(共30张PPT)
电波的海洋
第1节
第二十章 电与磁
(人教版)九年级
全
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新课标要求+课标解读
02
学习目标
1. 知道生活中运用了电磁波的地方
2. 知道电磁波的传播速度
3. 了解波长、频率等概念
4. 能通过阅读材料解决部分问题
木棍在水面上振动会产生水波
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课堂导入
音叉振动会产生声波
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课堂导入
打开收音机的开关,调至没有电台的位置,将音量开大。取一节旧干电池和一根导线,拿到收音机附近。
先将导线的一端与电池的负极相连,再将导线的另一端与正极摩擦,使它们时断时续地接触,可以听到收音机发出“咔咔”声。
收音机为什么会发出这种声音呢?
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电磁波是怎样产生的
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电磁波是怎样产生的
与水波、声波的形成类似,上面的实验中导线与电池时断时续地接触,产生迅速变化的电流,电能生磁、磁能生电,变化的电流在空间激起(产生)电磁波。
收音机接收到电磁波,发出了“咔咔”声。广播电台、电视台以及移动电话靠复杂的电子线路来产生迅速变化的电流,发出电磁波。
电磁波有许多用途,例如可以用电磁波来传递信息。
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电磁波是怎样传播
波长:在一列水的传播中,凸起的最高处叫做波峰。凹下的最低处叫做波谷。临近的两个波峰(或波谷)的距离叫做波长,用字母 λ 表示,单位:米(m)。
电磁波的电磁波的几个要素
与水波类似,电磁波也可用波长、频率和波速来描述。
波峰
波谷
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电磁波是怎样传播
这是某一列波在2秒内传播的波长个数为6个,则该波的频率: f =6/2S=3Hz
频率:在某确定位置,1 s内有多少次波峰或波谷通过,波的频率就是多少。用字母 f 表示。
单位:赫兹(Hz)
其他单位:千赫(kHz)、 兆赫(MHz)
波速:用来描述波传播快慢的物理量叫作波速。
单位:米/秒
跟水波类似,电磁波也有自己的频率、波长和波速。
电磁波的波速:真空中电磁波的波速为c,其数值大约为30万千米每秒。c是物理学中一个十分重要的常数,目前公认的数值是:
c =2.99792458×108 m/s=3.0×108 m/s
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电磁波是怎样传播
声音的传播要靠固体、液体、气体等介质,光的传播不需要介质。
电磁波的传播需要介质吗?其能在真空中传播吗?
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电磁波是怎样传播
由实验可以看到,放在抽掉空气的真空罩中的手机 可以收到罩外传给它的电磁波。这说明电磁波在真空中也可以传播。
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电磁波是怎样传播
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电磁波是怎样传播
卫星导航
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电磁波的大家族
电磁波频率的单位也是赫兹。因为通常电磁波的频率都很高,所以常用的单位还有千赫(kHz)和兆赫(MHz)。这些单位间的换算关系是:
1 MHz = 103kHz 1 kHz = 103Hz
图为收音机的刻板
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电磁波的大家族
电磁波是个大家族。通常用于广播、电视和移动通信的是频率为数百千赫至数百兆赫的那一部分电磁波,叫作无线电波。日常生活中可以看到各种各样的天线,它们有的是发射电磁波的,有的是接收电磁波的。我们学过的可见光、红外线和紫外线也属于电磁波。X射线、γ射线是频率很高的电磁波。不同频率范围的电磁波在我们的生活中发挥着重要作用。
无线电波的波长从几毫米到几千米,通常根据波长或频率把无线电波分成几个波段,包括长波、中波、短波、微波等。如用来传递信息
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电磁波的大家族
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电磁波的大家族
手机网速与电磁波的区分
一、2.4GHz:一个具体的无线工作频段
定义 :2.4GHz是频率单位,指设备在2400 ~ 2483.5MHz范围内工作的无线信号。
应用广泛 :该频段被Wi-Fi(802.11b/g/n)、蓝牙、ZigBee、无线鼠标、微波炉等多种设备共用,因其全球通用、穿透性强、覆盖范围广而成为家用无线网络的核心频段之一。
特点 :
穿墙能力强,适合大户型或多障碍环境;
但信道资源有限,仅有3个不重叠信道(1、6、11),易受干扰导致网络拥堵。
手机网速与电磁波的区分
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电磁波的大家族
二、2G/3G/4G:移动通信技术的代际演进
G的含义 :这里的“G”代表“Generation”,即“第几代移动通信技术”:
2G :第二代,实现数字语音和短信;
3G :第三代,支持移动互联网初步应用;
4G :第四代,提供高速移动宽带,支撑视频流媒体和实时交互。
频率使用灵活 :这些技术可在不同频段运行,例如4G可使用700MHz、1.8GHz、2.6GHz等多个频段,并非局限于2.4GHz。事实上,运营商的4G频段与Wi-Fi的2.4GHz虽接近但无重合,避免了直接干扰。
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电磁波的大家族
手机网速与电磁波的区分
5G信号主要工作在两个频率范围: FR1(Sub-6GHz)和FR2(毫米波) ,其中我国当前广泛商用的是FR1频段,覆盖更广、穿透更强,适合日常使用;FR2频段则用于特定高速场景,速率极高但覆盖有限。
一、FR1:Sub-6GHz 频段(主力覆盖)
这是目前中国5G网络的 主要部署频段 ,兼顾覆盖与容量,广泛用于城市、郊区和农村地区。
频率范围 :450MHz – 6.0GHz
二、FR2:毫米波频段(高速补充)
属于高频段,主要用于未来6G演进和局部高容量需求场景,目前尚未大规模商用。
频率范围 :24.25GHz – 52.6GHz
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电磁波的大家族
手机网速与电磁波的区分
在医疗领域,电磁波的应用同样不可或缺。X射线成像技术被广泛用于骨折诊断和肿瘤检测,它利用X射线的穿透性来拍摄人体内部结构的影像。
核磁共振成像(MRI)则利用电磁波中的射频波与强磁场相互作用,产生高分辨率的身体内部图像,主要用于软组织成像。此外,红外线治疗也利用电磁波来促进血液循环和新陈代谢,常用于物理治疗和康复治疗。
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电磁波的大家族
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电磁波的大家族
生活中常见的微波炉是用电磁波来加热食品的。微波炉内有很强的电磁波。这种电磁波的波长在无线电波中较短,叫作微波。食物的分子在微波的作用下剧烈振动,使得内能增加,温度升高。由于微波可以深入食物内部,所以用微波炉做饭时食物的内部和外部几乎同时变熟,省时、省电。
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电磁波的大家族
宇宙中存在的电磁波覆盖了整个电磁波段。我们除了可以在可见光波段用光学望远镜观测天体,还可以在无线电波段观测天体。在“天眼之父”南仁东的带领下,我国建成了世界上最大的500 m口径球面射电望远镜仰望星空,我们正在探索着宇宙的奥秘。
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习题练习
B
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习题练习
B
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习题练习
A
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习题练习
电磁波能在真空中传播
压缩体积
不变
1.44
小
密度小、强度高、耐高温、耐腐蚀
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作业布置
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