高中物理人教版选修1-1(课件)第四章 电磁波及其应用 3

转发的，卫星转发的下行频率为 3 848 MHz 和 3 928 MHz，这两个电磁波的波长分
别是______和______．
解析：因为 c＝λf，所以 λ＝cf，则
λ1＝fc1＝3.38×481×0810m9/Hs z＝0.078 m. λ2＝fc2＝3.39×281×0810m9/Hs z＝0.076 m. 所以这两个电磁波的波长分别是 0.078 m 和 0.076 m.
缺陷 ．
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[思考] 理疗医用“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得较好，这里的“神灯”是利用了什么 原理？
提示：“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．
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三、电磁波的能量及太阳辐射
1．电磁波的能量 (1)电磁波具有能量，电磁波是 物质 存在的一种形式． (2)微波炉的工作应用了一种电磁波—— 微波 ，食物中的水分子在微波的作用下加 剧了热运动， 内能 增加，温度升高．微波炉的应用说明电磁波具有 能量 ．
(3)红外线的主要作用：红外线遥感、勘测地热、寻找水源、监测森林火灾、预报风
暴和寒潮、加热物体等．
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3．可见光 可见光的波长在 700～400 nm 之间，能引起人的 视觉 ．
4．紫外线 紫外线也是不可见光，比可见光的波长短，波长在 5～400 nm 之间．紫外线的显著 作用是化学作用．紫外线可以灭菌消毒，人体接受适量的紫外线照射，能促进 钙 的 吸收．紫外线还有 荧光 效应．
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5．X 射线和 γ 射线 X 射线和 γ 射线的波长比紫外线 短 ．X 射线对生命物质有较强的作用，过量的照射 会引起生物体的病变． X 射线具有穿透作用，可以用于人体 透视 ． γ 射线具有更高的能量，在医学上可以用来治疗癌症，也可用于探测金属部件内部的

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2．不同频率的电磁波在真空传播速度相同吗？ 【提示】 相同．不同频率的电磁波在真空中的速度最大，都是光速 c.
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波长、频率和波速的关系 1．描述波的物理量 波长(λ)、频率(f)、波速(v)．
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2．波长、频率与波速之间的关系 波速＝波长×频率，即 v＝λf. (1)频率由波源决定，与介质无关，波长、波速的大小与介质有关．所以同 一电磁波在不同介质中传播时，频率不变，波速、波长发生改变，在介质中的 速度都比在真空中速度小． (2)不同频率的电磁波在同一介质中传播时，传播速度不同． (3)在真空中传播时，不同频率的电磁波的速度都相同：v＝c.
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1．电磁波从一种介质进入另一种介质其频率不变． 2．电磁波在介质中传播其速度与介质有关，与频率也有关，但 v＝fλ 仍适 用． 3．在不严格情况下，光在空气中速度可认为等于真空中光速 c.
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电磁波
[先填空] 1．如果在空间某区域有不均匀变化 的电场，那么这个变化的电场就在空
间引起 变化的磁场 ， 这个变化的磁场又会引起新的 变化 的电场和磁场…… 于是，变化的电场和磁场交替产生，由近及远地传播，形成电磁波．
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2．(1)机械波的传播需要 介质 ，而电磁波可以在真空 中传播，这是因为 电磁波的传播靠的是 电场 和 磁场 的相互“激发”，而电场和磁场本身就是 一种形式的物质．
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知识脉络
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麦克斯韦的电磁场理论
[先填空] 1．变化的磁场在空间产生电场 ． 2．变化的电场在空间产生磁场 ．

17
【例2】 下列关于电磁波的说法中正确的是( ) A.只要电场和磁场发生变化，就能产生电磁波 B.电磁波的传播需要介质 C.停止发射电磁波，发射出去的电磁波仍能独立存在 D.电磁波具有能量，电磁波的传播是伴随着能量向外传递的
18
解析 要想产生持续的电磁波，变化的电场(或磁场)产生的磁场(或电场)必须是非 均匀变化的，所以A选项错误；电磁波是物质波，电磁波的传播可以不需要介质而 在真空中传播，B选项错误；电磁波可以脱离“波源”而独立存在，C选项正确；电 磁波可以使电荷移动，说明电磁波具有能量，电磁波传播的过程，也就是能量的传 播过程，所以D正确. 答案 CD
1
第1讲 电磁波的发现
[目标定位] 1.理解麦克斯韦电磁场理论的两个支柱：变化的磁场产生电场，变化的电 场产生磁场.了解变化的电场和磁场相互联系形成统一的电磁场.2.了解电磁场在空间传 播形成电磁波.3.了解麦克斯韦电磁场理论以及赫兹实验在物理学发展中的贡献.体会两 位科学家研究物理问题的方法.
2
一、伟大的预言 1.变化的磁场产生电场
(1)在变化的磁场中放一个闭合的电路，由于穿过电路的_磁__通__量__发__生__变__化__，电路里 会产生感应电流.这个现象的实质是变化的磁场在空间产生了_电__场____. (2)即使在变化的磁场中没有闭合电路，也同样要在空间产生__电__场_场也相当于一种电流，也在空间产生____磁__场_____，即变化的电场在 空间产生____磁__场_____.
3.__麦__克__斯__韦___不仅预言了电磁波的存在，而且揭示了_电__、__磁__、__光__现象在本质上 的统一.
4
想一想 麦克斯韦从什么现象认识到变化的磁场能产生电场？关于“变化的电场能 够产生磁场”的观点，他是在什么情况下提出的？ 答案 麦克斯韦从法拉第电磁感应现象认识到变化的磁场能够产生电场.麦克斯韦 确信自然界规律的统一与和谐，相信电场与磁场有对称之美.他认为：既然变化的 磁场能够在空间产生电场，那么变化的电场也能够在空间产生磁场.

2．关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是 ( ) A．电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波 B．电场和磁场总是相互联系着，统称为电磁场 C．电磁波是一种物质，只能在真空中传播 D．电磁波传播的速度总是3.0×108 m/s
解析：如果在空间某区域有周期性变化的振荡的电场，那么 这个振荡的电场就在空间引起同频率振荡的磁场；这个同频 率振荡的磁场又会引起新的同频率振荡的电场……于是，电 场和磁场交替产生，由近及远地传播，就形成电磁波，所以 A项正确。因为稳定的电场(磁场)不能产生磁场(电场)，所以 并不总是相互联系的，因此也就不一定形成电磁场，所以B
一体，即电磁场 [思路点拨] 根据麦克斯韦电磁理论的内容理解判断。
[解析] 根据麦克斯韦理论，均匀变化的磁场在周围 空间产生的电场是稳定的，故A错。同理，并不是任何电场 都会在周围空间产生磁场，故B错。电场和磁场并不总是相 互联系着的，例如，静止电荷周围只有静电场，静止磁体 周围只有稳定的磁场。只有变化的电场和变化的磁场才能 形成一个不可分离的统一体，即电磁场，故D错。
2．赫兹的电火花 赫兹 在人类历史上首先捕捉到了电磁波，证明了 电磁波与光具有相同的性质，赫兹证实了麦克斯韦关于 光的 电磁理论 。
[重点诠释] (1)电磁波是横波，在传播方向上，任意一点的E和B 都随时间按正弦规律变化，E和B彼此垂直，且与电磁波的 传播方向垂直。 (2)电磁场中储存电磁能，电磁波的发射过程就是辐射 能量的过程。
C．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场
D．周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场
解析：根据麦克斯韦的电磁场理论，只有变化的电场周围才 能产生磁场，所以A错，而非均匀变化的电场产生变化的磁 场，均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，所以B、C错。 答案：D

TIP1：听懂看到≈认知获取； TIP2：什么叫认知获取：知道一些概念、过程、信息、现象、方法，知道它们
大概可以用来解决什么问题，而这些东西过去你都不知道；
TIP3：认知获取是学习的开始，而不是结束。
为啥总是听懂了， 但不会做，做不好？
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高效学习模型-内外脑模型
2
内脑-思考内化
思维导图&超级记忆法&费曼学习法
什么是学习力-你遇到这些问题了吗
总是 比别人 学得慢
一看就懂 一 做就错
看得懂，但不 会做
总是 比别人学得差 不会举一反三
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什么是学习力-含义
管理知识的能力 （利用现有知识
解决问题）
学习知识的能力 （学习新知识
速度、质量等）
长久坚持的能力 （自律性等）
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什么是学习力-常见错误学习方式
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1．接收信号需要两步，分别是调谐和解调． 2．调谐是电谐振的过程．解调是调制的逆过程．
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学业分层测评（二十） 点击图标进入…
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【学习力-学习方法】
优秀同龄人的陪伴 让你的青春少走弯路
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小案例—哪个是你
忙忙叨叨，起早贪黑，
【答案】 CD
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5．(多选)认真观察图 4-3-2 中各图，下列说法中正确的是( )
图 4-3-2
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A．无线电台发射的是甲所示的波 B．无线电台发射的是乙所示的波 C．无线电台发射的是丙所示的波 D．无线电台发射的是丁所示的波

1．载波：振荡器产生的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ频交变电流是用来携带信息 的，这个高频电磁波叫作_载___波__．
2．调制：把信息加到载波上使载波随信号而改变， 这种技术叫_调__制__．使高频载波的振幅随信号改变的调制 方式叫_调__幅__；使高频载波的频率随信号改变的调制方式 叫_调__频__．
二、无线电波的接收 1．调谐：接收无线电广播时，把_需___要__的电磁波从 众多电磁波中选出来，这在技术上叫作调谐． 2．解调：把__需__要__的信息从_高__频___信号电流中取出 来的过程．
答案：D
1．下列关于无线电广播需要对电磁波进行调制的原 因，正确的是( )
A．经过调制后的高频电磁波向外界辐射能量的本领 更强
B．经过调制后的电磁波在空间传播波长才能不变 C．经过调制后的电磁波在空间才能传播得快 D．经过调制后的高频电磁波才能把我们要告知对方 的信号传递出去
解析：电磁波的传播能量与电磁波的频率密切相关， 一般的声音、图像信号频率太低，不足以形成电磁信号传 播，而需要把声音、图像等信号通过调制加到高频电磁波 上传播，且调制的电磁波频率等于发射频率．
储存电磁波和光的研究一直以光结晶研究为中心，但光结 晶技术很难实现小型化，而且光的储存时间比“光的分形体” 短．今后利用把电磁波储存在立方体中的技术不仅能够发明出 与电池一样的“光池”，也可开发出防止电磁波干扰的材料， 用于军事隐形技术．利用电磁波转换为热能的原理，还可开发 出高效加热炉和利用加热克制癌症的治疗方法．
•
THE END 17、一个人如果不到最高峰，他就没有片刻的安宁，他也就不会感到生命的恬静和光荣。2021/2/242021/2/242021/2/242021/2/24
谢谢观看
答案：ABC

5
3.可见光 可见光的波长在700～400 nm之间.
4.紫外线 波长范围在5 ～400 nm的电磁波是紫外线.可以利用紫外线__灭__菌__消__毒_____.人体接受 适量的紫外线照射，能促进__钙____的吸收，改善身体健康.在紫外线的照射下，许多 物质会发出__荧__光__.根据这个特点可以设计防伪措施.
4
二、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.不同波长电磁波的特性
(1)无线电波 波长大于__1____ mm(频率小于300 000 MHz)的电磁波是无线电波.无线电波用于 _通__信___和__广__播__. (2)红外线 ①红外线是一种光波，它的波长比无线电波的波长___短___ ，比可见光___长___ ， ②所有物体都发射红外线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射__强____. 我们看不 见红外线. ③利用_红__外__线__遥__感___可以在飞机或人造卫星上勘测地热、寻找水源、监视森林火情、 预报风暴和寒潮.
2
2.波速、波长、频率三者之间的关系：波速＝__波__长___×__频__率___，电磁波的波速c 与λ、f的关系是c＝__λ_f____.
3.电磁波在真空中的速度c＝___3_.0_×__1_0_8_m__/_s___.
3
想一想 电磁波在任何介质中的传播速度都等于光速吗？ 答案 不是.电磁波在真空中的速度最大，而在介质中速度都会减小，我们认为电 磁波在空气中的传播速度近似等于光速.
图4－2－1
A.荧光效应
B.灭菌消毒作用
C.强穿透能力
D.显著热效应
解析 X射线能够穿透物质，可以用来检查人体内部器官，选项C正确.
答案 C

① 根据课堂提问抓住老师的思路。老师在讲课过程中往往会提出一些问题，有的要求回答，有的则是自问自答。一般来说，老师在课堂上提出的问 题都是学习中的关键，若能抓住老师提出的问题深入思考，就可以抓住老师的思路。
② 根据自己预习时理解过的逻辑结构抓住老师的思路。老师讲课在多数情况下是根据教材本身的知识结构展开的，若把自己预习时所理解过的知识 逻辑结构与老师的讲解过程进行比较，便可以抓住老师的思路。
频载波的振幅随信号改变的调制方式叫_____;使高频载波的频
率随信号改变的调制方式叫_____。
无线电波
调频
信号 调幅
2.无线电波的接收: (1)调谐:从大量不同频率的电磁波中把自己需要的电磁波 _______的过程,选择不同的电台或电视台就是调谐。 (2)解调:从接收到的高频信号电流中_______所需音频或视 频选信出号来的过程。
2019/8/11
最新中小学教学课件
14
伴音
声音
图像
基站
【名师点睛】设立基站的原因 移动电话相当于无线电台,它将用户的声音转变为高频电信号发射到空中,同 时它又捕捉空中的电磁波,使用户接收到对方送来的信息。但是,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,它跟其 他用户的通话要靠较大的固定基站转接。
热点1 电磁波的发射与接收
③ 根据老师的提示抓住老师的思路。老师在教学中经常有一些提示用语，如“请注意”、“我再重复一遍”、“这个问题的关键是····”等等，这些 用语往往体现了老师的思路。来自：学习方法网
④ 紧跟老师的推导过程抓住老师的思路。老师在课堂上讲解某一结论时，一般有一个推导过程，如数学问题的来龙去脉、物理概念的抽象归纳、语 文课的分析等。感悟和理解推导过程是一个投入思维、感悟方法的过程，这有助于理解记忆结论，也有助于提高分析问题和运用知识的能力。

第四章 电磁波及其应用
第二节 电 磁 波 谱
栏 目 链 接
极低频电磁场是致癌因素吗？
我们生活在一个多种多样的、复杂的电磁波世界中，科学
家早已发现，频率从105 Hz到3×1011 Hz的电磁辐射对人体有
一定影响．其中高频电磁场，可使生物神经系统不稳定；而
微波可使人眼晶状体成点状和部分浑浊．
栏
那么，极低频电磁波对人体的影响怎样呢？1984—1985年，目链
例1 电磁波在真空中传播的速度v是3.0×108 m/s，有一 个广播电台的频率f为90.0 MHz，这个电台发射的电磁波的波 长λ为( )
A．2.70 m
B．270 m
C．3.00 m D．3.33 m
解析：据 c＝λf 知，λ＝cf＝930××110086＝3.33 m. 答案：D
变式 迁移
2．红外线
(1)红外线是一种光波，波长比可见光的波长____大____， 比无线电波__小______．
(2)红外线___不__能___引起人的视觉；一切物体都会辐射红 外线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射___强_____．
(3)红外线的主要作用：红外线遥感、勘测地热、寻找水 源、监测森林火灾、预报风暴和寒潮、加热物体．
3．可见光
可 见 光 的 波 长 在 __4_0_0__n_m_～__7_0_0__n_m__ 之 间 ， 能 引 起 人 的 ____视__觉____．
4．紫外线
紫外线也是不可见光，比可见光的波长短，波长在5 nm～400 nm之间．紫外线的显著作用是化学作用．紫外线可 以灭菌消毒，人体接受适量的紫外线照射，能促进___钙_____ 的吸取．紫外线还有___荧__光___效应．
它具有

三、电磁波的发射和接收
三、电磁波的发射和接收
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课前预习导学
KEQIAN YUXI DAOXUE
课堂合作探究
KETANG HEZUO TANJIU
1. 能正确理解调制、调幅、调频、调 谐、解调的含义. 2. 了解电视摄像管的基本结构以及电视 学习目标 广播发射和接收过程. 3. 了解移动通信的基本过程, 知道基站的 作用. 4. 了解通信技术的发展对人类文明的促 进作用. 重点: 电磁波的发射与接收. 重点难点 难点: 对调制、调幅、调频、调谐、解调 含义的正确理解.
三、电磁波的发射和接收
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课前预习导学
KEQIAN YUXI DAOXUE
课堂合作探究
KETANG HEZUO TANJIU
预习交流 1
如图所示, 很多地方都有禁止使用移动电话的标志. 你知道哪些场 合不宜使用移动电话吗?为什么?
三、电磁波的发射和接收
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三、电磁波的发射和接收
问题导学 当堂检测
课前预习导学
KEQIAN YUXI DAOXUE
课堂合作探究
KETANG HEZUO TANJIU
迁移训练 1 关于雷达, 下列说法不正确 的是( ．．． A. 雷达可以测量物体的距离 B. 雷达可以测量物体的速度 C. 雷达没有利用电磁波, 它是根据声波来测距的 D. 雷达利用了电磁波的反射性质 答案: C
三、电磁波的发射和接收
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KEQIAN YUXI DAOXUE
课堂合作探究
KETANG HEZUO TANJIU
二、电视和移动通信 1. 电视信号包括图像信号和伴音信号. 在电视发射系统中, 由摄像 机将来自景物的光转变为电信号, 由发射机发射出去. 电视的发射系统 发射出载有摄像头扫描来的视频电流和声音信号. 2. 电视机接收到载有图像和声音信号的电磁波, 还原出图像和声 音. 3. 移动电话机是一个电磁波发射器, 同时又是一个电磁波接收器. 手持移动电话的发射功率不大, 与其他用户通话时需要基站转接.