初中物理九年級上冊21.2電磁波的海洋（教學(xué)課件）（人教版）

第二十一章信息的傳遞第二十一章信息的傳遞第2節(jié)電磁波的海洋雄偉的長城，綿延萬里，蜿蜒起伏，或翹首于峰巔之上，或俯身于峽谷之中。古代的士兵夏季頂著烈日，冬季冒著嚴(yán)寒，在古老的長城上抵御著敵人的侵略。遇到大規(guī)模的入侵時(shí)，士兵們常在“烽火臺”上點(diǎn)起煙火，向遠(yuǎn)處的同伴們傳遞“敵人來犯”的消息。有時(shí)候，還可以傳遞更為確切的信息，如“寇不滿五百，放烽一炬；五百以上，放三炬；千騎以上，放四炬”。古代人用烽火傳遞信息，我們現(xiàn)代人用哪些方法傳遞信息？你知道這些方法的基本原理嗎？1.電磁波是怎樣產(chǎn)生的2.電磁波是怎樣傳播的學(xué)習(xí)內(nèi)容導(dǎo)覽第2節(jié)電磁波的海洋學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道電磁波的產(chǎn)生和傳播。2.知道波長、頻率和波速。3.知道電磁波在真空中的傳播速度。4.了解電磁波的應(yīng)用及其對人類生活和社會發(fā)展的影響。第2節(jié)電磁波的海洋想一想：我們知道，固定電話之間有電話線連接著，信息是由電流通過電話線傳遞的。移動(dòng)電話之間沒有電話線連接，它是靠什么傳遞信息的？要研究信息的傳遞，就要研究電磁波。

第2節(jié)電磁波的海洋一、電磁波是怎樣產(chǎn)生的一、電磁波是怎樣產(chǎn)生的二、電磁波是怎樣傳播的三、課堂總結(jié)四、動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理五、課堂練習(xí)本節(jié)課學(xué)習(xí)流程第2節(jié)電磁波的海洋盡管你對電磁波（electromagneticwave）這個(gè)名詞已經(jīng)十分熟悉，但是，你知道電磁波是怎樣產(chǎn)生的嗎？先了解水波、聲波的產(chǎn)生。1.水波、聲波的產(chǎn)生一、電磁波是怎樣產(chǎn)生的木棍在水面上振動(dòng)會產(chǎn)生水波；說話時(shí)聲帶的振動(dòng)在空氣中形成聲波。他們都是都是由于物體發(fā)生振動(dòng)產(chǎn)生的。水面振動(dòng)水波空氣振動(dòng)聲波一、電磁波是怎樣產(chǎn)生的2.實(shí)驗(yàn)探究：電磁波是怎樣產(chǎn)生的（1）如圖所示，打開收音機(jī)的開關(guān)，旋至沒有電臺的位置，將音量調(diào)大，取一節(jié)干電池和一根導(dǎo)線，拿到收音機(jī)附近；（2）先將導(dǎo)線的一端與電池的負(fù)極相連，再將導(dǎo)線的另一端與正極相連，從收音機(jī)中能聽到一次“喀喀”聲后，之后就沒有“喀喀”的聲音了；注意：這個(gè)實(shí)驗(yàn)對電池有損害，最好用舊電池來做。（3）將導(dǎo)線的一端與電池的其中一極反復(fù)摩擦，使它們時(shí)斷時(shí)續(xù)地接觸，能從收音機(jī)中不斷聽到“喀喀”聲.一、電磁波是怎樣產(chǎn)生的（4）實(shí)驗(yàn)分析①用導(dǎo)線連接電池正、負(fù)極。剛接通時(shí)電流從無到有，聽到“喀喀”聲，說明變化的電流產(chǎn)生電磁波。接通后電流穩(wěn)定不再變化，沒有聲音，說明穩(wěn)定的電流不產(chǎn)生電磁波。②導(dǎo)線的一端摩擦電池的一極，導(dǎo)線中電流不斷變化，聽到連續(xù)不斷的“喀喀”聲，說明變化的電流產(chǎn)生電磁波。（5）探究結(jié)論當(dāng)電路中有迅速變化的電流時(shí)，其周圍就會產(chǎn)生電磁波.3.電磁波的產(chǎn)生（1）電磁波：與水波、聲波的形成相似，導(dǎo)線中電流的迅速變化會在空間激起（產(chǎn)生）電磁波。（2）電磁波傳遞信息：廣播電臺、電視臺以及移動(dòng)電話靠復(fù)雜的電子線路來產(chǎn)生迅速變化的電流，發(fā)出電磁波。雖然電磁波看不見、摸不到，但它確實(shí)可以給我們傳遞各種信息。電流的迅速變化電磁波一、電磁波是怎樣產(chǎn)生的【例題1】如圖，2022年10月12日，新晉“太空教師”陳冬、劉洋、蔡旭哲為廣大青少年帶來了一場精彩的太空科普課，授課過程中“太空教師”與地面師生之間的互動(dòng)交流主要依靠（）A．空氣 B．電磁波 C．超聲波 D．次聲波聲音的傳播需要介質(zhì)，真空不能傳聲；電磁波可以在真空中傳播，且傳播速度最快。太空中是真空，所以太空中進(jìn)行太空授課，講話聲音是通過電磁波傳達(dá)到地面師生，電磁波可以在真空中傳播，所以“太空教師”與地面師生之間的互動(dòng)交流主要依靠電磁波。故選B．B一、電磁波是怎樣產(chǎn)生的二、電磁波是怎樣傳播的一、電磁波是怎樣產(chǎn)生的二、電磁波是怎樣傳播的三、課堂總結(jié)四、動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理五、課堂練習(xí)本節(jié)課學(xué)習(xí)流程第2節(jié)電磁波的海洋二、電磁波是怎樣傳播的以水波為例，了解描述波的物理量：波長、頻率、波速。當(dāng)把一個(gè)小球仍入水中時(shí)，會發(fā)現(xiàn)小球上下振動(dòng)，形成水波，并且向四周傳播。1.波長、頻率、波速（1）波長在一列水波的傳播中，凸起的最高處叫做波峰；凹下的最低處叫做波谷。鄰近兩個(gè)波峰（或波谷）之間的距離叫做波長，用λ表示。單位：米（m）、厘米（cm）、毫米（mm）等。二、電磁波是怎樣傳播的（2）頻率波在1秒內(nèi)傳播波長的個(gè)數(shù)叫做波的頻率。用字母f

表示。單位：赫茲（Hz）其他單位：千赫（kHz）、兆赫（MHz）這是某一列波在2秒內(nèi)傳播的波長個(gè)數(shù)為6個(gè)，則該波的頻率

f=6/2S=3Hz二、電磁波是怎樣傳播的（3）波速水波不停地向遠(yuǎn)處傳播，用來描述波傳播快慢的物理量叫做波速（wavevelocity）。波速=波長×頻率v=λf單位：米/秒（m/s）如圖所示，如果該波的波長為0.1m，頻率f=100Hz則波速v=λf=0.1m×100Hz=10m/s二、電磁波是怎樣傳播的2.探究電磁波的傳播【想一想】聲波的傳播需要介質(zhì)，電磁波的傳播是否需要介質(zhì)呢？【實(shí)驗(yàn)過程】如圖所示，將一部手機(jī)置于一密封玻璃罩內(nèi)，用另一部手機(jī)呼叫它，可以聽到玻璃罩內(nèi)的手機(jī)發(fā)出的鈴聲，同時(shí)看見手機(jī)屏幕閃爍。然后，用抽氣機(jī)逐漸向外抽氣會發(fā)現(xiàn)鈴聲越來越小，但玻璃罩內(nèi)的手機(jī)電磁波的傳播不需要介質(zhì)，電磁波能夠在真空中傳播.屏幕仍然閃爍。同時(shí)呼叫它的手機(jī)也仍然是連通狀態(tài)?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】二、電磁波是怎樣傳播的在太空中的宇航員可以用無線電波與地面站進(jìn)行聯(lián)系。美國“新視野號”探測器通過真空可以傳回照片大量的事實(shí)可以證明真空可以傳播電磁波二、電磁波是怎樣傳播的3.描述電磁波的物理量跟水波類似，電磁波也有自己的頻率、波長和波速。（1）電磁波的波速真空中電磁波的波速為c，其數(shù)值大約為30萬千米每秒。c是物理學(xué)中一個(gè)十分重要的常數(shù)，目前公認(rèn)的數(shù)值是想一想：電磁波的傳播速度是不是看起來很熟悉？你由此產(chǎn)生了什么聯(lián)想？電磁波的傳播速度與光在真空中的傳播速速相同.

c=2.99792458×108m/s=3.0×108m/s二、電磁波是怎樣傳播的（2）電磁波的頻率電磁波頻率的單位也是赫茲。因?yàn)橥ǔｋ姶挪ǖ念l率都很高，所以常用的單位還有千赫（kHz）和兆赫（MHz）。二、電磁波是怎樣傳播的收音機(jī)的老式無線電掃描頻率（1）電磁波家族電磁波有無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線等。各種光和射線都是波長不同的電磁波。4.電磁波家族及電磁波的應(yīng)用二、電磁波是怎樣傳播的（2）無線電波①定義：電磁波中用于廣播、電視和移動(dòng)電話的是頻率為數(shù)百千赫至數(shù)百兆赫的那一部分，叫做無線電波（無線電技術(shù)中使用的電磁波）。②特點(diǎn)：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，包括長波、中波、短波、微波等。二、電磁波是怎樣傳播的（3）電磁波的應(yīng)用①無線電波：用于廣播、電視和移動(dòng)電話。②紅外線：家電的遙控器。③微波：可用來加熱食品。④紫外線：滅菌。⑤X射線：醫(yī)學(xué)上用來做透視檢查。⑥γ射線：金屬探傷。二、電磁波是怎樣傳播的

收聽廣播

紫外線燈消毒

汽車導(dǎo)航X射線

電磁波的一些應(yīng)用二、電磁波是怎樣傳播的二、電磁波是怎樣傳播的射電望遠(yuǎn)鏡：可以接受宇宙中的星體輻射的微弱電磁波。被譽(yù)為“中國天眼”的射電望遠(yuǎn)鏡，是世界最大單口徑、最靈敏、探測的距離最遠(yuǎn)的射電望遠(yuǎn)鏡。它能夠接收宇宙外太空的電磁波信號，幫助我們發(fā)現(xiàn)外太空的中子脈沖星。中國天眼——FAST射電望遠(yuǎn)鏡5.微波爐（1）微波爐的原理電磁波除了用于通信外，還有很多別的應(yīng)用。比如，我們生活中常常見到的微波爐，就是用電磁波來加熱食品的。微波爐內(nèi)有很強(qiáng)的電磁波，它的波長很短，所以叫做微波。食物的分子在微波的作用下劇烈振動(dòng)，使得內(nèi)能增加，溫度升高。由于電磁波可以深入食物內(nèi)部，所以用微波爐燒飯時(shí)食物的內(nèi)部和外部幾乎同時(shí)變熟，省時(shí)、省電。二、電磁波是怎樣傳播的（2）使用微波爐的注意事項(xiàng)食物中的水分子比其他分子更容易吸收微波的能量，所以含水量高的食物在微波爐中溫度上升更快。微波爐中不能使用金屬容器，因?yàn)闀p壞微波爐。微波同其他頻率的電磁波一樣，過量的照射對人體有害。微波爐的外殼是金屬殼，爐門的玻璃上有金屬屏蔽網(wǎng)，可以減少電磁波的泄漏，使?fàn)t外的電磁波不超過允許值。你家里有微波爐嗎？如果有，看一看它的說明書，向同學(xué)介紹它的容積、耗電量大小等數(shù)據(jù)。它的加熱溫度和加熱時(shí)間是由人工控制的還是程序控制的?二、電磁波是怎樣傳播的【例題2】天問一號于2021年5月在火星著地，火星車次表層探測雷達(dá)使用電磁波可以探測火星土壤的地下分層和厚度。包含兩個(gè)通道，低頻通道（15×106Hz~95×106Hz）可以穿透10-100米的深度；高頻通道（0.45×109Hz~2.15×109Hz）可以穿透3-10米的深度，圖是電磁波家族，下列選項(xiàng)正確的是（）A．低頻通道的電磁波在真空中傳播速度是340m/sB．低頻通道的電磁波波長比高頻通道電磁波波長長C．低頻通道的電磁波在真空中的波速比高頻通道電磁波慢D．高頻通道電磁波是X射線B二、電磁波是怎樣傳播的解析見下頁AC．電磁波的傳播速度與頻率無關(guān)，它在真空中的傳播速度為3×108m/s，故AC錯(cuò)誤；B．電磁波的頻率越低，則波長越長，故低頻通道的電磁波波長比高頻通道電磁波波長長，故B正確；D．高頻通道電磁波的頻率明顯高于X射線，高頻通道電磁波不是X射線，故D錯(cuò)誤。故選B。二、電磁波是怎樣傳播的三、課堂總結(jié)一、電磁波是怎樣產(chǎn)生的二、電磁波是怎樣傳播的三、課堂總結(jié)四、動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理五、課堂練習(xí)本節(jié)課學(xué)習(xí)流程第2節(jié)電磁波的海洋電磁波的海洋電磁波的產(chǎn)生①電磁波的產(chǎn)生：導(dǎo)線中電流的迅速變化

會在空間激起（產(chǎn)生）電磁波.②電磁波傳遞信息：可以給我們傳遞各種信息.①傳播速度：電磁波在真空中可以傳播。速度為

c=3×108m/s，與光在真空中的傳播速度相同.②單位：赫茲（Hz）。常用單位還有kHz、MHz.③電磁波家族：無線電波、紅外線、可見光、

紫外線、X射線、γ射線等。④無線電波：用于廣播、電視和移動(dòng)電話的

是頻率為數(shù)百千赫至數(shù)百兆赫的那一部分.無線電波、紅外線、微波、紫外線、X射線、γ射線等.電磁波的傳播三、課堂總結(jié)（1）

電磁波的應(yīng)用四、動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理一、電磁波是怎樣產(chǎn)生的二、電磁波是怎樣傳播的三、課堂總結(jié)四、動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理五、課堂練習(xí)本節(jié)課學(xué)習(xí)流程第2節(jié)電磁波的海洋四、動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理1.現(xiàn)在家中使用的電器很多，如電冰箱、洗衣機(jī)、微波爐、空調(diào)，還有收音機(jī)、電視機(jī)、手機(jī)等，你知道哪些會發(fā)出電磁波？有什么事實(shí)支持你的說法？這些家用電器中，微波爐、手機(jī)以及空調(diào)和電視機(jī)的遙控器會發(fā)出電磁波。微波爐工作時(shí)，食物不跟加熱裝置直接接觸就可以被加熱，就是因?yàn)槲⒉ǎ姶挪ǖ囊环N）的能量被食物中的水分子吸收；另外，微波爐門上有金屬屏蔽網(wǎng)，可以用來減少微波的泄漏；手機(jī)既是無線電發(fā)射臺，又是接收臺，手機(jī)與固定電話不同之處在于它通過發(fā)射和接收電磁波來傳遞信息；空調(diào)和電視機(jī)的遙控器可以在一定范圍內(nèi)進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制，這是通過發(fā)射紅外線完成的。電冰箱、洗衣機(jī)并不利用電磁波與外界聯(lián)系，也不利用電磁波工作，收音機(jī)可以接受電磁波，不會發(fā)出電磁波。四、動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理2.圖是一臺收音機(jī)的刻度板，表明它能接收電磁波的頻率范圍。廣播電臺靠迅速變化的電流而發(fā)射電磁波。當(dāng)廣播電臺發(fā)射圖中最高頻率的電磁波時(shí)，線路中的電流方向每秒鐘變化多少次？從刻度盤上看到能接收電磁波的最高頻率為108MHz=1.08×108Hz，所以廣播電臺發(fā)射圖中最高頻率的電磁波是1.08×108Hz，因?yàn)橐粋€(gè)周期電流方向改變2次，線路中的電流方向每秒鐘變化2.16×108次。四、動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理3.在電磁波家族中，紅外線也是其中一員，紅外線的傳播速度等于電磁波的速度。如果能測得紅外線傳播某一段距離所用的時(shí)間，就可以根據(jù)電磁波的速度計(jì)算這段距離的長度，紅外線測距儀就是根據(jù)這一原理設(shè)計(jì)的。用紅外線測距儀對準(zhǔn)某一目標(biāo)，發(fā)出一束紅外線，經(jīng)目標(biāo)反射后紅外線返回儀器時(shí)又被探測到。儀器測得紅外線往返時(shí)間為2.8×10-4ms，這時(shí)目標(biāo)與儀器之間的距離是多少？電磁波速度取3×105km/s.解析見下頁四、動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理儀器測得紅外線往返時(shí)間為

目標(biāo)與儀器之間的距離

答：目標(biāo)與儀器之間的距離為。五、課堂練習(xí)一、電磁波是怎樣產(chǎn)生的二、電磁波是怎樣傳播的三、課堂總結(jié)四、動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理五、課堂練習(xí)本節(jié)課學(xué)習(xí)流程第2節(jié)電磁波的海洋1．如圖所示，將導(dǎo)線一端與電池負(fù)極連接，用另一端與電池正極快速斷續(xù)接觸，可以聽到收音機(jī)發(fā)出“咯、咯”聲，表明收音機(jī)接收到了（）A．熱量 B．聲波 C．光能 D．電磁波D將導(dǎo)線的一端與電池負(fù)極相連，再用導(dǎo)線的另一端與電池的正極快速斷續(xù)接觸，這時(shí)導(dǎo)線中就會有變化的電流，故周圍就會產(chǎn)生電磁波，產(chǎn)生的電磁波被收音機(jī)接收，故能聽到收音機(jī)發(fā)出“咯、咯”聲，即ABC不符合題意，D符合題意。五、課堂練習(xí)所以選D。2.下列家用電器中應(yīng)用電磁波工作的是（）A．微波爐 B．電熨斗 C．空調(diào) D．洗衣機(jī)A．微波爐是利用電流的磁效應(yīng)，通過電磁波高頻率的振動(dòng)，使物體分子相互摩擦，內(nèi)能增大，溫度升高，從而加熱物體，故A符合題意；B．電熨斗是利用電流的熱效應(yīng)工作的，故B不符合題意；C．空調(diào)是利用了物態(tài)變化的吸放熱過程，故C不符合題意；D．洗衣機(jī)利用電流的磁效應(yīng)，它的主要部件是電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)是利用了通電線圈在磁場中運(yùn)動(dòng)的原理，故D不符合題意。A所以選A.五、課堂練習(xí)3．如圖所示，是一臺收音機(jī)的屏板，當(dāng)指針（圖中黑塊）向右調(diào)時(shí)，所接收到的電磁波的波長及波速將會（）A．波長變大及波速變小 B．波長變大及波速不變C．波長變小及波速變大 D．波長變小及波速不變電磁波的速度與介質(zhì)有關(guān)，電磁波在空氣中的傳播速度不變。從圖中可以看出指針向右調(diào)，收音機(jī)接收到的電磁波頻率變大，由v=λf得，當(dāng)波速不變，頻率變大，故波長變小。故D符合題意，ABC不符合題意。D故選D.五、課堂練習(xí)4.中國自主建設(shè)的射電望遠(yuǎn)鏡FAST自建成以后，在測量星際磁場、快速射電暴、脈沖星搜索等方面取得了豐碩的成果。它接收的信號是來自太空的（）A．電磁波 B．超聲波 C．次聲波 D．紅外線太空是真空，靠電磁波中的無線電波傳遞信息，聲波不能在太空中傳播，故A符合題意，BCD不符合題意。故選A。A五、課堂練習(xí)5.如圖是電磁波及其應(yīng)用事例，下列說法正確的是（）A．電視機(jī)遙控器用γ射線遙控B．體檢胸透用的X射線頻率比無線電波低C．驗(yàn)鈔機(jī)用的紫外線波長比紅外線短D．可見光比無線電波在真空中的傳播速度快五、課堂練習(xí)C解析見下頁A．電視機(jī)的遙控器利用了紅外線遙控，故A錯(cuò)誤；B．體檢胸透用的電磁波頻率比無線電波高，故B錯(cuò)誤；C．驗(yàn)鈔機(jī)用的紫外線頻率比紅外線高，它們在真空中傳播速度相同，由c=λf可知，紫外線波長比紅外線短，故C正確；D．可見光和無線電波在真空中的傳播速度相同，故D錯(cuò)誤。故選C。五、課堂練習(xí)6．電磁波在真空中的傳播速度為_______。如圖所示是部分電磁波譜，在如圖的五種電磁波中，頻率最高的電磁波是______。五、課堂練習(xí)3×108

γ射線電磁波在真空中的傳播速度