鲁科版 (2019)必修 第三册第3节 初识电磁波及其应用备课ppt课件

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1．了解电磁波的产生与传播。2．了解电磁波的作用及其带来的影响。3. 知道手机和通信卫星等都是电磁波的应用
1.变化的磁场产生电场:(1)在变化的磁场中如果有闭合的回路,由于磁通量的变化产生了_________,表明变化的磁场产生了_____。_。
思考：英国物理学家麦克斯韦在电磁学方面的主要贡献是什么？
答案：发现变化的电场和变化的磁场相互联系形成统一的电磁场
2.变化的电场产生磁场:如果在空间有变化的电场,那么这个变化的电场也会产生_____。
(2)变化的磁场中如果没有闭合回路,也同样会在空间产生____
二、电磁波1.电磁波的产生:周期性变化的_____周围会产生周期性变化的电场,周期性变化的_____周围也会产生周期性变化的磁场。变化的电场和变化的磁场相互联系在一起,就会在空间形成一个统一的、不可分割的_______,这种在空间交替变化的电磁场传播出去就形成了_______。
2.电磁波可以在_____中传播,电磁波的传播___需要介质。3.光也是电磁波:(1)电磁波的传播速度恰好与真空中的光速_____。(2)麦克斯韦指出,光是以波动形式传播的一种________。
4.科学探究:德国物理学家赫兹通过实验证实了_______的存在,从而证实了_________电磁理论,为无线电技术的发展开拓了道路。
5.电磁波的波长、频率与波速:如图邻近的两个_____(或波谷)的距离叫作波长,波长用符号___来表示;波的频率是在1 s内有多少次_____(或波谷)通过,频率用符号__来表示;波速是用来描述波传播_____的物理量,波速用符号__来表示。
6.λ、f、c三者之间的关系:λ=C/f,其c=3×108 m/s。7.电磁波谱:(1)按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱,叫做电磁波谱。
(2)电磁波谱按波长由大到小(频率由小到大)的顺序,依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、 射线.
三、电磁波的应用1.电视①电视信号的发射：用话筒把声音信号转换成音频电信号,用摄像机把图像信号转换成视频电信号,但音频、视频电信号不能直接发射出去.由载波发生器产生高频电磁波,通过调制器把音频、视频电信号加载到高频电磁波上.最后通过天线把载有音频、视频电信号的电磁波发射出去。
②电视信号的接收
接收机收到高频电磁波以后,利用电视机的调谐器选出我们所需要的某一频率的电磁波,再从高频电信号中取出音频、视频电信号,音频电信号经放大后送到扬声器,转换成声音;视频电信号送到显像设备,转换成图像
2.雷达（1）.构造：雷达一般由天线系统、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（2）.工作原理:利用电磁波遇到障碍物会发生反射的特性来确定目标物体 的位置
（3）.特点 ①雷达既是无线电波的发射端,又是无线电波的接收端； ②雷达使用的无线电波是直线性好、反射性能强的微波波段; ③雷达发射的是不连续的无线电波,即脉冲,每次发射时间小于1 ，,两次发射的时间间隔约为0.1ms;④障碍物的距离等情况都由显示器直接显示出来。
（4）.应用 可以用于探测飞机、导弹等军事目标,也可以用于导航,在天文学上可以用于研究星体,在气象上可以用于探测台风、雷雨、乌云等。
3.移动电话特点：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，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。
4.因特网 因特网是世界上最大的计算机互联网,可以在网上看电影、聊天购物、答查阅各种资料,进行远程教学、远程医疗,也可进行网上会议。
例1．关于电磁波和现代通信，下列叙述不正确的是( )A．卫星通信利用人造地球卫星作为中继站进行通信B．光纤通信具有传输信息量大、抗干扰能力强及光能损耗小等优点C．电磁波可以在真空中传播D．电磁波的频率越高，在真空中传播的速度越大
【解析】信号从地球表面发出经卫星中转然后再传送到接收者,所以A正确, 光纤通信具有传输信息量大、抗干扰能力强及光能损耗小等优点,B正确,电磁波的传播可以在真空中进行,C正确,无论电磁波的频率多高,在真空中的传播速度都为光速大小,D错误。
例2．（多选）下列关于红外线的说法中正确的是( )A．红外烤箱中的红光就是红外线B．红外线比可见光更容易发生衍射C．高温物体辐射红外线，低温物体不辐射红外线D．红外线比可见光更容易引起固体物质分子共振
【解析】红外线是看不见的，红外线比可见光的波长长，更容易发生衍射，一切物体，包括高温物体和低温物体都在辐射红外线，只是物体温度越高，它辐射的红外线就越强；红外线的频率比可见光更接近固体物质分子的频率，也就更容易使分子发生共振，因而红外线热作用显著．
例3．（多选）关于雷达的特点，下列说法正确的是(　　)A．雷达所用无线电波的波长比短波更长B．雷达只有连续发射无线电线，才能发现目标C．雷达的显示屏上可以直接读出障碍物的距离D．雷达在能见度低的黑夜将无法使用
【解析】雷达是利用无线电波波长短，衍射现象不明显，传播的直线性好，遇到障碍物要发生反射的微波来测定物体位置的无线电设备．A、达所用无线电波为微波，微波的波长比短波更短，故A正确；B、雷达通过不间断的发射无线电波的脉冲并接收电磁脉冲工作的，故B错误；C、雷达的显示屏上可以直接读出障碍物的距离，为x= ，故C正确；D、电磁波的使用不受天气影响，故雷达在能见度低的黑夜一样使用，故D错误；
1.下列各组电磁波，按衍射能力由强到弱正确排列的是(　　)A.γ射线、红外线、紫外线、可见光B.可见光、红外线、紫外线、γ射线C.红外线、可见光、紫外线、γ射线D.紫外线、可见光、红外线、γ射线
解析：电磁波的衍射能力与波长有关，波长越长，衍射能力越强，所以，衍射能力由强到弱应该是红外线、可见光、紫外线、γ射线。故选C。
2.(多选)关于电磁波谱，下列说法中正确的是(　　)A.X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变B.γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高C.紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射D.在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是γ射线
解析：X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变，故A正确；γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高，故B正确；在电磁波谱中从无线电波到γ射线，波长逐渐减小，频率逐渐增大，而波长越大，波动性越强，越容易发生干涉、衍射现象，因此紫光比紫外线更容易发生干涉和衍射现象，无线电波最容易发生衍射现象，故C、D错。
3.某雷达工作时，发射电磁波的波长为λ=20 cm，每秒脉冲数n=5 000，每个脉冲持续时间t=0.02 μs，问电磁波的振荡频率为多少？最大的侦察距离是多少？
【答案】1.5×109 Hz　3×104 m