高二物理电磁波与其应用.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第四章,电磁波及其应用,第一页，共73页。,第一页，共73页。,4.1电磁波的发现,第二页，共73页。,第二页，共73页。,教学目标,知识与能力：,1、理解麦克斯韦电磁场理论的两个支柱：变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场。了解变化的电场和磁场相互联系形成同一的电磁场。,了解电磁场在空间传播形成电磁波。,了解麦克斯韦电磁场理论以及赫兹实验在物理学发展中的贡献。体会两位科学家研究物理问题的思想方法。,教学重点：,理解麦克斯韦电磁场理论；电磁场在空间传播形成电磁波,教学难点：,电磁场在空间传播形成电磁波,第三页，共73页。,第三页，共73页。,（1）变化的磁场产生电场,均匀变化,的磁场产生,稳定,的电场,、麦克斯围电磁场理论,E,t,O,B,t,O,第四页，共73页。,第四页，共73页。,（1）变化的磁场产生电场,振荡,磁场产生,振荡,电场,、麦克斯围电磁场理论,t,B,O,E,O,t,正弦曲线,振荡,磁场,振荡,电场,E与B,频率相同,第五页，共73页。,第五页，共73页。,、麦克斯围电磁场理论,（2）变化的电场产生磁场,第六页，共73页。,第六页，共73页。,（2）变化的电场产生磁场,均匀变化,的电场产生,稳定,的磁场,、麦克斯围电磁场理论,B,t,O,E,t,O,第七页，共73页。,第七页，共73页。,（2）变化的电场产生磁场,振荡,电场产生,振荡,磁场,、麦克斯围电磁场理论,t,E,O,B,O,t,正弦曲线,振荡,电场,振荡,磁场,B与E,频率相同,第八页，共73页。,第八页，共73页。,1、按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中正确的是（）,A、磁场在周围一定产生电场,B、电场在周围一定产生磁场,C、变化的磁场在周围产生电场,D、变化的电场在周围产生磁场,例与练,变化,的磁场（电场）产生电场（磁场）,第九页，共73页。,第九页，共73页。,2、按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中正确的是（）,A、恒定的磁场在周围产生恒定的电场,B、变化的磁场在周围产生变化的电场,C、均匀变化的磁场在周围产生均匀变化的电场,D、均匀变化的磁场在周围产生恒定的电场,例与练,均匀变化,的磁场（电场）产生,恒定,的电场（磁场）,第十页，共73页。,第十页，共73页。,3、按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中不正确的是（）,A、振荡的磁场在周围产生恒定的电场,B、振荡的磁场在周围产生均匀变化的电场,C、振荡的电场在周围产生不同频率的振荡磁场,D、振荡的电场在周围产生同频率的振荡磁场,例与练,振荡,磁场（电场）产生,同频率的振荡,电场（磁场）,第十一页，共73页。,第十一页，共73页。,（1）,麦克斯韦预言,电磁波的存在：,2、电磁波,振荡,电场和,振荡,磁场,交替,产生，由近及远地传播，形成电磁波。,第十二页，共73页。,第十二页，共73页。,（1）,麦克斯韦预言,电磁波的存在：,2、电磁波,振荡,电场和,振荡,磁场,交替,产生，由近及远地传播，形成电磁波。,第十三页，共73页。,第十三页，共73页。,（2）,赫兹用实验证实,电磁波的存在：,2、电磁波,令人振奋的电火花,第十四页，共73页。,第十四页，共73页。,（3）电磁波可以在,真空,中传播。,2、电磁波,传播速度为：,（4）电磁波也会发生,反射、折射、干涉、衍射、,多普勒效应,和,偏振,现象。,c,=310,8,m/s,（5）电磁波有,能量,。,第十五页，共73页。,第十五页，共73页。,4、,关于电磁波，下列说法中正确的是（）,A、均匀变化的电场和均匀变化的磁场互相激发，由产生处向远处传播形成电磁波,B、振荡电场和振荡磁场互相激发，由产生处向远处传播形成电磁波,C、电磁波的振荡电场和振荡磁场方向互相垂直，且与传播方向互相垂直,D、,电磁波能够发生反射、干涉、衍射、偏振现象,例与练,电磁波是,横波,第十六页，共73页。,第十六页，共73页。,5、比较电磁波和机械波，下列说法中正确的是（）,A、电磁波和机械波都可以在真空中传播,B、电磁波和机械波都是传递能量的一种形式,C、电磁波和机械波都能产生反射、干涉、衍射、偏振现象,D、电磁波和声波都是纵波,例与练,机械波只能在,介质,中传播,电磁波是,横波，,声波是,纵波,第十七页，共73页。,第十七页，共73页。,4.2电磁波谱,第十八页，共73页。,第十八页，共73页。,教学目标,知识与能力：,1、掌握波长、频率和波速的关系。知道电磁波在真空中的传播速度跟光速相同，即c=3108/。,2、了解电磁波谱是有无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、射线组成的，能够知道它们各自的特点与主要应用。,3、了解电磁波具有能量。了解太阳辐射大部分能量集中的波长范围。,4、了解寻找地外文明的主要历史和当前的进展，激发学生探索地外未知生命的热情，增加求知欲。,教学重点：,波长、频率和波速的关系。各波段的特点与主要应用。,教学重点：,各波段的特点与主要应用。,第十九页，共73页。,第十九页，共73页。,一、波长、频率和波速,1.波长:相邻的两个波峰(或波谷)之间的距离(单位:m),2.频率:在1s内传播完整波长的个数,3.波速:用来描述波传播快慢的物理量,三者关系:波速=波长 频率,即:,或,第二十页，共73页。,第二十页，共73页。,二、电磁波谱,1.概念:按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们 排列成谱 频率逐渐增大,不同的电磁波由于具有不同的频率,才具有不同的特性,从左向右频率逐渐增大，波长逐渐减小,第二十一页，共73页。,第二十一页，共73页。,、无线电波,范围：波长大于1mm，频率小于3GHz,应用：广播、电视、天体物理研究，微波炉中的微波也是无线电波,4、红外线,范围：波长比无线电波短，比可见光长,特点：红外线具有热效应，任何物体都能辐射红外线，温度越高，红外辐射越强）,应用：红外线遥感遥控红外线加热,第二十二页，共73页。,第二十二页，共73页。,5、可见光,波长范围：400nm-700nm,包含七种颜色的色光：红、橙、黄、绿、蓝、聢、紫,作用：引起人眼视觉,6、紫外线,波长范围5nm-400nm,特征：具有较大的能量,应用：杀菌促进钙的吸收防伪（例：验钞机）,危害：过量的紫外线照射会伤害眼睛和皮肤,第二十三页，共73页。,第二十三页，共73页。,7、x射线和射线,范围：波长比紫外线更短,x射线应用：检查人体内部器官金属探伤安检）,射线应用：杀死癌细胞金属探伤,第二十四页，共73页。,第二十四页，共73页。,三、电磁波的能量,麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，这说明电磁波是一种客观存在的物质例：我们可以利用微波对食物进行加热，光是一种电磁波，太阳光照射到我们身上，我们感觉到身体热起来，我们的收音机能够受到广播电台的声音，那是因为电台发射的电磁波在收音机的天线里感应出了电流。这种种现象说明电磁波具有能量,第二十五页，共73页。,第二十五页，共73页。,四、太阳辐射,1.太阳辐射中包含无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、射线,2.能量集中在可见光、红外线、紫外线三个区域,3.波长在黄绿光的辐射能量最强,人眼对黄绿光感受最强,第二十六页，共73页。,第二十六页，共73页。,1关于电磁场理论，以下说法正确的是：(),A在电场周围一定会产生磁场,B任何变化的电场周围空间一定会产生变化的磁场,C均匀变化的电场会产生变化的磁场,D周期性变化的电场会产生周期性变化的磁场,D,五、巩固练习,第二十七页，共73页。,第二十七页，共73页。,2以下有关在真空中传播的电磁波的说法正确的是(),A频率越大，传播的速度越大 B频率不同，传播的速度相同,C频率越大，其波长越大 D频率不同,传播速度也不同,B,第二十八页，共73页。,第二十八页，共73页。,3关于电磁波的下列说法，不正确的是（）,A.电磁波可以在真空中传播,B.电磁波不能在空气中传播,C.麦克斯韦第一次通过实验验证了电磁波的存在,D.赫兹第一次通过实验验证了电磁波的存在,B,第二十九页，共73页。,第二十九页，共73页。,3.在电磁波谱中，红外线、可见光和伦琴射线（射线）三个波段的频率大小关系是 (),A红外线的频率最大，可见光的频率最,B伦琴射线的频率最大，红外线的频率最小,C可见光的频率最大，红外线的频率最,D伦琴射线频率最大，可见光的频率最小,B,第三十页，共73页。,第三十页，共73页。,4.关于紫外线，下列说法中正确的是 (),A一切物体都会发出紫外线,B紫外线可用于无线电通讯,C紫外线有较高的能量，足以破坏细胞中的物质,D在紫外线照射下，所有物质会发出荧光,C,第三十一页，共73页。,第三十一页，共73页。,4.3电磁波的发射和接收,第三十二页，共73页。,第三十二页，共73页。,教学目标,知识与能力：,1、了解无线电广播发射和接收技术中，调制、调幅、调频、调谐、解调的含义。,2、了解电视摄像管的基本结构以及电视广播发射和接收过程。,3、了解移动通信就的基本过程。了解基站的作用。,4、了解通信技术的发展对人类文明的促进作用。,教学重点：,有效地辐射电磁波的条件；电磁波发射方式；无线电波的接过程,教学难点：,无线电波的接过程,第三十三页，共73页。,第三十三页，共73页。,第三十四页，共73页。,第三十四页，共73页。,一、无线电波的发射,1、,振荡器,：能产生频率很高的交变电流的器件。,2、载波：振荡器产生的高频交变电流，是用来,携带声音、图象等信息的，,叫做载波。,3、,调制：,把信息加到载波上，使载,波随信号而改变的技术叫调制。,4、调制的两种方式：,调幅和调频,。,5、,调幅波,：高频载波的,振幅随信号,而改变叫调幅波。,中波和短波波段的无线电广播，微波段的电视广播的图象信号使用。,演示实验：,用示波器观察调幅波。,第三十五页，共73页。,第三十五页，共73页。,一、无线电波的发射,6、,调频波,：,高频载波的,振频率随信号而改变叫调频波。,二、无线电波的接收,1、调谐：从众多的电磁波中选出所,要的电台的技术叫做调谐。,2、解调：从接收的载波中将声音、,图象等信息“取”出来叫做解,调,。,调频波,优点：,振幅不变，抗干扰能力强，失真较小。,缺点：,接收机结构复杂，服务半径比较小。,第三十六页，共73页。,第三十六页，共73页。,三、电视,摄像机、,摄像管，扫描，,扫描一帧要0.04s，,1s内送25帧图象。,除了图象信号外，还有伴音信号,。,第三十七页，共73页。,第三十七页，共73页。,四、移动通信,每个移动电话都是一个,电磁波发射器,，它通过电磁波把你讲话的信息发射到空中，,同时它又是一个电磁波接收器，,在空中捕获电磁波，使你得到对方讲话的信息。,手持移动电话的体积很小，发射功率不大。它的天线也很简单，灵敏度不高。因此，手机通话时要靠强大的,固定无线电台转接。,这种固定的无线电台,叫做基站,。城市高大建筑物上、农村有的山头上，常常可以看到移动通信基站的天线。,第三十八页，共73页。,第三十八页，共73页。,第三十九页，共73页。,第三十九页，共73页。,小结,一、,无线电波的发射,1,载波：,携带声音、图象等信息的,高频交变电流，,叫做载波。,2,调制：,把信息加到载波上，使载波随信号而改变的技术叫调制。,3,调幅波,：高频载波的,振幅,随信号而改变叫调幅波。,4、,调频波,：高频载波的,振频,率随信号而改变叫调频波,第四十页，共73页。,第四十页，共73页。,小结,二、,无线电波的接收：,1、,调谐：,从电磁波中选出所要的信号的技术叫做调谐,2、,解调：,从载波中将声音、图象等信息“取”出叫解,调,。,三、电视,扫描一帧要0.04s，,1s内送25帧图象,四、移动通信,手机,同时是电磁波发射器和接收器,。要靠强大的固定无线电台（,基站,）转接。,第四十一页，共73页。,第四十一页，共73页。无线电技术中使用的电磁波叫无线电波，无线电波的波长从几毫米到几千米，通常根据波长或频率把无线电波分成几个波段，如下表所示：,波段,波长,频率,传播方式,主要用途,长波,30000m3000m,10kHz100kHz,地波,超远程无线电通信和导航,中波,3000m200m,100kHz1500kHz,地波和天波,调幅（AM）无线电广播、电报、通信,中短波,200m50m,1500kHz6000kHz,短波,50m10m,6MHz30MHz,天波,微波,米波,（,VHF,）,10m1m,30MHz300MHz,近似直线传播,调频（FM）无线电广播、电视、导航,分米波,（,UHF,）,1m0.1m300MHz3000MHz,直线传播,电视、雷达、导航,厘米波,10cm1cm,3000MHz30000MHz,毫米波,10mm1mm,30000MHz300000MHz,第四十二页，共73页。,第四十二页，共73页。,课堂练习和课外作业,课堂练习：P,89,问题与练习 1-4,课外作业,：作业本P,47,1-5,第四十三页，共73页。,第四十三页，共73页。,选修1-1 第四章 电磁波及其应用,问题与练习三 电磁波的发射和接收,1答：调制：把信息加在载波上，就是使载波随信号改变，这,种技术叫调制。,调幅：使高频载波的振幅随信号改变，这种调制叫调幅。,调频：使高频载波的频率随信号改变，这种调制叫调频。,调谐：转动收音机旋纽选择电台，实际上是在选择电波进行,调谐。,解调：要得到所需要的信息，必须从高频信号电流中把“信号”,取出来，这就是进行解调。,2答：调幅波是在载波波形的基础上迭加了低频信号，,调幅波,的形状是上下对称的,，以低频信号作为包络，载波的高频信号,被包含在低频信号的包络中。,3答：甚高频（VHF）频率30MHz300MHz，波长1m10m。,超高频（UHF）频率300MHz3GHz，波长0.1m1m。,第四十四页，共73页。,第四十四页，共73页。,4.4信息化社会,第四十五页，共73页。,第四十五页，共73页。,教学目标,知识与能力：,了解常见传感器及其应用，体会传感器的应用给人们带来的方便。,了解信息的拾取、信息的传递、信息的处理、信息的记录的基础知识。,了解信息时代给人们的生活和工作方式带来哪些变革。,教学重点：,传感器及其应用；信息的拾取、信息的传递、信息的处理、信息的记录的基础知识。,教学难点：,传感器及其应用,第四十六页，共73页。,第四十六页，共73页。,一、信息的拾取和传感器,1、,人的五种感觉：视觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉。,2、,传感器：将其他各种信号转变为电信号的仪器,3、,传感器作用：代替、补充、延伸人的感觉器官,4、人的感觉器官和 对应的传感器图,5、,使用广泛：,许多地方需要传感器。,传感器的使用，使我们的生活更加方便、安全和舒适,。,第四十七页，共73页。,第四十七页，共73页。,第四十八页，共73页。,第四十八页，共73页。,一、信息的拾取和传感器,6、介绍几种传感器：,（1）双金属温度传感器：,两种不同热膨胀系数的金属片贴合在一起，温度变化时，两种金属片伸长不一样而发生弯曲。例日光灯启动器。,例：,电容式压力传感器、,电容式话筒,（2）光敏电阻传,感器,（3）压力传感器,第四十九页，共73页。,第四十九页，共73页。,二、信息的传递,1、利用纸和印刷术传递：,2、利用电来传递：,（1）电磁波：无线传输,（2）电缆、光缆：有线传输或无线传输。,3、,信息的传递的途径：,P,91,图4.4-7.见下页,三、,信息的处理和数字通信,1、,模拟信号,：对着话筒讲话，话筒输出音频信号，音频信号电流（或电压）是随着声振动而变化的，,电信号在“模拟”着声信号,，叫做模拟信号。,第五十页，共73页。,第五十页，共73页。,第五十一页，共73页。,第五十一页，共73页。,三、,信息的处理和数字通信,2、数字信号：电报的工作方式不同，它只有点“,”与画“,”，不同点与画的组合，代表不同的意思。电报的信号弹是一种数字信号,3、,数字信号的优点,：（1）,抗干扰能力强、容易加密，（2）便于用计算机处理。（3）此外，不仅声音，图象和各种其他数据都可以变成数字信号。因此同一条通信线路可以综合传输声音、图象和各种数据。,四、信息的记录,存储容量声迅速增加，存储和读取的速度大提高，可靠性也不断增强。,信息加密、防病毒接受挑战。,第五十二页，共73页。,第五十二页，共73页。,小结,一、,信息的拾取和传感器,1,人的五种感觉：视觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉。,2、,传感器：将其他各种信号转变为电信号的仪器,3、传感器作用：代替、补充、延伸人的感觉器官,4几种传感器：,双金属温度传感器，光敏电阻传感器，压力传感器（电容式压力传感器、电容式话筒）等,二、,信息的传递,：,多媒体传输。,电磁波传输，电缆、光缆：有线传输或无线传输。,三、信息的处理和数字通信,1、模拟信号、数字信号：,2、,数字信号的优点：,抗干扰能力强、容易加密便于用计算机处理。同一条通信线路可综合传输声音、图象和各种数据。,第五十三页，共73页。,第五十三页，共73页。,五、,数字电视,不过无法全部实现数字电视的高清晰度、高音质以及其他多项功能,第五十四页，共73页。,第五十四页，共73页。,六、信息时代,第五十五页，共73页。,第五十五页，共73页。,大家谈,第五十六页，共73页。,第五十六页，共73页。,第五十七页，共73页。,第五十七页，共73页。,大家谈,第五十八页，共73页。,第五十八页，共73页。,大家谈,第五十九页，共73页。,第五十九页，共73页。,课堂练习和课外作业,课堂练习：P,94,问题与练习 1-3,课外作业,：P,94,问题与练习,1,第六十页，共73页。,第六十页，共73页。,选修1-1 第四章 电磁波及其应用,问题与练习四 信息化社会,1答：,（1）,电子秤秤量物体重量所用的传感器,是压力传感器,。,（2）恒温孵化器要保持禽蛋的温度在一定范围内，所,用的传感器是,双金属温度传感器,。,（3）楼道自动开关所用的传感器是,光敏电阻传感器,。,第六十一页，共73页。,第六十一页，共73页。,选修1-1 第四章 电磁波及其应用,问题与练习四 信息化社会,2答：古代现代。信息记录方式：,第六十二页，共73页。,第六十二页，共73页。,第六十三页，共73页。,第六十三页，共73页。,选修1-1 第四章 电磁波及其应用问题与练习四 信息化社会,3参考答案：,将电源、温度传感器、电铃串联，如图所示。,当温度在6,0以下时，,温度传感器使电路处于断开状态。,当温度达到6,0或以上时，,温度传感器使电路接通，电铃鸣响报警。,调节温度传感器在6,0左右使电路接通。,温度传感器做开关,电铃,电源,方框图如下,第六十四页，共73页。,第六十四页，共73页。,4.5课题研究：社会生活中的电磁波,第六十五页，共73页。,第六十五页，共73页。,教学目标,、培养学生能够理论取系实际,、培养学生能够关注社会关注生活,、培养学进行科学研究和探究问题的能力,第六十六页，共73页。,第六十六页，共73页。,第六十七页，共73页。,第六十七页，共73页。,第六十八页，共73页。,第六十八页，共73页。,第六十九页，共73页。,第六十九页，共73页。,第七十页，共73页。,第七十页，共73页。,第七十一页，共73页。,第七十一页，共73页。,第七十二页，共73页。,第七十二页，共73页。,再见,第七十三页，共73页。,第七十三页，共73页。,