(共20张PPT)
第2节 电磁波的应用
第二十章 电磁波与信息时代
课程讲授
新课导入
本课小结
我们一起来闯关
知道无线电波、微波等不同区间的电磁波的应用，了解电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响。
01
能体会人类对电磁波技术的巧妙应用，能感受人类由此拓展并提高了自身的能力。
02
03
能认识到科技创新的重要价值。
素养目标
新课导入
观看视频，感受奇妙的电磁波
今天，人们对电磁波的认识，可不只视频中的这一点，我们还利用他为我们服务。今天我们就来认识一下电磁波的应用。
一、无线电波与广播电视
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1.观看视频：了解电磁波的分类特点及应用情况：
2.阅读课本P182“无线电波与广播电视”部分。
（1）在电磁波谱中，无线电波的波长最 ，频率最 ，传播时易发生衍射，能绕过障碍物。
（2）被广泛用于长距离输送声音、图文等信号，如广播、电视、手机通信等；还用于导航系统，如全球定位系统（GPS）。
长
低
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频带名称 频率范围ν/Hz 波段名称 波长范围λ/m 用途
低频 30～3×105 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 3×109～3×1010 厘米波 10-1～10-2 电视广播
（3）无线电波的波长范围非常广，可分为多个波段，如下图所示：
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3.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；高频无线电波则被大气层上层的电离层反射，从而传播到更远的地方。如下图所示：
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4.中、高频无线电波：
（1）适用于区域性的无线电广播，以传输普通声音信号为主。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，简称为调幅。甚高频的无线电波则用于传输高品质广播、例如立体声节目，其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。
频率调制
振幅调制
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（2）观察收音机的调频和调幅窗口，了解其数值单位及其意义。
（3）调制不同频道收听不同频道的声音信息。根据某个频道的波长或频率计算该频道的频率或波长。
例如中央广播电台音乐之声频道在北京地区的调频为FM90.0，即为90兆赫，则其电磁波的波长约为 m。
（4）思考问题，如果还有一个广播电台也用此频率的电磁波发布信号，会有什么后果？应该怎么办？
3.3
信号将会被叠加，信号将不能被区分。不同电台应专项使用固定频率的电磁波。
（5）扭转天线，观察天线的方向跟声音清晰度的关系。
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5.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。因此闭路电视普及之前，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。如下图：
东方明珠电视塔 北京电视塔 天津电视塔 重庆电视塔
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二、微波与卫星通信
1.观看视频，了解卫星通信原理及其技术:
2.阅读课本P183—184“微波与卫星通信”部分。
（1）微波的波长在厘米量级甚至更短，可穿透大气层，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。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。
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如下图所示：
（2）通信卫星使用的微波频率范围一般在300 MHz 至300GHz。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。我国的天宫空间站已实现多次"天宫课堂"的高清信号直播，依靠的就是我国建立的天链一号、天链二号中继卫星通信系统。天链中继卫星通信就是典型的微波通信，即使用了电磁波中的微波段。
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3.讨论问题：我们都有这样的经验的，电视台进行实时采访时，通过卫星通信传播的画面和声音会有一定的延迟，请结合卫星通信原理及流程分析延迟的原因。
4.结合课本P184“科学书屋”中内容，了解并尝试复述微波炉的工作原理与使用。
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三、红外线成像与检测
1.阅读课本P184—185“红外线成像与检测”部分内容。
（1）在电磁波谱上，红外线在可见光谱波红光一侧，我们用肉眼 看见它。红外线的波长比红光要长，约为10-4m。
（2） 物体能发射红外线，且强度与波长和物体的 有关，温度低于500℃的物体只会发射红外线，超过500℃的物体则既可发射红外线也可发射可见光。
（3）红外线作为一种特殊的电磁波，应用非常广泛，常见于热成像、遥控与检测等领域。各类家用电器的遥控器、红外测温仪也是利用红外线来工作的。
2.观看视频，了解红外热成像下的世界和红外测温原理
不能
所有
温度
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3.观察演示：老师用红外成像仪连接手机，投屏到多媒体展示观察到的图像、视频信息。
4.探究活动：
（1）每个小组选出一名同学作为测温目标，分别用红外测温仪在同一位置测量目标同学的体温，比较其差异，分析误差大小情况。
（2）在不同位置测温，如距离远近、测温角度、目标同学的面部不同位置，观察、分析温度情况，总结影响测量温度的因素。
（3）用体温计准确测量目标同学体温，跟红外测温仪所测体温对比，对两种测温仪器的使用给出建议。
用同一仪器、在同一环境下、对同一目标进行测量体温时，测量距离、目标大小、测量角度都会影响测温结果，建议测量距离为2—5cm，测量角度为0°-30°以内。
5.拓展一步：紫外线及其应用
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四、高频电磁波与医疗
1. 电磁波在医学上应用非常广泛，比如用紫外线照射消毒杀菌，利用红外线实现无接触测温等。除此之外，我们经常听到拍X光片、CT、强化CT、核磁共振等医疗诊断名词，看来更高频率的电磁波也被广泛应用到医学上。观看视频，了解电磁波在医学上的应用。
2.认识常见医学仪器及诊断结果图片：
X光片 CT影像片 核磁共振仪器
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3.阅读课本P185“高频电磁波与医疗”部分内容。
阅读完后根据课本内容，加上平时了解及课前预习，尝试回答X光片、CT检测、核磁共振等诊断方法的原理、应用等。
课堂小结
电磁感
的应用
无线电波
广播电视
微波
卫星通信
红外线
成像与检测
高频电磁波
医疗
我们一起来闯关
1. （多选）无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等按顺序排列起来，形成了范围非常广阔的电磁波谱。不同的电磁波具有不同的特性，因而其用途也不同。下列关于电磁波的应用符合实际的是（ ）
A．微波可以用于卫星通信
B．红外线可以用于杀菌消毒
C．紫外线可以用于加热理疗
D．X射线片可以用于诊断病情
2. 关于电磁波的性质和用途，下列说法正确的是（ ）
A．微波宜用地波传播
B．无线电选台的过程就是调制
C．在广播电视中，声音和图象信号可以利用电磁波传递
D．真空中电磁波的传播速度对不同惯性参考系是不同的
AD
C
我们一起来闯关
3. 电磁波是一个大家族，下图是它们的“家族谱”，结合我们日常生活中的实际应用，下列说法正确的是（ ）
A．家庭用的电烤箱是工作在紫外线的范围内
B．电视机、空调等使用的遥控器是工作在微波的范围内
C．家庭使用的微波炉是工作在无线电波的范围内
D．电磁波可以在真空中传播
4. 转动收音机调谐器的旋钮是为了（ ）
A．选定某一频率的电台信号 B．调节收音机的音量
C．把音频信号转换成声音 D．把声音信号从高频调制信号中检出来
D
A
我们一起来闯关
5. 各种波段的无线电波用途不尽相同，超远程地面通信利用 ；无线电广播利用 、 和 ；电视利用 ；无线电导航利用 。
6. 电磁波的用途非常广泛：医生用 做脑手术；用 判断病人是否骨折；我们生活中的电视机、空调器等设备的遥控器都是 ； 在通信领域大显身手。
长波
中波
中短波
短波
微波
中波
γ射线
X射线
红外线
无线电波
