高二物理电磁波及其应用

4.3《电磁波的 发射和接收》
教学目标
知识与能力： 知识与能力： • 1、了解无线电广播发射和接收技术中，调制、调幅、调 频、调谐、解调的含义。 • 2、了解电视摄像管的基本结构以及电视广播发射和接收 过程。 • 3、了解移动通信就的基本过程。了解基站的作用。 • 4、了解通信技术的发展对人类文明的促进作用。 • 教学重点： 教学重点： • 有效地辐射电磁波的条件；电磁波发射方式 ；无线电 波的接过程 • 教学难点： 渐减小
不同的电磁波由于具有不同的频率,才具有不同的特性
３、无线电波
范围：波长大于1mm，频率小于3GHz 应用：广播、电视、天体物理研究，微波炉 中的微波也是无线电波
4、红外线
范围：波长比无线电波短，比可见光长 特点：红外线具有热效应，任何物体都能辐射 红外线，温度越高，红外辐射越强） 应用：①红外线遥感②遥控③红外线加热
二、无线电波的接收 调谐： 1、调谐：从众多的电磁波中选出所 要的电台的技术叫做调谐。 要的电台的技术叫做调谐。 2、解调：从接收的载波中将声音、 解调：从接收的载波中将声音、 图象等信息“ 出来叫做解调 图象等信息“取”出来叫做解调。
三、电视 摄像机、摄像管，扫描， 摄像机、摄像管，扫描， 扫描一帧要0.04s 1s内送25帧 0.04s， 内送25 扫描一帧要0.04s，1s内送25帧 图象。 图象。 除了图象信号外，还有伴音信号。 除了图象信号外，还有伴音信号。
5、可见光
波长范围：400nm-700nm 包含七种颜色的色光：红、橙、黄、绿、蓝、 聢、紫 作用：引起人眼视觉
6、紫外线
波长范围：5nm-400nm 特征：具有较大的能量 应用：①杀菌②促进钙的吸收③防伪（例：验钞 机） 危害 ：过量的紫外线照射会伤害眼睛和皮肤
7、x射线和γ射线
范围：波长比紫外线更短 x射线应用：①检查人体内部器官②金属探伤 ③安检） γ射线应用：①杀死癌细胞②金属探伤
四、太阳辐射
1.太阳辐射中包含无线电波、红外线、可见 光、紫外线、x射线、γ射线 2.能量集中在可见光、红外线、紫外线三个 区域 3.波长在黄绿光的辐射能量最强 ,人眼对黄绿 光感受最强
五、巩固练习
D 1．关于电磁场理论，以下说法正确的是：( ) A．在电场周围一定会产生磁场 B B．任何变化的电场周围空间一定会产生变化 的磁场 C．均匀变化的电场会产生变化的磁场 D．周期性变化的电场会产生周期性变化的磁 场
高中物理新人教版 选修１-１系列课件
第四章 《电磁波及其应用》
4.1《电磁波的发现》
教学目标
知识与能力： 知识与能力： • 1、理解麦克斯韦电磁场理论的两个支柱：变化的磁场产 生电场、变化的电场产生磁场。了解变化的电场和磁场相 互联系形成同一的电磁场。 • 了解电磁场在空间传播形成电磁波。 • 了解麦克斯韦电磁场理论以及赫兹实验在物理学发展中的 贡献。体会两位科学家研究物理问题的思想方法。 • 教学重点： 教学重点： • 理解麦克斯韦电磁场理论；电磁场在空间传播形成电磁波 • 教学难点： 教学难点： • 电磁场在空间传播形成电磁波
一、无线电波的发射
• 6、调频波：高频载波的振频率随信号而改变叫调频波。 调频波：高频载波的振频率随信号而改变叫调频波。 振频率随信号而改变叫调频波 调频波优点： 调频波优点： 优点 振幅不变，抗干扰能力强，失真较小。 振幅不变，抗干扰能力强，失真较小。 缺点：接收机结构复杂，服务半径比较小。 缺点：接收机结构复杂，服务半径比较小。
例与练 • 3、按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中不 按照麦克斯韦的电磁场理论， 正确的是（ 正确的是（ ） • A、振荡的磁场在周围产生恒定的电场 • B、振荡的磁场在周围产生均匀变化的电场 • C、振荡的电场在周围产生不同频率的振荡磁场 • D、振荡的电场在周围产生同频率的振荡磁场
振荡磁场（电场）产生同频 振荡磁场（电场）产生同频 磁场 率的振荡电场（磁场） 电场 率的振荡电场（磁场）
4.2《电磁波谱》
教学目标
• 知识与能力： 知识与能力： • 1、掌握波长、频率和波速的关系。知道电磁波在真空中 的传播速度跟光速相同，即c=3×108ｍ/ｓ。 • 2、了解电磁波谱是有无线电波、红外线、可见光、紫外 线、x射线、γ射线组成的，能够知道它们各自的特点与主 要应用。 • 3、了解电磁波具有能量。了解太阳辐射大部分能量集中 的波长范围。 • 4、了解寻找地外文明的主要历史和当前的进展，激发学 生探索地外未知生命的热情，增加求知欲。 • 教学重点：波长、频率和波速的关系。各波段的特点与主 教学重点： 要应用。 • 教学重点：各波段的特点与主要应用。 教学重点：
三、电磁波的能量
麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通 过实验证实了电磁波的存在，这说明电磁波 是一种客观存在的物质 例：我们可以利用微波对食物进行加热，光 是一种电磁波，太阳光照射到我们身上，我 们感觉到身体热起来，我们的收音机能够受 到广播电台的声音，那是因为电台发射的电 磁波在收音机的天线里感应出了电流。这种 种现象说明电磁波具有能量
一、波长、频率和波速
1.波长:相邻的两个波峰(或波谷)之间的距离 (单位:m) 2.频率:在1s内传播完整波长的个数 3.波速:用来描述波传播快慢的物理量 三者关系:波速=波长 频率 λ 或 c = 即: c = λ f
T
二、电磁波谱
1.概念:按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们 排列 成谱 频率逐渐增大
例与练 • 2、按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中正 按照麦克斯韦的电磁场理论， 确的是（ 确的是（ ） • A、恒定的磁场在周围产生恒定的电场 • B、变化的磁场在周围产生变化的电场 • C、均匀变化的磁场在周围产生均匀变化的电场 • D、均匀变化的磁场在周围产生恒定的电场
均匀变化的磁场（电场）产 均匀变化的磁场（电场） 的磁场 生恒定的电场（磁场） 恒定的电场（磁场） 的电场
2、电磁波
（1）麦克斯韦预言电磁波的存在： 麦克斯韦预言电磁波的存在： 电磁波的存在 振荡电场和振荡磁场交替产生， 振荡电场和振荡磁场交替产生，由近及 电场和振荡磁场交替产生 远地传播，形成电磁波。 远地传播，形成电磁波。
2、电磁波
（1）麦克斯韦预言电磁波的存在： 麦克斯韦预言电磁波的存在： 电磁波的存在 振荡电场和振荡磁场交替产生， 振荡电场和振荡磁场交替产生，由近及 电场和振荡磁场交替产生 远地传播，形成电磁波。 远地传播，形成电磁波。
１、麦克斯围电磁场理论
（1）变化的磁场产生电场 的磁场产生稳定 ①均匀变化的磁场产生稳定的电场 均匀变化的磁场产生稳定的电场
B E
O
t
O
t
１、麦克斯围电磁场理论
（1）变化的磁场产生电场 磁场产生振荡 ②振荡磁场产生振荡电场 振荡磁场产生振荡电场 B 振荡磁场 振荡磁场 O t O E
振荡电场 振荡电场
2、电磁波
（2）赫兹用实验证实电磁波的存在： 赫兹用实验证实电磁波的存在： 电磁波的存在
令人振奋的电火花
2、电磁波
（3）电磁波可以在真空中传播。 电磁波可以在真空中传播。 真空中传播 传播速度为： =3× 传播速度为： c=3×10 8m/s =3 （4）电磁波也会发生反射、折射、干涉、衍射、 电磁波也会发生反射、折射、干涉、衍射、 反射 多普勒效应和偏振现象。 多普勒效应和偏振现象。 现象 （5）电磁波有能量。 电磁波有能量。 能量
例与练 • 4、关于电磁波，下列说法中正确的是 （ 关于电磁波， ） • A、均匀变化的电场和均匀变化的磁场互相激发， 均匀变化的电场和均匀变化的磁场互相激发， 由产生处向远处传播形成电磁波 • B、振荡电场和振荡磁场互相激发，由产生处向 振荡电场和振荡磁场互相激发， 电磁波是横波 电磁波是横波 远处传播形成电磁波 • C、电磁波的振荡电场和振荡磁场方向互相垂直， 电磁波的振荡电场和振荡磁场方向互相垂直， 且与传播方向互相垂直 • D、电磁波能够发生反射、干涉、衍射、偏振现 电磁波能够发生反射、干涉、衍射、 象
2. 以下有关在真空中传播的电磁波的说法正 确的是 B ) ( A．频率越大，传播的速度越大 B．频率不同，传播的速度相同 C．频率越大，其波长越大 D．频率不同, 传播速度也不同
B 3．关于电磁波的下列说法，不正确的是（ ） A.电磁波可以在真空中传播 B. 电磁波不能在空气中传播 C. 麦克斯韦第一次通过实验验证了电磁波的 存在 D. 赫兹第一次通过实验验证了电磁波的存在
振荡磁场 振荡磁场
t
正弦曲线
B与 E 频率相同
例与练 • 1、按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中正 按照麦克斯韦的电磁场理论， 确的是（ 确的是（ ） • A、磁场在周围一定产生电场 • B、电场在周围一定产生磁场 • C、变化的磁场在周围产生电场 • D、变化的电场在周围产生磁场
变化的磁场（电场） 变化的磁场（电场） 的磁场 产生电场（磁场） 产生电场（磁场）
t
正弦曲线
E与B 频率相同
１、麦克斯围电磁场理论
（2）变化的电场产生磁场
１、麦克斯围电磁场理论
（2）变化的电场产生磁场 的电场产生稳定 ①均匀变化的电场产生稳定的磁场 均匀变化的电场产生稳定的磁场
E B
O
t
O
t
１、麦克斯围电磁场理论
（2）变化的电场产生磁场 电场产生振荡 ②振荡电场产生振荡磁场 振荡电场产生振荡磁场 E 振荡电场 振荡电场 O t O B
四、移动通信 每个移动电话都是一个电磁波发射器 电磁波发射器， 每个移动电话都是一个电磁波发射器，它通过电 磁波把你讲话的信息发射到空中， 磁波把你讲话的信息发射到空中，同时它又是一个电 磁波接收器，在空中捕获电磁波， 磁波接收器，在空中捕获电磁波，使你得到对方讲话 的信息。 的信息。 手持移动电话的体积很小，发射功率不大。 手持移动电话的体积很小，发射功率不大。它的 天线也很简单，灵敏度不高。因此， 天线也很简单，灵敏度不高。因此，手机通话时要靠 强大的固定无线电台转接 这种固定的无线电台叫做 固定无线电台转接。 强大的固定无线电台转接。这种固定的无线电台叫做 基站。城市高大建筑物上、农村有的山头上， 基站。城市高大建筑物上、农村有的山头上，常常可 以看到移动通信基站的天线。 以看到移动通信基站的天线。
3. 在电磁波谱中，红外线、可见光和伦琴射 线（射线）三个波段的频率大小关系是 ( B) A．红外线的频率最大，可见光的频率最 B．伦琴射线的频率最大，红外线的频率最小 C．可见光的频率最大，红外线的频率最 D．伦琴射线频率最大，可见光的频率最小
4. 关于紫外线，下列说法中正确的是 ( ) A．一切物体都会发出紫外线 C B．紫外线可用于无线电通讯 C．紫外线有较高的能量，足以破坏细胞中的 物质 D．在紫外线照射下，所有物质会发出荧光
例与练
机械波只能在介质中传播 机械波只能在介质 • 5、比较电磁波和机械波，下列说法中正确的是 比较电磁波和机械波， 介质中传播 （ ） • A、电磁波和机械波都可以在真空中传播 • B、电磁波和机械波都是传递能量的一种形式 • C、电磁波和机械波都能产生反射、干涉、衍射、 电磁波和机械波都能产生反射、干涉、衍射、 偏振现象 • D、电磁波和声波都是纵波 电磁波是横波， 电磁波是横波， 横波 声波是纵波 声波是纵波
一、无线电波的发射
振荡器：能产生频率很高的交变电流的器件。 1、振荡器：能产生频率很高的交变电流的器件。 载波：振荡器产生的高频交变电流，是用来携带声 2、载波：振荡器产生的高频交变电流，是用来携带声 图象等信息的，叫做载波。 音、图象等信息的，叫做载波。 调制：把信息加到载波上， 3、调制：把信息加到载波上，使载 波随信号而改变的技术叫调制。 波随信号而改变的技术叫调制。 调制的两种方式： 调幅和调频。 4、调制的两种方式： 调幅和调频。 调幅波：高频载波的振幅随信号 5、调幅波：高频载波的振幅随信号 而改变叫调幅波。 而改变叫调幅波。 中波和短波波段的无线电广播， 中波和短波波段的无线电广播， 微波段的电视广播的图象信号使用。 微波段的电视广播的图象信号使用。 演示实验： 演示实验： 用示波器观察调幅波。 用示波器观察调幅波。