第二十一章 电磁波及其应用 单元复习与提高 课件-2025-2026学年物理人教版九年级全一册

该初中物理课件围绕“电磁波及其应用”，系统涵盖电磁波的产生、传播特性及应用（广播、电视、移动通信等），以思维导图梳理知识脉络，结合微波炉、北斗导航等实例连接前后内容，助力学生构建知识体系。 其亮点在于融合科学思维（思维导图构建知识模型）、科学探究（数字化实验设备直观展示电磁波发射接收）和科学态度与责任（北斗导航、光纤通信等应用案例），通过例题解析与实验描述，深化学生物理观念，教师可借助结构化资料提升教学效率。

第21章 电磁波及其应用 单元复习与提高 本章知识思维导图 电磁波及其应用 电磁波的海洋 电磁波的产生 迅速变化的电流 传递各种信息 电磁波的传播 速度C=3×108m/s 频率单位：Hz 电磁波大家族 广播、电视和移动通信 卫星通信和光纤通信 移动电话：既是无线电发射台又是接收台. 无线电广播 电视 移动通信 发射：话筒→调制器→发射天线. 接收：接收天线→选台和解调→扬声器. 图像发射：摄像机→发射机→发射天线. 图像接收：接收天线→接收机→显示器. ①激光：频率单一、方向高度集中. ②是利用激光在光导纤维中传输信息的一种通信方式. ①利用通信卫星做微波通信的中继站来进行通信的方式 叫卫星通信。三颗同步卫星几乎可实现全球通信. ②组成：同步通信卫星、地面站和传输系统. 卫星通信 光纤通信 第一节 电磁波的海洋 一、电磁波是怎样产生的 1. 电磁波的产生 与水波、声波的形成相似，导线中 _____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 ，发出电磁波。虽然电磁波看不见、摸不到，但它确实可以给我们传递各种信息。 二、电磁波是怎样传播的 1. 波长、频率、波速 电流 电流 （1）波长 在一列波的传播中，凸起的最高处叫做波峰；凹下的最低处叫做波谷。 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秒内传播波长的个数叫做波的______，用字母 f 表示。　 单位：赫兹（Hz）、千赫（kHz）、 兆赫（MHz） （3）波速 用来描述波传播快慢的物理量叫做 ，用字母v表示。 单位：米/秒（m/s） 波长 频率 波速 （4）波长、频率与波速间的关系 波速= 波长×频率 v= λf 2. 电磁波的传播 电磁波的传播 介质，电磁波 在真空中传播. 3. 描述电磁波的物理量 （1）电磁波的波速（电磁波波速不变） 真空中电磁波的波速为c，其数值 大约为30万千米每秒（等于光速）。 c= 2.99792458×108 m/s =3.0×108 m/s （2）电磁波的频率 电磁波频率的单位是赫兹（Hz）。因为通常电磁波的频率都很高，所以常用的单位还有千赫（kHz）和兆赫（MHz）。 不需要 能够 4. 电磁波大家族 （1）电磁波家族 电磁波有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、 γ射线等。各种光和射线都是波长不同的电磁波。 （2）无线电波：电磁波中用于广播、电视和移动电话的是频率为数百千赫至数百兆赫的那一部分。波长从几毫米到几千米，通常把无线电波分成几个波段：长波、中波、短波、微波等。 （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：可用来加热食品。④紫外线： 可用来灭菌、验钞。⑤X射线：医学上用来做透视检查。⑥γ射线：可用来金属探伤。 例1：北斗卫星导航系统是中国着眼于国 家安全和经济社会发展需要，自主建设运行的全球卫星导航系统，为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位导航。卫星导航利用的媒介是（　） A．超声波 B．电磁波 C．电流 D．次声波 B 5.射电望远镜：可以接受宇宙中的星体辐射的微弱电磁波。 宇宙中存在的电磁波覆盖了整个电磁波段。我们除了可以在可见光波段用 光学望远镜观测天体外，还可以在无 线电波段观测天体。在“天眼之父”南仁东的带领下，我国建成了世界上最大的500 m口径球面射电望远镜，仰望星空，我们正在探索着宇宙的奥秘。 6. 微波炉 电磁波除了用于通信外，还有很多别的应用。比如，我们生活中常常见到的微波炉，就是用电磁波来加 热食品的。微波炉内有很强的电磁波，它的波长很短，所以叫做微波。食物的分子在微波的作用下剧烈振动，使得内能增加，温度 升高。由于电 磁波可以深入 食物内部，所 以用微波炉烧 饭时食物的内 部和外部几乎同时变熟，省时、省电。 例2：在无线电通信过程中，下述说法正确的是（　　） A．电磁波的波速等于波长乘频率 B．电磁波的传播速度一定等于3×108m/s C．电磁波的波长跟它的频率成正比 D．无线电广播用的电磁波是长波和微波 A 第2节广播、电视和移动通信 一、无线电广播信号的发射和接收 1. 信号的发射——广播电台完成 主要由三部分组成： 、 、 。 无线电广播信号的发射由广播电台完成。话筒把播音员的声音信号转换成电信号，然后用调制器把音频电信号加载到高频电流上，再通过 天线产生 电磁波发射到空中。 2. 信号的接收——收音机完成 （1）选台 为接收在空间传播的无线电波，收音机使用天线进行接收。但由于天 天线 话筒 调制器 线没有选择性，能接收传播过来的所有电磁波，如把天线接收的电磁波全部变成声音，那只是一片嘈杂声，什么也听不清。 利用收音机的___________，可以选出我们需要的某一频率的电磁波，这一过程叫做选台（调谐）。 成分，需要通过“_______”将其滤去，把音频信号留下。 （2）解调 由调谐器选出的信号含有高频电流 调谐器 解调器 （3）放大 把音频信号放大后送到扬声器里，这一过程叫做放大。　　 （4）扬声器把音频信号转换为声音信号。　　　 3. 电磁波的发射和接收 电磁波的发射与接收可以用下列数字化实验设备来直观地显现。 如图所示，电磁波发射器可以发射不同频率的电磁波，接收器接 收到电磁波信号后，传感器、采集器将电磁波信号输入计算机，我们就可以在计算机屏幕上观察到电磁波信号。 连接好装置，把发射器置于某一波形挡，观察电磁波的波形。转动发射器上的旋钮，改变发射器发出的电磁波的频率，观察信号的变化。 二、电视的发射和接收 1. 电视信号的发射 摄像机把图像信号变成______信号，发射机把电信号加载到频率很高的电流上，通过发射天线发射到空中。 电 2. 电视信号的接收 电视机的接收天线把高频信号接收通过电视机把信号取出并放大，由显示器把它还原成图像。 由电视台完成 三、移动通信信号的发射和接收 手机既是无线电发射台又是无线电接收台：它用电磁波把讲话的信息发射到空中，同时它又在空中捕获电磁波，得到对方讲话的信息。 手机的体积很小，发射功率不大；它的天线也很简单， 灵敏度不高。因 此，它跟其他用 户的通话要靠较 大的固定无线电 台转接。这种固 定的电台叫作基 站。 手机可以使你很方便地跟朋友通话，无论你的朋友在附近，还是远在别的国家。 广播、电视、移动电话信号传递的异同 第3节 卫星通信和光纤通信 一、微波通信 1. 传输信息与频率的关系 信息理论表明，作为载体的电磁波，频率越高，相同时间内传输的信息就越_____。因此，现代通信技术所采用的频率越来越高，微波通信就是其中应用较广泛的一种。 2. 微波 （1）波长和频率范围： 微波波长在 10m~1mm之间，频率 30MHz~3×105MHz之间。 多 直线 （2）性质 微波的性质接近光波，大致沿____传播，不能沿地球表面绕射。 3. 微波通信 （1）概念：利用 进行的通信称为微波通信。 （2）微波中继站：微波大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射。因此必须每隔 km左右就要建设一个中继站，可以把上一站传来的微波信号经过接收、放大处理后，再发射到下一站去。 （3）微波通信的优点： 频率高，传输信息的容量大；质量好，传送距离远；大致沿直线传播，受大气干扰小，能量损耗小，收到的信号强且稳定。 微波 50 二、卫星通信 1. 卫星通信的概念 利用 卫星做微波通信的中继站进行通信的方式叫卫星通信。 造卫星，距地球约36000km，卫星的运行方向与地球的 方向相同、运动周期与地球自转一周的时间 ，所以叫做“同步通信卫星”。 2. 同步通信 地球同步卫星就是地球同步轨道卫星，是运行在地球同步轨道上的人 自转 相同 （4）微波通信的缺点：需要大量中继站进行信号传递。在遇到雪山、大洋，根本无法建设中继站时，微波通信几乎无法继续。 通信 3. 全球通信 在地球周围均匀地配置 颗通信卫星，就可以覆盖几乎全部的地球表面，实现全球通信。 4. 卫星通信的组成与原理 由通信卫星、地面站和传输系统三部分组成。卫星通信的工作原理是将卫星发射到赤道上空36000km处的对地 轨道上，利用卫星上的通信转发器接收由地面站发射的信号，并对信号进行放大变频后转发给其他地面站，从而完成两个地面站之间的传输。 三 静止 5. 卫星通信特点 通信范围大，只要在卫星发射的电磁波覆盖的范围内均可进行通信；不易受陆地灾害影响；易于实现广播和多址通信。 6. 中国北斗卫星导航系统 北斗卫星导航系统是我国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设运行的全球卫星导航系 统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要时空基础设施。  三、光纤通信 1. 激光 （1）激光的概念：频率单一、方向 集中的光叫激光。 高速公路”要比短波、微波的“公路”宽出百万倍、千万倍。 （2）激光通信容量更大 我们已经知道，电磁波的传播速度 光速，实际上光也是一种电磁波。与微波相比，光的频率更高。如果用光来通信，这条“ 2. 光导纤维 （1）光导纤维简称 ，是一种非常细的玻璃 丝，激光可在 光纤里传播， 不受外界干扰。 （2）光导纤维传光原理 高度 等于 光纤 光导纤维传播激光的原理是____________。携带信息的激光从光导纤维的一端射入，在光纤内部传播时，发生的是全反射，在内壁上多次反射，从另一端射出，这样就把它携带的信息传到了远方。 光的全反射 携带的信息 随激光射出 携带信息 的激光射入 光导纤维 3. 光纤通信 光纤通信是利用 在光导纤维中传输信息的一种通信方式。由于光的频率很高，在一定时间内可以传输大量信息。 4. 光纤通信的优点 （1）传输频带极宽，通信容量很大； （2）光纤衰减小，无中继设备， （3）不受 电磁干扰， 通信质量高，保密性好。 传输距离远； 激光 提出用光纤通信的构想，并得以实现，高锟被誉为“光纤之父”。 5. 光纤通讯技术的发展 1960年，美国物理学家西奥多·梅曼制成了世界上第一台红宝石激光器。1966年，华裔物理学家高锟 我国光纤通信的发展十分迅速，光缆可以通达几乎所有地区，而且还与其他国家合作修建了跨越 太平洋的海底光缆。随着互联网的进一步发展，移动通信网络的建设，物联网等新应用的不断涌现，光纤通信将迎来更广阔的发展空间。 太平洋海底光缆 除了通信，激光还有许多其他应用。激光束的 性特别好，在传播很远的距离后 保持一定的强度。激光的这个特点，使它可以用来进行 的测距。对准目标发出一个极短的激光脉冲，测量发射脉冲和收到反射脉冲的时间间隔，就可以求出与目标的距离。激光测距雷达就是根据这个原理制成的。 6.激光的应用 激光还有一个特点是亮度 ，也就是说它可以在很小的空间和很短的时间内集中 的能量。如果把强大的激光束会聚起来照射到物体上，就可以使物体的被照部分迅速上升到极高的温度并 。因此，我们可以利用激光束来切割各种物质、焊接金属以及在硬质材料上打孔。医学上可以用激光作为“ 方向 仍能 精确 高 熔化 很大 光刀”切除肿瘤，还可以用激光“焊接”脱落的视网膜。强激光可以在瞬间破坏敌人的飞行器，这是军事研究的重要方向。 激光切割 激光焊接 激光手术 激光武器 下 课 $