17.2电磁波及其传播课件2021-2022学年度苏科版物理九年级下册(共38张PPT)

(共38张PPT)
第二节 电磁波及其传播
第十七章 电磁波与现代通信
新知一 波的基本特征
1. 机械波 水波、弹簧中的疏密波和声音都是波，它们都是振动形态在介质中的传播，属于机械波.
2. 所有的波都是在传播周期性变化的
运动形态，如水波传播的是凹凸相
间的运动形态(如图17-2-1 所示).
合作探究
3. 描述波性质的五个物理量(如图17-2-2 所示)
(1)振幅：我们把波源偏离平衡位置的最大距离叫做振幅，用字母A 表示，单位是米(m). 振幅反映了波源振动的强弱.
(2)周期：波源振动一次所需要的时间叫做周期，用字母T 表示，单位是秒(s).
(3)频率：波源每秒钟振动的次数叫做频率，用字母f 表示，单位是赫兹(Hz),常用单位有千赫和兆赫，1 MHz =103 KHz，1 KHz= 103 Hz.
(4)波长：波在一个周期内传播的距离叫做波长，用λ 表示，单位是米(m).
(5)波速：波的传播速度，它是反应波传播的快慢的物理量，用字母v 表示，单位是米/ 秒(m/s).
3. 波长、波速、频率、周期的关系
(1)频率与周期都反映了波振动的快慢，它们的关系是： ；
(2)波长、波速、周期的关系是： ；
(3)波长、波速、频率的关系是： v=λf；
(4)知道以上四个物理量中的任意两个, 可以求出另外两个物理量.
对比反思:
在机械运动中，我们学习了物体运动速度的公式： .在波的传播过程中，同样有波速v，为了方便计算，我们选取一个波长(λ)作为运动的路程(s)，选取传播一个波长所对应的时间——周期(T)作为运动的时间(t)， 于是得
例 1
如图17-2-3 所示是一个物体振动时的波形图. 观察此图可以知道声源的振幅是______m；波源振动的周期是______ s；波源振动的频率
是______ Hz. 如果此波的波
长为2 m，则此波传播的速
度是______ m/s.
0.3
0.4
2.5
5
深度理解：
波的传播速度公式是v=λf，不能说波的传播速度跟波长或频率成正比，因为另外一个量还不确定；当波的传播速度一定时，波长就与波的频率成反比；当波长一定时，波的传播速度与频率成正比.
新知二 了解电磁波
1. 电磁波的预言和证实
(1)预言: 麦克斯韦(英国)建立了电磁波理论，并预言了电磁波的存在.
(2)证实: 赫兹(德国)用实验证实了电磁波的存在.
2. 电磁波的实质 电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场.
3. 电磁波的产生条件 当导体中有迅速变化的振荡电流时，在导体周围空间会有电磁波产生，并周期性向外传播.
4. 验证电磁波的存在
(1)实验步骤
①如图17-2-4 所示，打开收音机的开关，转动选台用的旋钮，调到一个没有电台的位置，使收音机收不到电台的广播，然后调大音量.
特别提醒
实验注意事项：
①电池要用旧的，因为直接用导线连接电池正、负极会发生短路，损坏电池.
②收音机要调到没有电台的位置，音量的开关要调到较大的位置.
②取一节干电池和一根导线，靠近收音机. 将导线的一端与电池的负极相连，再用导线的另一端与电池的正极时断时续地接触，从收音机里听到了“咔嗒、咔嗒”的声音.
根据收音机中发出的“咔嗒”声推测得出电磁波的存在，用到了转换法.
(2)实验现象分析：当导线的一端与电池的负极相连，再用导线的另一端与电池的正极时断时续地接触时，导体中有迅速变化的振荡电流，在导体周围空间就会产生电磁波；收音机接收到这个电磁波，发出“咔嗒、咔嗒”的声音.
5. 电磁波的传播
(1)电磁波的传播不需要介质, 电磁波可以在真空中传播.
(2)电磁波在真空中的传播速度：电磁波在真空中传播的速度约为3×108 m/s，与光速相同.
6. 探究电磁波的特性
(1)提出问题：电磁波能在真空中传播吗，电磁波能被阻挡(屏蔽)吗？
(2)猜想与假设：光属于电磁波，它能在真空中传播，所以电磁波能在真空中传播；电磁波可能被某些物质阻挡.
(3)设计实验：将手机分别放入到真空罩、纸盒、塑料盒、金属盒中，看在哪些地方，手机能接收到信号.
(4)进行实验
① 探究电磁波是否能在真空中传播：如图17-2-5 所示，将手机悬挂在真空罩中，用抽气机抽去罩中
的空气，打电话呼叫罩中的手机，观察
手机能否收到电磁波呼叫信号.
实验现象：虽然听不到手机铃声，但可以看到手机显示屏幕接收的来电信号.
② 探究电磁波能够穿透哪些物质，不能穿透哪些物质：分别将手机放在纸盒、密闭塑料盒以及金属盒( 如饼子筒、茶叶盒) 中，再打电话呼叫盒中的手机，观察手机能否收到电磁波呼叫信号.
实验现象：只有在金属盒中，听不到手机铃声，而在纸盒、塑料盒中时，都能听到手机铃音.
(5)实验结论
①电磁波的传播不需要介质，它能在真空中传播；
②金属容器能屏蔽电磁波.
易错提示:
在有些电梯或混凝土建筑物中，手机有时会接收不到信号或接收到的信号较弱，这是因为电梯或混凝土中钢结构阻碍了电磁波的传播. 目前公共场所的电梯，已经通过专门的设备将电磁波信号引进到电梯内部，故能照常接听手机. 并不是这种电梯的外壳能让电磁波透过.
探究电磁波特性的实验过程如下：
(1)将手机的“背景灯光提示”功能打开后放在真空罩中，用抽气机抽去罩中空气，打电话呼叫罩中手机，这时，手机背景灯光闪烁. 由这个事实可推测：电磁波_____ (填“能”或“不能”)在真空中传播.
(2)将手机放在金属容器中(手机不与金属容器壁接触)，打电话呼叫金属容器中的手机，这时手机 _____(填“能”或“不能”)接收到信号.
例2
能
不能
方法点拨:
真空罩中的空气不可能完全被抽去，抽气后对电磁波的传播没有产生影响，由此推理电磁波应该可以在真空中传播. 其实电磁波可以在真空传播的事例很多，比如我们能接收太阳光就可以作为电磁波可以在真空中传播的物理事例.
新知三 电磁波谱
1. 电磁波分类 将电磁波按波长分类，可分为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、γ 射线等.
深度理解：
微波炉所使用的微波频率一般为2 450 MHz，在微波的作用下，食物分子剧烈振动，食物内能增大. 电磁波可以深入食物内部，所以食物内部和外部几乎同时变熟.
2. 电磁波谱 电磁波谱是按波长(或频率)连续排列的电磁波序列，如图17-2-6 所示.
3. 电磁波的应用
(1)无线电波：广播、电视和移动电话等.
(2)微波：应用于通信方面、加热食物等.
(3)红外线：遥控、遥感等.
(4)紫外线：杀菌、验钞等.
(5)X 射线：用于医疗上诊断是否骨折等.
(6)γ 射线：金属探伤等.
4. 电磁污染 电磁污染指的是天然的和人为的各种电磁波干扰和有害的电磁辐射. 电磁技术给人类带来巨大的物质文明进步的同时，也造成了电磁污染.
延伸拓展:
电磁污染及其预防方法：
①尽量远离人造电磁辐射源，如不随便靠近电视发射装置、高频电缆等；
②正确使用带有电磁辐射的家用电器；
③必要时，要安装屏蔽设备.
[中考·益阳] 如图17-2-7 所示是某学校为学生配备的智能学生证. 智能学生证除了可以记录学生个人信息资料外，还具有定位(判断学生“在校”或“离校”)及紧急呼救等功能. 智能学生证实现定位或呼救功能时，主要是利用( )
A. 超声波 B. 次声波
C. 无线电波 D. 红外线
C
例 3
特别提醒:
定位功能是利用电磁波来传递信息的. 从大的方面来说，利用的是电磁波，而从小的方面来说，利用的是电磁波中的无线电波. 特别注意，本题四个选项中还提到“红外线”，红外线也属于电磁波. 答题的关键是能正确认识电磁波这个大家族.
关于波的基本特征有下列几种说法，其中错误的是(　　)　
A．振幅反映振动的强弱
B．频率反映振动的快慢
C．周期反映振动的快慢
D．波长反映传播的快慢
1
D
巩固新知
下列关于电磁波的说法中，错误的是(　　)
A．奥斯特预言了电磁波的存在
B．赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在
C．电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场 D．从地球表面到遥远的太空，到处充满了电磁波
A
2
电磁波________在真空中传播，电磁波在真空中传播的速度为____________m/s，光波________电磁波．
可以
3
3×108
属于
电视机是电磁波的接收机，接收到空中传播的信号后，通过________将图像信号还原成图像，通过____________和扬声器将声音信号还原成声音．
4
显像管
音频放大器
【2021·广东】电磁波的频率与波长的大致分布如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．紫外线属于可见光
B．红外线的波长比可见光的短
C．X射线的频率比无线电波的低
D．可见光与γ射线在真空中的传播速度相等
D
5
关于超声波和电磁波，以下说法正确的是(　　)
A．都能在真空中传播
B．传播速度都是3×108 m/s 　　
C．传播都需要介质
D．都能传递信息
D
6
【2020·常州】2020年5月19日，为抢救濒危病人，常州医生朱鼎暴露在X光(电磁波的一种)下近1 h，之后才穿上铅制防护服继续抢救直至病人转危为安．朱鼎事后流了鼻血，好在身体未受到其他严重伤害．
7
铅制防护服能阻碍X光传播，下列现象同样是阻碍电磁波传播的是(　　)
①放在真空罩内的手机仍能接收到呼叫信号；②放在密闭金属盒内的收音机，不能接收到电台信号；③微波炉炉门上的玻璃覆盖有金属网，可以防止微波泄漏；④用导线时断时续地连接旧干电池的两极，附近的收音机发出“咔啦咔啦”的声音．
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
B
【2021·常州】印度的月球卫星“月船1号”失联后，地面测控中心通过计算预测“月船1号”会经过月球北端上空165 km高处的A点(如图所示)，便在某时刻向该处发射________(填“电磁波”或“超声波”)信号，2.6 s后收到回波信号，从而确信“月船1号”依然在轨道上运行，测控中心距离A点________km.
(v电磁波＝3×108 m/s，
v超声波＝340 m/s)
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电磁波
3.9×105
电磁波及其传播
电磁波
波
产生
传播
分类
应用
归纳新知
再见