4.4电磁波谱课件(共22张PPT)
文档属性
| 名称 | 4.4电磁波谱课件(共22张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 4.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-12 20:56:26 | ||
图片预览
文档简介
(共22张PPT)
4.4 电磁波谱
一、六段波谱：按频率增加(波长减小)方式排列
无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、γ射线。
二、不同波段电磁波的特性及应用
无线电波
分长波,中波,短波,微波
λ>1mm(f<300GHz)
中、短波：收音机、
微波：电视、手机、
雷达、WiFi、微波炉等
人耳听觉、超声诊断等
微波炉的加热原理
微波是一种高频率的电磁波，其本身并不产生热，在宇宙、自然界中到处都有微波，但自然界中的微波，因为不集中，故不能加热食品。
微波炉利用其内部的磁控管将电能转变成微波，以2450MHz的振荡频率穿透食物。
当微波被食物吸收时，食物内的极性分子(如水、脂肪、蛋白质、糖等)会以每秒24.5亿次快速振荡，使得分子间互相作用而产生大量热。微波炉利用食物分子本身产生的热，里外同时快速加热食物。
移动通信原理
如果在外出途中需要打电话，可以使用移动电话(俗称手机)。移动电话不需要电话线，比固定电话更便捷。移动电话怎样工作呢？
原来，每一部移动电话既是无线电发射台，又是接收台，称为移动台(MS)。但是，移动台之间不能直接通话。
手机跟其他用户的通话要依靠较大的固定无线电台转接，这种固定的电台称为基站(BS)，城市中高大建筑物上常常可以看到移动通信基站的天线。
各基站发射功率一般为5~10W，服务范围约为2~10km，称为小区。由若干个相邻的小区组成一个大区(城市)，而各个小区组成了蜂房样的图案，所以这样的移动通信方式称为蜂房式移动通信。
电磁波遇到障碍物要发生反射，雷达就是利用这个特性工作的。
雷达使用的电磁波在微波波段。雷达有一个可以转动的天线，能向一定的方向发射无线电脉冲，每次发射的时间约为百万分之一秒，两次发射的时间间隔约为万分之一秒，天线在这个时间间隔内将反射回来的无线电波接收。
无线电波的传播速度是已知的，测出从发射无线电脉冲到接收到反射波的时间，就可以确定障碍物的距离。根据天线的方向和仰角，还可以确定目标的方位。实际上，障碍物的距离、方位等数据是由雷达的荧光屏直接显示出来的。
雷达可以用来为飞机、船只导航，探测台风、雷雨、云层。在军事上可以用来发现飞机、舰艇等目标。
雷达
Wi-Fi 和蓝牙所使用的电磁波的频率
WiFi：2.4GHz，或5GHz、60GHz
蓝牙：工作频率2400~2483.5MHz
红外线
温度越高红外辐射越强
所有物体都会发射红外线
波长比无线电波短，比可见光长
人眼看不见红外线
红外体温计、红外夜视仪、红外摄影、红外遥感技术等
主要作用是热作用
体温高，红外线强度大，红外体温计不接触身体也可测温
烤箱中的红光不是红外线,红外线是看不见的
二、不同波段电磁波的特性及应用
二、不同波段电磁波的特性及应用
红外线
温度越高红外辐射越强
所有物体都会发射红外线
波长比无线电波短，比可见光长
人眼看不见红外线
红外体温计、红外夜视仪、红外摄影、红外遥感技术等
主要作用是热作用
汽车红外夜视仪
二、不同波段电磁波的特性及应用
红外线
温度越高红外辐射越强
所有物体都会发射红外线
波长比无线电波短，比可见光长
人眼看不见红外线
红外体温计、红外夜视仪、红外摄影、红外遥感技术等
主要作用是热作用
汽车红外夜视仪
二、不同波段电磁波的特性及应用
红外线
温度越高红外辐射越强
所有物体都会发射红外线
波长比无线电波短，比可见光长
人眼看不见红外线
红外体温计、红外夜视仪、红外摄影、红外遥感技术等
主要作用是热作用
红外线云图
森林火场热红外影像
卫星云图
卫星云图是由气象卫星拍摄到的反映地球上空云层覆盖情况和地表面特征的图像。
利用卫星云图可以识别不同的天气系统，确定它们的位置，估计其强度和发展趋势,为天气预报提供依据。
若某地上空为晴空区，卫星探测的是地面辐射的红外线，表现为黑灰色；黑色越深，表示地面辐射越强，天气越晴好。
若某地上空有云雨覆盖，卫星探测的是云层顶部向太空辐射的红外线，表现为白色或灰白色；颜色越白，表示地面辐射越弱；云系越密实，降雨强度越大。
晴空区与云雨区间的过渡区，有不同厚度的云而无明显降水。
二、不同波段电磁波的特性及应用
红外线
温度越高红外辐射越强
所有物体都会发射红外线
波长比无线电波短，比可见光长
人眼看不见红外线
红外体温计、红外夜视仪、红外摄影、红外遥感技术等
主要作用是热作用
红外摄影
红外遥控
响尾蛇
二、不同波段电磁波的特性及应用
可见光
红、橙、黄、绿、青、蓝、紫
阳光由不同颜色的光组成：
波长：760-400nm
牛顿用三棱镜分解太阳光的实验
大气散射阳光，波长短散射容易。早、晚的阳光穿过的大气层较厚，蓝、紫光散射多，剩下更多的红、橙光， 所以颜色发红。
彩虹的成因
大气中的水滴把阳光分解为色光
牛顿用三棱镜分解太阳光的实验
二、不同波段电磁波的特性及应用
紫外线
阳光中有许多紫外线，适量照射促进钙吸收。但过强的紫外线会伤害眼睛和皮肤。
人眼也看不见紫外线
波长：5-370nm的电磁波
捕蚊器
紫外线具有较高能量，可破坏细胞中的物质，利用紫外线灭菌消毒
许多物质在紫外线照射时会发荧光，利用该特点防伪
二、不同波段电磁波的特性及应用
x射线和γ射线
过量x射线辐射会对人体造成危害
x射线能穿透物质，可用于透视人体、金属探伤、安检等
波长：比紫外线波长更短的电磁波； γ射线波长最短。
γ射线有很高能量，可破坏生命物质
在医学上摧毁癌细胞，在工业上金属内部探伤
三、太阳发出六段波谱中的电磁波
太阳辐射波谱相当宽，从伽玛射线到无线电波都有：
伽玛射线引起电子设备损坏，
紫外线破坏臭氧层，
白天的太阳是天空中最大的无线电噪声源。
可见光只是小部分，却是太阳辐射的主要部分，
其他波段的辐射虽然有，但是比例相对要低。
太阳辐射的能量集中在可见光、红外线和紫外线三个区域。黄绿光附近，辐射的能量最强。人眼正好能感受到该区域的辐射，这是巧合呢还是人类进化的结果？
总结：不同波段电磁波的特性及应用
无线电波主要用于广播、通讯等方面；
红外线主要作用是热作用，可以利用红外线来加热物体和进行红外线遥感；
紫外线主要作用是化学作用，可用来杀菌和消毒；
x射线有较强的穿透本领，利用其穿透本领与物质的密度有关，进行对人体的透视和检查部件的缺陷；
γ射线的穿透本领更大，在工业和医学等领域有广泛的应用，如探伤，测厚或用γ刀进行手术．
4.4 电磁波谱
一、六段波谱：按频率增加(波长减小)方式排列
无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、γ射线。
二、不同波段电磁波的特性及应用
无线电波
分长波,中波,短波,微波
λ>1mm(f<300GHz)
中、短波：收音机、
微波：电视、手机、
雷达、WiFi、微波炉等
人耳听觉、超声诊断等
微波炉的加热原理
微波是一种高频率的电磁波，其本身并不产生热，在宇宙、自然界中到处都有微波，但自然界中的微波，因为不集中，故不能加热食品。
微波炉利用其内部的磁控管将电能转变成微波，以2450MHz的振荡频率穿透食物。
当微波被食物吸收时，食物内的极性分子(如水、脂肪、蛋白质、糖等)会以每秒24.5亿次快速振荡，使得分子间互相作用而产生大量热。微波炉利用食物分子本身产生的热，里外同时快速加热食物。
移动通信原理
如果在外出途中需要打电话，可以使用移动电话(俗称手机)。移动电话不需要电话线，比固定电话更便捷。移动电话怎样工作呢？
原来，每一部移动电话既是无线电发射台，又是接收台，称为移动台(MS)。但是，移动台之间不能直接通话。
手机跟其他用户的通话要依靠较大的固定无线电台转接，这种固定的电台称为基站(BS)，城市中高大建筑物上常常可以看到移动通信基站的天线。
各基站发射功率一般为5~10W，服务范围约为2~10km，称为小区。由若干个相邻的小区组成一个大区(城市)，而各个小区组成了蜂房样的图案，所以这样的移动通信方式称为蜂房式移动通信。
电磁波遇到障碍物要发生反射，雷达就是利用这个特性工作的。
雷达使用的电磁波在微波波段。雷达有一个可以转动的天线，能向一定的方向发射无线电脉冲，每次发射的时间约为百万分之一秒，两次发射的时间间隔约为万分之一秒，天线在这个时间间隔内将反射回来的无线电波接收。
无线电波的传播速度是已知的，测出从发射无线电脉冲到接收到反射波的时间，就可以确定障碍物的距离。根据天线的方向和仰角，还可以确定目标的方位。实际上，障碍物的距离、方位等数据是由雷达的荧光屏直接显示出来的。
雷达可以用来为飞机、船只导航，探测台风、雷雨、云层。在军事上可以用来发现飞机、舰艇等目标。
雷达
Wi-Fi 和蓝牙所使用的电磁波的频率
WiFi：2.4GHz，或5GHz、60GHz
蓝牙：工作频率2400~2483.5MHz
红外线
温度越高红外辐射越强
所有物体都会发射红外线
波长比无线电波短，比可见光长
人眼看不见红外线
红外体温计、红外夜视仪、红外摄影、红外遥感技术等
主要作用是热作用
体温高，红外线强度大，红外体温计不接触身体也可测温
烤箱中的红光不是红外线,红外线是看不见的
二、不同波段电磁波的特性及应用
二、不同波段电磁波的特性及应用
红外线
温度越高红外辐射越强
所有物体都会发射红外线
波长比无线电波短，比可见光长
人眼看不见红外线
红外体温计、红外夜视仪、红外摄影、红外遥感技术等
主要作用是热作用
汽车红外夜视仪
二、不同波段电磁波的特性及应用
红外线
温度越高红外辐射越强
所有物体都会发射红外线
波长比无线电波短，比可见光长
人眼看不见红外线
红外体温计、红外夜视仪、红外摄影、红外遥感技术等
主要作用是热作用
汽车红外夜视仪
二、不同波段电磁波的特性及应用
红外线
温度越高红外辐射越强
所有物体都会发射红外线
波长比无线电波短，比可见光长
人眼看不见红外线
红外体温计、红外夜视仪、红外摄影、红外遥感技术等
主要作用是热作用
红外线云图
森林火场热红外影像
卫星云图
卫星云图是由气象卫星拍摄到的反映地球上空云层覆盖情况和地表面特征的图像。
利用卫星云图可以识别不同的天气系统，确定它们的位置，估计其强度和发展趋势,为天气预报提供依据。
若某地上空为晴空区，卫星探测的是地面辐射的红外线，表现为黑灰色；黑色越深，表示地面辐射越强，天气越晴好。
若某地上空有云雨覆盖，卫星探测的是云层顶部向太空辐射的红外线，表现为白色或灰白色；颜色越白，表示地面辐射越弱；云系越密实，降雨强度越大。
晴空区与云雨区间的过渡区，有不同厚度的云而无明显降水。
二、不同波段电磁波的特性及应用
红外线
温度越高红外辐射越强
所有物体都会发射红外线
波长比无线电波短，比可见光长
人眼看不见红外线
红外体温计、红外夜视仪、红外摄影、红外遥感技术等
主要作用是热作用
红外摄影
红外遥控
响尾蛇
二、不同波段电磁波的特性及应用
可见光
红、橙、黄、绿、青、蓝、紫
阳光由不同颜色的光组成：
波长：760-400nm
牛顿用三棱镜分解太阳光的实验
大气散射阳光，波长短散射容易。早、晚的阳光穿过的大气层较厚，蓝、紫光散射多，剩下更多的红、橙光， 所以颜色发红。
彩虹的成因
大气中的水滴把阳光分解为色光
牛顿用三棱镜分解太阳光的实验
二、不同波段电磁波的特性及应用
紫外线
阳光中有许多紫外线，适量照射促进钙吸收。但过强的紫外线会伤害眼睛和皮肤。
人眼也看不见紫外线
波长：5-370nm的电磁波
捕蚊器
紫外线具有较高能量，可破坏细胞中的物质，利用紫外线灭菌消毒
许多物质在紫外线照射时会发荧光，利用该特点防伪
二、不同波段电磁波的特性及应用
x射线和γ射线
过量x射线辐射会对人体造成危害
x射线能穿透物质，可用于透视人体、金属探伤、安检等
波长：比紫外线波长更短的电磁波； γ射线波长最短。
γ射线有很高能量，可破坏生命物质
在医学上摧毁癌细胞，在工业上金属内部探伤
三、太阳发出六段波谱中的电磁波
太阳辐射波谱相当宽，从伽玛射线到无线电波都有：
伽玛射线引起电子设备损坏，
紫外线破坏臭氧层，
白天的太阳是天空中最大的无线电噪声源。
可见光只是小部分，却是太阳辐射的主要部分，
其他波段的辐射虽然有，但是比例相对要低。
太阳辐射的能量集中在可见光、红外线和紫外线三个区域。黄绿光附近，辐射的能量最强。人眼正好能感受到该区域的辐射，这是巧合呢还是人类进化的结果？
总结：不同波段电磁波的特性及应用
无线电波主要用于广播、通讯等方面；
红外线主要作用是热作用，可以利用红外线来加热物体和进行红外线遥感；
紫外线主要作用是化学作用，可用来杀菌和消毒；
x射线有较强的穿透本领，利用其穿透本领与物质的密度有关，进行对人体的透视和检查部件的缺陷；
γ射线的穿透本领更大，在工业和医学等领域有广泛的应用，如探伤，测厚或用γ刀进行手术．