内容正文:
攀登!!
第十七章 电磁波
第二节 电磁波的产生与传播
现代生活中,我们经常用手机、平板上网,那你知道它们是怎么连接到网络的吗?
新课引入
现代生活中,我们经常用手机、平板上网,那你知道它们是怎么连接到网络的吗?
通信基站、路由器等设备与移动设备间通过电磁波传递信息。
新课引入
实验:感知电磁波的存在
打开收音机,旋至没有电台的位置,收音机发出沙沙声;
将手机放在收音机天线附近,拨打电话,收音机发出的
声音有什么变化?
连接一个简单的电路,放到收音机天线附近,反复闭合、
断开开关,收音机发出的声音有
什么变化?你能得出什么结论?
一、电磁波的产生
1864年,英国科学家麦克斯韦预测了电磁波的存在。
1887年,德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在。
导线中电流的迅速变化会在空间产生电磁波。
麦克斯韦
赫兹
一、电磁波的产生
广播电台、手机基站、路由器等,通过电子线路来产生迅速变化的电流,从而产生电磁波,传递信息。
收音机、手机等移动设备,利用天线接收电磁波,我们就得到了信息。
一、电磁波的产生
电磁波与声波、水波的产生相似,类比它们研究电磁波
音叉在水面上振动 → 水波
声源在空气中振动 → 声波
视频《声波使烛焰跳动》
视频《音叉激起水波》
二、电磁波的传播
思考与讨论:
改进“真空不能传声”的实验,使它同时可以验证“电磁波可以在真空中传播吗?”
实验:电磁波的传播需要介质吗?
二、电磁波的传播
演示:将手机放在真空罩中,抽出罩内的空气,用另一只手机拨打罩内的手机,观察现象。
现象:
结论:
实验:电磁波的传播需要介质吗?
听不到铃声,但能看到手机的来电显示。
电磁波可以在真空中传播。
二、电磁波的传播
视频《天问一号传回地月合影》
宇宙中“天问一号”的运行状况等信息,都是通过发射电磁波传递回地球的。
二、电磁波的传播
谁能描述一下水波的形状?(手持木棍,让木棍下端使水槽的水面振动,产生水波)
水面上有一圈一圈凸凹相间的波纹从木棍接触水面处向外传播,形成水波。
二、电磁波的传播
凸起的最高处叫做波峰
用来描述波传播快慢的物理量叫做波速。
通过水波认识波的三个物理量:波长、频率、波速
凹下的最低处叫做波谷
二、电磁波的传播
邻近的两个波峰(或波谷)的距离,叫做波长( λ ) ;
在 1 s 内有多少次波峰或波谷通过,波的频率( f )就是多少;
通过水波认识波的三个物理量:波长、频率、波速
λ
λ
用来描述波传播快慢的物理量叫做波速。
二、电磁波的传播
拓展:波速与波长、频率的关系
设图中B点传播到A点需要时间为 t
A
B
传播路程 s=
λ
λ
λ
λ
λ
5λ
传播频率 f=
波速=
二、电磁波的传播
电磁波可由迅速变化的电流(振荡电流)产生:
电流产生的电磁波的频率等于 1 s 内电流振荡(周期性变化)的次数。单位常用千赫(kHz)和兆赫(MHz)。
电流每振荡一次(周期性变化一次),电磁波向前传播的距离就是电磁波的波长。
真空中电磁波的波速为 c=2.997 924 58×108 m/s,
在要求不是十分精确的计算中,一般取 c=3×108 m/s。
眼熟?
二、电磁波的传播
根据电磁波的波谱,按波长由大到小(频率由小到大),可将电磁波分为无线电波、微波、红外线、可见光(红橙黄绿蓝靛紫)、紫外线、X 射线、γ 射线等。
γ
射
线
X
射
线
紫
外
线
可
见
光
红
外
线
微
波
短
波
中
波
长
波
无 线 电 波
λ
f
三、电磁波的应用
微波
—— 微波炉
—— 通信
无线电波
—— 通信
收音机、雷达、手机、卫星等
波长由大到小
三、电磁波的应用
微波
无线电波
波长由大到小
红外线
通信
光的反射
热效应
额
温
枪
取
暖
红外遥感
感应水龙头
夜视
摄像头
电视遥控
三、电磁波的应用
微波
无线电波
波长由大到小
红外线
可见光
视频《什么是LIFI》
三、电磁波的应用
微波
无线电波
波长由大到小
红外线
可见光
紫外线
使荧光物质发光
晒伤、皮肤癌
合成维生素 D
杀菌消毒
三、电磁波的应用
微波
无线电波
波长由大到小
红外线
可见光
紫外线
X 射线
胸透
CT
行李安检仪
三、电磁波的应用
微波
无线电波
波长由大到小
红外线
可见光
紫外线
X 射线
γ 射线
伽马刀
金属探伤
三、电磁波的应用
1、下列几种情况中,会产生电磁波的是( )
A.用电锯锯铝材时溅出火花
B.用声呐探测海底时接收到海底反射回来的波
C.敲击音叉时,音叉高速振动
D.家庭电路中开灯或关灯的瞬间
D
课堂练习
2、5G越来越深入我们的生活,5G技术也是依靠电磁波传递信息的,下列有关电磁波的说法正确的是( )
A.太空中是真空,电磁波不能传播
B.电磁波