内容正文:
21.2 电磁波的海洋(导学案)
【学习目标】
1. 知道电磁波的产生和传播。
2. 知道波长、频率和波速。
3. 知道电磁波在真空中的传播速度。
4. 了解电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响。
【学习重点】电磁波的传播。
【学习难点】电磁波的波长、波速和频率。
【自主预习】阅读教材,完成以下问题:
1. 电磁波的产生:当电路中有迅速变化的 时,其周围会产生电磁波。
2. 电磁波的传播
(1)声音的传播 介质;电磁波的传播 介质(选填“需要”或“不需要”), 在真空中传播(选填“可以”或“不可以”)。
(2)在一列水波的传播中,凸起的最高处,叫做 ;凹下的最低处,叫做 。邻近的两个波峰(或波谷)的距离叫做 。
(3)波在1秒内传播 的个数叫做波的频率。电磁波频率的单位是 ,还有千赫(kHz)和兆赫(MHz)。
(4)用来描述波传播 的物理量叫做波速。真空中电磁波传播的速度是 m/s,等于光在真空中的传播速度。
3. 电磁波家族及电磁波的应用
(1)电磁波家族包括:一般根据波长来划分,波长从大到小依次是 、 、可见光、 、 、γ射线等。
(2)无线电波
电磁波中用于广播、 和 的是频率为数百千赫至数百兆赫的那一部分,叫做无线电波。通常根据波长或频率把无线电波分成几个波段,包括长波、中波、 、 等。
(3)电磁波的应用
①无线电波:用于广播、电视和移动电话;②红外线:家电的遥控器;③微波:可用来 ;④紫外线: ;⑤X射线:医学上用来做 检查;⑥γ射线:金属探伤;⑦探测宇宙:射电望远镜。
【合作探究】
探究一、电磁波是怎样产生的
1. 水波、声波的产生
【想一想】尽管你对电磁波这个名词已经十分熟悉,但是,你知道电磁波是怎样产生的吗?为了理解电磁波的产生,我们先回忆水波、声波的产生。
木棍在水面上振动会产生水波;说话时声带的振动在空气中形成声波。
【结论】声波与水波都是都是由于物体发生 产生的。
水波 声波
2. 实验探究:电磁波是怎样产生的
【实验】
(1)如图所示,打开收音机的开关,旋至没有电台的位置,将音量调大,取一节干电池和一根导线,拿到收音机附近;
(2)先将导线的一端与电池的负极相连,再将导线的另一端与正极相连,从收音机中能听到一次“喀喀”声后,之后就 “喀喀”的声音了(选填“有”或“没有”);
(3)将导线的一端与电池的其中一极反复摩擦,使它们时断时续地接触,从收音机中_______ “喀喀”声(选填“不断听到”或“听不到”)。
【实验分析】
(1)用导线连接电池正、负极。刚接通时电流从无到有,听到“喀喀”声,说明变化的电流 电磁波。接通后电流稳定不再变化,没有声音,说明稳定的电流 电磁波(均选填“产生”或“不产生”)。
(2)导线的一端摩擦电池的一极,导线中电流不断变化,听到连续不断的“喀喀”声,说明变化的电流 电磁波(选填“产生”或“不产生”)。
【实验结论】当电路中有迅速 的电流时,其周围会产生电磁波。
3. 电磁波的产生
(1)电磁波:导线中电流的迅速变化会在空间激起(产生) 电磁波。
(2)电磁波传递信息:广播电台、电视台以及移动电话靠复杂的电子线路来产生迅速变化的电流,发出 。虽然电磁波看不见、摸不到,但它确实可以给我们传递各种 。
【例题1】2022年10月12日,新晋“太空教师”陈冬、刘洋、蔡旭哲为广大青少年带来了一场精彩的太空科普课,授课过程中“太空教师”与地面师生之间的互动交流主要依靠( )
A.空气 B.电磁波 C.超声波 D.次声波
探究二、电磁波是怎样传播的
【想一想】电磁波是怎样传播的?传播的速度有多大?
1. 波长、频率、波速
以水波为例,了解描述波的特征的物理量:波长、频率、波速。当把一个小球仍入水中时,会发现小球上下振动,形成水波,并且向四周传播。
(1)波长
在一列水波的传播中,凸起的最高处叫做 ;凹下的最低处叫做 。邻近两个波峰(或波谷)之间的距离叫做 ,用λ表示。
单位:米(m)、厘米(cm)、毫米(mm)等。
(2)频率
波在1秒内传播 的个数叫做波的频率。用字母 f 表示。
单位: (Hz),其他单位:千赫(kHz)、 兆赫(MHz)。
这是某一列波在2秒内传播的波长个数为 个,则该波的频率f = 。
(3)波速
水波不停地