高中物理 第14章 電磁波 4-5 電磁波與信息化社會 電磁波譜課件 新人教版選修3-4.ppt

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4 電磁波與信息化社會 5 電磁波譜,填一填,練一練,1.電磁波與信息化社會(見課本第85頁) (1)電磁波的傳輸:可以通過電纜、光纜進行有線傳輸,也可實現(xiàn)無線傳輸。電磁波的頻率越高,相同時間內(nèi)傳遞的信息量越大。 (2)電磁波的應用實例 ①電視:攝像機采集圖像信號,在1 s內(nèi)要傳送25幅畫面,電視接收機也以相同的速率在熒光屏上顯現(xiàn)這些畫面,便實現(xiàn)了影像的傳遞和再現(xiàn)。 ②雷達:雷達是利用無線電波來測定物體位置的無線電設備。電磁波遇到障礙物要發(fā)生反射,雷達就是利用電磁波的這個特性工作的。 ③移動電話、因特網(wǎng)也是利用電磁波來傳輸信息的。,,,,,,,填一填,練一練,2.電磁波譜(見課本第90頁) (1)概念:按電磁波的波長或頻率大小的順序把它們排列成譜。 (2)電磁波譜的排列:按波長由長到短依次為無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線。 (3)不同電磁波的特點及應用,,,,,,,,,填一填,練一練,(4)電磁波傳遞能量 電磁波是一種物質(zhì),電磁波可以傳遞能量。 (5)太陽輻射 太陽輻射的能量集中在紅外線、可見光、紫外線三個區(qū)域,尤其在黃綠光附近,輻射的能量最強。,,,,,填一填,練一練,下列不屬于電磁波的是( ) A.紅外線 B.X射線 C.β射線 D.γ射線 解析:紅外線、X射線、γ射線是電磁波,β射線是電子流,不是電磁波。 答案:C,,,探究一,探究二,探究一電磁波與信息化社會 問題導引 人類歷史經(jīng)歷了農(nóng)業(yè)社會、工業(yè)社會,現(xiàn)正在步入信息社會。在信息社會,信息作為一種重要的資源和財富,影響著人們的生活,加速了社會的運轉。根據(jù)你的了解和理解,你認為信息化社會有哪些特征?,探究一,探究二,探究一,探究二,名師精講 1.電視廣播的發(fā)射和接收過程,探究一,探究二,2.雷達的工作原理 雷達利用無線電波遇到障礙物的反射現(xiàn)象來測定物體位置。根據(jù)發(fā)射無線電波到接收反射波的時間t,確定障礙物的距離 再根據(jù)發(fā)射無線電波的方向和仰角,確定障礙物的位置。,探究一,探究二,典例剖析 【例題1】 假設有一戰(zhàn)斗機正以一定的速度進入某防空識別區(qū)且朝雷達正上方勻速飛行,已知雷達發(fā)射相鄰兩次電磁波之間的時間間隔為5×10-4 s,某時刻在雷達熒光屏上顯示的波形如圖甲所示,t=173 s后雷達向正上方發(fā)射和接收的波形如圖乙所示。已知雷達熒光屏上相鄰刻線間表示的時間間隔為10-4 s,電磁波的傳播速度為c=3×108 m/s,則該戰(zhàn)斗機的飛行速度大約為多少?,探究一,探究二,,探究一,探究二,變式訓練1 一個雷達向遠處發(fā)射無線電波,每次發(fā)射的時間為1 μs,兩次發(fā)射的時間間隔為100 μs,在指示器的熒光屏上出現(xiàn)的尖形波如圖所示,已知圖中ab=bc,則障礙物與雷達之間的距離是 。 解析:題圖中a和c處的尖形波是雷達向目標發(fā)射無線電波時出現(xiàn)的,b處的尖形波是雷達收到障礙物反射回來的無線電波時出現(xiàn)的,由ab=bc,可知無線電波從發(fā)射到返回所用時間為50 μs。設雷達離障礙物的距離為s,無線電波來回時間為t,波速為c。由2 s=ct得 答案:7.5×103 m,,,探究一,探究二,探究一,探究二,探究二各種電磁波的共性和個性的比較 問題導引 在我們身邊到處都有電磁波的影子,它的應用更是比比皆是。下面列出的設備中工作時所發(fā)出的波,哪些不屬于電磁波?(1)微波爐加熱食物時發(fā)出的波;(2)電視發(fā)射塔發(fā)出的波;(3)互聯(lián)網(wǎng)光纜中傳播的波;(4)電視機遙控器發(fā)出的波。,探究一,探究二,探究一,探究二,名師精講 從無線電波到γ射線都是本質(zhì)相同的電磁波,其行為服從共同的規(guī)律,但因波長(頻率)不同,又表現(xiàn)出不同的特點。 1.共性 (1)它們在本質(zhì)上都是電磁波,它們的行為服從相同的規(guī)律,各波段之間的區(qū)別并沒有絕對的意義。 (2)都遵守公式v=λf,它們在真空中的傳播速度都是c=3.0×108 m/s。 (3)它們的傳播都不需要介質(zhì)。 (4)它們都具有反射、折射、衍射和干涉的特性。,探究一,探究二,2.個性 (1)不同電磁波的頻率或波長不同,表現(xiàn)出不同的特性,波長越長越容易產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象,波長越短穿透能力越強。 (2)同頻率的電磁波,在不同介質(zhì)中速度不同。不同頻率的電磁波,在同一種介質(zhì)中傳播時,頻率越大,速度越小。 (3)產(chǎn)生機理不同:,探究一,探究二,(4)用途不同:無線電波用于通信和廣播,紅外線用于加熱和遙感技術,紫外線用于殺菌消毒,X射線應用于醫(yī)學上的X光照相,γ射線用于檢查金屬部件的缺陷等。,探究一,探究二,典例剖析 【例題2】 下列有關電磁波的特性和應用,說法正確的是( ) A.紅外線和X射線都有很高的穿透本領,常用于醫(yī)學上透視人體 B.過強的紫外線照射有利于人的皮膚健康 C.電磁波中頻率最高的為γ射線,最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象 D.紫外線和X射線都可以使感光底片感光 解析:X射線有很高的穿透本領,醫(yī)學上常用于透視人體,紅外線不能,A錯誤;過強的紫外線照射對人的皮膚有害,B錯誤;電磁波中頻率最高的為γ射線,其波長最短,最不容易發(fā)生衍射,C錯誤;紫外線和X射線都可以使感光底片感光,D正確。 答案:D,,,探究一,探究二,變式訓練2 導學號38190129下面列出一些醫(yī)療器械的名稱和這些器械運用的物理現(xiàn)象。請將相應的字母填寫在運用這種現(xiàn)象的醫(yī)療器械后面的空格上。 (1)X光機, ; (2)紫外線燈, ; (3)理療醫(yī)用“神燈”照射傷口,可使傷口愈合得較好。這里的“神燈”是利用 。 A.光的全反射 B.紫外線具有很強的熒光作用 C.紫外線具有殺菌消毒作用 D.X射線具有很強的貫穿力 E.紅外線具有顯著的熱效應 F.紅外線波長較長,易發(fā)生衍射,探究一,探究二,解析:(1)X光機是用來透視人的體內(nèi)器官的,因此需要具有較強穿透力的電磁波,但又不能對人體造成太大的傷害,因此采用了穿透能力比較強又不會給人體造成太大的傷害的X射線,選擇D。 (2)紫外線燈主要是用來殺菌的,因此它應用的是紫外線的殺菌作用而非熒光作用,因此選擇C。 (3)“神燈”又稱紅外線燈,主要是用于促進局部血液循環(huán),它利用的是紅外線的熱效應,使人體局部受熱,血液循環(huán)加快,因此選擇E。 答案:(1)D (2)C (3)E,,探究一,探究二,1 2 3 4 5,,,,,,1.關于雷達的特點,下列說法正確的是( ) A.雷達所用無線電波的波長比短波更長 B.雷達只有連續(xù)發(fā)射無線電波,才能發(fā)現(xiàn)目標 C.雷達的顯示屏上可以直接讀出障礙物的距離 D.雷達在能見度低的黑夜將無法使用 解析:雷達是利用無線電波的反射來工作的,因此它利用的無線電波處于微波段,目的是為了增加反射,減小衍射。雷達大約每隔0.1 ms發(fā)射時間短于1 μs的脈沖信號,根據(jù)屏上顯示的發(fā)射信號和接收到的反射信號可以直接讀出障礙物的距離。選項C正確,A、B、D錯誤。 答案:C,,,1 2 3 4 5,,,,,,2.下列說法中正確的是( ) A.攝像機實際上是一種將光信號轉變?yōu)殡娦盘柕难b置 B.電視機實際上是一種將電信號轉變?yōu)楣庑盘柕难b置 C.攝像機在1 s內(nèi)要送出25幅畫面 D.電視機接收的畫面是連續(xù)的 解析:攝像機把光信號轉化成電信號,然后經(jīng)過發(fā)射裝置發(fā)射出去。電視機中的顯像管將接收到的電信號還原成光信號。攝像機在1 s內(nèi)要送出25幅畫面,同樣電視機在1 s內(nèi)接收25幅畫面,畫面是不連續(xù)的。 答案:ABC,,,1 2 3 4 5,,,,,,3.下列說法正確的是( ) A.只有物體溫度較高時,才能向外輻射紅外線 B.紫外線有顯著的化學作用 C.可見光比紅外線容易發(fā)生衍射現(xiàn)象 D.X射線穿透力較強,可用來進行人體透視 解析:任何溫度的物體,都可向外輻射紅外線,選項A錯誤;紫外線有顯著的化學作用,選項B正確;可見光波長比紅外線波長短,不容易發(fā)生衍射現(xiàn)象,選項C錯誤;X射線穿透力強可用于人體透視、探測等,選項D正確。 答案:BD,,,1 2 3 4 5,,,,,,4.關于電磁波譜,下列說法中正確的是( ) A.電磁波中最容易表現(xiàn)出干涉、衍射現(xiàn)象的是無線電波 B.紅外線、紫外線、可見光是原子的外層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的 C.X射線和γ射線是原子的內(nèi)層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的 D.紅外線的顯著作用是熱作用,溫度較低的物體不能輻射紅外線 解析:波長越長的無線電波波動性越顯著,干涉、衍射現(xiàn)象易發(fā)生;從電磁波產(chǎn)生的機理可知γ射線是原子核受激發(fā)后產(chǎn)生的;不論物體溫度高低如何都能輻射紅外線,物體的溫度越高,它輻射的紅外線越強。 答案:AB,,,1 2 3 4 5,,,,,,5.導學號38190130(選做題)某高速公路自動測速儀裝置如圖甲所示,雷達向汽車駛來的方向發(fā)射不連續(xù)的電磁波,每次發(fā)射時間為10-6 s,相鄰兩次發(fā)射時間間隔為t。當雷達向汽車發(fā)射無線電波時,在顯示屏上呈現(xiàn)一個尖波形;在收到反射回來的無線電波時,在顯示屏上呈現(xiàn)第二個尖波形。根據(jù)兩個波形的距離,可以計算出汽車距雷達的距離,根據(jù)自動打下的紙帶(如圖乙所示),可求出車速v。請根據(jù)t1、t2、t、c求出汽車車速v的表達式。,1 2 3 4 5,,,,,,,