 105 107 1020 1018 1016 1014 λ(nm) 波长 109 1011 1013 频率 f (Hz) 1012 1010 108 106 104 (2)电磁波谱 可 见 光 ①可见光 同样,所有电磁波在真空中都以光速传播。 光是一种电磁波,光速即为电磁波传播速度 在电磁波的大家族 中,我们最熟悉的成员 是可见光了,它在真空 中以c =3.0 ×108 m/s 的速度传播。 ②波速、波长、频率 设电磁波的波长λ、频率f ,那么根据波长和频率 的定义,有 c:波速,真空或空气中为 3.0×108m/s f :频率,单位:Hz c=λf λ:波长,单位:m 例:打开收音机,将调谐旋钮转动到中央人民广播电 台第一套节目,已知这套节目的发射频率为640 KHz 。请根据c=λf计算这套节目用来发射信号的电磁波 的波长。你计算结果与收音机刻度盘上标出的波长数 值一致吗? 解:c=3.0×108m/s, f= 640 kHz=6.4×105Hz 由c=λf 得:λ=c/f =3.0×108m/s/6.4×105Hz =468.75m 电磁波有极其广泛的应用 射 线检 测金 属中 的缺 陷 X射 线检 透视 人体 内部 情况 紫 外 线 消 毒 从红 色到 紫色 的可 见光 红 外 热 感 照 相 机 微 波 炉 微 波 雷 达 电 视 机 收 音 机 自主探究 1.如图所示,打开收音机的开关,旋至没有电台的位置, 将音量开大。取一节干电池和一根导线,拿到收音机附近。 先将导线的一端与电池的负极相连,再将导线的另一端与电 池的正极摩擦,使它们时断时续地接触。 收音机发出“咔咔”声,表明收音机已经接收到电磁波。其 原因是当导线跟电池断续接触时,在接通和断开的瞬间,电 路中的电流大小就迅速变化,发出电磁波。 2.导线中电流的迅速变化会在空间激起(产生)电 磁波。发射电磁波的机器靠复杂的电子线路来产生 迅速变化的电流。 3.把移动电话放在真空罩中,再用固定电话拨打该移动电话, 结果发现:(1)罩内电话彩灯闪亮;(2)没有听到罩内移动电 话的振铃声;(3)从罩内取出电话发现,该电话显示有一个未 接电话信息。根据以上信息思考: (1)月球上没有空气,声音无法传播,宇航员可以利用无线电 来传递声音信息。 (2)请归纳本实验的结论:真空不能传声,真空能够传递电磁 波。 4.电磁波的几个要素 (1)波长:邻近的两个波峰(或波谷)的距离。单位: 米。 (2)频率:1s内有多少次波峰或波谷通过,波的频率 就是多少。单位:赫兹(Hz)。 神 奇 的 电 磁 波 产生:电流的变化会在空间激起电磁波 传播 不需要介质 在真空中电磁波的波速c=3.0×108m/s 特征 波长λ 频率f 波速c 波长、频率、波速之间的关系: c=λf 课堂小结 1.嫦娥二号卫星的微波探测仪可探测“月壤”发出的 频率3.0GHz、7.8GHz、19.35GHz和37.0GHz的微波辐 射(1GHz=109Hz),下列说法中不正确的是(  ) A.微波可传输信息 B.这四种微波在真空中波长一样 C.金属可屏蔽微波 D.这四种微波在真空中传播速度与光速相同 B 随堂训练 2.关于电磁波,下列说法正确的是(  ) A.微波、无线电波、红外线都属于电磁波 B.电磁波的传播速度比光速小 C.抽成真空的玻璃罩能屏蔽电磁波 D.根据公式c=λf可以推断频率越高的电磁波,波速越 大 A 3.科学家发现儿童对手机辐射的吸收是成年人的三 倍,建议儿童尽量减少使用手机,手机辐射其实 是( ) A.电磁波 B.次声波 C.超声波 D.声波 A 4.下列说法错误的是(  ) A.无线电波的传播也是能量的传递 B.我们生活的空间充满电磁 C.雷达利用电磁波监测空中目标 D.雷雨天打雷时,收音机中发出的“咔、咔”声,是 由于雷声的响度太大造成的。 D 查看更多

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