3.3 电磁波的应用及防护 课件 (1)

课件21张PPT。3.3 电磁波的应用及防护一、电磁波谱
1.电磁波谱的构成：电磁波包括无线电波、红外线、_______、
紫外线、______、γ射线等。
2.不同电磁波的特点：
(1)电磁波谱中的各种波有一定的波长范围,都具有反射、折射、
_____和_____的特性,在真空中的传播速度均等于_____,都满足
c=λf。可见光X射线干涉衍射光速(2)可见光是整个电磁波谱中极狭窄的一段,颜色依次为___、
橙、黄、绿、蓝、靛、___。其中_____的波长最长,频率最
小,_____的波长最短,频率最大。
(3)电磁波谱中,______和γ射线的波长最短,_________的波
长最长。 红紫红光紫光X射线无线电波二、电磁波的应用
1.各种电磁波的特点及应用对比：低高长短热作用强化学作用导航2.两个具体应用：
(1)雷达
①雷达的概念：一种用来检测飞行器、船只等远距离物体_____的系统。
②雷达的工作原理
电磁波遇到障碍物会被_____，根据信号的返回时间和方向，判断物体的方位。
③雷达的用途
探测目标、_____、预报天气、绘制地图等。位置反射导航(2)移动电话
特点：移动电话具有“漫游”功能，使人们能在移动过程中
随时随地进行通话。移动电话通过_________转接实现自由
通话。无线基站【解题探究】(1)_______能在真空中传播，_______不能在真空中传播。
(2)电磁波和机械波都是横波吗？
提示：不是，机械波还可能是纵波。电磁波机械波【典例1】电磁波和机械波相比较，下列说法正确的是( )
A.电磁波传播不需要介质，机械波传播需要介质
B.电磁波在任何物质中传播速度相同，机械波波速大小取决于介质
C.机械波有多普勒效应现象，电磁波没有多普勒效应现象
D.电磁波和机械波都是横波【标准解答】选A。电磁波能在真空中传播，不需要介质，机械波不能在真空中传播，如声波，A正确；电磁波在不同物质中传播速度不相同，B错误；机械波和电磁波都有多普勒效应现象，C错误；机械波有横波也有纵波，D错误。【变式训练】下列能说明电磁波具有能量的是( )
A.可见光射入人的眼睛，人看到物体
B.放在红外线区域的温度计升温很快
C.收音机调到某个台时，调谐电路发生谐振
D.γ射线具有很强的贯穿能力
【解析】选A、B、C、D。人眼看到物体，说明人眼感受到了可见光的能量，A正确；红外线具有热效应，说明红外线具有能量，B正确；发生电谐振时调谐电路中的感应电流的能量来源于空中的无线电波，C正确；γ射线的贯穿能力很强，说明γ射线具有很高的能量，D正确。【变式备选】电磁波包含了γ射线、红外线、紫外线、无线电波等，按波长由长到短的排列顺序是( )
A.无线电波、红外线、紫外线、γ射线
B.红外线、无线电波、γ射线、紫外线
C.γ射线、红外线、紫外线、无线电波
D.紫外线、无线电波、γ射线、红外线
【解析】选A。在电磁波家族中，按波长由长到短分别有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，所以A项对。 三、电磁波的应用——雷达
1.用途：雷达是利用无线电波来判定物体位置的无线电设备。
2.原理：雷达发出的微波遇到障碍物反射回来，这样可在显示器的荧光屏上呈现发射和接收到的两个尖形波，通过计算可得到障碍物到雷达站的距离，再根据发射微波的方向和仰角，便可判定障碍物的位置了。
3.构造：一般由天线系统、发射装置、接收装置、输出装置(显示器)、电源、用于控制雷达工作和处理信号的计算机以及防干扰设备等构成。4.特点：
(1)雷达既是无线电波的发射端，又是无线电波的接收端；
(2)雷达使用的无线电波是直线性能好、反射性能强的微波波段；
(3)雷达发射的是不连续的无线电波，即脉冲，每次发射时间短于1 μs，两次发射的时间间隔约为0.1 ms；
(4)障碍物的距离等情况都由显示器直接显示出来。
5.应用：探测飞机、导弹等军事目标；可以用于导航；天文学上研究星体；在气象上可以用于预报天气。 【学而后思】
雷达发出的电磁波为什么选用的是微波而不是中波和长波？
提示：因为微波的波长短，传播的直线性好，方向性好，反射性强。而长波、中波的波长长，衍射能力强，而反射能力差。 【典例2】某雷达站正在跟踪一架飞机，此时飞机正朝着雷达站方向匀速飞来。某一时刻雷达发射出一个雷达波脉冲，经过2×10-4 s后收到反射波；再隔0.8 s后再发出一个脉冲波，经过1.98×10-4 s收到反射波，问：
(1)雷达波是超声波还是电磁波？波速为多少？
(2)若雷达波的频率为1.5×1010 Hz，此波的波长为多少？
(3)飞机的飞行速度为多少？【解题探究】(1)雷达波是微波，因此是_______。
(2)求飞机的飞行速度需要知道什么？求解的思路是什么？
提示：需要知道飞行的时间和位移。时间是0.8 s,位移是雷达波两次遇到飞机的距离之差。电磁波【标准解答】(1)雷达波是电磁波，其波速等于光速，
即v=3.0×108 m/s。
(2) =0.02 m
(3) ×3.0×108×2×10-4 m=3×104 m
×3.0×108×1.98×10-4 m
=2.97×104 m
=375 m/s
答案：(1)电磁波 3.0×108 m/s
(2)0.02 m (3)375 m/s【总结提升】雷达测距问题分析方法
(1)雷达测距是应用了电磁波的反射原理。(2)雷达距被测物体的距离计算主要取决于雷达发射的电磁波与接收的反射波之间的时间间隔。(3)问题关键是分析发射波和反射波之间的时间间隔,雷达和物体间的距离等于光速与该段时间间隔乘积的一半。【变式训练】(2013·唐山高二检测)一列电磁波的波长为
30 km，该波从地球传到月球需1.3 s，则在这一距离可排满
多少个波？
【解析】波从地球到月球的传播速度看成光速，则地球到月球
的距离s=vt=ct,波的个数 个=1.3×104个。
答案：1.3×104个【典例3】无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线合起来,形成了范围非常广阔的电磁波谱。不同的电磁波产生的机理不同,表现出的特性也不同，因而其用途也不同。下列有关应用中不符合实际的是( )
A.医院里常用红外线对病人进行透视
B.医院里常用紫外线照射病房和手术室消毒
C.用X射线处理医院排放的污水，可杀死各种病原体,保护环境免受污染
D.用γ射线照射马铃薯，可防止其发芽，以便长期保存【标准解答】选A、C。我们主要利用红外线的热效应对食物等加热；利用X射线的穿透性对病人进行透视;利用紫外线进行杀菌消毒;用γ射线照射马铃薯，可防止其发芽，以便长期保存。所以B、D的描述符合实际，A、C的描述不符合实际。