高二物理電磁波及其應(yīng)用

高二物理電磁波及其應(yīng)用第1頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四第四章

《電磁波及其應(yīng)用》第2頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四4.1《電磁波的發(fā)現(xiàn)》第3頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)與能力：1、理解麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的兩個(gè)支柱：變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)、變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)。了解變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互聯(lián)系形成同一的電磁場(chǎng)。了解電磁場(chǎng)在空間傳播形成電磁波。了解麥克斯韋電磁場(chǎng)理論以及赫茲實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)發(fā)展中的貢獻(xiàn)。體會(huì)兩位科學(xué)家研究物理問題的思想方法。教學(xué)重點(diǎn)：理解麥克斯韋電磁場(chǎng)理論；電磁場(chǎng)在空間傳播形成電磁波教學(xué)難點(diǎn)：電磁場(chǎng)在空間傳播形成電磁波第4頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四（1）變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)①均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)１、麥克斯圍電磁場(chǎng)理論EtOBtO第5頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四（1）變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)②振蕩磁場(chǎng)產(chǎn)生振蕩電場(chǎng)１、麥克斯圍電磁場(chǎng)理論tBOEOt正弦曲線振蕩磁場(chǎng)振蕩電場(chǎng)E與B頻率相同第6頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四１、麥克斯圍電磁場(chǎng)理論（2）變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)第7頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四（2）變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)①均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)１、麥克斯圍電磁場(chǎng)理論BtOEtO第8頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四（2）變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)②振蕩電場(chǎng)產(chǎn)生振蕩磁場(chǎng)１、麥克斯圍電磁場(chǎng)理論tEOBOt正弦曲線振蕩電場(chǎng)振蕩磁場(chǎng)B與E頻率相同第9頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四1、按照麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，以下說法中正確的是（）A、磁場(chǎng)在周圍一定產(chǎn)生電場(chǎng)B、電場(chǎng)在周圍一定產(chǎn)生磁場(chǎng)C、變化的磁場(chǎng)在周圍產(chǎn)生電場(chǎng)D、變化的電場(chǎng)在周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)例與練變化的磁場(chǎng)（電場(chǎng)）產(chǎn)生電場(chǎng)（磁場(chǎng)）第10頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四2、按照麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，以下說法中正確的是（）A、恒定的磁場(chǎng)在周圍產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)B、變化的磁場(chǎng)在周圍產(chǎn)生變化的電場(chǎng)C、均勻變化的磁場(chǎng)在周圍產(chǎn)生均勻變化的電場(chǎng)D、均勻變化的磁場(chǎng)在周圍產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)例與練均勻變化的磁場(chǎng)（電場(chǎng)）產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)（磁場(chǎng)）第11頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四3、按照麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，以下說法中不正確的是（）A、振蕩的磁場(chǎng)在周圍產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)B、振蕩的磁場(chǎng)在周圍產(chǎn)生均勻變化的電場(chǎng)C、振蕩的電場(chǎng)在周圍產(chǎn)生不同頻率的振蕩磁場(chǎng)D、振蕩的電場(chǎng)在周圍產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場(chǎng)例與練振蕩磁場(chǎng)（電場(chǎng)）產(chǎn)生同頻率的振蕩電場(chǎng)（磁場(chǎng)）第12頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四（1）麥克斯韋預(yù)言電磁波的存在：2、電磁波振蕩電場(chǎng)和振蕩磁場(chǎng)交替產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)地傳播，形成電磁波。第13頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四（1）麥克斯韋預(yù)言電磁波的存在：2、電磁波振蕩電場(chǎng)和振蕩磁場(chǎng)交替產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)地傳播，形成電磁波。第14頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四（2）赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)電磁波的存在：2、電磁波令人振奮的電火花第15頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四（3）電磁波可以在真空中傳播。2、電磁波傳播速度為：（4）電磁波也會(huì)發(fā)生反射、折射、干涉、衍射、多普勒效應(yīng)和偏振現(xiàn)象。c=3×108m/s（5）電磁波有能量。第16頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四4、關(guān)于電磁波，下列說法中正確的是（）A、均勻變化的電場(chǎng)和均勻變化的磁場(chǎng)互相激發(fā)，由產(chǎn)生處向遠(yuǎn)處傳播形成電磁波B、振蕩電場(chǎng)和振蕩磁場(chǎng)互相激發(fā)，由產(chǎn)生處向遠(yuǎn)處傳播形成電磁波C、電磁波的振蕩電場(chǎng)和振蕩磁場(chǎng)方向互相垂直，且與傳播方向互相垂直D、電磁波能夠發(fā)生反射、干涉、衍射、偏振現(xiàn)象例與練電磁波是橫波第17頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四5、比較電磁波和機(jī)械波，下列說法中正確的是（）A、電磁波和機(jī)械波都可以在真空中傳播B、電磁波和機(jī)械波都是傳遞能量的一種形式C、電磁波和機(jī)械波都能產(chǎn)生反射、干涉、衍射、偏振現(xiàn)象D、電磁波和聲波都是縱波例與練機(jī)械波只能在介質(zhì)中傳播電磁波是橫波，聲波是縱波第18頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四4.2《電磁波譜》第19頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)與能力：1、掌握波長、頻率和波速的關(guān)系。知道電磁波在真空中的傳播速度跟光速相同，即c=3×108ｍ/ｓ。2、了解電磁波譜是有無線電波、紅外線、可見光、紫外線、x射線、γ射線組成的，能夠知道它們各自的特點(diǎn)與主要應(yīng)用。3、了解電磁波具有能量。了解太陽輻射大部分能量集中的波長范圍。4、了解尋找地外文明的主要?dú)v史和當(dāng)前的進(jìn)展，激發(fā)學(xué)生探索地外未知生命的熱情，增加求知欲。教學(xué)重點(diǎn)：波長、頻率和波速的關(guān)系。各波段的特點(diǎn)與主要應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn)：各波段的特點(diǎn)與主要應(yīng)用。第20頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四一、波長、頻率和波速1.波長:相鄰的兩個(gè)波峰(或波谷)之間的距離(單位:m)2.頻率:在1s內(nèi)傳播完整波長的個(gè)數(shù)3.波速:用來描述波傳播快慢的物理量三者關(guān)系:波速=波長頻率

即:或第21頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四二、電磁波譜1.概念:按電磁波的波長或頻率大小的順序把它們排列成譜頻率逐漸增大不同的電磁波由于具有不同的頻率,才具有不同的特性從左向右頻率逐漸增大，波長逐漸減小第22頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四３、無線電波范圍：波長大于1mm，頻率小于3GHz應(yīng)用：廣播、電視、天體物理研究，微波爐中的微波也是無線電波4、紅外線范圍：波長比無線電波短，比可見光長特點(diǎn)：紅外線具有熱效應(yīng)，任何物體都能輻射紅外線，溫度越高，紅外輻射越強(qiáng)）應(yīng)用：①紅外線遙感②遙控③紅外線加熱第23頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四5、可見光波長范圍：400nm-700nm包含七種顏色的色光：紅、橙、黃、綠、藍(lán)、聢、紫作用：引起人眼視覺6、紫外線波長范圍：5nm-400nm特征：具有較大的能量應(yīng)用：①殺菌②促進(jìn)鈣的吸收③防偽（例：驗(yàn)鈔機(jī)）危害：過量的紫外線照射會(huì)傷害眼睛和皮膚第24頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四7、x射線和γ射線

范圍：波長比紫外線更短x射線應(yīng)用：①檢查人體內(nèi)部器官②金屬探傷③安檢）

γ射線應(yīng)用：①殺死癌細(xì)胞②金屬探傷第25頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四三、電磁波的能量麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，這說明電磁波是一種客觀存在的物質(zhì)

例：我們可以利用微波對(duì)食物進(jìn)行加熱，光是一種電磁波，太陽光照射到我們身上，我們感覺到身體熱起來，我們的收音機(jī)能夠受到廣播電臺(tái)的聲音，那是因?yàn)殡娕_(tái)發(fā)射的電磁波在收音機(jī)的天線里感應(yīng)出了電流。這種種現(xiàn)象說明電磁波具有能量第26頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四四、太陽輻射1.太陽輻射中包含無線電波、紅外線、可見光、紫外線、x射線、γ射線2.能量集中在可見光、紅外線、紫外線三個(gè)區(qū)域3.波長在黃綠光的輻射能量最強(qiáng),人眼對(duì)黃綠光感受最強(qiáng)第27頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四D五、鞏固練習(xí)第28頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四2.以下有關(guān)在真空中傳播的電磁波的說法正確的是()A．頻率越大，傳播的速度越大B．頻率不同，傳播的速度相同C．頻率越大，其波長越大D．頻率不同,傳播速度也不同B第29頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四3．關(guān)于電磁波的下列說法，不正確的是（）A.電磁波可以在真空中傳播B.電磁波不能在空氣中傳播C.麥克斯韋第一次通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了電磁波的存在D.赫茲第一次通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了電磁波的存在B第30頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四3.在電磁波譜中，紅外線、可見光和倫琴射線（射線）三個(gè)波段的頻率大小關(guān)系是()A．紅外線的頻率最大，可見光的頻率最B．倫琴射線的頻率最大，紅外線的頻率最小C．可見光的頻率最大，紅外線的頻率最D．倫琴射線頻率最大，可見光的頻率最小B第31頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四4.關(guān)于紫外線，下列說法中正確的是()A．一切物體都會(huì)發(fā)出紫外線B．紫外線可用于無線電通訊C．紫外線有較高的能量，足以破壞細(xì)胞中的物質(zhì)D．在紫外線照射下，所有物質(zhì)會(huì)發(fā)出熒光C第32頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四4.3《電磁波的

發(fā)射和接收》

第33頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)與能力：1、了解無線電廣播發(fā)射和接收技術(shù)中，調(diào)制、調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)諧、解調(diào)的含義。2、了解電視攝像管的基本結(jié)構(gòu)以及電視廣播發(fā)射和接收過程。3、了解移動(dòng)通信就的基本過程。了解基站的作用。4、了解通信技術(shù)的發(fā)展對(duì)人類文明的促進(jìn)作用。教學(xué)重點(diǎn)：有效地輻射電磁波的條件；電磁波發(fā)射方式；無線電波的接過程教學(xué)難點(diǎn)：無線電波的接過程第34頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四第35頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四一、無線電波的發(fā)射

1、振蕩器：能產(chǎn)生頻率很高的交變電流的器件。2、載波：振蕩器產(chǎn)生的高頻交變電流，是用來攜帶聲音、圖象等信息的，叫做載波。3、調(diào)制：把信息加到載波上，使載波隨信號(hào)而改變的技術(shù)叫調(diào)制。4、調(diào)制的兩種方式： 調(diào)幅和調(diào)頻。5、調(diào)幅波：高頻載波的振幅隨信號(hào)而改變叫調(diào)幅波。中波和短波波段的無線電廣播，微波段的電視廣播的圖象信號(hào)使用。演示實(shí)驗(yàn)：用示波器觀察調(diào)幅波。第36頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四一、無線電波的發(fā)射

6、調(diào)頻波：高頻載波的振頻率隨信號(hào)而改變叫調(diào)頻波。二、無線電波的接收

1、調(diào)諧：從眾多的電磁波中選出所要的電臺(tái)的技術(shù)叫做調(diào)諧。2、解調(diào)：從接收的載波中將聲音、圖象等信息“取”出來叫做解調(diào)。調(diào)頻波優(yōu)點(diǎn)：

振幅不變，抗干擾能力強(qiáng)，失真較小。缺點(diǎn)：接收機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，服務(wù)半徑比較小。第37頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四三、電視攝像機(jī)、攝像管，掃描，掃描一幀要0.04s，1s內(nèi)送25幀圖象。除了圖象信號(hào)外，還有伴音信號(hào)。第38頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四四、移動(dòng)通信

每個(gè)移動(dòng)電話都是一個(gè)電磁波發(fā)射器，它通過電磁波把你講話的信息發(fā)射到空中，同時(shí)它又是一個(gè)電磁波接收器，在空中捕獲電磁波，使你得到對(duì)方講話的信息。手持移動(dòng)電話的體積很小，發(fā)射功率不大。它的天線也很簡(jiǎn)單，靈敏度不高。因此，手機(jī)通話時(shí)要靠強(qiáng)大的固定無線電臺(tái)轉(zhuǎn)接。這種固定的無線電臺(tái)叫做基站。城市高大建筑物上、農(nóng)村有的山頭上，常?？梢钥吹揭苿?dòng)通信基站的天線。第39頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四第40頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四小結(jié)一、無線電波的發(fā)射

1．載波：攜帶聲音、圖象等信息的高頻交變電流，

叫做載波。2．調(diào)制：把信息加到載波上，使載波隨信號(hào)而改變的技術(shù)叫調(diào)制。3．調(diào)幅波：高頻載波的振幅隨信號(hào)而改變叫調(diào)幅波。4、調(diào)頻波：高頻載波的振頻率隨信號(hào)而改變叫調(diào)頻波第41頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四小結(jié)二、無線電波的接收：1、調(diào)諧：從電磁波中選出所要的信號(hào)的技術(shù)叫做調(diào)諧2、解調(diào)：從載波中將聲音、圖象等信息“取”出叫解調(diào)。三、電視 掃描一幀要0.04s，1s內(nèi)送25幀圖象四、移動(dòng)通信 手機(jī)同時(shí)是電磁波發(fā)射器和接收器。要靠強(qiáng)大的固定無線電臺(tái)（基站）轉(zhuǎn)接。第42頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四

無線電技術(shù)中使用的電磁波叫無線電波，無線電波的波長從幾毫米到幾千米，通常根據(jù)波長或頻率把無線電波分成幾個(gè)波段，如下表所示：波段波長頻率傳播方式主要用途長波30000m～3000m10kHz～100kHz地波超遠(yuǎn)程無線電通信和導(dǎo)航中波3000m～200m100kHz～1500kHz地波和天波調(diào)幅（AM）無線電廣播、電報(bào)、通信中短波200m～50m1500kHz～6000kHz短波50m～10m6MHz～30MHz天波微波米波（VHF）10m～1m30MHz～300MHz近似直線傳播調(diào)頻（FM）無線電廣播、電視、導(dǎo)航分米波（UHF）1m～0.1m300MHz～3000MHz直線傳播電視、雷達(dá)、導(dǎo)航厘米波10cm～1cm3000MHz～30000MHz毫米波10mm～1mm30000MHz～300000MHz第43頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四課堂練習(xí)和課外作業(yè)課堂練習(xí)：P89問題與練習(xí)1-4課外作業(yè)：作業(yè)本P47

1-5第44頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四選修1-1第四章電磁波及其應(yīng)用問題與練習(xí)三電磁波的發(fā)射和接收1．答：調(diào)制：把信息加在載波上，就是使載波隨信號(hào)改變，這種技術(shù)叫調(diào)制。

調(diào)幅：使高頻載波的振幅隨信號(hào)改變，這種調(diào)制叫調(diào)幅。調(diào)頻：使高頻載波的頻率隨信號(hào)改變，這種調(diào)制叫調(diào)頻。調(diào)諧：轉(zhuǎn)動(dòng)收音機(jī)旋紐選擇電臺(tái)，實(shí)際上是在選擇電波進(jìn)行調(diào)諧。解調(diào)：要得到所需要的信息，必須從高頻信號(hào)電流中把“信號(hào)”取出來，這就是進(jìn)行解調(diào)。2．答：調(diào)幅波是在載波波形的基礎(chǔ)上迭加了低頻信號(hào)，調(diào)幅波的形狀是上下對(duì)稱的，以低頻信號(hào)作為包絡(luò)，載波的高頻信號(hào)被包含在低頻信號(hào)的包絡(luò)中。3．答：甚高頻（VHF）頻率30MHz～300MHz，波長1m～10m。超高頻（UHF）頻率300MHz～3GHz，波長0.1m～1m。第45頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四4.4《信息化社會(huì)》第46頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)與能力：了解常見傳感器及其應(yīng)用，體會(huì)傳感器的應(yīng)用給人們帶來的方便。了解信息的拾取、信息的傳遞、信息的處理、信息的記錄的基礎(chǔ)知識(shí)。了解信息時(shí)代給人們的生活和工作方式帶來哪些變革。教學(xué)重點(diǎn)：傳感器及其應(yīng)用；信息的拾取、信息的傳遞、信息的處理、信息的記錄的基礎(chǔ)知識(shí)。教學(xué)難點(diǎn)：傳感器及其應(yīng)用第47頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四一、信息的拾取和傳感器

1、人的五種感覺：視覺、聽覺、觸覺、嗅覺、味覺。2、傳感器：將其他各種信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的儀器3、傳感器作用：代替、補(bǔ)充、延伸人的感覺器官4、人的感覺器官和對(duì)應(yīng)的傳感器圖5、使用廣泛：許多地方需要傳感器。傳感器的使用，使我們的生活更加方便、安全和舒適。 第48頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四第49頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四一、信息的拾取和傳感器

6、介紹幾種傳感器：（1）雙金屬溫度傳感器：兩種不同熱膨脹系數(shù)的金屬片貼合在一起，溫度變化時(shí)，兩種金屬片伸長不一樣而發(fā)生彎曲。例日光燈啟動(dòng)器。例：電容式壓力傳感器、電容式話筒（2）光敏電阻傳感器（3）壓力傳感器第50頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四二、信息的傳遞

1、利用紙和印刷術(shù)傳遞：2、利用電來傳遞：（1）電磁波：無線傳輸（2）電纜、光纜：有線傳輸或無線傳輸。3、信息的傳遞的途徑：P91圖4.4-7.見下頁三、信息的處理和數(shù)字通信1、模擬信號(hào)：對(duì)著話筒講話，話筒輸出音頻信號(hào)，音頻信號(hào)電流（或電壓）是隨著聲振動(dòng)而變化的，電信號(hào)在“模擬”著聲信號(hào)，叫做模擬信號(hào)。第51頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四第52頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四三、信息的處理和數(shù)字通信2、數(shù)字信號(hào)：電報(bào)的工作方式不同，它只有點(diǎn)“·”與畫“－”，不同點(diǎn)與畫的組合，代表不同的意思。電報(bào)的信號(hào)彈是一種數(shù)字信號(hào)3、數(shù)字信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)：（1）抗干擾能力強(qiáng)、容易加密，（2）便于用計(jì)算機(jī)處理。（3）此外，不僅聲音，圖象和各種其他數(shù)據(jù)都可以變成數(shù)字信號(hào)。因此同一條通信線路可以綜合傳輸聲音、圖象和各種數(shù)據(jù)。四、信息的記錄存儲(chǔ)容量聲迅速增加，存儲(chǔ)和讀取的速度大提高，可靠性也不斷增強(qiáng)。 信息加密、防病毒接受挑戰(zhàn)。第53頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四小結(jié)一、信息的拾取和傳感器

1．人的五種感覺：視覺、聽覺、觸覺、嗅覺、味覺。2、傳感器：將其他各種信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的儀器3、傳感器作用：代替、補(bǔ)充、延伸人的感覺器官4．幾種傳感器：雙金屬溫度傳感器，光敏電阻傳感器，壓力傳感器（電容式壓力傳感器、電容式話筒）等二、信息的傳遞：多媒體傳輸。電磁波傳輸，電纜、光纜：有線傳輸或無線傳輸。三、信息的處理和數(shù)字通信1、模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)：2、數(shù)字信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)：抗干擾能力強(qiáng)、容易加密，便于用計(jì)算機(jī)處理。同一條通信線路可綜合傳輸聲音、圖象和各種數(shù)據(jù)。第54頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四五、數(shù)字電視

不過無法全部實(shí)現(xiàn)數(shù)字電視的高清晰度、高音質(zhì)以及其他多項(xiàng)功能第55頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四六、信息時(shí)代

第56頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四

大家談

第57頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四第58頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四

大家談

第59頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四

大家談

第60頁，共74頁，2023年，2月20日，星