212电磁波的海洋

第２节:电磁波的海洋第二十一章：信息的传递电磁波与我们的生活•电视台通过电磁波，将精彩的电视节目展现给我们。电视机电磁波与我们的生活•移动通信设备极大的方便了我们的联系。电磁波与我们的生活收音机电磁波与我们的生活•无线上网设备电磁波与我们的生活•雷达设备在军事、气象等方面有广泛的应用。电磁波是怎样产生的？电磁波是怎样传播的？波长、波速、频率有何关系？移动电话依靠电磁波传递信息电视信号的传播依靠电磁波1、回忆：声音是如何产生的？又是通过____以_____形式传播的；“频率”__________________________.介质声波发声体在一秒内振动的次数2、有线电话是如何将信息传到远方的？（即基本工作原理？）声信号电信号声信号话筒对方听筒（通过导线传输）水波的产生电磁波的产生项目振动源（波源）波的形成水波声波电磁波（类比水波、声波研究）木棍在水面处上下振动，使该处水也振动通过水使振动向外传播，形成水波发声体振动通过介质使振动向外传播，形成声波导体中的电流迅速变化!导线中迅速变化的电流会在空间激起电磁波返回连续调节台灯亮度旋钮导线时断时续接触电池的一极收音机：发出“喀喀”声一、电磁波是怎样产生的听一听电磁波是怎样产生的实质：电磁场能量由近及远的传播。电磁波产生演示实验导体中迅速变化的电流会在周围激起（产生）电磁波。结论声音的传播需要固体、液体、气体等介质。电磁波的传播需要介质吗？把一个移动电话放入真空罩中，拨打这个手机的号码，手机有反应吗？电磁波的传播不需要介质。二、电磁波是怎样传播的小实验结论想想，电磁波的传播需要介质吗？电磁波可在真空或其它一些介质中传播。2．电磁波的几个要素（1）波长：邻近的两个波峰（或波谷）的距离。单位：米1．电磁波可以在真空中传播波峰波谷波长波长二、电磁波是怎样传播的（2）频率：在某确定位置，1S内有多少波峰或波谷通过，波的频率就是多少。单位：赫兹3．电磁波的传播速度真空中：c=2.99792458×108m/s≈3.0×108m/s空气中：接近真空光速（3）波速：波传播的快慢。单位：米/秒（2）频率：在1s内有多少次波峰或波谷通过，波的频率就是多少。单位：赫兹（Hz）千赫（kHz）兆赫（MHz）1MHZ=1000KHZ1KHZ=1000HZ[回忆]：光在真空中的传播速度是多少？由此你能得到什么猜想？光就是一种电磁波！不同频率（或不同波长）的电磁波的传播速度都相同频率大的电磁波的波长短波速、波长、频率电磁波的传播3、电磁波的波长λ、频率f、波速C三者的关系：波速=波长×频率即[注意]①公式中各物理量单位的统一！（m/s；m；Hz)；②公式可变形：λ=c/f或f=c/λcf85310/310/cmskms波长频率电磁波的家族电磁波是一个大家族，其波谱图包括了102～10-10m波长范围。无线电波：频率为数百千赫至数百兆赫这一频段的电磁波。光(可见光)也是一种电磁波。电磁波谱图：三、电磁波四、无线电波的划分及应用波段波长频率主要用途长波3×104～3×103m10～102kHz超远程通信中波3×103～2×102m102～1.5×103kHz无线电广播电报中短波2×102～50m1.5×103～6×103kHz短波50～10m6×103～30×103kHz微波10～10-3m3×104～3×108kHz电视、宇航通信电磁波的分类及其应用:长波：超远程通信；中波、短波：电报、无线电广播；微波：电视、宇航通信；红外线：可见光：紫外线：X射线：Y射线：问题：1、为什么这种炉子会叫微波炉？2、微波炉是怎么使食物加热的？无线电波的分类:通常以波长和频率来分:按波长主要分为长波、中波、中短波、短波和微波。电磁波除了用于通信外还有很多别的应用，比如微波炉就是利用电磁波来加热食品的，也许你发现用于微波炉中的盘子都不是金属做的，这是为什么？因电磁波的产生是由于电流的迅速变化而在电流周围产生磁场，它能在金属中产生强大的电流，损坏微波炉。微波炉是我们生活中用来加热食品的，但是你知道吗？微波炉内竟然有很强的电磁波哦！因为它的波很短所以称为微波。食物分子在微波的作用下剧烈的振动，使得内能增加，温度升高。由于电磁波可以深入食物内部，所以用微波炉烧饭时食物的内部和外部几乎同时变熟，这样省时、省电。食物中水分子比其他分子更容易吸收微波的能量，所以含水量高的食物在微波中温度上升很快。微波炉中不能用金属容器，因为微波能在金属中产生很强大的电流，会损坏微波炉。微波同其他频率的电磁波一样，过量的照射对人体有伤害。微波炉的外壳是金属壳，炉门的玻璃上有金属网，这样就能保证电磁波的泄露不允许超过允许值。宇宙射线射线X射线紫外线可见光红外线微波毫米波厘米波分米波超短波短波中波长波无线电波10-1210-1010-410-2102104106λ(cm)3×10223×10163×10143×10123×104f(Hz)三、电磁波三、电磁波760nm400nm可见光红外线紫外线射线X射线长波无线电波频率Hz波长m短波无线电波1001021041061081010101210141016101810201022102410810410010-410-810-1210-16电磁波谱光是一种电磁波光速即为电磁波传播速度真空光速：c=3×108m/s雷达工作依靠电磁波四、电磁波与我们的生活微波炉表面和内部同时加热（水分子共振）；将电磁波的能量转化为食物的内能。四、电磁波与我们的生活风扇波导管控制面板屏蔽网门磁控管广播和电视电磁波能够传递信息导体中迅速变化的电流会在空间激起电磁波。电磁波既可以在介质中传播也可以在真空中传播。电磁波在真空中的传播速度c=2.99792458×108m/s≈3×105km/s课堂小结一、电磁波的产生迅速变化的电流可以产生电磁波。二、电磁波的传播电磁波的传播不需要介质。但电磁波可以在固体、液体和气体中传播。三、电磁波传播速度85310/310/cmskms总结电磁波的传播解：∵c=λf∴λ=C/f=(3.0×108m/s)/(97.4×106Hz)=3.08m答：该电磁波的波长是3.08m。[例题]：某调频立体声广播的频率是97.4MHz,求它的波长是多少？•反馈练习1．一粒小石块投入平静的水中就会激起；打鼓时，鼓面的振动在空气中形成；导线中电流的迅速变化会在空间激起。2．电磁波可以给我们传递各种信息，在我们家庭生活中所用的、等都是利用电磁波来传递信息的电器。3．微波的主要用途是()A．超远程通信B．无线电广播C．电报D．电视、宇航通信水波声波电磁波手机电视D4、以下说法中正确的是（）A、频率越大的电磁波，它的传播速度越大。B、电磁波和声波一样不能在真空中传播。C、不同频率、不同波长的电磁波，它们的传播速度相同。D、以上说法都正确。C5、隐形飞机是一种先进的军用飞机，可以防止被雷达发现，隐形飞机用的主要是材料，它能减少飞机对电磁波，使雷达很难发现它。吸收电磁波反射6、关于电磁波的说法中正确的（）A、电磁波只能在真空中传播。B、波长不同的电磁波的速度不同。C、电磁波是沿某一特定方向向空间远处传播的。D、变化的电流在周围的空间产生电磁波。D7、1991年海湾战争中，以美国为首的多国部队使用了电子干扰，电子干扰是指（）A、向敌方发射电磁波。B、向敌方发射很强的电磁波。C、向敌方发射频率很高的电磁波。D、发射与敌方电子设备相同频率的高强度电磁波，并施放反射电磁波的干扰。D8、在短波、中波和长波这三种电磁波中频率最大的是（）A、短波B、中波C、长波D、一样大A9、电磁波的传播是宇宙间的物质运动最快的。目前人们公认的电磁波的速度值约为km／s这与我们在前面认识过的(选填“光”或“声音”)的传播速度相同。10、某电视台节目的发射频率3×105MHz，其波长为()A．1mB．1dmC．1cmD．1mm3.0×108光D11、下列关于电磁波的说法中，正确的是()A.在方向、大小变化很快的电流周围会产生电磁波B.在房间内不打开收音机、电视机等家用电器时，房间内就不存在电磁波C.声波和电磁波都能在真空中传播D.电磁波由电台传到用户，则变化的电流也由电台传到用户A12.我国是世界上手机用户最多的国家．手机间是通过传递信息的．我们能听到手机发出的声音，是因为手机中的发声体在若把一手机放在真空罩中，再用另一手机拨打罩内的手机号码，结果发现罩内手机彩灯闪烁，但却听不到手机的铃声，这是因为不能传声．电磁波振动真空13、福建都市生活台是福州市民出行时，最常听到的一个百姓喜欢的广播电台。若它发射两列电磁波甲和乙，它们的频率为f甲f乙，那么它们的波长相比较()A．λ甲λ乙B．λ甲λ乙C．λ甲＝λ乙D．无法比较B14、雷达发出电磁波后，经过2.4×104S收到回波，则雷达离目标的距离是:3.6×1012m10．2003年10月15日，我国自行研制的“神舟五号”载人航天飞船在酒泉卫星发射中心发射成功后，准确进入距离地面344km的预定轨道，中国首位航天员被顺利送人太空。由于声音传播要靠介质，不能传声，而电磁波可以在中传播。在没有空气的太空中的航天员杨利伟就是通过_____与地面进行通话，通话时他的语音信息大约要经过到达地面，实现与家人的交流。真空真空0.001s15．在日常生活中，一般收音机在中波段接收的波长范围由560.7m～186.9m，它接收的频率范围是多少?解:由c=λff=c/λ=(3×108m/s)/(560.7—186.9)m=5.3×105---1.6×106Hz85310/310/cmskms答:频率范围是5.3×105---1.6×106Hz17、目前，中国教育电视台的两套卫星电视节目是通过国产“东方红二号甲”通信卫星转发的，卫星转发下行频率为3848兆赫和3928兆赫。这两个电磁波的波长是和。18、电磁波的传播()A、只能在空气中传播B、只能在真空中传播C、不能在空气中传播D、可以在真空中传播19、下列家用电器中利用电磁波工作的是()A．电冰箱B．微波炉C．电烙铁D．洗衣机0.078m0.076mDB课堂检测：1、真空中电磁波的传播速度是____m/s,这是宇宙间物质运动的最快速度，这个速度有一个专用符号____，电磁波的波长λ，频率f和速度c之间的关系是____，从中可以看出，电磁波的频率越高，它的波长就越_____。2、北京电视台第一套节目发射电磁波的波长范围是1.7米至1.8米，则此电磁波的频率范围为赫至赫。3×108167兆176兆Cc=λf短