第二十一章電磁波及其應(yīng)用第1節(jié)電磁波的海洋學(xué)習(xí)目標(biāo)在了解電磁波對(duì)人類(lèi)生活和社會(huì)發(fā)展的影響，以中國(guó)天眼為例，了解科技發(fā)展對(duì)社會(huì)進(jìn)步的意義，增強(qiáng)科技強(qiáng)國(guó)的責(zé)任感。了解電磁波的應(yīng)用；（難點(diǎn)）知道電磁波的產(chǎn)生和傳播.知道波長(zhǎng)、頻率和波速以及電磁波在真空中的傳播速度；（重點(diǎn)）~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~打開(kāi)收音機(jī)的開(kāi)關(guān)，調(diào)至沒(méi)有電臺(tái)的位置，將音量開(kāi)大。取一節(jié)舊干電池和一根導(dǎo)線(xiàn)，拿到收音機(jī)附近。先將導(dǎo)線(xiàn)的一端與電池的負(fù)極相連，再將導(dǎo)線(xiàn)的另一端與正極摩擦，使它們時(shí)斷時(shí)續(xù)地接觸，可以聽(tīng)到收音機(jī)發(fā)出“咔咔”聲。收音機(jī)為什么會(huì)發(fā)出這種聲音呢？新課導(dǎo)入變化的電流在空間激起電磁波木棍在水面上振動(dòng)說(shuō)話(huà)時(shí)聲帶的振動(dòng)聲波水波導(dǎo)線(xiàn)與電池時(shí)斷時(shí)續(xù)地接觸，產(chǎn)生迅速變化的電流，電能生磁、磁能生電，變化的電流在空間激起(產(chǎn)生)電磁波.產(chǎn)生類(lèi)比收音機(jī)接收到電磁波，發(fā)出了“咔咔”聲.電磁波是怎樣產(chǎn)生的變化的電流在空間激起電磁波廣播電臺(tái)、電視臺(tái)以及移動(dòng)電話(huà)靠復(fù)雜的電子線(xiàn)路來(lái)產(chǎn)生迅速變化的電流，發(fā)出電磁波.電磁波有許多用途，例如可以用電磁波來(lái)傳遞信息和能量.電磁波是怎樣產(chǎn)生的波峰波谷在一列水波的傳播中，凸起的最高處，叫作波峰；凹下的最低處，叫作波谷.電磁波是怎樣傳播的波長(zhǎng)：振動(dòng)一次波傳播的距離(相鄰兩個(gè)波峰或波谷之間的距離)用字母λ表示.λλ在某確定位置，1s內(nèi)有多少次波峰或波谷通過(guò)，波的頻率就是多少.用字母f表示水波不停地向遠(yuǎn)處傳播，用來(lái)描述波傳播快慢的物理量叫作波速.波速=波長(zhǎng)×頻率跟水波類(lèi)似，電磁波也可用波長(zhǎng)、頻率和波速來(lái)描述.(1)波長(zhǎng)：振動(dòng)一次波傳播的距離(相鄰兩個(gè)波峰或波谷之間的距離)用字母λ表示.(2)頻率：1秒鐘波振動(dòng)的次數(shù)叫頻率，用字母f

表示.波長(zhǎng)λ波長(zhǎng)λ波峰波谷波的圖像電磁波是怎樣傳播的(3)波速：波傳播快慢的物理量叫作波速.用字母c表示。波速=波長(zhǎng)×頻率（c=λf），單位：米/秒（m/s）電磁波的波速(c)、波長(zhǎng)(λ)、頻率(f

)三者之間的關(guān)系：波速(c)單位：m/s.波長(zhǎng)(λ)單位：m.頻率(f

)單位：Hz.c=λf聲音的傳播要靠固體、液體、氣體等介質(zhì)，電磁波的傳播需要介質(zhì)嗎？不同頻率(或不同波長(zhǎng))的電磁波的傳播速度都相同.電磁波波速一定，波長(zhǎng)與頻率成反比，頻率越高的電磁波，波長(zhǎng)越短.電磁波是怎樣傳播的演示把一部手機(jī)放在真空罩中，抽掉空氣后，給這部手機(jī)打電話(huà).這部手機(jī)能接到電話(huà)嗎？說(shuō)明了什么？真空罩中的手機(jī)能接到電話(huà)嗎？放在抽掉空氣的真空罩中的手機(jī)可以收到罩外傳給它的電磁波.現(xiàn)象：結(jié)論：電磁波的傳播不需要介質(zhì)，電磁波能夠在真空中傳播。太空中沒(méi)有空氣，聲音無(wú)法傳播.因?yàn)殡姶挪梢栽谡婵罩袀鞑?，所以航天員在太空可以用電磁波來(lái)通信.真空中電磁波的波速為c，大約為30萬(wàn)千米每秒.c是物理學(xué)中一個(gè)十分重要的常量，目前公認(rèn)c=2.99792458×103m/s.光就是一種電磁波！電磁波的傳播速度是不是看起來(lái)很熟悉？你由此產(chǎn)生了什么聯(lián)想？真空中電磁波的波速電磁波是怎樣傳播的電磁波的傳播速度與光在真空中的傳播速速相同1、下列過(guò)程中不能產(chǎn)生電磁波的是()A.打開(kāi)或者關(guān)閉電燈時(shí)B.電爐子在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)C.電冰箱的電路接通或斷開(kāi)時(shí)D.電飯鍋從加熱狀態(tài)自動(dòng)跳到保溫狀態(tài)時(shí)B迅速變化的電流能在周?chē)a(chǎn)生電磁波課堂練習(xí)2、關(guān)于電磁波的說(shuō)法中正確的（）A、電磁波只能在真空中傳播。B、波長(zhǎng)不同的電磁波的速度不同。C、電磁波是沿某一特定方向向空間遠(yuǎn)處傳播的。D、變化的電流在周?chē)目臻g產(chǎn)生電磁波。D3、以下說(shuō)法中正確的是（）A、頻率越大的電磁波，它的傳播速度越大。B、電磁波和聲波一樣不能在真空中傳播。C、不同頻率、不同波長(zhǎng)的電磁波，它們的傳播速度相同。D、以上說(shuō)法都正確。C5、如圖所示，有甲、乙兩種電磁波，甲的波長(zhǎng)是乙的2倍，則甲、乙兩種電磁波的頻率之比為()A.1∶1B.2∶1C.1∶2D.無(wú)法確定真空中電磁波的波速c一定，

由公式c=λf

知，f甲∶f乙=λ乙∶λ甲=1：2C4、在短波、中波和長(zhǎng)波這三種電磁波中頻率最大的是（）A、短波B、中波C、長(zhǎng)波D、一樣大課堂練習(xí)Ac=λf通常電磁波的頻率都很高，所以常用單位還有千赫(kHz)和兆赫(MHz).這些單位間的換算關(guān)系是1MHz=103kHz1kHz=103Hz觀(guān)察收音機(jī)的刻度板，上面標(biāo)有哪些數(shù)字和單位？它們都表示什么意思？打開(kāi)收音機(jī)，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)諧旋鈕，調(diào)到可以收聽(tīng)到廣播節(jié)目的位置，看看頻率是多少.調(diào)幅廣播頻率調(diào)頻廣播頻率表示53×10kHz=530kHz調(diào)幅廣播覆蓋范圍廣、抗干擾稍弱；調(diào)頻廣播通過(guò)調(diào)制信號(hào)頻率傳遞聲音，音質(zhì)好、抗干擾強(qiáng).電磁波大家族想想做做電磁波是個(gè)大家族.通常用于廣播、電視和移動(dòng)通信的是頻率為數(shù)百千赫至數(shù)百兆赫的那一部分電磁波，叫作無(wú)線(xiàn)電波.電磁波大家族無(wú)線(xiàn)電波：通常用于廣播、電視和移動(dòng)通信的是頻率為數(shù)百千赫至數(shù)百兆赫的那一部分電磁波，叫作無(wú)線(xiàn)電波。日常生活中可以看到各種各樣的天線(xiàn)，它們有的是發(fā)射電磁波的，有的是接收電磁波的。無(wú)線(xiàn)電波的波長(zhǎng)從幾毫米到幾千米，通常根據(jù)波長(zhǎng)或頻率把無(wú)線(xiàn)電波分成幾個(gè)波段，包括長(zhǎng)波、中波、短波、微波等。超遠(yuǎn)距離穩(wěn)定導(dǎo)航、高可靠性授時(shí)、以及對(duì)深海和地下穿透通信廣播雷達(dá)、微波爐、衛(wèi)星導(dǎo)航、手機(jī)、Wi-Fi、藍(lán)牙、電視、調(diào)頻廣播（頻率越高，攜帶的信息量越大）電磁波大家族無(wú)線(xiàn)電波特點(diǎn)：長(zhǎng)波：中波、短波：微波：6、一粒小石塊投入平靜的水中就會(huì)激起

；打鼓時(shí)，鼓面的振動(dòng)在空氣中形成

；導(dǎo)線(xiàn)中電流的迅速變化會(huì)在空間激起

。7、電磁波可以給我們傳遞各種信息，在我們家庭生活中所用的

、

等都是利用電磁波來(lái)傳遞信息的電器。8、微波的主要用途是()A．超遠(yuǎn)程通信B．無(wú)線(xiàn)電廣播C．電報(bào)D．電視、宇航通信水波聲波電磁波手機(jī)電視D課堂練習(xí)9、關(guān)于電磁波的認(rèn)識(shí)，下列說(shuō)法正確的是

(

)A.電磁波在真空中的傳播速度為340

m/sB.操作人員通過(guò)電磁波遙控?zé)o人機(jī)C.電磁波的頻率越高，其波長(zhǎng)越長(zhǎng)D.骨骼檢查使用的X光不是電磁波B10、在中國(guó)空間站進(jìn)行太空授課時(shí)，航天員們使用的是藍(lán)牙耳機(jī)，藍(lán)牙耳機(jī)的無(wú)線(xiàn)通訊功能利用的是_______，其傳播速度是______km/s；藍(lán)牙通信信號(hào)比可見(jiàn)光頻率低，藍(lán)牙通信信號(hào)波長(zhǎng)比可見(jiàn)光_____.電磁波3×105長(zhǎng)課堂練習(xí)11、隱形飛機(jī)是一種先進(jìn)的軍用飛機(jī)，可以防止被雷達(dá)發(fā)現(xiàn)，隱形飛機(jī)用的主要是

材料，它能減少飛機(jī)對(duì)電磁波

，使雷達(dá)很難發(fā)現(xiàn)它。吸收電磁波反射12、如圖是一臺(tái)收音機(jī)的屏板，當(dāng)向右調(diào)指針（圖中黃塊）時(shí)，所接收的電磁波（）A.頻率變大，波長(zhǎng)變大B.頻率變大，波長(zhǎng)變小C.頻率變大，波長(zhǎng)不變D.頻率變小，波長(zhǎng)變大B可見(jiàn)光、紅外線(xiàn)和紫外線(xiàn)也屬于電磁波.X射線(xiàn)、γ射線(xiàn)是頻率很高的電磁波.不同頻率范圍的電磁波在我們的生活中發(fā)揮著重要作用.不同頻率范圍的電磁波及其應(yīng)用電磁波大家族各種光和射線(xiàn)都是波長(zhǎng)不同的電磁波伽馬射線(xiàn)在醫(yī)療領(lǐng)域：X射線(xiàn)成像技術(shù)被廣泛用于骨折診斷和腫瘤檢測(cè)，它利用X射線(xiàn)的穿透性來(lái)拍攝人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影像。安全檢查領(lǐng)域：在機(jī)場(chǎng)、車(chē)站等場(chǎng)所，X射線(xiàn)安檢設(shè)備用于檢查X射線(xiàn)的應(yīng)用電磁波大家族放射治療：利用γ射線(xiàn)的高能量殺死癌細(xì)胞γ射線(xiàn)（伽馬射線(xiàn)）的應(yīng)用工業(yè)檢測(cè)：γ射線(xiàn)穿透力強(qiáng)，可用于檢測(cè)焊接點(diǎn)和金屬鑄件的裂縫等電磁波大家族生活中常見(jiàn)的微波爐是用電磁波來(lái)加熱食品的.微波爐內(nèi)有很強(qiáng)的電磁波.這種電磁波的波長(zhǎng)在無(wú)線(xiàn)電波中較短，叫作微波.食物的分子在微波的作用下劇烈振動(dòng)，使得內(nèi)能增加，溫度升高.由于微波可以深人食物內(nèi)部，所以用微波爐做飯時(shí)食物的內(nèi)部和外部幾乎同時(shí)變熟，省時(shí)、省電.電磁波大家族微波爐宇宙中存在的電磁波覆蓋了整個(gè)電磁波段.我們除了可以在可見(jiàn)光波段用光學(xué)望遠(yuǎn)鏡觀(guān)測(cè)天體，還可以在無(wú)線(xiàn)電波段觀(guān)測(cè)天體.南仁東與中國(guó)天眼利用電磁波觀(guān)測(cè)天體電磁波大家族在“天眼之父”南仁東的帶領(lǐng)下，我國(guó)建成了世界上最大的500m的口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡，仰望星空，我們正在探索著宇宙的奧秘.電磁波的海洋電磁波大家族電磁波是怎樣產(chǎn)生的電磁波是怎樣傳播的導(dǎo)線(xiàn)與電池時(shí)斷時(shí)續(xù)地接觸，產(chǎn)生迅速變化的____，電能生磁、磁能生電，變化的電流在空間激起(產(chǎn)生)電磁波.電流傳播：不需要____，在真空中也可以傳播，真空中電磁波的波速

為c=______m/s.特性：具有波速、波長(zhǎng)和____，關(guān)系為_(kāi)____.介質(zhì)3×108頻率c=λf無(wú)線(xiàn)電波：頻率為數(shù)百千赫至數(shù)百兆赫的那一部分電磁波，叫作無(wú)線(xiàn)電波.微波：電磁波的波長(zhǎng)在無(wú)線(xiàn)電波中較___，叫作微波.短課堂小結(jié)課堂小結(jié)1、家中使用的電器很多都會(huì)用到電磁波，如微波爐、電視機(jī)等。你還知道哪些用電器也會(huì)用到電磁波？有什么事實(shí)支持你的看法？2、觀(guān)察圖21.1-4所示的收音機(jī)刻度板。當(dāng)廣播電臺(tái)發(fā)射圖中最高頻率的電磁波時(shí)，線(xiàn)路中的電流方向每秒變化多少次？無(wú)線(xiàn)路由器（Wi-Fi）、手機(jī)、遙控器練習(xí)與應(yīng)用該波的頻率f=6Hz在飛行模式或信號(hào)屏蔽區(qū)中，手機(jī)無(wú)法通話(huà)上網(wǎng)，說(shuō)明其依賴(lài)外部電磁波傳輸信息。3.2億千米=3.2×108km3、我國(guó)祝融號(hào)火星車(chē)安全到達(dá)火星表面并進(jìn)行了巡視探測(cè)（圖21.1-7）。祝融號(hào)通過(guò)什么傳遞火星的相關(guān)信息？如果祝融號(hào)發(fā)出信號(hào)時(shí)，信號(hào)恰好能直接發(fā)送到地球，且火星到地球的距離是3.2億千米，那么信號(hào)由火星傳到地球大概需要多長(zhǎng)時(shí)間？練習(xí)與應(yīng)用目標(biāo)與儀器之間的距離s=vt=3×108m/s×

×2.8×10-7s=42m4、用紅外線(xiàn)測(cè)距儀對(duì)準(zhǔn)某一目標(biāo)，發(fā)出一束紅外線(xiàn)。這束紅外線(xiàn)經(jīng)目標(biāo)反射后回到儀器時(shí)又被探測(cè)到。儀器測(cè)得紅外線(xiàn)往返的時(shí)間為2