北师大版物理九年级全一册课件：15.1.电磁波(共52张PPT)

(共52张PPT)
第十五章
怎样传递信息
——通讯技术简介
第一节
电磁波
提出问题
收音机、电视机和广播电台、电视台之间没有连着线，它们怎样收到声音和图像呢？关于电磁波你们都想知道什么？
自学课本170--171页知识，知道电磁波是怎样产生的
水波的形成
音叉(或其它发声体)振动时,在空气中会形成声波。
观察与思考
嘎、嘎……
喀、喀……
电磁波的产生
电磁波是由__________产生的。
变化的电流
__________能在周围空间产生电磁波
变化的电流
周期性变化的电流叫做________.
变化的快慢用____表示.
频率的单位是________.
振荡电流
频率
在电台中，由专门的电子器件和电路产生变化的非常快的电流---振荡电流。将震荡电流送入电台的发射天线，就会在天线周围的空间前激起电磁波，并传向远方。
频率的常用单位还有________________
________________
赫兹(Hz)
千赫(KHz)、兆赫
(MHz)、吉赫(GHz)
1kHz=_______
1MHz=_______
1GHz=_______
103Hz
106Hz
109Hz
电磁波大家族
电磁波谱图
不仅无线电波是电磁波，红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等也都是电磁波。它们的区别仅在于频率或波长有很大差别。
1.当打开或者关闭电灯时,在附近的收音机中听到“喀喀”的杂音,这些杂音是电路通断时发出的______被收音机接收而产生的,由此可见,电磁波的传播也是__________.
电磁波
能量的传播
练
习
2.下列家用电器中应用电磁波工作的是
(
)
　
A.电熨斗
B.电风扇
C.微波炉
D.洗衣机
3.在二次大战期间,美军科技人员在调试雷达发射天线时,发现装在口袋里的巧克力“融化了”,究其原因后发现,原来是微波作用的结果.由于这一偶然的发现,人们制造了一种先进的灶具——微波炉.请你思考:
（1）微波炉与普通灶具有哪些优点？使用微波炉是不是只有优点而没有缺点？
（2）你从“发现微波能加热”这一科技小故事中得到了什么启发呢？
　　优点：烹饪速度快，无油烟，食品的养分损失少。但也有缺点：对人体有负作用－微波辐射。
4.电磁波谱是按________________连续排列的图谱,从电磁波谱图中可看出光其实是______。
电磁波波长或频率
电磁波
电磁辐射
5.据《扬子晚报》报道,某通信公司在一居民小区楼顶安装电磁波转发器,引起居民的不满.居民不满主要是因为电磁波也存在着副作用——________.
波速:波传播的快慢称为波速.电磁波不同于声波,它__在真空中传播(即电磁波的传播不需要介质).在真空中传播的速度等于光速,即c＝_________.空气中的光速接近于真空中的光速。
电磁波在周围空间向________传播的.电磁波的传播______介质.
自学课本172页知识，知道电磁波是怎样传播的，知道描述电磁波的物理量及其它们之间的关系
各个方向
不需要
能
3×108m/s
波长:波长是相
邻两个波峰(或波谷)
间的距离.用字母__
表示.波长的国际单
位是m.
频率:表示单位时间内振动的次数.即在1s内,出现的波峰数(或波长数).用符号f表示.
λ
波速（c）、波长(λ)、频率(f)的关系：_______
c＝λ
f
变式：
c
λ＝
f
f＝
c
λ
频率越低，波长越长
波长与频率互成反比关系.
频率越高，波长越短
练
习
1.电磁波在真空中的波速
（
）
A.大于3×108米/秒　　　
B.小于3×108米/秒
C.等于3×108米/秒
D.以上所说都不对,是3×105米/秒
C
2.从地球向太阳发出的电磁波,经过1000秒后收到回波讯号,由此可推算出地球到太阳的距离大约是多少千米?
已知：
求：
解：S＝
＝
v＝3×105Km/s，t＝1000s
3×105
Km/s×1000s
＝1.5×108
Km
S
vt＝v
×
t/2
答：地球到太阳的距离大约是1.5×108
Km。
3.下列说法中,正确的是
（
）
　
A.频率越高的电磁波,传播速度越大
　
B.波长越长的电磁波,传播速度越大
　
C.波长和频率均不同的电磁波,其传播速度不同
　
D.频率不同的电磁波,在真空中的传播速度都等于光速
D
4.野外常用对讲机进行联络,小明将对讲机的频率设定为4.5×102MHz,则对讲机发出的电磁波的波长为＿＿m;当他和3km外的小华通话时,小华经过＿＿s才会收到信息.
0.67
10－5
5.由于激光有能量在空中高度集中等特点,因此可用来测量月球与地球间距离.已知从地面发出的激光束,经月球上反射器反射回地球,前后共经历了2.563s,试根据上述数据计算月地距离。
分析：根据激光的传播速度和从地球射至月球的时间，由匀速运动公式即可算出距离。
解：已知激光在空中传播速度为v=3.0×105km/s，从地面发出的激光束射至月球的时间为
答：月地距离为3.8445×105km。
则月地距离：
1.当打开或者关闭电灯时,在附近的收音机中听到“喀喀”的杂音,这些杂音是电路通断时发出的______被收音机接收而产生的,由此可见,电磁波的传播也是__________.
电磁波
能量的传播
练
习
2.雷雨时,打开的收音机听到的“咔咔嚓嚓”的声音比听到的雷声要超前,这是因为
（
）
　
A.电磁波在空气中的传播速度大于声速
　
B.电磁波在空气中传播速度等于声速
　
C.磁波在空气中传播速度小于声速
　
D.上述说法均不正确
A
3.甲、乙两种电磁波,甲的波长是乙的50倍,则甲的频率是乙的_____,甲、乙两种波的波速之比为_____。
1/50
1：1
自学课本172页[电磁波的发现]、173页[雷达和隐形飞机]、175页[阅读材料],常识性了解相关知识.
1.亲爱的同学,你听说过电磁波的屏蔽吗,怎样屏蔽电磁波呢?
动手做一做:(1)将手机放置在纸容器中,盖上盖,再打电话呼叫容器中的手机,注意将手机设置到响铃状态.这时,手机____(填“能”或“不能”)收到呼叫信号.(2)将手机放置在金属容器中,盖上盖,打电话呼叫金属容器中的手机.这时,手机____(填“能”或“不能”)收到呼叫信号.
活动表明,金属容器____(填“能”或“不能”)屏蔽电磁波.
能
不能
能
增强
减弱
提示:雷达是利用电磁波来测定物体位置和速度的设备,它可以向一定方向发射电磁波,当遇到障碍物时要发生反射.雷达在发射和接收反射回来的电磁波时,在荧光屏上分别呈现出一个尖形波.
3.有一种“隐形飞机”,可以有效避开雷达的探测,秘密之一在于它的表面有一层特殊材料,这种材料能够
（填“增强”或“减弱”）对电磁波吸收作用,秘密之二在于它的表面制成特殊形状,这种形状能够____(填“增强”或“减弱”)电磁波反射回雷达设备。
2.你能运用以上所学知识解释以下现象吗?试试看.
在乘坐电梯时,发现手机接收不到信号.
答:
。
电梯对电磁波有屏蔽作用
4.举出以下四种电磁波在人们生活、生产中应用的事例（每种电磁波各举一例）。
示例:红外线:电视机遥控器利用红外线进行遥控
　
(1)无线电波:______________________
　
(2)微　　波:______________________
　
(3)γ射线:________________________
　
(4)Ｘ射线:________________________
我们在充分享受电磁波给我们带来的各种方便的同时,也不要忘记电磁波也会给我们带来负面效应,请你试举出一事例加以说明.
_______________________________________
广播电台利用电磁波广播
微波炉利用微波加热
医生用γ射线作脑手术
医院利用X射线对人体透视
电磁辐射达到一定的强度，会导致控制系统和信息传输系统的失控,引起头痛、失眠、记忆衰退等症状的产生。
1.当导体中的电流________时,导体就会向四周空间发射电磁波,电磁波是向空间____方向传播的,无线电通信中使用的电磁波通常叫做______波。
迅速变化
各个
无线电
知识小结
2.电磁波在真空中的传播速度等于_____
m/s.这个速度与__在真空中的传播速度相同.
3.频率的基本单位是Hz，
1MHz=___kHz=___Hz。
4.波的三个基本物理量是____、____、_____,它们的关系式是______.
3×108
光
103
106
二、电磁波的形式
电磁波的形式多种多样
γ射线、X射线、紫外线、红外线、微波、无线电波（微波、超短波、短波、长波）、可见光、激光等都是电磁波。
除了自然界本身产生的电磁波外，人们还用专门仪器发射各种形式的电磁波用以传递信息和传递能量。
我们生活在电磁波的海洋里。由于各种形式的电磁波的性质各不相同,因而也有许多不同的用途。
三、电磁波的应用
γ射线是放射性物质发出的电磁波,波长在2×10-10m以下,是一种能量很大的光子流。在医疗上用γ射线作为“手术刀”来切除肿瘤,叫做γ刀,有很好的治疗效果。
1、医学上用γ射线做脑手术
接受γ刀手术的病人
1801年德国的物理学家里特,发现在紫外区放置的照相底板感光,荧光物质发光.
特性:主要作用是化学作用,还有很强的荧光效应,杀菌消毒作用.
应用:
医院里病房和手术室的消毒.治疗皮肤病,硬骨病.
照明和诱杀害虫的日光灯,黑光灯.
紫外照相,可辨别出很细微差别,如可以清晰地分辨出留在纸上的指纹.
2、用紫外线杀菌
1800年英国物理学家赫谢耳用灵敏温度计研究光谱各色光的热作用时,把温度计移至红光区域外侧,发现温度更高,说明这里存在一种不可见的射线,后来就叫做红外线.(用棱镜显示可见光谱)
特点:最显著的是热作用
3、红外线遥控器
4、微波在通信领域大显身手。
5、无线电波，生活中、生产中、军事上都有应用。
生活中：电视机、收音机等。
生产中：远距离生产调度用电台等。
军事上：雷达等
应
用:
(1)遥控器。生活中的电视机、空调遥控器发射的都是红外线。
(2)红外线加热。这种加热方式优点是能使物体内部发热,加热率高,效果好.
(3)红外摄影。(远距离摄影,高空摄影,卫星地面摄影)这种摄影不受白天黑夜的限制.
(4)红外线成像(夜视仪)可以在漆黑的夜间看见目标.
(5)红外遥感。可以在飞机或卫星上戡测地热,寻找水源,监测森林火情,估计农作物的长势和收成,预报台风,寒潮.
三、电磁波的应用
所有的波都有波速、波长、频率。电磁波也一样。
波速：波传播的快慢称为波速。电磁波不同于声波，它能在真空中传播（即电磁波的传播不需要介质）。在真空中传播的速度等于光速，即c＝3×108m/s.空气中的光速接近于真空中的光速。
四、电磁波的特征
波长：波长是相邻两
个波峰（或波谷）间的距
离。用字母λ表示。波长
的国际单位是m。
频率：表示单位时间内振动的次数。即在1s内，出现的波峰数（或波长数）。用符号ν表示。国际单位制中，频率的单位是赫兹（Hz），简称赫。常用的频率单位有千赫（kHz）和兆赫（MHz）。
1kHz=103Hz
1MHz=106Hz
波速（c）、波长(λ)、频率(f)的关系：
c＝
λ
f
变式：
c
λ＝
f
f＝
c
λ
频率越高，波长越短
频率越低，波长越长
波长与频率互成反比关系。频率越高，传递的信息量越大
实验证明，不仅无线电波是电磁波，光、X射线、γ射线等也都是电磁波。它们的区别仅在于频率或波长有很大差别。光波的频率比无线电波的频率要高很多，光波的波长比无线电波的波长短很多；而X射线和γ射线的频率则更高，波长则更短。为了对各种电磁波有个全面的了解，人们按照波长或频率的顺序把这些电磁波排列起来，这就是电磁波谱。
电磁波谱图
四、电磁波的特征
1、信息的加载
声音、图像等信息是无法直接用电磁波传递的。但将声音和图像变成电信号后便可以利用电磁波传播出去。
2、信息的传播
声音通过话筒变成音频电信号，图像经过摄像机变成视频信号后，便可以由调制器加在由振荡器产生的高频电磁波上并通过天线发射出去。
五、电磁波传递信息
电磁波有利也有弊。
电磁污染，已被认
为是继大气污染、水质
污染、噪声污染后的第
四大公害。
电磁污染是指天然
的和人为的各种电磁波干扰和有害的电磁辐射。当电磁波达到一定强度时，会导致控制系统和信息传输系统的失控，也会引发头疼、失眠、记忆衰退等症状的产生。
六、电磁波的危害与预防
电磁污染源的种类
（1）天然电磁污染源。如雷电、火山喷发、地震和太阳黑子活动的磁爆都能产生电磁干扰。
（2）人为电磁污染源。人为源按频率的不同可分为工频场源与射频场源。工频场源以大功频输电线路产生的电磁污染为主，也包括若干放电型污染源。射频场源主要由无线电或射频设备工作过程产生的电磁感应与电磁辐射所引起的。目前人为电磁污染源已成为环境污染的主要来源。
六、电磁波的危害与预防
电磁污染危害现象
1.电磁辐射能干扰电视的收看，使图像不清或变形，并发出令人难受的噪声。电磁污染会干扰收音机和通信系统工作，使自动控制装置发生故障，使飞机导航仪表发生错误和偏差，影响地面站对人造卫星、宇宙飞船的控制。
2.电磁辐射对人体危害程度随波长而异，波长愈短对人体作用愈强，微波作用最为突出。处于中、短波频段电磁场（高频电磁场）的操作人员，经受一定强度与时间的暴露，将产生身体不适感，严重者引起神经衰弱，如心血管系统的植物神经失调。
六、电磁波的危害与预防
电磁污染的防护
⑴安设电磁屏蔽装置。在电磁场传递的途径中，安装屏蔽装置，使有害的电磁强度降低到容许范围内。这种装置为金属材料的封闭壳体。当交变电磁场传向金属壳体时，幅度衰减。电磁屏蔽可分有源场屏蔽和无源场屏蔽两类。
⑵其它综合性的防治对策。例如工业布局合理，使电磁污染源远离居民稠密区；改进电气设备；在近场区采用电磁辐射吸性材料或装置；实行遥控。
六、电磁波的危害与预防
本节总结
1、电磁波的产生：迅速变化的电流产生电磁波。
2、电磁波的应用：⑴传递信息。⑵传递能量。
3、电磁波的特征：
波速：波传播的快慢称为波速。电磁波不同于声波，它能在真空中传播（即电磁波的传播不需要介质）。在真空中传播的速度等于光速，即c＝3×108m/s=3×105
Km/s.空气中的光速接近于真空中的光速。
c＝
λ
ν
本节总结
波长：波长是相邻两个波峰（或波谷）间的距离。用字母λ表示。波长的国际单位是m。
频率：表示单位时间内振动的次数。即在1s内，出现的波峰数（或波长数）。用符号ν表示。国际单位制中，频率的单位是赫兹（Hz），简称赫。常用的频率单位有千赫（kHz）和兆赫（MHz）。
1kHz=103Hz
1MHz=106Hz
4、电磁干扰与防护：⑴干扰仪器⑵伤害人体。防护：金属屏蔽。
c＝
λ
ν
二、电磁波的形式
电磁波的形式多种多样
γ射线、X射线、紫外线、红外线、微波、无线电波（微波、超短波、短波、长波）、可见光、激光等都是电磁波。
除了自然界本身产生的电磁波外，人们还用专门仪器发射各种形式的电磁波用以传递信息和传递能量。
三、电磁波的应用
γ射线(γ-ray)
是放射性物质发出的电磁波,波长在2×10-10m以下，是一种能量很大的光子流。在医疗上用γ射线作为“手术刀“来切除肿瘤,叫做γ刀,有很好的治疗效果。
1、医学上用γ射线做脑手术
接受γ刀手术的病人
我们生活在电磁波的海洋里。由于各种形式的电磁波的性质各不相同,因而也有许多不同的用途。
1801年德国的物理学家里特,发现在紫外区放置的照相底板感光,荧光物质发光.
特性:主要作用是化学作用,还有很强的荧光效应,杀菌消毒作用.
应用:
医院里病房和手术室的消毒.治疗皮肤病,硬骨病.
照明和诱杀害虫的日光灯,黑光灯.
紫外照相,可辨别出很细微差别,如可以清晰地分辨出留在纸上的指纹.
2、用紫外线杀菌
1800年英国物理学家赫谢耳用灵敏温度计研究光谱各色光的热作用时,把温度计移至红光区域外侧,发现温度更高,说明这里存在一种不可见的射线,后来就叫做红外线.(用棱镜显示可见光谱)
特点:最显著的是热作用
应
用:
(1)遥控器。生活中的电视机、空调遥控器发射的都是红外线。
(2)红外线加热。这种加热方式优点是能使物体内部发热,加热率高,效果好.
(3)红外摄影。(远距离摄影,高空摄影,卫星地面摄影)这种摄影不受白天黑夜的限制.
(4)红外线成像(夜视仪)可以在漆黑的夜间看见目标.
(5)红外遥感。可以在飞机或卫星上戡测地热,寻找水源,监测森林火情,估计农作物的长势和收成,预报台风,寒潮.
3、红外线遥控器
4、微波在通信领域大显身手。
5、无线电波，生活中、生产中、军事上都有应用。
生活中：电视机、收音机等。
生产中：远距离生产调度用电台等。
军事上：雷达等
所有的波都有波速、波长、频率。电磁波也一样。
波速：波传播的快慢称为波速。电磁波不同于声波，它能在真空中传播（即电磁波的传播不需要介质）。在真空中传播的速度等于光速，即c＝3×108m/s.空气中的光速接近于真空中的光速。
波长：波长是相邻两个波峰
（或波谷）间的距离。用字母
λ表示。波长的国际单位是m。
频率：表示单位时间内振动的次数。即在1s内，出现的波峰数（或波长数）。用符号ν表示。国际单位制中，频率的单位是赫兹（Hz），简称赫。常用的频率单位有千赫（kHz）和兆赫（MHz）。
1kHz=103Hz
1MHz=106Hz
四、电磁波的特征
★★★
实验证明，不仅无线电波是电磁波，光、X射线、γ射线等也都是电磁波。它们的区别仅在于频率或波长有很大差别。光波的频率比无线电波的频率要高很多，光波的波长比无线电波的波长短很多；而X射线和γ射线的频率则更高，波长则更短。为了对各种电磁波有个全面的了解，人们按照波长或频率的顺序把这些电磁波排列起来，这就是电磁波谱。
电磁波谱图
1、信息的加载
声音、图像等信息是无法直接用电磁波传递的。但将声音和图像变成电信号后便可以利用电磁波传播出去。
2、信息的传播
声音通过话筒变成音频电信号，图像经过摄像机变成视频信号后，便可以由调制器加在由振荡器产生的高频电磁波上并通过天线发射出去。
3、信息的接收
接收装置通过调谐器选定我们需要的电磁波，再通过解调器去掉电磁波，由扬声器将音频电信号还原成声音，由显像管将视频信号还原成图像。
五、电磁波传递信息
电磁波有利也有弊。
电磁污染，已被认为是继大气污染、水质污染、噪声污染后的第四大公害。
电磁污染是指天然的和人为的各种电磁波干扰和有害的电磁辐射。当电磁波达到一定强度时，会导致控制系统和信息传输系统的失控，也会引发头疼、失眠、记忆衰退等症状的产生。
六、电磁波的危害与预防
电磁污染源的种类
（1）天然电磁污染源。如雷电、火山喷发、地震和太阳黑子活动的磁爆都能产生电磁干扰。
（2）人为电磁污染源。人为源按频率的不同可分为工频场源与射频场源。工频场源以大功频输电线路产生的电磁污染为主，也包括若干放电型污染源。射频场源主要由无线电或射频设备工作过程产生的电磁感应与电磁辐射所引起的。目前人为电磁污染源已成为环境污染的主要来源。
电磁污染危害现象
1.电磁辐射能干扰电视的收看，使图像不清或变形，并发出令人难受的噪声。电磁污染会干扰收音机和通信系统工作，使自动控制装置发生故障，使飞机导航仪表发生错误和偏差，影响地面站对人造卫星、宇宙飞船的控制。
2.电磁辐射对人体危害程度随波长而异，波长愈短对人体作用愈强，微波作用最为突出。处于中、短波频段电磁场（高频电磁场）的操作人员，经受一定强度与时间的暴露，将产生身体不适感，严重者引起神经衰弱，如心血管系统的植物神经失调。
电磁污染的防护
⑴安设电磁屏蔽装置。在电磁场传递的途径中，安装屏蔽装置，使有害的电磁强度降低到容许范围内。这种装置为金属材料的封闭壳体。当交变电磁场传向金属壳体时，幅度衰减。电磁屏蔽可分有源场屏蔽和无源场屏蔽两类。
⑵其它综合性的防治对策。例如工业布局合理，使电磁污染源远离居民稠密区；改进电气设备；在近场区采用电磁辐射吸性材料或装置；实行遥控。
本节是18章的重点。主要内容：
本节总结
1、电磁波的产生：迅速变化的电流产生电磁波。
2、电磁波的应用：⑴传递信息。⑵传递能量。
3、电磁波的特征：
波速：波传播的快慢称为波速。电磁波不同于声波，它能在真空中传播（即电磁波的传播不需要介质）。在真空中传播的速度等于光速，即c＝3×108m/s=3×105Km/s.空气中的光速接近于真空中的光速。
波长：波长是相邻两个波峰（或波谷）间的距离。用字母λ表示。波长的国际单位是m。
频率：表示单位时间内振动的次数。即在1s内，出现的波峰数（或波长数）。用符号ν表示。国际单位制中，频率的单位是赫兹（Hz），简称赫。常用的频率单位有千赫（kHz）和兆赫（MHz）。
1kHz=103Hz
1MHz=106Hz
4、电磁干扰与防护：⑴干扰仪器⑵伤害人体。防护：金属屏蔽。
c＝
λ
ν