20.1初识电磁波（课件37页）2025-2026学年九年级物理全册沪科版（2024）

(共37张PPT)
幻灯片 1：封面
标题：20.1 初识电磁波
副标题：探索无形的能量波
姓名：[你的名字]
日期：[具体日期]
幻灯片 2：课程导入
生活联想：当你打开收音机听到远方的歌声，用手机与朋友视频通话，或是在阳光下感受温暖时，你是否想过是什么在传递这些信号和能量？它们都与一种看不见、摸不着却无处不在的物质 —— 电磁波有关。
问题引导：电磁波是什么样的存在？它是如何被发现的？又有哪些基本特性呢？
学习目标：通过本节课的学习，我们将了解电磁波的发现历程、产生原理、传播特性以及电磁波谱的组成，为深入认识电磁波在信息时代的应用打下基础。
幻灯片 3：电磁波的发现之旅
理论预言：19 世纪 60 年代，英国物理学家麦克斯韦在研究电磁现象时提出了电磁场理论。他大胆预言：变化的电场会产生变化的磁场，变化的磁场又会产生变化的电场，这种相互激发的电磁场会以波的形式向周围空间传播，这就是电磁波。
实验证实：1887 年，德国物理学家赫兹通过实验成功产生并检测到了电磁波，验证了麦克斯韦的预言。他的实验装置虽然简单，却首次证明了电磁波的真实存在，为后续电磁波的应用铺平了道路。
科学意义：电磁波的发现打破了人们对 “波必须依靠介质传播” 的固有认知，揭示了光、电、磁之间的内在联系，开启了现代通信技术的新纪元。为纪念赫兹的贡献，频率的单位被命名为 “赫兹（Hz）”。
幻灯片 4：电磁波的产生原理
核心条件：当导体中有迅速变化的电流时，导体周围就会产生电磁波。这里的 “迅速变化” 指电流的大小或方向发生快速变化，比如无线电发射台中的振荡电路就能产生这样的电流。
微观解释：变化的电流会产生变化的磁场，变化的磁场又会激发变化的电场，电场和磁场相互依存、相互激发，就像水波一样向空间各个方向传播，形成电磁波。
生活实例：手机通话时，内部电路产生变化的电流，从而发射电磁波；微波炉工作时，磁控管产生高频变化的电流，激发电磁波加热食物。
幻灯片 5：电磁波的传播特性
无需介质：与声波等机械波不同，电磁波的传播不需要任何介质，它可以在真空中传播，也能在空气、水、玻璃等介质中传播。这也是太阳光能穿越真空的宇宙空间到达地球的原因。
传播速度：电磁波在真空中的传播速度约为3×10 米 / 秒，与光速完全相同。这一发现揭示了 “光也是一种电磁波” 的重要结论。在介质中传播时，速度会略低于真空中的速度，且不同介质中速度不同。
能量传递：电磁波的传播过程伴随着能量的传递，比如太阳光的能量通过电磁波传递到地球，为生命提供温暖和能量；微波炉通过电磁波传递能量加热食物。
幻灯片 6：电磁波的基本参数
波长（λ）：电磁波在一个振动周期内传播的距离，单位是米（m）。可以理解为相邻两个波峰（或波谷）之间的距离。
频率（f）：单位时间内电磁波振动的次数，单位是赫兹（Hz）。常用单位还有千赫（kHz，1kHz=10 Hz）、兆赫（MHz，1MHz=10 Hz）、吉赫（GHz，1GHz=10 Hz）。
波速（c）：电磁波传播的速度，在真空中 c=3×10 m/s。
关系公式：三者满足c=λf。在真空中，波速 c 是恒定的，因此波长与频率成反比 —— 频率越高，波长越短；频率越低，波长越长。
实例计算：某电台发射的电磁波频率为 90MHz（90×10 Hz），则其波长 λ=c/f=3×10 m/s÷90×10 Hz≈3.33m。
幻灯片 7：电磁波谱 —— 电磁波的 “家族成员”
定义：将各种电磁波按照波长（或频率）的顺序排列起来，就形成了电磁波谱。这个 “家族” 成员众多，波长从长达数千米到短至万亿分之一米不等。
主要成员及特点：
无线电波：波长最长（1mm - 3000m），频率最低，包括长波、中波、短波、微波，是通信的主力。
红外线：波长比无线电波短，具有热效应，能被物体吸收产生热量。
可见光：人眼可感知的电磁波，波长 400nm - 760nm，使我们能看见五彩世界。
紫外线：波长比可见光短，具有杀菌作用，但过量照射有害。
X 射线：波长很短，穿透能力强，常用于医学透视和工业探伤。
γ 射线：波长最短，能量最高，来自核反应或天体活动，可用于癌症治疗。
电磁波谱图：展示电磁波谱的示意图，标注各波段的波长范围和典型应用，直观呈现 “家族成员” 的差异与联系。
幻灯片 8：电磁波与我们的生活
通信领域：无线电波用于广播、电视、手机通信、卫星导航等，让信息传递突破时空限制。
能源利用：可见光和红外线为地球提供能量，太阳能热水器利用红外线加热，植物通过可见光进行光合作用。
医疗健康：X 射线用于医学成像，γ 射线用于癌症放疗，紫外线用于消毒杀菌。
科学研究：电磁波是探索宇宙的重要工具，射电望远镜通过接收天体发射的无线电波研究宇宙，光谱分析利用不同波长的电磁波了解物质成分。
幻灯片 9：课堂练习
填空题：
电磁波是由_____产生的，它在真空中的传播速度为_____m/s。
电磁波的波长 λ、频率 f 和波速 c 的关系是_____，在真空中，频率越高的电磁波，波长越_____。
光_____（选填 “是” 或 “不是”）一种电磁波，生活中利用电磁波工作的设备有_____（举一例）。
选择题：
下列关于电磁波的说法中，正确的是（ ）
A. 电磁波只能在空气中传播 B. 电磁波的传播需要介质 C. 电磁波具有能量 D. 频率越高的电磁波传播速度越快
下列不属于电磁波的是（ ）
A. 无线电波 B. 声波 C. 紫外线 D. 可见光
幻灯片 10：课堂小结
知识梳理：本节课我们认识了电磁波的发现历程（麦克斯韦预言、赫兹证实）、产生原理（迅速变化的电流）、传播特性（无需介质、光速传播、能量传递）、基本参数（波长、频率、波速及关系）以及电磁波谱的组成。
核心要点：电磁波是一种以光速传播的电磁场波，无需介质即可传播，不同波长的电磁波具有不同特性和应用，它们共同构成了电磁波谱，深刻影响着我们的生活和科技发展。
幻灯片 11：课后作业
观察生活中哪些现象与电磁波有关，记录 3 个实例并说明它们利用了哪种电磁波。
查阅资料，了解微波炉是如何利用电磁波加热食物的，写一段简短的说明（100 字左右）。
计算：某 5G 信号的频率为 3GHz（3×10 Hz），求其在真空中的波长。
幻灯片 12：结束页
总结语：电磁波是宇宙中普遍存在的物质，从预言到证实，从理论到应用，人类对电磁波的认识不断深化。它像一根无形的纽带，连接着世界，推动着科技进步。
探索提示：下节课我们将进一步学习电磁波如何传递信息，以及它在信息时代的具体应用，敬请期待！
2024沪科版物理九年级全册
20.1初识电磁波
第二十章 电磁波与信息时代
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
学习目标
知道无线电波、微波等不同区间的电磁波的应用，体会人类对电磁波技术的巧妙应用。（重点）
02
初步认识电磁波，了解其波速、频率与波长之间的关系。（重点）
01
了解电磁波与信息技术的关联，体会它们对人类生活和社会发展带来的影响。
03
思考：视频中播放了神舟二十号航天员乘组与神舟十九号航天员乘组顺利会师中国空间站的情景。航天员在空间站中，是如何和地面指挥中心传递信息呢
观察与思考
一、初识电磁波
电磁波
“空间站”中拍摄的信息是通过电磁波传播到地面指挥中心的。电磁波让我们能用收音机听广播，用电视机收看节目，用手机查看信息、与“空间站”交流信息、探索未知的宇宙……我们生活在电磁波的海洋里，电磁波将我们联结在一起。电磁波就在我们的身边。
我们如何感知电磁波的存在呢？
一、初识电磁波
电磁波的产生
注意观察灯泡亮灭的变化，仔细听收音机，感知声音的变化及其规律。你有什么发现？
如图，将电池组、灯泡利用导线串联起
来，将钢尺以1.5cm为间隔贴上电工胶
布。打开收音机，在调幅（AM）模式
下，调至没有节目的位置，调大音量。用夹子将导线一端与钢尺头部夹住，导线另一端在钢尺表面反复划过。
一、初识电磁波
电磁波的产生
实验中，随着导线的一端在钢尺上滑动，电路时通时断，我们观察到灯泡时亮时灭的同时，也从收音机听到时断时续的声音。
原来，电路时通时断，电流的大小不断变化，产生了电磁波，收音机收到电磁波，所以产生与电流变化规律类似的声音。
收音机、电视机和手机涉及的电磁波，都是无线电波。除了大家熟知的无线电波，我们人眼感知的可见光、电视红外遥控器使用的红外线、医院检查用的X射线等，都是电磁波。电磁波是由很多成员组成的大家庭。把各种电磁波按照波长或频率排列，这样的排列称为电磁波谱，如图。
一、初识电磁波
电磁波谱
电磁波谱可以让我们较好地了解电磁波这个大家庭的组成情况。从中可以发现，能被人类视觉感知的可见光只占了电磁波谱极小的部分。
一、初识电磁波
电磁波谱
一、初识电磁波
电磁波的特征
我们已经学过水波和声波，电磁波也是一种波。在物理学中，常用波速、波长和频率来描述波的特征。
波传播的快慢用波速描述。光属于电磁波，所以电磁波传播的速度等于光速，约为3 108 m/s。运用电磁波，可以极大的提高信息传播的速度，我们使用手机通话时，几乎感受不到时间差。
一、初识电磁波
电磁波的特征
波长是相邻两个波峰（或波谷）间的距离，用字母λ表示。在国际单位制中，波长的单位是米（m）。
频率为周期性变化的次数与时间之比，用字母 v 表示。频率的单位不仅有赫（Hz），还有千赫（kHz）和兆赫（MHz）等。他们之间的换算关系是
1 kHz =103 Hz 1 MHz = 103 kHz
一、初识电磁波
电磁波的特征
电磁波在真空中的波速是一定的，因此其波长与频率成反比关系。频率越低，波长越长；反之，频率越高，波长越短。
一、初识电磁波
电磁波的特征
波速、波长和频率的关系为
c = λv
c：波速
λ：波长
v ：频率
二、电磁波的应用
无线电波和广播电视
在电磁波普中，无线电波的波长最长，频率最低，被广泛用于长距离的信号传送。因其波长范围非常广，又结合用途和波段（或频带）将其进行分类，如图。
二、电磁波的应用
无线电波和广播电视
不同频带（波段）的电磁波，因需要传输的信息量和传输特点不同，而被用于不同的场景中，再结合调幅或调频来传输信息。
无线电波的振幅根据所需传送的声音信号而变化，这种信号调制方式称为振幅调制（AM），简称调幅。
无线电波的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（FM），简称调频。
二、电磁波的应用
无线电波和广播电视
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，在闭路电视普及之前，许多城市都建有非常高的电视塔。
东方明珠电视塔
二、电磁波的应用
微波与卫星通信
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。通信卫星使用的微波频率一般在300 MHz至300 GHz之间。
地面站
我们观看过多次的“天宫课堂”就是依靠“天链”中继卫星通信系统来进行高清信号直播的。
二、电磁波的应用
红外成像与检测
红外热成像技术
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。
红外热成像在军事、工业、汽车辅助驾驶、医学领域都有广泛的应用。家用电器中的红外遥控，非接触式体温计等也都是基于红外线的应用。
二、电磁波的应用
高频电磁波与医疗
激光矫正近视
伽马刀切除肿瘤
高频电磁波在医疗等领域还有很多基于其能量特性的应用，如γ射线治疗、激光医疗与焊接等。
三、跨学科：电磁波与信息技术
光纤通信
光纤是光导纤维的简称，它利用光波（可见光）传输信号，是当前传输各种信息的主要工具。
你知道光纤和电话线哪个运载的信息容量大吗？
三、跨学科：电磁波与信息技术
①架设线路受地理条件的限制；②光缆易被拉断。
①信息容量大；②传输速度快；③传输距离远。
光纤通信的优、缺点
（2）缺点
（1）优点
由于光纤传输信号容量及抗干扰能力的优异特性，现已成为互联网地面信号传输的主要媒介，由其组建的网络又称为光纤通信网络。
人们每天都在打电话，电话能够传播信息。用电话拨通另一个人的号，或者对方用电话给你通话，你知道信息需要经过什么样的电话系统吗？
现代电信网络的通信方式有卫星通信、微波通信及移动通信。
三、跨学科：电磁波与信息技术
现代电信网络
卫星把地面站送来的信号接收下来，进行放大，然后转发给另外的地面站。
三、跨学科：电磁波与信息技术
卫星通信
微波通信像接力赛，每隔几十千米建一座接力站，接收并放大信号，继续传送。
发射
接收
微波中继通信示意图
三、跨学科：电磁波与信息技术
微波通信
移动电话用微波信号与电话网络联系。移动通信的基地台是按蜂窝的构造布局的。
蜂窝
三、跨学科：电磁波与信息技术
移动通信
移动通信的基站
互联网将分布于世界各地的计算机网络连接起来，用来传送计算机信号。人们通过计算机，进入互联网这个信息高速公路，足不出户就可获得世界各地的各种信息，即便你足不出户也能了解天下大事。网络让我们即使远隔千山万水，也仿佛近在咫尺。
三、跨学科：电磁波与信息技术
互联网
三、跨学科：电磁波与信息技术
互联网
互联网为我们提供了崭新的学习方式——网络学校。
通过互联网在线学习
三、跨学科：电磁波与信息技术
互联网
网上医院使医生与患者能通过互联网及时传递信息，患者无需和医生面对面，就能获得专业咨询和诊断。
互联网医院
变化
信息
3×108
红外
紫外
2
3
4
5
6
7
8
1
10
11
9
1. (新情境题　2024·福建中考改编)神舟飞天，探梦苍穹。2024年10月30日，神舟十九号载人飞船发射成功。飞船与地面间的通信是利用(　　)
A．空气 B．电磁波 C．超声波 D．次声波
B
2．[2024·成都中考]电磁波具有信息特征和能量特性。以下设备中，主要利用电磁波的能量特性工作的是(　　)
A．微波炉 B．手机 C．雷达 D．电吹风
A
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9
3．[2024·武汉中考]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，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快速摩擦，使它们时断时续地接触，会听到收音机中传出“喀喀”声。关于这个实验，下列说法错误的是(　　)
A．这个实验对电池有损害，最好用旧电池来做
B．迅速变化的电流能够产生电磁波
C．收音机可以接收到电磁波信号
D．导线中有电流就会产生电磁波
D
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4．[2024·盐城中考]将手机“背景灯光提示”和“声音提示”功能打开，放到真空钟罩中，用抽气机抽去罩中空气。然后打电话呼叫手机，看到背景灯光亮却听不到铃声。该现象说明(　　)
A．声音和电磁波都能在真空中传播
B．声音和电磁波都不能在真空中传播
C．声音能在真空中传播，电磁波不能在真空中传播
D．声音不能在真空中传播，电磁波能在真空中传播
D
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电磁波与信息时代
信息、能量
电磁波
电磁波与信息技术
产生
特征
电磁波的应用
光纤通信
互联网
波速=波长×频率
谢谢观看！