优化方案物理：14.5 电磁波谱 课件(人教版选修3-4)资料

2012优化方案物理：14.5电磁波谱课件（人教版选修3-4）第五节电磁波谱课前自主学案核心要点突破课堂互动讲练课标定位知能优化训练第五节电磁波谱课标定位学习目标：1.了解信息主要是通过电磁波传输的；了解信息的处理和数字通信、信息记录等．2．了解电视和雷达的基本原理；了解数字信号和因特网特点．3．知道电磁波谱，掌握不同的电磁波产生的机理．4．知道红外线、紫外线、X射线的主要作用．重点难点：1.电视机成像原理，雷达定位原理．2．电磁波谱及其特性，对电磁波能量的理解．课前自主学案一、电磁波与信息的传递1．电磁波可以通过________、______进行有线传输，也可以进行_______传输．2．电磁波的________越高，相同时间传递的信息量越大．光缆电缆无线频率二、电视1．电视发射系统：摄像管的作用是摄取景物的图像并将其转换为_________．镜头把景物的像成在摄像管的屏上，通过电子束的扫描，显像管把一幅图像按照各个部分的_______情况，逐点地变为强弱不同的信号电流，然后调制高频电流，最后通过天线把带有信号的电磁波发射出去．2．接收系统：电视接收端接收到高频信号后，经调谐、解调，将得到的_________送到________，去控制显像管里电子枪发射电子束的强弱，在荧光屏上扫描，在屏上便出现了与摄像管屏上相同的图像．电信号明暗图像信号显像管三、雷达1．雷达是利用无线电波来测定___________的无线电设备．电磁波遇到障碍物要发生反射，雷达就是利用电磁波的这个特性工作的．雷达用的是________．2．雷达有一个可以转动的天线，它能向一定方向发射______________，每次发射的时间短于1μs，两次发射的时间间隔大约是0.1ms，测出从发射无线电波到接收反射波的时间t，就可以确定障碍物的距离s.再根据发射无线电波的______和______，便可准确确定物体位置．物体位置微波无线电脉冲方向仰角四、移动电话每一部移动电话都是一个______________，它将用户的声音转变为______________发射到空中；同时它又相当于一台__________，捕捉空中的电磁波，使用户接收到通话对方送来的信息．无线电台高频电信号收音机五、因特网世界上最大的计算机互联网——________的飞速发展，将从根本上改变我们的生活和工作方式．人们可以通过互联网听音乐、看电视、聊天、购物，可以通过互联网查阅各种资料，进行远程教学、远程医疗，甚至可以为身处世界各地的人召开电视会议，数以亿计的人通过因特网联系起来，通过资源共享和最有效的全球合作，推动人类社会更快向前发展．因特网六、电磁波谱1．电磁波谱的概念：按电磁波的_____________大小的顺序把它们排列成的谱．2．电磁波谱中，不同波长(或频率)的电磁波的特点及应用对比：波长或频率电磁波谱无线电波红外线可见光紫外线X射线γ射线频率由左向右，频率变化为：由小到大真空中波长由左向右，波长变化为：由大到小电磁波谱无线电波红外线可见光紫外线X射线γ射线特性波动性强热效应强感光性强化学作用、荧光作用穿透力大穿透力最强用途通讯、广播、天体研究加热、遥测、夜视、红外摄像、红外制导照明、照相等日光灯、杀菌、治疗皮肤病等检查、探测、透视、治疗、探测、治疗3.电磁波传递能量(1)电磁波是一种物质，________通过实验证实了电磁波的存在．(2)各种各样的仪器能够探测到许多电磁波，表明电磁波具有_______．4．太阳辐射太阳辐射的能量集中在_________、_________和紫外线三个区域，在眼睛感觉最敏感的______光附近，辐射的能量最强．赫兹能量可见光红外线黄绿核心要点突破一、雷达1.用途：利用无线电波来测定物体位置的无线电设备(如图14－4－1)．图14－4－12．雷达的原理：利用电磁波遇到障碍物发生反射的特性．3．确定位置的方法：已知无线电波的传播速度为c，测出从发射无线电波脉冲到接收反射回来无线电波的时间t，就可由公式2s＝ct确定被测物体的距离，再根据无线电波的方向和仰角，便可以确定被测物体的位置了．4．构造及特点一般由天线系统、发射装置、接收装置、输出装置(显示器)、电源、用于控制雷达工作和处理信号的计算机以及防干扰设备等构成．(1)雷达既是无线电波的发射端，又是无线电波的接收端．(2)雷达使用的无线电波是直线性好、反射性能强的微波波段．(3)雷达发射的是不连续的无线电波，即脉冲，每次发射时间短于1μs，两次发射的时间间隔约为0.1ms.(4)障碍物的距离等情况都由显示器直接显示出来．5．应用：探测飞机、导弹等军事目标；可以用于导航；天文学上研究星体；在气象上可以用于探测台风、雷雨、乌云等．特别提醒：当反射波形与发射波形对应的时间间隔等于发射脉冲的时间间隔时，雷达的侦察距离最大．x＝cΔt/2.二、电磁波谱及特性无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线合起来，便构成了范围非常广阔的电磁波谱．1．无线电波：波长大于1mm(频率小于300GHz)的电磁波是无线电波．无线电波用于通信和广播．2．红外线：红外线的波长比红光的波长还长，是不可见光，不能引起人的视觉．一切物体(不管大小、也无论是否有生命)，凡是由分子、原子等微粒构成的物体都在不停地辐射红外线．物体温度越高，辐射红外线的本领越强．红外线有以下主要作用：(1)红外线遥感：勘测地热、寻找水源、人体检查等．(2)红外线遥控：家用电器配套的遥控器发出红外线脉冲信号，受控机器就会按照指令改变工作状态．(3)加热物体：红外线很容易使物体的温度升高，如市场上的“远红外烤箱”．3．可见光：可见光的波长在700nm到400nm之间，不同颜色的光是波长(频率)范围不同的电磁波.序号红橙黄绿蓝、靛紫真空中的波长λ/nm700～620620～600600～580580～490490～450450～400天空看起来是蓝色的，是由于波长较短的光比波长较长的光更容易被散射．傍晚的阳光比较红，是由于大气对波长较短的蓝光、紫光比波长较长的红光、橙光吸收较强的缘故．4．紫外线：紫外线也是不可见光，其波长比紫光还短，波长范围为5nm到370nm之间．高温物体发出的光中往往都含有紫外线．紫外线的显著特征是化学作用，它能促使人体合成维生素D，但不能过多照射，能杀死多种细菌，具有消毒功能．5．X射线和γ射线：X射线和γ射线的波长都比紫外线短．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射线能够穿透物质，可以用于人体透视，检查金属零件内部的缺陷．γ射线具有很高的能量，在医学上可以用来治疗癌症，也可探测金属部件内部的缺陷．从无线电波到γ射线都是本质相同的电磁波，其行为服从共同的规律，各波段之间的区别并没有绝对的意义．课堂互动讲练电磁波的特性及应用下列关于电磁波谱各成员说法正确的是()A．最容易发生衍射现象的是无线电波B．紫外线有明显的热效应C．X射线穿透能力较强，所以可用来检查工件D．晴朗的天空看起来是蓝色是光散射的结果例1【精讲精析】波长越长越易衍射，故A正确；有明显热效应的是红外线，故B错误；X射线因其穿透能力常用于人体拍片和检查金属零件缺陷，故C正确；天空的蓝色是由于波长较短的光易被散射，故D正确．【答案】ACD【方法总结】掌握各类电磁波的特性及用途是解决此类问题的关键．变式训练1间谍卫星上装有某种遥感照相机，可用来探测军用和民用目标．这种照相机能拍到晚上关灯行驶的汽车，即使车队离开，也瞒不过它．这种遥感照相机敏感的电磁波属于()A．可见光波段B．红外波段C．紫外波段D．X射线波段解析：选B.所有的物体都能发出红外线，热的物体的红外线辐射比冷的物体的强，间谍卫星上装的遥感照相机，实际上是红外线探测器，它能在较冷的背景上探测出较热物体的红外线辐射，这是红外线摄影的基础．再者，红外线波长比其他波(如可见光、紫外线、X射线)的长，有较好的穿透云雾的能力，故选B.而其他选项的光不具备以上特点，故A、C、D错误．例2一个雷达向远处发射无线电波，每次发射的时间为1μs，两次发射的时间间隔为100μs，在指示器的荧光屏上呈现出的尖形波如图14－4－2所示，已知图中刻度ab＝bc，求障碍物与雷达之间的距离．雷达测距问题图14－4－2【自主解答】题图中a和c处的尖形波是雷达向目标发射无线电波时出现的，b处的尖形波是雷达收到从障碍物反射回来的无线电波时出现的，由ab＝bc，可知无线电波发射到返回所用时间为50μs.设雷达与障碍物的距离为s，无线电波来回时间为t，波速为c，由2s＝ct得s＝ct2＝3.0×108×50×10－62m＝7.5×103m.【答案】7.5×103m变式训练2(2011年泰安高二调研)某地的雷达站正在跟踪一架向雷达站匀速飞行的飞机．设某一时刻从雷达站发出电磁波后到再接收到反射波历时200μs，经过4s后又发出一个电磁波，雷达站从发出电磁波到再接收到反射波历时186μs，则该飞机的飞行速度多大？解析：由电磁波发射到接收到反射波历时200μs，可算出此时飞机距雷达站的距离为：x1＝3.0×108×200×10－62m＝3.0×104m.经4s后，飞机距雷达站的距离为：x2＝3.0×108×186×10－62m＝2.79×104m.答案：525m/s在这4s时间内飞机飞过的路程为：x＝x1－x2＝0.21×104m.故飞机飞行的速度为：v＝xt＝0.21×1044m/s＝525m/s.