高中物理第十四章电磁波第4节电磁波与信息化社会第5节电磁波谱课件新人教版选修.ppt

单击此处编辑母版文本样式,物 理,选修,3-4,人教版,新课标导学,第十四章,电磁波,第四节 电磁波与信息化社会,第五节 电磁波谱,了解电磁波与信息的传递,知道电磁波谱及组成部分,知道无线电波、红外线、可见光、紫外线、,X,射线、,射线的特点及作用,1,课前预习,2,课内探究,3,素养提升,4,课堂达标,5,课时作业,课 前 预 习,信息可以通过电缆、光缆进行有线传输，也可实现无线传输。电磁波的频率,_,，相同时间内传递的信息量,_,。,电磁波的传输,越高,越大,1,电视广播的发射和接收过程,电磁波的应用实例,2,雷达,(1),雷达的作用：是利用无线电波来测定,_,的无线电设备。,(2),雷达用的无线电波的波段属于,_,。,(3),雷达确定障碍物位置的方法：通过测定微波从发射到反射回来的,_,来确定目标的距离，并结合微波的,_,来确定目标的位置。,3,移动电话,指通信双方至少有一方可以,_,进行信息交换的通信方式。,4,因特网,是世界上最大的,_,，可以在网上看电影，聊天，购物，查阅各种资料，进行远程教育，远程医疗，也可进行网上会议。,物体位置,微波,时间,方向和仰角,自由移动,计算机互联网,1,概念,按电磁波的,_,或,_,大小的顺序把它们排列成谱，叫电磁波谱。,2,按频率由小到大的顺序排列电磁波谱,无线电波，,_,，,_,，,_,，,_,，,射线。,电磁波谱,波长,频率,红外线,可见光,紫外线,X,射线,1,无线电波,频率小于,_,的电磁波用于通信和广播，射电望远镜等。,2,红外线,一切物体,_,红外线。主要用途是：烘干、红外遥感、测温、夜视仪等。,3,可见光,波长在,_,到,400 mm,之间，进入人眼能引起人的,_,。太阳辐射的能量绝大部分以可见光的形式向外辐射，是地球万物的能源。,不同电磁波的特性和用途,300 GHz,都发射,700 nm,视觉,4,紫外线,比可见光波长,_,的电磁波，波长范围在,5 nm,到,_,之间。主要用途是：,消毒；,化学作用；,荧光效应；,促使人体合成维生素,D,。,5,X,射线,具有,_,的穿透能力。用途：透视人体、检查金属部件的质量等。,6,射线,是波长,_,的电磁波，具有很高的能量，穿透能力,_,。主要用途：,医学上的,刀技术；,由于能穿透几厘米厚的铅板而用于探测金属内部的缺陷等。,更短,370 nm,较强,最短,更强,从场的观点来看电场具有电能，磁场具有磁能，电磁场具有,_,。电磁波的发射过程就是辐射,_,的过程。电磁波在空间传播，,_,就随着一起传播。,电磁波传递能量,电磁能,能量,电磁能,太阳光中含有可见光、无线电波、红外线、紫外线、,X,射线、,射线。太阳辐射的能量主要集中在,_,、,_,和,_,三个区域，如图所示。,太阳辐射,可见光,红外线,紫外线,判一判,(1),雷达在能见度低的黑夜将无法使用,(,),(2),每一部移动电话都是一个无线电台，同时又相当于一台收音机,(,),(3),因特网是世界上最大的计算机互联网,(,),(4),红外线、,X,射线、,射线和,射线都属于电磁波。,(,),(5),人体每时每刻都在发射红外线。,(,),(6),用金属或瓷器盛食物在微波炉中加热效果相同。,(,),选一选,关于电磁波的特性和应用，下列说法正确的是,(,),A,红外线和,X,射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体,B,过强的紫外线照射能促进维生素,D,的合成从而有利于人体皮肤健康,C,电磁波中频率最大的是,射线，最容易用它来观察衍射现象,D,紫外线和,X,射线都可以使感光底片感光,解析：,X,射线有很高的穿透本领，常用于医学透视人体，但红外线穿透能力很弱，选项,A,错误；过强的紫外线照射对人的皮肤有害，选项,B,错误；电磁波中频率最大的是,射线，波长最短，最不容易发生衍射现象，选项,C,错误。,D,想一想,“,为了您和他人的安全，请您不要在飞机上使用手机和手提电脑,”,。这句提醒警示语是乘坐飞机的游客都听过的语言，因为有些空难事故就是由于某位乘客在飞行的飞机中使用手机造成的。如图所示是飞机上的警示标志，,1999,年广州白云机场飞机降落时，机上有四位旅客同时使用了手机，使飞机降落偏离了,8,度，险些造成事故，,2015,年,4,月,27,日下午一位旅客在飞往乌鲁木齐的途中使用手机，被处于伍佰元的治安罚款。请问为什么在飞机上不能使用手机和手提电脑呢,(,包括游戏机,)?,答案：,由于手机在使用时要发射电磁波，对飞机产生电磁干扰，而飞机上导航系统是非常复杂的，抗干扰能力不是很强，所以如果飞机上的乘客使用了手机，对飞机产生电磁干扰，那么后果将十分可怕。所以，在飞机上不要使用手机和手提电脑。,课 内 探 究,人类历史经历了农业社会、工业社会，现正在步入信息社会。在信息社会，信息作为一种重要的资源和财富，影响着人们的生活，加速了社会的运转。根据你的了解和理解，你认为信息化社会有哪些特征？,提示：,信息化社会具有,“,四化,”,智能化、电子化、全球化、非群体化，而且还有,“,四性,”,综合性、竞争性、渗透性、开放性。,探究一电磁波与信息化社会,1,电视广播的发射和接收过程,2,了解雷达,(1),雷达的原理,利用电磁波遇到障碍物发生反射的特性。,(2),确定位置的方法,已知无线电波的传播速度为,c,，测出从发射无线电波脉冲到接收到反射回来无线电波的时间,t,，就可由公式,2,s,ct,确定被测物体的距离，再根据无线电波的方向和仰角，便可以确定被测物体的位置了。,(3),构造及特点,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。,雷达既是无线电波的发射端，又是无线电波的接收端；,雷达使用的无线电波是直线性好、反射性能强的微波波段；,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,s,，两次发射的时间间隔约为,0.1 ms,；,障碍物的距离等情况都由显示器直接显示出来。,(4),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；在气象上可以用于探测台风、雷雨、乌云。,(,多选,),下列说法中正确的是,(,),A,摄像机实际上是一种将光信号转变为电信号的装置,B,电视机实际上是一种将电信号转变为光信号的装置,C,摄像机在,1s,内要传送,25,张画面,D,电视机接收的画面是连续的,解题指导：,因为观看电视的直觉告诉我们电视画面是连续的，从而得出错误结论。实际上画面看起来连续是因为更换迅速和视觉暂留效应。,ABC,解析：,通过摄像机摄到景物的光信号，再通过特殊装置,(,扫描,),转变为电信号，在,1s,内要传送,25,张画面；电视机通过显像管将接收到的电信号再转变为光信号，最后还原为景物图像，每秒要接收到,25,张画面，由于画面更换迅速和视觉暂留，我们感觉到的便是活动的图像，所以,A,、,B,、,C,正确。,对点训练,1,如图所示是中国制造的具有,“,隐身能力,”,和强大攻击力的战斗机,“,歼,31,”,隐形飞机的原理是：在飞机研制过程中设法降低其可探测性，使之不易被敌方发现、跟踪和攻击。根据你所学的物理知识，判断下列说法中正确的是,(,),B,A,运用隐蔽色涂层，无论距你多近的距离，即使你拿望远镜也不能看到它,B,使用吸收雷达电磁波材料，在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，很难被发现,C,使用吸收雷达电磁波涂层后，传播到复合金属机翼上的电磁波在机翼上不会产生感应电流,D,主要是对发动机、喷气尾管等因为高温容易产生紫外线辐射的部位采取隔热、降温等措施，使其不易被对方发现和攻击,解析：,雷达向外发射电磁波，当电磁波遇到飞机时就要发生反射，雷达通过接收反射回来的电磁波，就可以测定飞机的位置，所以要想降低飞机的可探测性，可以使用吸收雷达电磁波的材料，在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，很难被发现，选项,B,正确。,无线电波、红外线、可见光、紫外线、,X,射线、,射线合起来便构成了范围非常广阔的电滋波谱。如图所示是按波长由大到小,(,频率由小到大,),顺序排列的电磁波谱。,探究二各种电磁波的共性和个性的比较,电磁波谱中的各部分有没有严格的分界线？,提示：,没有。,1,共性,(1),它们在本质上都是电磁波，它们的行为服从相同的规律，各波段之间的区别并没有绝对的意义。,(2),都遵守公式,v,f,，它们在真空中的传播速度都是,c,3.0,10,8,m/s,。,(3),它们的传播都不需要介质。,(4),它们都具有反射、折射、衍射和干涉的特性。,2,个性,(1),不同电磁波的频率或波长不同，表现出不同的特性，波长越长越容易产生干涉、衍射现象，波长越短穿透能力越强。,(2),同频率的电磁波，在不同介质中速度不同。不同频率的电磁波，在同一种介质中传播时，频率越大折射率越大，速度越小。,(3),产生机理不同,无线电波,振荡电路中电子周期性运动产生,红外线、可见光和紫外线,原子的外层电子受激发后产生,X,射线,原子的内层电子受激发后产生,射线,原子核受激发后产生,(4),用途不同,无线电波用于通信和广播，红外线用于加热和遥感技术，紫外线用于杀菌消毒。,X,射线应用于医学上的,X,光照片。,射线用于检查金属部件的缺陷等。,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些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,_,。,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,D,C,E,解题指导：,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。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，这是解决这种类型题目的关键。,解析：,(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。,对点训练,2,验钞机发出的光能使钞票上的荧光物质发光，电视机、空调的遥控器发出的光能控制电视机、空调的工作状态。对于它们发出的光，以下判断正确的是,(,),A,它们发出的都是红外线,B,它们发出的都是紫外线,C,验钞机发出的是红外线，遥控器发出的是紫外线,D,验钞机发出的是紫外线，遥控器发出的是红外线,解析：,紫外线有较强的荧光作用，能使荧光物质发出荧光，故验钞机发出的是紫外线；红外线波长较长，容易发生衍射，故能很方便地遥控家用电器。,D,正确。,D,素 养 提 升,(1),电磁波在空中的传播速度可认为等于真空中的光速,c,，根据雷达荧光屏上发射波形和反射波形间的时间间隔，可求得侦察距离。,(2),根据发射无线电波的方向和仰角，确定被侦察物体的位置。,(3),雷达的最大侦察距离应等于电磁波在雷达发射相邻两个脉冲的时间间隔内传播距离的一半。,雷达侦察问题的解决方法,某高速公路自动测速仪装置如图,1,所示，雷达向汽车驶来方向发射不连续的电磁波，每次发射时间约为百万分之一秒，两次发射时间间隔为,t,。当雷达向汽车发射无线电波时，在指示器荧光屏上呈现出一个尖波形；在收到反射回来的无线电波时，在荧光屏上呈现第二个尖形波。根据两个波的距离，可以计算出汽车距雷达的距离，根据自动打下的纸带如图,2,所示，可求出该汽车的车速，请根据给出的,t,1,、,t,2,、,t,、,c,求出汽车车速表达式。,