10.2 电磁波的应用 课件 -2025-2026学年教科版物理九年级下册

第10章 电磁波与信息技术 第2节 电磁波的应用 讲课人： 时间：202X. 教科版物理九年级下册 1 导入新课 我们每天接收的太阳光、用来加热的微波、手机连接的Wi－Fi信号，甚至医院里拍片用的X光，看似毫不相干，其实它们都属于同一个庞大的家族——电磁波！只是它们的频率和波长不同，所以“本领”也各不相同。 2 探究新知 知识板块一　电磁波谱 观察：收音机的刻度盘 打开收音机，转动调谐旋钮，调到不同频率的位置，就会收听到不同电台的广播节目。 观察收音机的刻度盘，你知道上面数字的含义吗？ 频率范围： 调频(FM) 56- 108 兆赫(MHz) 中波(MW) 525 - 1600 千赫(KHz) 短波1-2(SWl-2) 6.00-18.00 MHz 根据电磁波波速、频率和波长的关系，我们按照频率从低到高排列电磁波形成电磁波谱的过程，也是将这些电磁波按照波长从长到短排列的过程。 电磁波谱 图中，频率的单位是赫兹，简称赫。由于通常电磁波的频率都很高，所以常用的频率单位还有千赫(kHz)和兆赫(MHz)。 波长的单位是纳米，符号是nm。 1 nm＝10-9 m 在电磁波的大家族中，我们最熟悉的成员莫过于可见光了。由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光组成的光谱。它在真空中以c =3.0×108 m/s 的速度传播。 所有电磁波在真空中都以光速传播。 光是一种电磁波，光速即为电磁波传播速度 各种不同频段的电磁波，既有共同的性质，又有不同的特征。因此，电磁波具有十分广泛的用途。 综合起来，电磁波的应用集中在两个方面： (1)利用电磁波的信息特征； (2)利用电磁波的能量特性。 知识板块二　电磁波在信息方面的应用 太阳是由氢、氦等元素组成的。可太阳距离地球约1.5亿千米，表面温度高达5 500℃，我们无法采集到太阳的样本，如何知道它的组成呢？ 跟声波类似，电磁波也可以携带信息。 一年四季，太阳光都会照射到地球上。从阳光中，是否可以获得一些信息？ 信息与电磁波息息相关。首先，物质向外辐射电磁波，它的一些固有信息往往会被同时“带”出来。不论是对太阳光谱的分析，还是对各种物质发出的电磁波的分析，都会帮助我们鉴别物质中包含的元素。 电磁波在信息方面的应用，源于三个方面： ①电磁波携带信息，在许多情况下，向外辐射电磁波的物质，其固有信息会被电磁波“带”出来； ②电磁波可以帮助人们获得信息，充当测量或检测工具； ③电磁波能承载并传播信息，充当信息传播的媒介。 ①电磁波携带着物质的信息——可用来鉴别物质 分析化学实验中，用色谱仪根据各种电磁波谱线的位置和强度，检测某种物质中含有哪些元素 元素光谱： 红色代表硫元素， 蓝色代表氧元素， 绿色代表氢元素， 黄色代表钠元素。 某种盐燃烧的发出光谱如右上图所示，它燃烧时发出波长为589 nm和589.6 nm的黄光，这说明这种盐中有钠元素. 天体研究中，根据遥远星体发出的射线谱，可以知道该天体的物质组成。 雷达与“倒车雷达”的原理相似，但它利用的是电磁波。借助雷达，可以发现军事目标。 ②电磁波的检测功能 在医学中，利用电磁波的透射能力，可以检查人体。 利用电磁波还可以研究晶体结构，它是研究新材料的重要手段。 ③电磁波是信息的载体 电磁波在信息方面早期的用途主要是电报、广播和电视。 无线电广播——信号的发射由广播电台完成 话筒：将声信号转换成电信号。 载波发生器：产生高频电流。 调制器：将音频电信号加载到高频电流上。 天线：产生电磁波将高频载波信号发射到空中。 无线电广播——信号的接收与还原由收音机负责 天线：接收各种各样的电磁波。 调谐器：选择需要电台的载波信号。 解调器：从载波信号中复原音频信号。 扬声器：将音频信号转换成声音。 电视——图像信号发射工作过程 摄像机：把图像转换成电信号。 发射机：把电信号加载到高频电流上。 天线：将高频信号发射到空中。 电视 —— 接收机工作过程 天线：接收包含声、像信息的高频信号。 接收机：取出并放大图像和音频电信号。 显示器：把图像信号还原成图像。 无线电通信 通过卫星转播，世界各地观众都可以同时收看到奥林匹克运动会的精彩比赛。 “神舟二十”发射升空后，地面控制中心主要是通过电磁波与飞船联系。 利用移动电话发射和接收电磁波，几乎可以在地球的任何角落和他人通话。 练习 如图所示的实例中，没有应用电磁波的是 ( ) D 讨论交流：电磁波还有哪些应用 电磁波的信息特性，在生产、生活、工作和学习中的应用不胜枚举。请同学们说说，电磁波的信息特性还有哪些应用？ 知识板块三　用电磁波传输能量 一切电磁波都具有能量 地球上大气的运动季节变化、昼夜温度起伏及生物圈的循环都源于太阳光这一电磁波提供的能量。太阳是地球上维持各种生命运动最基本的能量来源。 叶绿素以太阳光为能量把水、二氧化碳和矿物质加工成淀粉、蛋白质和纤维素等。 太阳光为人们提供生活、工作最基本的温度。 太阳能及因太阳能而形成的水能、风能是重要的可再生能源。 高频电磁波、X射线、γ射线和激光，具有巨大的能量，能对所照射到的物体产生很强的作用。 高频淬火——用高频电磁波快速加热齿轮齿表，然后快速冷却，使齿表耐磨 医生用γ射线切割肿瘤，大大提高了手术治疗效果 医生利用激光，对眼睛进行精巧手术，来治疗近视眼 激光除在医疗上有大用途外，在机械制造中也可用于加工精密模具，钻打精细小孔，进行精密焊接等。在核聚变研究中，科学家利用激光可以产生数万度高温，提供核聚变环境。 电磁波在生产、生活、工作、科学研究、军事和交通等各个领域都有广泛用途。 随堂检测 1.关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A.微波、无线电波、红外线都属于电磁波 B.电磁波的传播速度比光速小 C.抽成真空的玻璃罩能屏蔽电磁波 D.根据公式c =λf 可以推断频率越高的电磁波，波速越大 A 38 2．关于无线电广播信号的发射和接收，下列说法正确的是(　　) A．话筒把声音信号转换成音频信号后，直接通过天线发射出去 B．话筒把声音信号转换成音频信号后，需要加载到高频电磁波上再发射出去 C．载波发生器将音频电信号加载到高频电磁波上 D．调制器可以把声音信号从高频信号中取出 B 3.从广播电台发射出去的电磁波是（ ） A.振荡器产生的高频电磁波 B.随声音变化的低频电磁波 C.经声音信号调制的高频电磁波 D.经图像信号调制的高频电磁波 C 4.下列关于电磁波和信息技术说法正确的是 （ ） A．由华为主导的5G技术不是利用电磁波进行信息传输的 B．北斗卫星导航系统是通过电磁波进行定位服务的 C．电磁波只能传递信息不能传递能量 D．不同频率的电磁波在真空中传播速度不相同 B 5、通信技术的发展日新月异，5G手机以其网速快、传递信息量大备受人们喜爱，5G手机传递信息利用的是（ 　 ） A.紫外线 B.红外线 C.超声波 D.电磁波 D 板书设计 电磁波的应用 电磁波谱 电磁波在信息方面的应用 用电磁波传输能量 电磁波携带信息 测量或检测工具 充当信息传播的媒介 高频淬火 γ射线 激光 43 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $不想要了就送给我，这是干嘛呢？咦这个收音机好像出现故障了，每次都要拍几下后才能正常播放。那你有没有注意到当收音机发出吱吱的声音时，周围有什么特殊情况发生吗？是不是每次都会听见手机来电话的声音？咦好像真是这样，他们之间究竟有什么关联呢？收音机其实是一个接收器，能够选择性的接收某些特定频率的电磁波，才能放出美妙的音乐。不过手机的信号可不是为收音机准备的，收音机将手机信号接收过来就会消化不良，只能是吱吱的声音了。那收音机接收到的正常信号是哪来的呢？正常的信号是由广播电台发出，首先由播音员的声音通过话筒转化为电信号。不过这个电信号不能得到我们想要的电磁波，所以电台会把另一组高频的电流融进去，这个过程叫做调制。合成完了之后，电流顺着天线流过，就能通过天线放出我们想要的电磁波。这些电磁波传向四面八方，有着固定的频率段，所以把收音机调到特定的频率段，就可以接收这些电磁波，转化为相应的电流了。当然这个电流不能直接输出，要把高频电流对应的部分去掉。这个拆开的过程称为解调，完成后就得到和最早声信号转化的电信号一样的内容了。这样送给扬声器就得到了播音员在广播电台里说的内容，哦。原来广播信号的传递过程是这样的，首先将声音信息转换为电信号，再和高频电流调制电流，经过天线放出电磁波，从而传递了信息，最终信息被接收解调，才能得到我们需要的画面和声音。没错，既然知道了，以后遇到类似情况就别再拍打收音机了，哈哈。