電磁波電磁波譜波長(zhǎng)頻率和波速的關(guān)系

1、【本講教育信息】一. 教學(xué)內(nèi)容：    電磁波、電磁波譜；波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系 二. 重、難點(diǎn)1、知道電磁波的產(chǎn)生及電磁波譜2、知道波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系，能進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算3、知道電磁波在信息傳遞方面的應(yīng)用 具體內(nèi)容一、認(rèn)識(shí)電磁波打開收音機(jī)開關(guān)，旋至這沒有電臺(tái)的位置，將音量開大。取一節(jié)干電池和一根導(dǎo)線，拿到收音機(jī)附近。讓電池的負(fù)極與一把銼良好接觸，正極連接一根導(dǎo)線，拿著導(dǎo)線頭，讓它與銼接觸，并在銼面上滑動(dòng)，這時(shí)收音機(jī)會(huì)發(fā)出“喀喀”的響聲。       小石子投在平靜的水面上，激起了漣漪

2、，形成了水波；手持小木棍上下振動(dòng)，讓木桶下端接觸平靜的水面，可看見水面上有一圈圈凹凸相間的狀態(tài)向外傳播，形成水波；輕輕撥動(dòng)琴弦，琴弦的振動(dòng)機(jī)械的聲波。電流變化也會(huì)激起電磁波。上面實(shí)驗(yàn)中收音機(jī)發(fā)出聲音，正是因?yàn)楫?dāng)導(dǎo)線頭在銼面上滑動(dòng)時(shí)，由電池、導(dǎo)線、銼組成的電路中產(chǎn)生迅速變化的電流. 于是有電磁波向外傳播，被收音機(jī)接收后發(fā)出響聲。這個(gè)電路就成了一個(gè)小小的“電臺(tái)”。波長(zhǎng)：波在傳播時(shí)完成一個(gè)全過程所前進(jìn)的距離叫波長(zhǎng)。兩個(gè)相鄰波峰之間的距離。頻率：1秒鐘波傳播所完成的全過程的次數(shù)叫頻率。波速：1秒鐘波傳播所前進(jìn)的距離。設(shè)電磁波的波長(zhǎng)為，頻率是f，c=f·不同頻率的電磁波的傳播速度都相同。所以，

3、頻率較大的電磁波波長(zhǎng)較短。電磁波與水波、聲波相似，也有波長(zhǎng)和頻率，可以用圖象來進(jìn)行描述。光是一種電磁波，在真空中以3×108m/s的速度傳播，向空間各個(gè)方向傳播，同樣，所有電磁波在真空中都以光速傳播。電磁波的傳播不需要介質(zhì)。    在廣播電臺(tái)、電視臺(tái)以及移動(dòng)電話里面，發(fā)射電磁波的機(jī)器靠復(fù)雜的電子線路來產(chǎn)生迅速變化的電流。雖然電磁波看不見、摸不到，但電磁波確實(shí)可以給我們傳遞各種信息。 二、電磁波譜    電磁波是一個(gè)大家族，射線 、射線、紫外線、可見光、紅外線、微波無線電波都是電磁波。 三、電磁波的信息特性

4、電磁波在信息方面的應(yīng)用，緣于三個(gè)方面：第一，電磁波攜帶信息，即電磁波會(huì)把輻射電磁波的物質(zhì)的固有信息帶出來；第二，電磁波可以幫助人們獲得信息，充當(dāng)測(cè)量和檢測(cè)工具；第三，電磁波能承載信息并傳播信息，為信息技術(shù)充當(dāng)使者。人們利用電磁波攜帶的物質(zhì)信息，可以鑒別物質(zhì)，分析材料中包含的元素。例如：鈉鹽燃燒時(shí)放出波長(zhǎng)為589納米和589.6納米的黃光，告訴人們這種鹽中有鈉元素。利用電磁波的反射可以發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，測(cè)量距離。利用電磁波的透射能力，可以檢查人體。利用電磁波還可以研究晶體結(jié)構(gòu)，是研究新材料的重要手段。電磁波在信息方面早期的用途主要是電報(bào)、廣播和電視。電磁波會(huì)通過“調(diào)制”，把文字、圖像、聲音等各種信息加入

5、其中，并傳到遙遠(yuǎn)的地方。用戶可以通過收音機(jī)、電視機(jī)等裝置“解調(diào)”，把信息還原，收聽到優(yōu)美音樂，看到精彩電視節(jié)目。 四、電磁波的能量特性一切電磁波都具有能量。太陽光是電磁波，地球上大氣循環(huán)，季節(jié)變化，晝夜溫度起伏即生物圈的循環(huán)都源于太陽光提供的能量。太陽是地球上維持各種生命運(yùn)動(dòng)最基本的能量。世人稱大地是母親，太陽是父親，反映了這一客觀事實(shí)。激光是電磁波，具有能量集中、方向性好的特性，激光手術(shù)、激光鉆孔、激光刻錄等已經(jīng)得到普遍的應(yīng)用。電磁波在生產(chǎn)、生活、工作、科學(xué)研究、軍事、交通等各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛用途。利用電磁波的技術(shù)仍在不斷發(fā)展，特別是在信息化時(shí)代，電磁波必將發(fā)揮越來越大的作用。電磁波

6、這么有用，是不是電磁波越多越強(qiáng)就越好呢？（不是）過強(qiáng)過量的電磁波輻射對(duì)人體是有害的。所以懷了孕的婦女都盡量不在電磁波較強(qiáng)的區(qū)域工作，以免胎兒不能正常發(fā)育。那么在強(qiáng)電磁輻射區(qū)域工作的人，為了保護(hù)，要穿一種能屏蔽電磁波的衣服。什么材料能屏蔽電磁波呢？金屬罩可以屏蔽電磁波。 【典型例題】例1、關(guān)于聲波和電磁波的比較，下列說法正確的是（   ）A、聲波是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的，電磁波是由迅速變化的電流產(chǎn)生的。B、聲波和電磁波都能在真空中傳播C、聲波和電磁波都具有波速、波長(zhǎng)和頻率D、收音機(jī)不能接收聲波，能接受電磁波分析：聲音傳播需要媒介，聲波不能在真空中傳播，而電磁波能在真空中傳

7、播，故選項(xiàng)B是錯(cuò)誤的，選項(xiàng)ACD的說法都是正確的。正確答案：ACD 例2、科學(xué)工作者通常用向月球發(fā)射電磁波的方法，通過測(cè)量電磁波往返所需的時(shí)間來測(cè)量月地之間的距離。（1）若從地球向月球發(fā)射電磁波經(jīng)2.56s收到回波，求月地之間的距離？想一想，我們可以用超聲波測(cè)月地之間的距離嗎？（2）如圖是該電磁波在108s內(nèi)傳播的波形圖，請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出一個(gè)波長(zhǎng)的長(zhǎng)度，并計(jì)算出該電磁波的頻率和波長(zhǎng)值。分析：（1）利用s=v·t/2可以求出月地之間的距離。月地之間有一段距離是真空，超聲波不能傳播，而電磁波可以傳播且電磁波在真空中的傳播速度與在空氣中的速度相近。（2）根據(jù)波長(zhǎng)的定義：相鄰兩個(gè)波峰之

8、間的距離，可標(biāo)出一個(gè)波長(zhǎng)的長(zhǎng)度，再數(shù)出108s振動(dòng)的次數(shù)為2，可求出頻率，再利用=c/f求出波長(zhǎng)。正確答案：（1）s= v·t/2=3×108m/s×2.56/2s=3.84×108 m由于超聲波不能在真空中傳播，所以不能用來測(cè)量月地之間的距離。（2）一個(gè)波長(zhǎng)的長(zhǎng)度f=2/10-8 s=2×108 Hz=c/f=3×108m/2×108 Hz=1 .5m 例3、中央人民廣播電臺(tái)第二套節(jié)目的發(fā)射頻率是720kHz，女播音員發(fā)出的聲音的頻率是1 kHz，則收音機(jī)接收時(shí)，調(diào)諧器使用的頻率為（ ）A、721 kHz

9、0;                 B、720 kHz           C、719 kHz                  D、1 kHz分析：無線電廣播發(fā)射時(shí)，

10、通過調(diào)制器把音頻信號(hào)加載在高頻電磁波上；收音機(jī)接收時(shí)，調(diào)諧器的頻率必須與電臺(tái)發(fā)射的頻率一致。當(dāng)收音機(jī)收到這個(gè)高頻信號(hào)后，由電子電路取出音頻信號(hào)并播放，用揚(yáng)聲器還原成聲音。正確答案：B 例4、以下是電磁波技術(shù)在醫(yī)院中的一些應(yīng)用，其中不是利用電磁波能量特性的是（  ）A、利用激光，對(duì)眼睛進(jìn)行精巧的手術(shù)，治療近視眼 B、光導(dǎo)纖維內(nèi)窺鏡C、核磁共振成像技術(shù)D、射線切割腫瘤分析：利用激光對(duì)眼睛進(jìn)行近視眼治療手術(shù)，核磁共振成像技術(shù)，射線切割腫瘤都是利用電磁波能量特性，而光導(dǎo)纖維內(nèi)窺鏡是利用激光（電磁波）在信息方面的應(yīng)用，故應(yīng)選擇B。正確答案：B 例5、無線廣播的中波段波長(zhǎng)的范

11、圍是187m560m，為了避免鄰近電臺(tái)的干擾，兩個(gè)電臺(tái)的頻率范圍至少相差Hz，則在此波段中最多容納的電臺(tái)數(shù)約為多少？分析：這是一道實(shí)例題，運(yùn)用中波段波長(zhǎng)范圍，得到中波段頻率范圍，進(jìn)而得到此波段中最多容納的電臺(tái)數(shù)。， 根據(jù) 可以得到： ， ，中波段頻率范圍是： 。這樣此波段中能容納的電臺(tái)數(shù)為：  例6、神州五號(hào)飛船飛行過程中，由多個(gè)地面測(cè)控站和四艘遠(yuǎn)洋航天測(cè)量船組成了測(cè)控網(wǎng)，通過發(fā)射和接收一種波，對(duì)飛船進(jìn)行跟蹤、測(cè)量與控制。這種波是（ ）A、紅外線            B、射線       &#