第二节电磁波的海洋
【要点精讲】
一、电磁波
1.电磁波在生活中的重要性
(1)打开收音机听到的是电磁波传来的声音。
(2)打开电视机看到的是电磁波传来的图像。
(3)移动电话是靠电磁波传递信息的。
2.电磁波的产生——导线中电流的迅速变化会在周围空间激起电磁波。电磁波是电磁场的一种运动形态。电与磁可说是一体两面，变化的电场会产生磁场（即电流会产生磁场），变化的磁场则会产生电场。变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场，这就是电磁场，而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波，电磁的变动就如同微风轻拂水面产生水波一般，因此被称为电磁波，也常称为电波。
3.电磁波的特点：看不见、摸不到，在一定条件下确定存在电磁波，也确定可以给我们传递信息，在广播电台、电视台及移动电话里发射电磁波的机器靠复杂的电子线路例子产生迅速变化的电流。
二、电磁波是怎样传播的
1.声音的传播需要介质，靠固体、液体、气体进行传播，电磁波的传播是否需要介质呢？
演示实验：把甲手机放在真空罩中，用乙手机拨打甲手机的号码，观察是否能接通，得出什么结论？
(1)观察到的现象是能接通。
(2)说明电磁波可以在真空中传播。
2.电磁波可以在真空中传播，不需要任何介质。
3.电磁波在真空中的波速为c,c=3×105km/s
4.电磁波波速、波长λ和频率f的关系。
(1)波长：电流每振荡一次电磁波向前传播的距离叫做波长，用λ表示，单位是m。波长表示相邻两个波峰之间的距离，或相邻两个波谷之间的距离。
(2)频率：一秒内电流振荡的次数交频率，用f表示，单位是赫兹（Hz），比赫兹（Hz）大的还有千赫（kHz）、兆赫（MHz）。
(4)波长、频率和波速的关系c=λ×f。
三、无线电波
1.定义：电磁波中用于广播、电视和移动电话的是频率为数百千赫至数百兆赫的那一部.
2.特点：无线电波的波长从几毫米道几千米，通常根据波长或频率把无线电波分成几个波段，包括：长波、中波、短波、微波等，各个波段的无线电波有各自的传播方式和用途，
四、电磁波的性质
电磁波频率低时，主要借由有形的导电体才能传递。原因是在低频的电振荡中，磁电之间的相互变化比较缓慢，其能量几乎全部返回原电路而没有能量辐射出去；电磁波频率高时即可以在自由空间内传递，也可以束缚在有形的导电体内传递。在自由空间内传递的原因是在高频率的电振荡中，磁电互变甚快，能量不可能全部返回原振荡电路，于是电能、磁能随着电场与磁场的周期变化以电磁波的形式向空间传播出去，不需要介质也能向外传递能量，这就是一种辐射。举例来说，太阳与地球之间的距离非常遥远，但在户外时，我们仍然能感受到和煦阳光的光与热，这就好比是“电磁辐射借由辐射现象传递能量”的原理一样。
电磁波为横波。电磁波的磁场、电场及其行进方向三者互相垂直。振幅沿传播方向的垂直方向作周期性交变，其强度与距离的平方成反比，波本身带动能量，任何位置之能量功率与振幅的平方成正比。
【相关链接】
降低电磁波的不良影响，就必须养成自我防范的习惯。一般电器行都有贩售「电磁波测试笔，可以轻易测出电磁波的强度，只要超过标准就会发出警讯，使用者就应远离被测物直至警讯消失为止。
要测知电气产品是否有辐射或电磁波，也可以采取比较简便的方式，就是利用家用、小型可接收AM（调幅）频道的收音机，打开后将频道调在没有广播的地方，并且靠近所要测量的电视、冰箱、微波炉或电脑等家电用品，如果发现收音机所传出的噪音突然变大，说明该电器周围有较强的电磁辐射。走出一段距离后，噪声就会恢复原来较小的噪音量；如此即可测出安全距离来。
不同的电器也有不同的防范办法，像电脑用过最好只关荧幕不关机，电脑萤幕改换成液晶荧幕；接听手机时，手机最好不要放在腰间或裤子口袋中，而应该用手持或放置于距离人体五十公分处；购买住宅则在远离变电设备及基地台设置地点。
【典型分析】
1.关于电磁波，下列说法正确的是( )
A.通过电磁感应将声音信号变为电信号变成了电磁波
B.电炉正常工作时会产生电磁波
C.电冰箱的电路接通或断开时产生电磁波
D.电饭锅从加热状态自动到保温状态时产生电磁波 【答案】CD
【解析】声音信号变为电信号是通过话筒内阻变化，产生变化的电流实现的。电炉正常工作没有产生迅速变化的电流，不会产生电磁波。电冰箱的电路断、通，电饭锅挡位的交换都会产生迅速变化的电流。
2.如图10-2-1是某电台所发射的两种电磁波的波形图。两者相比较，下列说法正确的是（ ）
图10-2-1
A.甲电磁波的波长较长，频率较高
B.甲电磁波的波长较短，频率较高
C.甲电磁波的波长较短，频率较低
D.甲电磁波的波长较长，频率较低 【答案】B
【解析】由题图可以看出，两个波峰间的距离甲短于乙，所以甲的波长比乙短。电磁波在真空中的传播速度是一定的，由公式c=λf 可知，波长短的甲频率高。
【中考案例】
1.（2012梧州）关于电磁波的应用，下列说法不正确的是（ ） A.电磁炉是利用电磁波工作的 B.手机是利用电磁波来通话的
C.微波炉是利用电磁波来煮熟食物的
D.收音机是靠电磁波收到节目的
解析：电磁炉是利用电磁感应原理制成的。手机、收音机都是利用电磁波来传递信息的。食物分子在微波的作用下剧烈振动，内能增加，从而使食物温度升高的。 答案：A
2.（2012嘉兴）无线电广播应用的中波段波长范围是3×103 m —2×102 m ，求中波波段的频率范围。
【答案】1×105 Hz —1.5×106 Hz
【解析】根据波速、波长、频率之间的关系c=λf ，频率
λc
f =
。将电磁波在真空中（空气
中）的波速c=3.0×108 m/s 、波长λ1=3×103 m 代入，得知最低频率为
m s m f 381103/100.3??=
=1×105 Hz 。
将波长2×102 m 代入，得知最高频率
m s m f 282102/100.3??=
=1.5×106 Hz 。
无线电的中波波段的频率范围是1×105 Hz —1.5×106 Hz 。 如果频率的单位为kHz ，则为 1×102 kHz —1.5×103 kHz 。