2012【优化方案】精品课件：教科物理选修1-1第4章第2节　电磁波谱 第3节

(共34张PPT)
第2节　电磁波谱

第3节　电信息技术及其应用
课前自主学案
核心要点突破
学习目标
课堂互动讲练
第2节第3节
知能优化训练
学习目标
1.掌握波长、频率和波速的关系．
2．了解电磁波谱是由无线电波、微波、红外辐射、可见光、紫外辐射、X射线、γ射线组成的，能够知道它们各自的特点及主要应用．
3．了解电信息技术传输信息的一般过程及应用．
课前自主学案
一、电磁波谱
1．按电磁波的____或____大小的顺序把它们排列成谱，叫做电磁波谱．
2．按波长由大到小的顺序，它们分别是：无线电波、________、可见光、________、______和______．电磁波的频率越高，它的波长就越___．
3．波速、波长、频率之间的关系：v＝λf.
波长
频率
红外辐射
紫外辐射
X射线
γ射线
短
二、电磁波的不同波段及其用途
电磁波谱 特征 应用 真空中波长/m 频率/Hz
无线电波 波动性强 无线电技术 ＞10－4 ＜1012
微波 传输容量大抗干扰 雷达、微波炉
红外辐射 ______强 红外探测器 10－4～10－7 1012～1015
可见光 引起视觉 照明、摄影 10－7 1015
热效应
电磁波谱 特征 应用 真空中波长/m 频率/Hz
紫外辐射 化学效应强，________强，能杀菌 医用消毒 10－7～10－9 1015～1017
X射线 贯穿性强 检查、探测、医用透视 10－8～10－12 1016～1020
γ射线 ________最强 工业探伤、医用治疗 ＜10－12 ＞1019
荧光效应
贯穿本领
三、电信息技术
1．定义：指的是通过__来传输信息的技术．
2．传输信息的一般过程
3．根据信道的不同，电信号的传输可以分为____通信和____通信．
电
有线
无线
四、电信息的应用
1．电话
(1)组成：由______和______构成．
(2)分类：____电话和____电话．
发话器
收话器
固定
移动
2．电视
(1)定义：是把图像与声音同时从______传到______的一种技术．
(2)无线电视的流程：如图4－2－1.
图4－2－1
发射端
接收端
3．雷达
雷达是利用______进行测距、定位的仪器．
雷达的工作原理：雷达是利用电磁波遇到障碍物要发生反射的特性工作的．
雷达有广泛的实际应用．
电磁波
核心要点突破
二、电磁波谱的认识
如图4－2－2所示是按波长由长到短(频率由小到大)顺序排列的电磁波谱．
图4－2－2
特别提醒：在电磁波谱中，可见光只是其中很窄的一个波段．由于它们都是本质上相同的电磁波，所以它们的行为都服从共同的规律，但另一方面，由于它们的频率不同而又表现出不同的特性．例如，波长较长的无线电波，很容易表现出干涉、衍射现象，但对波长较短的可见光、紫外辐射、X射线、γ射线，要观察到它们的干涉、衍射现象就越来越困难了．
三、电视、移动通信
1．电视
电视系统主要由摄像机和接收机组成．把图像各个部位分成一系列小点，称为像素，每幅图像至少要有几十万个像素，摄像机将画面上各个部分的光点，根据明暗情况逐点、逐行、逐帧地变为强弱不同的信号电流，随电磁波发射出去．
电视机接收到电磁波后，经调谐、检波得到电信号，按原来的次序在显像管的荧光屏上汇成图像．
中国电视广播标准采用每秒钟传送25帧画面，每帧由625条线组成．
电视节目的发送和接收过程示意图如图4－2－3所示．
图4－2－3
2．移动通信
移动电话机又称为手机．每个手机都是一个小型电磁波发射台，它将用户的声音或数字信息转变为高频信号发射到空中；同时它又相当于一个收音机，捕捉空中的电磁波，使用户接收到通话对方送来的信息，移动通信的过程如图4－2－4所示．
图4－2－4
课堂互动讲练
观察下图，回答下列问题．
图4－2－5
对电磁波谱的理解
例1
(1)波长最长的、最短的电磁波各是什么？
(2)按照波长由大到小的顺序排列，电磁波可以划分为哪几种？按照频率由大到小的顺序又是怎样呢？
(3)无线电波按照波长由小到大的顺序又可以划分为哪几种？
(4)试举例说明各种电磁波应用的代表性仪器或者符号标志．
【精讲精析】　(1)由电磁波谱可知波长最长的是无线电波，波长最短的是γ射线．
(2)按照波长由大到小可以划分为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．按照频率由大到小的顺序是γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波．
(3)可分为微波、短波、中短波、中波和长波．
(4)长波、中波、短波应用的代表性仪器有收音机、广播电台等；微波的有电视、微波炉等；红外线的有红外线遥感、红外线烤箱等；可见光只占电磁波谱中很小的一部分；紫外线的有紫外线消毒柜、黑光灯等；X射线的有“CT”机、X射线透视器等；γ射线的有放射性标志和γ射线探伤等．
【答案】　见精讲精析
变式训练1　以下关于电磁波谱的理解正确的是(　　)
A．红外线的波长比紫外线的波长短
B．可见光不属于电磁波
C．无线电波的波长比γ射线波长要长
D．无线电波的波长大于1 mm
解析：选CD.按照波长由小到大的顺序排列，电磁波可划分为γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线和无线电波，而波长大于1 mm的电磁波属于无线电波．所以C、D正确．
在真空中传播的波长为15 m的电磁波，进入某一介质中传播时，若传播速度为2×108 m/s，该电磁波在介质中的波长是多少？
波速公式的应用
例2
【答案】　10 m
【方法总结】　解这类问题的方法：
(1)掌握电磁波的传播速度公式v＝λf.
(2)电磁波从一种介质进入另一种介质时，频率不发生变化，波速发生变化，波长也发生变化．
变式训练2　关于波长为0.6 μm的红光，下列说法中正确的是(　　)
A．其在真空中传播速度为3.0×108 m/s
B．其频率是5×1014 Hz
C．传播10 m的距离需要的时间是1.0×10－5 s
D．在10 m的距离中约有1.7×107个波长
答案：ABD
(2011年山东济南模拟)下面列出一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象．请将相应的字母填写在运用这种现象的医疗器械后面的空格上．
(1)X光机________；
(2)紫外线灯________；
(3)理疗医用“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得较好．这里的“神灯”是利用________．
电磁波在实际中的应用
例3
A．光的全反射
B．紫外线具有很强的荧光作用
C．紫外线具有杀菌消毒作用
D．X射线有很强的贯穿能力
E．红外线具有显著的热作用
F．红外线波长较长，易发生衍射
【精讲精析】　(1)X光机是用来透视人的体内器官的，因此需要具有较强穿透能力的电磁波，但又不能对人体造成太大的伤害，因此采用了X射线．
(2)紫外线灯主要是用来杀菌的，因此它应用的是紫外线的杀菌作用而非荧光作用．
(3)“神灯”又称红外线灯，主要是用于促进局部血液循环，它利用的是红外线的热效应，使人体局部受热，血液循环加快．
【答案】　(1)D　(2)C　(3)E
【方法总结】　电磁波在生产、生活和国防科技等方面应用广泛，联系实际的试题较多，要提高自己运用知识的能力，除了联系实际别无他法．应该留心自然中、生活中、现代技术中应用了什么物理现象和规律，这是解决这类型题目的关键．
变式训练3　在下列说法中符合实际的是
(　　)
A．医院里常用X射线对病房和手术室消毒
B．医院里常用紫外线对病房和手术室消毒
C．在人造地球卫星上对地球进行拍摄是利用紫外线有较好的分辨能力
D．在人造地球卫星上对地球进行拍摄是利用红外线有较好的穿透云雾烟尘的能力
解析：选BD.紫外线具有杀菌、消毒的作用，X射线穿透能力较强，因此医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒，用X射线透视人体；在人造地球卫星上对地球进行拍摄是利用射线容易透过云雾烟尘，因而用波长较长的红外线，所以答案为BD.
知能优化训练
本部分内容讲解结束
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