19.2 让信息“飞”起来（教学课件）-【上好课】九年级物理全一册同步高效课堂（沪科版）

第十九章 走进信息时代 上海科学技术出版社 义务教育物理课程标准实验教科书编写组  编著 让信息“飞”起来 第十九章 走进信息时代 第二节 学习目标 了解电磁波及电磁波的种类和主要用途。(物理观念) 知道波长、频率和波速的关系，可以进行简单的计算。(物理观念、科学思维) 知道光是电磁波，记住电磁波在真空中的传播速度。 (物理观念) 了解电磁波在信息传播中的作用。(物理观念) 01 02 03 04 课堂总结 02 课后作业全解 03 学习新课 01 综合提升训练 04 目录导航 导入新课 使用电线传递信息，必须在信息的收、发者之间敷设电线，这样的结果——世界将布满了电线！ 能让信息不受任何阻挡地传递吗？能，那就是电磁波！无论是高山，还是海洋都很难阻挡了！电磁波能让信息“飞”起来。 学习新课 01 第二节 让信息“飞”起来 知识一、电磁波 德国物理学家海因里希・鲁道夫・赫兹（1857年~1894年），于1887年首先用实验证实了电磁波的存在，并于1888年发表了论文。他对电磁学有很大的贡献，故频率的国际单位制单位赫兹以他的名字命名。 （1）电磁波：电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场. 赫兹和电磁波实验装置 1. 电磁波及其产生 知识一、电磁波 ①打开收音机的开关，将调谐旋钮调到没有电台的位置并将音量放大。 ②如图所示，取一节旧的干电池和一根导线，靠近收音机，将导线的一端与电池的一极相连，再用导线的另一端与电池的另一极时断时续地接触。 ③你从收音机里听到了什么?这是为什么? （2）验证电磁波的产生 实验结论：可听到收音机内发出“咔”、“咔”的声音，表明电磁波的存在。 验证电磁波的存在 知识一、电磁波 在我们周围的空间充满了电磁波，它们中有些看不见、摸不着，但却千万确地存在着。我们的电视机、收音机能接收到许多电视台和广播电台发的电磁波。 例如，中央电视台第一套节目的波长为4.96m，频率为60.5M（1MHz=106Hz）； 中央电视台第四套节目的波长为3.88m，频率为77.25MHz。 知识一、电磁波 演示实验—《时断时续的电流能够产生电磁波》 知识一、电磁波 2. 电磁波谱 把各类电磁波按波长或频率依次排成一列，称为电磁波谱，如图所示。 知识一、电磁波 （1）γ射线：医生用γ射线做脑手术； （2）X射线：用X光片判断是否骨折； 3. 电磁波的应用 X射线图片 用γ射线做脑手术 知识一、电磁波 （3）红外线：电视机、空调等设备的遥控器都是红外遥控； （4）微波：在通信领域、日常生活中（加热食品）大显身手； 红外成像 微波通信 知识一、电磁波 （5）无线电波 主要应用在电视、收听广播、手机通信。 为什么在沙漠中、汪洋大海中、太空中，我们都能建立联系呢？因为我们生活在电磁波的海洋里，电磁波将我们联结在一起。 知识一、电磁波 4. 理解电磁波 （1）导体中有电流不一定产生电磁波，只有当电流大小或方向迅速变化时才会产生电磁波。 （2）电磁波可以在真空中传播，电磁波的传播不需要介质。 （3）光和无线电波都是电磁波，只是电磁波的一种。 （4）电磁波在真空中的传播速度是3.0×108m/s（光速）。 （5）在无线电通信中，电磁波是一种载体。传递声音或图像信号时，用电子元件将这些信号加载到电磁波上，用天线发射出去，接收装置接收到这些电磁波后，再用电子元件将电磁波所携带的信号取出，并将其还原为声音或图像。 知识一、电磁波 【例题1】小华在家里看电视时发现，只要妈妈在电视机旁使用电吹风，屏幕上就会出现很多“雪花”，电吹风一停，“雪花”也随即消失。这是因为电视机接收到了电吹风产生的（ ） A. 电磁波 B. 次声波 C. 噪声 D. 超声波 A 变化的电流周围存在着电磁波. 电吹风工作时能产生电磁波，这些电磁波被电视机接收，并对电视机产生了干扰。 故选项A正确. A B C D 【例题2】随着科技的迅猛发展，电磁波有了非常广泛的应用，如图所示的电器设备中，利用电磁波工作的是（　　） A．微波炉 B．电磁起重机 C．B超 D．电吹风 A．微波炉是利用微波的震动加热物体的，是利用电磁波工作的，故A正确； B．电磁起重机是利用电流的磁效应工作的，故B错误； C．B超是利用超声传递信息的，故C错误； D．电吹风是利用电流的热效应的原理工作的，故D错误。 A 知识一、电磁波 故选A。 知识二、波的特征 水面振动 水波 （1）水波的产生和传播 在这里，水的振动在传播时形成了水波；传播的是凹凸相间的运动形态，水本身并没有一起传播. 1. 机械波的基本特征 知识二、波的特征 用手推动弹簧的左端A后，弹簧就会形成疏密相间的波动形态，并沿弹簧向右端B传播。 （2）弹簧中的疏密波 知识二、波的特征 当手握绳端上下振动时，绳端带动相邻的质点上下振动，继而再带动更远一些的质点振动，这样绳端的上下振动就沿绳子传出去了。从整体上看，就是一些凹凸相间的波形。 （3）观察绳波的形成和传播 机械振动在介质中传播，形成了机械波；机械波能够传播周期性的运动形态。 总结：机械波的基本特征 波通过绳传播 知识二、波的特征 电磁波同水波、绳子振动产生的波相似，它们都具有以下共同特征。 （1）波速 波传播的速度，用字母c表示，单位是米/秒（m/s）。电磁波的波速等于光速，电磁波在真空中的传播速度 с=3×108m/s。 （2）波长 2. 描述电磁波基本特征的物理量 是相邻两个波峰（或波谷）间的距离，用字母λ表示。国际单位是米（m）。 知识二、波的特征 （3）频率 频率为波周期性变化的次数与时间之比，用字母ν 表示。频率的单位不仅有赫（Hz），还有千赫（kHz）和兆赫（MHz）等。 它们之间的换算关系是： 1 kHz=103Hz 1 MHz=106Hz （4）波速、波长与频率的关系 在真空中，电磁波的波速一定，所以电磁波的波长和频率互成反比关系。频率越低，波长越长；反之，频率越高，波长越短。 c 表示波速； λ 表示波长； ν 表示频率。 知识二、波的特征 3. 用于通信的电磁波的主要范围及用途 4. 电磁污染 电磁污染，已被认为是继大气污染、水质污染、噪声污染后的第四大公害。它是指天然的和人为的各种电磁波干扰和有害的电磁辐射。在充分享受电磁波带来方便的同时，人们也日渐感受到它的负面效应：当电磁辐射达到一定强度时，会导致控制系统和信息传输系统的失控，也会引起头疼、失眠、记忆衰退等不适症状。 电磁波辐射造成的危害虽然不可小视，但也不必过度恐慌，只要我们合理地利用电磁波，趋利避害，就能将其危害降到最低。 知识二、波的特征 知识二、波的特征 【例题3】如图为机械波某时刻的波形图，振动频率为5Hz，此波波长是______m，周期是________s。 根据波形图可知，经历2.5个周期波传波的距离为1.25m， 所以此波的波长是 λ=1.25m/2.5s=0.5m 振动频率为5Hz，根据周期与频率的关系 fT=1 则周期是 T= 1/f=1/ 5Hz =0.2s 0.2 0.5 知识二、波的特征 【例题4】图中是甲、乙两种不同电磁波的传播图像，下列说法正确的是（　　） B A．根据图像疏密可知，疏密不同频率不同，故A错误； B．甲电磁波更疏一些，波长较长，故B正确； C．电磁波的传播速度都相同，故C错误； D．乙电磁波更密，频率较高，故D错误。 A．甲、乙两种电磁波的振动频率相同 B．甲电磁波振动的波长较长 C．甲电磁波的传播速度较快 D．甲电磁波振动的频率较大 所以选B。 【例题5】电磁波的频率与波长的大致分布如图所示，下列说法正确的是（　 ） A．紫外线属于可见光 B．红外线的波长比可见光的短 C．X射线的频率比无线电波的低 D．可见光与γ射线在真空中的传播速度相等 AD．电话的话筒把声音信号转变为强弱变化的电流的信号传递出去，故A正确，D错误； BC．电话的听筒是把变化的电流转化为声音的装置，故BC错误。 D 故选A. 知识二、波的特征 02 课堂总结 第二节 让信息“飞”起来 课堂总结（1） 电磁波 的特征 电磁波 ①电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场. ②电磁波能在真空中传播，速度c =3.0×108 m/s. ③电磁波谱是按波长（或频率）连续排列的电磁波序列. ④应用：γ射线、X射线、红外线、紫外线、无线电波. ①波速c：波传播的速度，电磁波在真空中的传播速度 с=3×108m/s. ②波长λ：是相邻两个波峰（或波谷）间的距离，单位是m. ③频率ν：频率为波周期性变化的次数与时间之比。 单位：Hz、kHz、MHz。 ④波速、波长与频率的关系是 c=λv 让信息“飞”起来 课堂总结（2） 03 课后作业全解 第二节 让信息“飞”起来 课后作业全解 1．所有波都具有波速、波长、频率三个特征，电磁波也一样。常将波传播的快慢用__________ 描述，相邻两波峰（或波谷）间的距离称为 _______，波周期性变化的次数与时间之比称为 _______。电磁波在真空中传播的速度是一定的，是 _______m/s。 波速 波长 频率 3×108 课后作业全解 2．长波、中波、短波在真空中传播速度一样大，其中频率最高的是 ____________。 由公式c=λv 知，当波速一定时，波长与频率成反比，频率越高，波长越短。 短波 课后作业全解 3．举出以下四种电磁波在人们生活、生产中应用的事例（每种电磁波各举一例）。 示例： 红外线：电视机遥控器利用红外线进行遥控。 （1）无线电波：_______________________________。 （2）微波：___________________________________。 （3） γ 射线：_________________________________。 （4）X射线：_________________________________。 医生用X射线拍片判断病人是否骨折 无线电广播用无线电波传播信息 微波炉用微波加热食物 医生用γ射线做手术 4. 我们在充分享受电磁波给我们带来的各种方便的同时，不要忘记电磁波也会给我们带来负面效应，请你试举出一事例加以说明。 当电磁辐射达到一定强度时，会引起头疼、失眠、记忆衰退等不适症状。 课后作业全解 5. 下列家用电器中利用电磁波工作的是（   ）。 A. 电熨斗 B．电风扇 C．微波炉 D．洗衣机 电熨斗、电风扇、洗衣机都是利用电流工作的。微波是电磁波的一种，微波炉利用电磁波工作。 C 课后作业全解 6. 通过各种信息渠道，了解电磁波的存在和应用。 可以从医疗、工业、生活中去了解。电磁波在我们周围无处不在，我们处在电磁波的海洋里。电磁波可以用来给人治病，如γ射线光刀、X射线透视、CT机等。在我们生活中，电视机、收音机、手机、对讲机等传递信息的工具，还有微波炉等，都应用了电磁波。在工业上，有y射线探伤仪、雷达测距等。在通信上，卫星通信、无线电通信、光纤通信等都用到了电磁波。 课后作业全解 课后作业全解 1. 电磁波是怎样传递信息的呢？ 答：‌电磁波传递信息的过程涉及将信息转换为电信号，并将这些电信号调制到高频振荡器产生的高频振动电流上，然后通过天线发射出去。 答：电磁波的传播特性使其能够在不同的介质中传播，包括水和大地上。电磁波的传播不需要介质，因此即使在真空中也能传播。然而，当电磁波通过介质如水或大地时，会发生一定的衰减，尤其是在水中衰减较大。尽管如此，电磁波仍然能够在这些介质中传播，尽管效率会降低。 2. 电磁波可以在真空、空气中传播，电磁波能在水中、大地中传播吗? 04 综合提升训练 第二节 让信息“飞”起来 综合提升训练 1. 如图所示，神舟十七号航天员乘组惊喜“现身”春晚，献唱儿歌《大闹天宫》，在太空向理想致敬，也向全球华人送来新春的美好祝愿。空间站的信息传回地面利用的是（ ） A．红外线 B．电磁波 C．次声波 D．超声波 A．大气对红外线辐射传输主要的影响是吸收和散射，红外线仅仅适合短距离的通讯，不适合远距离，故太空和地球的通讯只能是电磁波，故A不符题意。 B．电磁波可以在真空中传播，也可以用于通讯，他们美好的祝福声传到地球靠的是电磁波，故B符合题意； CD．声波不能在真空中传播，故CD不符合题意。故选B。 B 综合提升训练 2. 电磁波家族成员很多，有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等。电磁波与人们的生活密不可分，已渗透到我们生活的各个方面。关于电磁波的应用，下列说法正确的是（ ） A．验钞机利用红外线来辨别钞票真伪 B．手机利用次声波传递信号 C．遥控器利用紫外线实现对电视机遥控 D．微波炉利用电磁波来加热食品 A、紫外线能使荧光物质发光，验钞机是利用紫外线来辨别钞票真伪，A错误； B、手机是利用微波来传递信号的，所以B错误； C、电视机的遥控器是利用红外线来工作的，所以C错误； D、微波炉是用微波来加热食品的，微波属于电磁波，所以D正确． D 故选D。 综合提升训练 3. 为了减少电磁污染对我们生活的影响，下列做法正确的是（ ） A. 禁止在市区建设移动通信基站 B. 把家用电器集中安放在厨房 C. 避免长时间使用手机 D. 使用电器时，离电器越近，受电磁波的辐射越小 C 为了减少电磁污染对我们生活的影响，A、 B两种方法从理论上讲是合理的，但在现实生活中不可行；C做法既合理又可行。使用电器（通过交流电的电器）时，离电器越近，受电磁波的辐射越大，故D错误。 故选C。 综合提升训练 4．图（a）中的甲是我们能看得见的红光，根据图（b）可知，乙可能是红外线，遥控器______（选填“可以”或“不可以”）利用乙来遥控电视机；不同频率的两种电磁波在真空中的波速______（选填“相同”或“不同”）。医生可以利用X射线拍片诊断病情，X射线的频率比乙______（选填“高”或“低”）。 相同 可以 高 综合提升训练 遥控器利用红外线来工作，故可以利用乙来遥控电视机。 电磁波的传播不需要介质，不同频率的电磁波在真空中的波速相同，都等于真空中的光速。 由图（b）可知X射线红外线波长要小，由c=λf 可知，波长越小，频率越高，故X射线的频率比乙高。 综合提升训练 5. 如图所示是电磁波及应用实例，下列说法正确的是（ ） C A. 紫外线是紫色的 B. 电视机遥控器用 γ 射线遥控 C. 体检时胸透用的电磁波频率比无线电波低 D. 各种电磁波在真空中的传播速度是相同的 A．红外线是红光以外的光线，肉眼不能看见，故A错误； B．电视机的遥控器利用了红外线遥控，故B错误； C．由图可知，体检胸透用的电磁波（X射线）频率比无线电波高，故C正确； D．各种电磁波在真空中的传播速度是相同的3×108m/s，D错误。故选C。 6. 图甲为紫外线的三个波段示意图，其中UVC对人体伤害最大，UVC能通过石英玻璃，普通玻璃可有效阻碍UVC的传播。图乙中家用消毒柜的紫外线灯可发出波长为254nm的紫外线。 （1）波长为254nm的紫外线属于______波段（选填“UVC”“UVB”“UVA”）； （2）波长为254nm的紫外线从紫外线灯的密封透明灯管内透出，对柜内的物品进行杀菌消毒，柜门透明部分的材料应选__________，透明灯管的材料应选____________ （选填“石英玻璃”“普通玻璃”）。 石英玻璃 UVC 普通玻璃 综合提升训练 由图甲可知，紫外线波长在200nm~280nm属于UVC波段，280nm~315nm属于UVB波段，315nm~400nm属于UVA波段，故波长为254nm的紫外线属于UVC波段。 由题意知，UVC能通过石英玻璃，普通玻璃可有效阻碍UVC的传播。波长为254nm的紫外线从紫外线灯的密封透明灯管内透出，对柜内的物品进行杀菌消毒，则透明灯管的材料应选石英玻璃；柜门透明部分的材料应选普通玻璃防止对人体造成伤害。 综合提升训练 Lavf59.27.100 Lavf58.45.100 Lavf59.27.100 $$