资源描述
15.1 电磁波
一、知识与技能
1.知道变化的电流才会产生电磁波,借助于电磁波可以传输信号.
2.能记住电磁波在空气中的传播速度,知道电磁波的频率、波长的初步概念,记住波长、波速和频率的关系.
二、过程与方法
通过观察演示的现象,使学生了解电磁波的产生条件.
三、情感态度与价值观
初步认识科学技术对社会发展的作用;深入体会物理学与生活的密切联系.
【重点难点】
重点:电磁波的产生条件.
难点:波长、频率和波速的含义以及三者的关系.
【新课导入】
导入1:问题导入
师:现在的生活已经离不开手机,手机是通过什么实现自由通话的?我们收看电视、收听广播时又是如何接收到电视、广播信号的?
师:手机、电视、收音机的共同特点是没有导线,信号都是通过电磁波传播的,今天我们就来学习这方面的知识.
导入2:情景导入
多媒体播放电影片段:发电报的片段.
师:影片中用电报将情报传递了出去,大家知道电报是通过什么来传递信息的吗?
生:电磁波.
师:对!本节我们就来学习有关电磁波的知识.
导入3:实验导入
把手机放在真空罩中,拨打电话,有什么现象?手机是怎样接收信息的?
师:通过今天的学习就会知道了.
【课堂探究】
一、电磁波的产生
1.产生条件
教师演示实验1:取一台收音机,调到没有台的位置,把音量开到最大,用老式手电筒靠近收音机,使开关反复的闭合、断开,听到了什么声音?这是什么原因?
演示实验2:将这个收音机靠近调光台灯,旋动调光旋钮,听到了什么声音?这是什么原因?
点拨:听到的“咔咔”声是收音机接收到的电磁波.这表明在电流时有时无和电流大小变化时都产生了电磁波.
结论:变化的电流能在周围的空间中产生电磁波.无线电通信正是利用电磁波来传输信号的.
讨论:用电磁波工作的电器有哪些?
2.电磁波的频率
我们再观察一下绳上形成的波.
教师演示:用手捏住竖直下垂绳子的上端,沿水平向左右先后做快慢不同的振动.可以看到,当振动较快时,从绳子上端每秒钟出现的波峰(或波谷)数较多;当振动较慢时,从绳子上端每秒钟出现的波峰(或波谷)数较少.
跟绳子形成的波类似,电磁波也有自己的频率,电磁波的频率由电路中每秒电流变化的次数(或说每秒钟电流振荡的次数)决定.
物理学上把波在1秒内出现的波峰(或波谷)数,叫做频率.它的单位名称叫赫兹(Hz),简称赫.
研究表明,只有频率很高的电流产生的电磁波才能传到远方.因此,常用频率单位还有千赫(kHz)、兆赫(MHz)和吉赫(GHz).
1 kHz=103 Hz,1 MHz=106 Hz,1 GHz=109 Hz.
3.电磁波家族
指导学生阅读教材上的最后一段,观察图152电磁波的波谱、表151,认识电磁波有哪些成员,了解无线电波的频率范围以及作用.
4.电磁波的发现
自学教材“电磁波的发现”,了解赫兹的贡献.
二、电磁波的传播
阅读教材相关内容,回答下列问题:
1.电磁波可以在真空中传播吗?什么事实可以证明?
2.电磁波在真空中的波速多大?
3.什么是波长?
4.波速、波长、频率之间有什么关系?
重点讲解:
(1)波长
像前面那样,再做一次用绳子形成波的演示,让学生仔细观察:当改变振动的快慢时,不但波的频率发生改变,而且相邻两个波峰(或波谷)间的距离也不相同.相邻两个波峰(或波谷)的距离,叫做波长.由上面的演示还可看出,手捏住绳第一次振动出现一个波峰,第二次振动又出现一个波峰,而此时第一个波峰已向下传播了一段距离,这个距离恰好是一个波长.因此,也可以说波长等于每振动一次波峰沿波的传播方向传播的距离.波长的单位是米.电磁波也有自己的波长,电磁波的波长表示电磁波每振动(或说振荡)一次传播的距离.
(2)波长、频率、波速三者间的关系
波速=波长×频率
电磁波的波速和光速相同,在空气或真空中每秒传播的距离约30万千米,记为3×108米/秒.在空气或真空中,各种频率的电磁波的波速是相同的,所以,频率越高的电磁波,它的波长就越短.
1.某手机网络频率范围是1 920 MHz~1 935 MHz,下列说法中正确的是( D )
A.1 920 MHz的电磁波波长比1 935 MHz的短
B.1 920 MHz的电磁波不能在没有空气的月球上传播
C.1 920 MHz的电磁波在真空中传播的速度比1 935 MHz的小
D.1 920 MHz和1 935 MHz的电磁波在真空中传播的速度相同
2.对电磁波的认识,下列说法中错误的是( C )
A.可见光也是一种电磁波
B.红外线比紫外线的频率低
C.真空中不同电磁波的传播速度不同
D.电磁波的频率越高,波长越短
3.如图所示是电磁波及其应用实例,下列说法正确的是( D )
A.紫外线是紫色的
B.电视机遥控器用γ射线遥控
C.体检时胸透用的电磁波频率比无线电波低
D.可见光与无线电波在真空中的传播速度相同
4.电磁波家庭成员很多,有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等,电磁波与人们的生活密不可分,已渗透到我们生活的各个方面.关于电磁波的应用,下列说法中正确的是( B )
A.验钞机利用红外线来辨别钞票真伪
B.微波炉利用电磁波来加热食品
C.遥控器利用紫外线实现对电视机的遥控
D.手机利用紫外线传递信号
5.远在千里之外的泸州听众能收听到中央广播电台的音乐节目,广播信号是通过 电磁波 (选填“声波”或“电磁波”)传送的,其信号的传播速度 等于 (选填“大于”“等于”或“小于”)光速.
6.电磁波在真空中的传播速度大约是 3×105 km/s,在电磁继电器和微波炉中,利用电磁波工作的是 微波炉 .选择不同频道观看电视节目时,实际上是在改变电视机接收电磁波的 频率 .
红外一体化摄像机
红外一体化摄像机的使用率越来越高,不仅在银行、金库、博物馆、档案馆、图书文献库、监狱等重要部门应用,而且也在居民小区等一般电视监控工程中得到使用.
目前隐蔽、科学的夜视监控采用的是红外摄像技术.红外摄像技术分为被动式和主动式.被动红外摄像技术利用的原理是任何物质在绝对零度(-273 ℃)以上都有红外线辐射,物体的温度越高,辐射出的红外线越多.利用此原理制成的摄像机最典型的就是红外热像仪,但是,这种特殊的红外摄像机造价昂贵,因此仅限于军事或特殊场合使用.而主动红外摄像技术,是采用红外灯辐射“照明”(主要是红外线),应用普通低照度黑白摄像机、彩色转黑白摄像机或红外低照度彩色摄像机,感受周围景物和环境反射回来的红外线实现夜视监控.主动红外摄像技术成熟、稳定,成为夜视监控的主流.
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