【优化方案】高中物理 第14章 第五节电磁波谱课件 新人教选修34.ppt

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1、第五节电磁波谱第五节电磁波谱课前自主学案课前自主学案核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练课标定位课标定位知能优化训练知能优化训练 第第五五节节电电磁磁波波谱谱课标定位课标定位学学习习目目标标：1.了了解解信信息息主主要要是是通通过过电电磁磁波波传传输输的的；了了解信息的处理和数字通信、信息记录等解信息的处理和数字通信、信息记录等2了了解解电电视视和和雷雷达达的的基基本本原原理理；了了解解数数字字信信号号和和因因特网特点特网特点3知道电磁波谱，掌握不同的电磁波产生的机理知道电磁波谱，掌握不同的电磁波产生的机理4知道红外线、紫外线、知道红外线、紫外线、X射线的主要作用射线的主要作用重点

2、难点：重点难点：1.电视机成像原理，雷达定位原理电视机成像原理，雷达定位原理2电磁波谱及其特性，对电磁波能量的理解电磁波谱及其特性，对电磁波能量的理解课前自主学案课前自主学案一、一、电电磁波与信息的磁波与信息的传递传递1电电磁波可以通磁波可以通过过_、_进进行有行有线线传输传输，也可以，也可以进进行行_传输传输2电电磁波的磁波的_越高，相同越高，相同时间传递时间传递的信的信息量越大息量越大光光缆缆电缆电缆无无线线频频率率二、电视二、电视1电视发射系统：摄像管的作用是摄取景物的图电视发射系统：摄像管的作用是摄取景物的图像并将其转换为像并将其转换为_镜头把景物的像成镜头把景物的像成在摄像管的屏上，

3、通过电子束的扫描，显像管把在摄像管的屏上，通过电子束的扫描，显像管把一幅图像按照各个部分的一幅图像按照各个部分的_情况，逐点地情况，逐点地变为强弱不同的信号电流，然后调制高频电流，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，将得到的调谐、解调，将得到的_送到送到_，去控制显像管里电子枪发射电子束的强弱，在，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荧光屏上扫描，在屏上便出现了与摄像管屏上相

4、同的图像同的图像电电信号信号明暗明暗图图像信号像信号显显像管像管三、雷达三、雷达1雷达是利用无线电波来测定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，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雷达就是利用电磁波的这个特性工作的雷达用的是用的是_2雷达有一个可以转动的天线，它能向一定雷达有一个可以转动的天线，它能向一定方向发射方向发射_，每次发射的时间，每次发射的时间短于短于1 s，两次发射的时间间隔大约是，两次发射的时间间隔大约是0.1 ms，测出从发射无线电波到接收反射波的时间，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

5、的距离就可以确定障碍物的距离s.再根据发射无线电再根据发射无线电波的波的_和和_，便可准确确定物体位，便可准确确定物体位置置物体位置物体位置微波微波无无线电线电脉冲脉冲方向方向仰角仰角四、移动电话四、移动电话每一部移动电话都是一个每一部移动电话都是一个_，它，它将用户的声音转变为将用户的声音转变为_发射到空发射到空中；同时它又相当于一台中；同时它又相当于一台_，捕捉空，捕捉空中的电磁波，使用户接收到通话对方送来的信息中的电磁波，使用户接收到通话对方送来的信息无无线电线电台台高高频电频电信号信号收音机收音机五、因特网五、因特网世界上最大的计算机互联网世界上最大的计算机互联网_的的飞速发展，将从根

6、本上改变我们的生活和工作飞速发展，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、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，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球合作，推动人类社会更快向前发展因特网因特网六、电磁波谱六、电磁波谱1电磁波谱的概念：按电磁波的电磁波谱的概

7、念：按电磁波的_大小的顺序把它们排列成的谱大小的顺序把它们排列成的谱2电磁波谱中，不同波长电磁波谱中，不同波长(或频率或频率)的电磁波的特的电磁波的特点及应用对比：点及应用对比：波波长长或或频频率率电磁波电磁波谱谱无线电波无线电波红红外外线线可可见见光光紫紫外外线线X射射线线射射线线频率频率由左向右，频率变化为：由小到大由左向右，频率变化为：由小到大真空中真空中波长波长由左向右，波长变化为：由大到小由左向右，波长变化为：由大到小电磁电磁波谱波谱无线无线电波电波红外线红外线可见可见光光紫外线紫外线 X射线射线 射线射线特性特性波动波动性强性强热效应热效应强强感光感光性强性强化学作化学作用、荧用、

8、荧光作用光作用穿透力穿透力大大穿透穿透力最力最强强用途用途通讯、通讯、广播、广播、天体天体研究研究加热、加热、遥测、遥测、夜视、夜视、红外摄红外摄像、红像、红外制导外制导照明、照明、照相照相等等日光灯、日光灯、杀菌、杀菌、治疗皮治疗皮肤病等肤病等检查、检查、探测、探测、透视、透视、治疗、治疗、探测、探测、治疗治疗3.电磁波传递能量电磁波传递能量(1)电磁波是一种物质，电磁波是一种物质，_通过实验证通过实验证实了电磁波的存在实了电磁波的存在(2)各各种种各各样样的的仪仪器器能能够够探探测测到到许许多多电电磁磁波波，表表明电磁波具有明电磁波具有_4太阳辐射太阳辐射太阳辐射的能量集中在太阳辐射的能量

9、集中在_、_和紫外线三个区域，在眼睛感觉最和紫外线三个区域，在眼睛感觉最敏感的敏感的_光附近，辐射的能量最强光附近，辐射的能量最强赫赫兹兹能量能量可可见见光光红红外外线线黄黄绿绿核心要点突破核心要点突破一、雷达一、雷达1.用途：利用无用途：利用无线电线电波来波来测测定物体位置的无定物体位置的无线电线电设备设备(如如图图1441)图图14412雷达的原理：利用电磁波遇到障碍物发生雷达的原理：利用电磁波遇到障碍物发生反射的特性反射的特性3确定位置的方法：已知无线电波的传播速确定位置的方法：已知无线电波的传播速度为度为c，测出从发射无线电波脉冲到接收反射，测出从发射无线电波脉冲到接收反射回来无线电波

10、的时间回来无线电波的时间t，就可由公式，就可由公式2sct确定确定被测物体的距离，再根据无线电波的方向和仰被测物体的距离，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角，便可以确定被测物体的位置了4构造及特点构造及特点一般由天线系统、发射装置、接收装置、输出一般由天线系统、发射装置、接收装置、输出装置装置(显示器显示器)、电源、用于控制雷达工作和处、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，又是无线电波雷达既是无线电波的发射端，又是无线电波的接收端的接收端(2)雷达使用的无线电波是直线性好、反射性能雷

11、达使用的无线电波是直线性好、反射性能强的微波波段强的微波波段(3)雷达发射的是不连续的无线电波，即脉冲，雷达发射的是不连续的无线电波，即脉冲，每次发射时间短于每次发射时间短于1 s，两次发射的时间间隔，两次发射的时间间隔约为约为0.1 ms.(4)障障碍碍物物的的距距离离等等情情况况都都由由显显示示器器直直接接显显示示出出来来5应应用用：探探测测飞飞机机、导导弹弹等等军军事事目目标标；可可以以用用于于导导航航；天天文文学学上上研研究究星星体体；在在气气象象上上可可以以用于探测台风、雷雨、乌云等用于探测台风、雷雨、乌云等特别提醒：特别提醒：当反射波形与发射波形对应的时间当反射波形与发射波形对应的

12、时间间隔等于发射脉冲的时间间隔时，雷达的侦察间隔等于发射脉冲的时间间隔时，雷达的侦察距离最大距离最大xct/2.二、电磁波谱及特性二、电磁波谱及特性无线电波、红外线、可见光、紫外线、无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线、射线合起来，便构成了范围非常广阔的电磁射线合起来，便构成了范围非常广阔的电磁波谱波谱1无线电波：波长大于无线电波：波长大于1 mm(频率小于频率小于300 GHz)的电磁波是无线电波无线电波用于通信的电磁波是无线电波无线电波用于通信和广播和广播2红外线：红外线的波长比红光的波长还长，是红外线：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可见光，

13、不能引起人的视觉一切物体(不管大不管大小、也无论是否有生命小、也无论是否有生命)，凡是由分子、原子等微，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越高，辐射红外线的本领越强红外线有以下主要作用：红外线有以下主要作用：(1)红外线遥感：勘测地热、寻找水源、人体检查红外线遥感：勘测地热、寻找水源、人体检查等等(2)红外线遥控：家用电器配套的遥控器发出红外红外线遥控：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线脉冲信号，受控机器就会按照指令改变工作状态态(3)加热物体：红外线很容易使物体的

14、温度升高，加热物体：红外线很容易使物体的温度升高，如市场上的如市场上的“远红外烤箱远红外烤箱”3可见光：可见光的波长在可见光：可见光的波长在700 nm到到400 nm之之间，不同颜色的光是波长间，不同颜色的光是波长(频率频率)范围不同的电磁范围不同的电磁波波.序号序号红红橙橙黄黄绿绿蓝、靛蓝、靛紫紫真空中真空中的波长的波长/nm700620620600600580580490490450450400天空看起来是蓝色的，是由于波长较短的光比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

15、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，其波长比紫外线：紫外线也是不可见光，其波长比紫光还短，波长范围为紫光还短，波长范围为5 nm到到370 nm之间之间高温物体发出的光中往往都含有紫外线紫外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，它能促使人体合成线的显著特征是化学作用，它能促使人体合成维生素维生素D，但不能过多照射，能杀死多种细菌，但不能过多照射，能杀死多种细菌，具有消毒功能具有消毒功能5X射线和射线和射线：射线：X射线和射线和射线的波长都比射线的波长都比紫外线短紫外线短X射

16、线对生命物质有较强的作用，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过量的照射会引起生物体的病变X射线能够射线能够穿透物质，可以用于人体透视，检查金属零件穿透物质，可以用于人体透视，检查金属零件内部的缺陷内部的缺陷射线具有很高的能量，在医学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上可以用来治疗癌症，也可探测金属部件内部的缺陷的缺陷从无线电波到从无线电波到射线都是本质相同的电磁波，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没有绝对的意义课堂互动讲练课堂互动讲练类型一类型一电磁波的

17、特性及应用电磁波的特性及应用下列关于下列关于电电磁波磁波谱谱各成各成员说员说法正确的是法正确的是()A最容易最容易发发生衍射生衍射现现象的是无象的是无线电线电波波B紫外紫外线线有明有明显显的的热热效效应应CX射射线线穿透能力穿透能力较较强强，所以可用来，所以可用来检查检查工件工件 D晴朗的天空看起来是晴朗的天空看起来是蓝蓝色是光散射的色是光散射的结结果果例例例例1 1【精精讲讲精精析析】波波长长越越长长越越易易衍衍射射，故故A正正确确；有有明明显显热热效效应应的的是是红红外外线线，故故B错错误误；X射射线线因因其其穿穿透透能能力力常常用用于于人人体体拍拍片片和和检检查查金金属属零零件件缺缺陷陷

18、，故故C正正确确；天天空空的的蓝蓝色色是是由由于于波长较短的光易被散射，故波长较短的光易被散射，故D正确正确【答案答案】ACD【方法总结方法总结】掌握各类电磁波的特性及用掌握各类电磁波的特性及用途是解决此类问题的关键途是解决此类问题的关键变变式式训训练练1间间谍谍卫卫星星上上装装有有某某种种遥遥感感照照相相机机，可可用用来来探探测测军军用用和和民民用用目目标标这这种种照照相相机机能能拍拍到到晚晚上上关关灯灯行行驶驶的的汽汽车车，即即使使车车队队离离开开，也也瞒瞒不不过过它这种遥感照相机敏感的电磁波属于它这种遥感照相机敏感的电磁波属于()A可见光波段可见光波段B红外波段红外波段C紫外波段紫外波段

19、 DX射线波段射线波段解析：解析：选选B.所有的物体都能发出红外线，热的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，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，红外线辐射，这是红外线摄影的基础再者，红外线波长比其他波波长比其他波(如可见光、紫外线、如可见光、紫外线、X射线射线)的长，的长，有较好的穿透云雾的能力，故选有较好的穿透云雾的能力，故选B.而其他选项而其他选项的光不具备以上特

20、点，故的光不具备以上特点，故A、C、D错误错误例例例例2 2一一个个雷雷达达向向远远处处发发射射无无线线电电波波，每每次次发发射射的的时时间间为为1 s，两两次次发发射射的的时时间间间间隔隔为为100 s，在在指指示示器器的的荧荧光光屏屏上上呈呈现现出出的的尖尖形形波波如如图图1442所所示示，已已知知图图中中刻刻度度abbc，求求障障碍碍物物与与雷雷达之达之间间的距离的距离类型二类型二雷达测距问题雷达测距问题图图1442【答案答案】7.5103 m变式训练变式训练2(2011年泰安高二调研年泰安高二调研)某地的雷达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一时刻从雷达站发出电磁波后到再接收到反射波历时历时200 s，经过，经过4 s后又发出一个电磁波，雷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达站从发出电磁波到再接收到反射波历时186 s，则该飞机的飞行速度多大？，则该飞机的飞行速度多大？答案：答案：525 m/s本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束点此点此进进入入课课件目件目录录按按ESC键键退出全屏播放退出全屏播放谢谢谢谢使用使用