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第十九章 电磁波与信息时代
19.1 最快的“信使”
学习目标
课前预习
课堂达标
易错辨析
课程标准(2022年版) 学习目标
知道电磁波.知道电磁波在真空中的传播速度.知道波长、频率和波速.了解电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响. 1.认识电磁波,知道电磁波在真空的传播速度,知道光是电磁波.
2.知道电磁波的波速、波长和频率的关系.认识描述电磁波的波形图.
3.了解电磁波的“家族成员”及应用.
什么是电磁波谱 红外线和紫外线有哪些应用,各举出一个实例.
为了对各种电磁波有个全面的了解,人们按照波长的顺序把这些电磁波排列起来,这就是电磁波谱.电磁波包括的范围很广,实验证明,电磁波是由变化电磁场产生的,光是电磁波;电磁波有:无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、X射线,γ射线.红外线的应用:红外线取暖器、电视机的遥控器等;紫外线的应用:验钞、杀菌等.
1.电磁波的产生:当导体中的 发生变化时,导体就会向四周发射 .电磁波既能传递 ,又能传递 .
2.电磁波的传播:电磁波的传播 (选填“需要”或“不需要”)介质,在真空中 (选填“能”或“不能”)传播,传播速度约是 m/s.
3.金属容器对电磁波有屏蔽作用.
3×108
能
不需要
能量
信息
电磁波
认识电磁波
电流
【例1】如图所示的实验可以验证电磁波的存在.将导线的一端与电池的一极相连,用导线的另一端与电池的另一极时断时续地接触,从收音机里可以听到“咔嚓”声,说明
可以产生电磁波;如果把收音机放入一个密闭的金属盒中,进行同样的操作 (选填“能”或“不能”)听到“咔嚓”声,这说明 .
金属对电磁波有屏蔽作用
不能
变化的电流
【举一反三】
1.下列现象中不能产生电磁波的是( )
A.电冰箱的电路接通或断开
B.正在工作的电铃
C.正在工作的电喇叭
D.用木棒不断敲击鼓面
D
2.日常生活中,当打开或关闭电灯时,会从附近的收音机中听到“喀喀”的杂音,这种杂音的产生原因是( )
A.电路通断时发出的电磁波被收音机接收
B.电路通断时收音机内元件因放电冒出火花
C.电路通断的瞬间电流过大将收音机内元件烧坏
D.收音机内有灰尘等杂物
A
3.(核心教材母题:YH九下P53,RJ九全P150)如图所示,将一根导线的一端与电池的负极相连,另一端与电池的正极时断时续地接触,旁边的收音机就会发出“喀啦喀啦”的声音,这是因为导线中变化的 产生了 .
电磁波
电流
【归纳总结】
电流的迅速变化(包括电流大小的变化、电流的有无、电流方向的变化等),会在周围激起电磁波.
1.电磁波与声波类似,描述电磁波的物理量有 、
和 ,分别用c、 f和 表示,三者之间的关系用公式表示是 .
2.波长λ是相邻两个 (或 )间的距离,单位
是 .
3.频率f是电磁波在1 s内振动的 .单位是 ,简称 ,符号是 ,1 kHz= Hz,
1 MHz= Hz.
106
103
Hz
赫
赫兹
次数
m
波谷
波峰
c=λf
λ
波长
频率
波长、频率、波速的关系
波速
4.电磁波在真空中的传播速度与光速相等,即c= m/s.真空中电磁波的波速一定,由c=λf可知,电磁波的频率越高,波长越 ;反之,频率越低,波长越 .
【例2】根据波长、频率、波速的关系式c= ,波长越短,则频率越 ,不同波长的电磁波在真空中的传播速度
(选填“相同”或“不同”),波速为 km/s.
3×105
相同
高
λf
长
短
3×108
【举一反三】
4.北斗导航仪与通信卫星之间通过电磁波来传递信息,其在真空中的传播速度为 m/s.如图所示是表示音频、视频和射频三种信号的波形示意图,频率最高的是_______ 信号.
射频
3.0×108
5.印度的月球卫星“月船1号”已失联多年,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,便在某时刻向该处发射 (选填“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”依然在轨道运行,测控中心距离A点 km.
(c=3×108 m/s,v超声波=340 m/s )
3.9×105
电磁波
【归纳总结】
1.电磁波的传播不需要介质,它在真空中传播速度最快,c=3×108 m/s;在空气中的速度近似等于真空中的速度.
2.由c=λf可知,波长λ与频率f成反比.不同频率的电磁波在真空中的传播速度相同,频率越高的电磁波,其波长越短.
1.根据电磁波的频率由 (选填“低到高”或“高到低”)排列顺序,可分为无线电波、微波、 、
、 、X射线、γ射线等.
2.电磁波谱中波长最长的是 ,雷达所用的电磁波是 ,电视机遥控器所用的电磁波是 ,用来检测金属中是否有缺陷的是 .
γ射线
红外线
微波
无线电波
紫外线
可见光
红外线
电磁波的应用
低到高
【例3】物理知识是从实际中来,应用到实际中去.下列有关技术及其应用的说法,正确的是( )
A.电视机的遥控器可以发出不同的紫外线,来实现对电视机的遥控
B.人们可以利用超声波来测量地球到月球的距离
C.验钞机利用红外线辨别钞票的真伪
D.收音机、电视机和手机都是靠电磁波来传递信息的
D
【举一反三】
6.2020年8月3日,我国独立自主建立的北斗三号全球卫星导航系统建成开通,可向全球免费提供全天候、高质量的定位、导航、测速和授时服务,该系统利用电磁波传递信息.下列关于电磁波的说法中,正确的是( )
A.电磁波的频率越高,传播速度就越快
B.所有电磁波的波长都是相等的
C.5G和4G技术使用的电磁波在真空中传播速度相同
D.声音和电磁波都能传递信息,且都能在真空中传播
C
7.生活中常见的微波炉是利用 来加热食品的,
它 (选填“能”或“不能”)在真空中传播.太阳光中
的 (选填“红外线”“可见光”或“紫外线”)可以灭菌.
紫外线
能
电磁波
A.紫外线是紫色的
B.电视机遥控器用γ射线遥控
C.体检胸透用的电磁波频率比无线电波低
D.冬天围着火炉烤火感觉暖和,是因为火炉能产生大量红外线的缘故
8.如图所示是电磁波及其应用事例,正确的是( )
D
【归纳总结】
1.电磁波可以在真空中传播,能传递信息.电磁波的频率越高,相同时间内传输的信息就越多.
2.电磁波具有能量,可以加热物体.光是一种电磁波.遥控器利用红外线来遥控电视.紫外线灯利用紫外线灭菌.
【基础概念易错辨析】
1.中国的“5G技术”世界领先,该技术采用无线电波传输信息,无线电波是电磁波.( )
2.电磁波在真空中的传播速度是340 m/s.( )
3.电磁波只能传递信息,声波不仅能传递信息还能传递能量.( )
4.电磁波看不见、摸不着,只能在真空中传播.( )
√
【重难易错】某手机网络频率范围是1 920 MHz~1 935 MHz,下列说法正确的是( )
A.1 920 MHz的电磁波波长比1 935 MHz的短
B.1 920 MHz的电磁波不能在没有空气的月球上传播
C.1 920 MHz的电磁波在真空中传播的速度比1 935 MHz的慢
D.1 920 MHz和1 935 MHz的电磁波在真空中传播的速度相同
易错分析:电磁波的传播不需要介质,在真空中传播速度相同,与波长、频率无关.
D
谢谢大家!