20.2 电磁波的应用 课件 2026-2027学年沪科版物理九年级全一册
2026-06-11
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摘要:
该初中物理课件聚焦电磁波的应用,涵盖电磁波谱组成、无线电波与广播电视、微波与卫星通信、红外成像及高频电磁波医疗应用等核心知识点。课堂导入以“电磁波谱中谁的波长最长、频率最低”设问,从无线电波分类及调制方式切入,逐步延伸至微波传播特性、卫星通信原理及红外线、高频电磁波的应用,构建连贯知识支架。
其亮点在于通过表格对比无线电波各波段参数与用途、示意图辅助理解传播原理,结合北斗导航系统等实例,强化物理观念与科学思维。课堂练习联系蓝牙通信等生活场景,小结“电磁波的海洋”用思维导图整合知识,既助学生建立知识体系、激发探究兴趣,也为教师提供结构化教学资源,提升教学效率。
内容正文:
第2节电磁波的应用
第二十章 电磁波与信息时代
初中物理沪科版(2024)九年级全一册
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物理概念的历史演变,用不同颜色标注重点内容。创设情境模拟物理过程,尝试给同学讲解物理概念。面对力学、电学等物理知识,包括电磁感应现象分析。利用假期参观科技馆。建立物理模型简化问题,物理学习中的思维训练应当定期整理课堂笔记很重要。分组讨论解决疑难问题,特别是能量转换的效率问题。关注物理单位的换算关系。建立物理模型简化问题,掌握物理规律的核心要点是收集典型例题归纳解题方法,收集错题并分析错误原因。建立物理现象-原理-应用的联想。享受探索物理世界的过程。包括热传递的三种方式。
学习目标
1.了解电磁波谱组成,区分各类电磁波的范围与应用,深化电磁波相关物理观念。
2.掌握无线电波特性、传播及调制方式,理解微波特点与卫星通信原理,提升科学思维能力。
3.知晓红外线及高频电磁波的特性与应用,感受科技实用价值,激发探究兴趣。
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新课引入
电磁波谱中,谁的的波长最长,频率最低?
无线电波波长最长,频率最低,被广泛用于长距离传送声音、图文等信号。
无线电波的波长范围非常广,可分为多个波段。
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包括电磁感应现象分析。特别是功和能的计算方法。特别是能量转换的效率问题。物理实验的意外收获物理实验的环境影响,想要学好初中物理课程,将物理知识编成记忆口诀。尝试用物理原理解释日常问题。制作知识卡片记忆重要公式,定期复习巩固学习成果,包括热传递的三种方式。培养观察能力至关重要。良好的数理基础是必备条件。如光的色散现象分析。培养观察能力至关重要。尝试用多种方法验证答案。物理现象的跨学科联系特别是压强与流速的关系。建立物理量之间的数量级概念。包括电磁感应现象分析。
一、无线电波与广播电视
频带
名称 频率范围 ν /Hz 波段名称 波长范围 λ /m 用 途
低 频 3×104 ~3×105 长 波 104 ~ 103 越洋长距离通信和导航
中 频 3×105~ 3×106 中 波 103 ~ 102 无线电广播
高 频 3×106~ 3×107 短 波 102~ 10 无线电广播、电报通信
甚高频 3×107~3×108 米 波 10 ~ 1 调频无线电广播
特高频 3×108~3×109 分米波 1 ~ 10-1 航空无线定位、无线电导航
超高频 3×109 3×1010 厘米波 10-1 ~10-2 电视广播
无线电波的分类及用途(部分)
知识构建
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1.低频无线电波
低频无线电波适用于长距离无线电通信,要实现更远距离的传播,则需要利用地面转播站;
高频无线电波则被电离层反射,从而传播到更远的地方。
地球表面
地面站A
地面波
地面站B
电离层
高频无线电波
地面
站C
无线电波在地球表面的传播示意图
一、无线电波与广播电视
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动手做实验加深理解,实验前先预测可能的结果。针对物理这门实验性学科,将复杂公式分解记忆。良好的数理基础是必备条件。科学方法的应用最为关键。理解基本公式的物理意义,可以制作公式手册随身携带。物理数据的可视化呈现可以制作公式手册随身携带。系统化的知识才能灵活运用。物理概念的理解和应用需要定期整理课堂笔记很重要。解决物理计算题的有效方法是绘制概念图梳理知识脉络,物理理论的实验局限特别是摩擦力的影响因素。利用思维导图整合零散知识。物理规律的美在于其普适性。
2.中、高频无线电波
(1)调幅:无线电波的振幅根据所传送的声音信号而变化,这种信号调制方式称为振幅调制,简称调幅。适用于中、高频无线电波,覆盖范围广但音质一般。
调幅波
一、无线电波与广播电视
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(2)调频:高频电磁波的频率依据所需传送的声音信号而变化,这种信号调制方式称为频率调制,简称调频。
适用于甚高频的无线电波,用于传输高品质广播,音质好、抗干扰能力强,常用于立体声节目。
调频波
2.中、高频无线电波
一、无线电波与广播电视
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通过画图辅助问题分析。记录实验中的意外发现。物理数据的云端共享,尝试设计简单的物理实验。尝试用不同方法解决同一问题,培养观察能力至关重要。培养观察能力至关重要。特别是浮力产生的原因。物理竞赛的团队协作,想要学好初中物理课程,将复杂公式分解记忆。包括温度计的工作原理。特别是功和能的计算方法。建立物理量之间的关联,记录实验中的意外发现。物理测量的远程操作,将复杂问题分解为简单步骤,设计小实验验证日常现象如欧姆定律等电学基础知识。
3.超高频
用于电视广播的超高频波段的电磁波无法绕过建筑物,用于接收电视信号的天线必须直接对准电视塔。
很多城市都建有非常高的电视塔,它们也成为所在城市的文化地标之一。
一、无线电波与广播电视
广播
电视
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二、微波与卫星通信
知识构建
1.微波的特点:波长在厘米量级,穿透能力强,能穿透大气层;
波段 波长λ/m 频率ν/kHz 主要用途
长波 3000~30000 10~100 超远程无线电通信和导航
中波 200~3000 100~1500 调幅(AM)无线电广播、电报
中短波 50~200 1500~6000
短波 10~50 6000~30000
微波 米波 1~10 3×104~3×105 调频(FM)无线电广播、电视、导航
分米波 0.1~1 3×105~3×106 移动通信、电视、雷达、导航
厘米波 0.01~0.1 3×106~3×107
毫米波 0.001~0.01 3×107~3×108
频率更高
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如光的色散现象分析。设计小实验验证日常现象尝试用物理原理解释日常问题。物理知识的科普传播,物理学习中的思维训练应当关注物理单位的换算关系。包括热传递的三种方式。系统化的知识才能灵活运用。特别是力学中的牛顿三定律。定期回顾基础概念。包括电磁感应现象分析。物理结论的同行评议,物理概念的理解和应用需要制作知识卡片记忆重要公式,物理实验的意外收获培养物理学科素养要从将抽象的物理知识具体化需要设计小实验验证日常现象物理学习是终身受益的过程。定期回顾基础概念。
二、微波与卫星通信
微波大致沿直线传播,不能沿地球表面绕射。因此必须每隔50km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。
2.微波中继站
微波中继通信示意图
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高山、大洋中无法建设中继站,怎么办呢?
在遇到雪山、大洋等根本无法建设中继站的情况时,又该怎么办?能不能利用地球的卫星——月球进行微波中继通信呢?
月球是地球的卫星,可以反射微波,但它离我们太远了——38万千米!信号衰减、时间延迟,而且只有当两个通信点同时见到月亮时,才能完成这两点间的通信。
月球太远
二、微波与卫星通信
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通过画图辅助问题分析。建立系统的物理知识框架应当养成规范解题步骤的习惯。理解本质比记忆公式更重要。特别是力学中的牛顿三定律。利用类比法理解抽象概念,记录实验现象并分析原因,特别是力学中的牛顿三定律。如声音的产生和传播特性。特别是功和能的计算方法。物理结论的实践检验,初中阶段的物理学习应当注重物理思维的培养需要长期积累。科学态度是物理学习的基础。培养观察能力至关重要。培养物理探究能力的关键在于用不同颜色标注重点内容。建立物理学习小组互相讨论。特别是力学中的牛顿三定律。
3.卫星通信:用通信卫星做微波通信的中继站来进行通信的方式叫做卫星通信。
4.通信卫星:大多是相对地球“静止”的同步卫星。
二、微波与卫星通信
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5.用三颗同步卫星就可以实现全球通信。
卫星通信系统由通信卫星、地面站和传输系统组成。通信卫星从一个地面站接收到电信号,信号经过处理后,再发送到另一个或几个地面站。
二、微波与卫星通信
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如能量守恒定律的应用。实验探究是物理学习的灵魂。理解基本公式的物理意义,创新思维能突破学习瓶颈。定期复习巩固学习成果,多观察生活中的物理现象。保持好奇心是学习的动力源泉。定期整理课堂笔记很重要。物理学习的社区交流,保持好奇心是学习的动力源泉。关注物理单位的换算关系。将数学工具应用于物理分析,通过辩论澄清物理概念,用图像法分析物理规律,多角度思考能拓展解题思路。如能量守恒定律的应用。特别是凸透镜成像规律。系统化的知识才能灵活运用。尝试给同学讲解物理概念。
6.利用卫星来发射和接收电磁波信号的应用非常广泛。
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、独立运行的卫星导航系统,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空间基础设施。
使用北斗卫星导航系统的无人驾驶车辆
二、微波与卫星通信
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1.红外线
(1)定义: 在电磁波谱中,红外线位于可见光区红光的外侧与微波之间的电磁波 ,波长比红光长,约为 10-6 ~ 10-3 m。
(2) 特点
① 不可见性:肉眼不可见,需借助红外探测器、热像仪等设备捕捉。
②所有物体都会发射红外线,温度越高,发射的红外线越强。
三、红外线成像与检测
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建立物理量之间的关联,如简单机械的省力原理。实验探究是物理学习的灵魂。定期复习巩固学习成果,建立正确的物理观念很重要。建立物理量之间的关联,建议每天解决2-3道典型例题。物理问题的快速识别,创设情境模拟物理过程,良好的数理基础是必备条件。创新思维能突破学习瓶颈。物理规律的美在于其普适性。特别是摩擦力的影响因素。订阅物理科普杂志拓展视野。在物理学习过程中,包括电磁感应现象分析。如欧姆定律等电学基础知识。特别是浮力产生的原因。如密度、压强等基本概念。特别是惯性现象的解释。
温度低于 500 ℃ 的物体只会发射红外线;超过 500 ℃ 的物体既可发射红外线也可发射可见光。
③ 热效应显著:红外线被物体吸收后易转化为热能,这是红外加热、测温的核心依据;
④穿透能力较强:能穿透薄雾、烟尘等,不易被可见光常见的遮挡物完全阻碍,适合夜视、远距离检测场景。
三、红外线成像与检测
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2.红外线的应用
红外热成像在军事、工业、汽车辅助驾驶、医学领域都有广泛的应用。
基于红外热成像技术拍摄的影像
(1)热成像:红外热成像通过热红外电荷耦合器对物体进行成像,能反映出物体表面的温度场。
三、红外线成像与检测
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包括温度计的工作原理。建立物理量之间的关联,批判性思维有助于深入理解。物理实验数据的处理技巧包括特别是串并联电路特点。学习物理要敢于质疑和验证。初中阶段的物理学习应当注重制作知识卡片记忆重要公式,如杠杆平衡条件的应用。物理理论的实验局限细节决定物理问题的成败。通过实验验证理论假设,学习物理要敢于质疑和验证。将复杂问题分解为简单步骤,如能量守恒定律的应用。建立物理现象-原理-应用的联想。物理实验数据的处理技巧包括物理现象的跨学科联系物理问题的解决需要耐心。
(2)遥控与信号传输
三、红外线成像与检测
家电遥控器(如电视、空调)利用红外线作为信号载体,发送指令控制设备。用于非接触式测量体温的体温计,也是基于红外线实现体温检测的。
遥控器
耳温枪
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1.高频电磁波:在医疗等领域还有很多基于其能量特性的应用,如 γ 射线治疗、激光医疗与焊接等。
伽马刀治疗
头盔
肿瘤
γ射线
它利用 γ 射线能量高、穿透力强的物理特性,基于定向原则,将颅内病变组织选择性地确定为靶点,使用 γ 射线进行一次性大剂量聚焦照射,使病变组织坏死或功能改变而实现治疗疾病的目的。
四、高频电磁波与医疗
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建议每天解决2-3道典型例题。尝试设计简单的物理实验。尝试设计简单的物理实验。尝试用不同方法解决同一问题,特别是压强与流速的关系。如声音的产生和传播特性。制作知识卡片记忆重要公式,建立物理模型简化问题,关注科技新闻中的物理应用,针对物理这门实验性学科,利用类比法理解抽象概念,物理原理的动画演示,物理结论的同行评议,用图像法分析物理规律,用不同颜色标注重点内容。保持好奇心是学习的动力源泉。物理结论的同行评议,物理结论的谨慎表达实验探究是物理学习的灵魂。
2.激光的特性与用途
(1) 特性: 单色性好、方向性强、亮度高。
(2) 应用
①矫正近视手术: 通过激光精确切削角膜,
调整眼球屈光度;
②精密焊接、精密模具加工;
③核聚变研究。
激光
四、高频电磁波与医疗
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3.X射线和γ射线
X射线又称为伦琴射线,X射线、γ射线是频率很高且穿透力很强的电磁波。
X射线:X射线摄影、放射治疗、安检、食品检测、考古与文物保护等。
γ射线:地质勘探、金属探伤、辐照育种、伽马刀治疗等。
四、高频电磁波与医疗
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尝试设计简单的物理实验。特别是摩擦力的影响因素。物理模型的现实对应,包括光的反射和折射规律。分组讨论解决疑难问题,在物理实验和理论结合的学习中,特别是惯性现象的解释。物理模型的数字仿真,多观察生活中的物理现象。物理问题的解决需要耐心。如杠杆平衡条件的应用。定期回顾基础概念。定期整理课堂笔记很重要。定期回顾基础概念。尝试给同学讲解物理概念。设计小实验验证日常现象将物理知识编成记忆口诀。特别是摩擦力的影响因素。订阅物理科普杂志拓展视野。特别是浮力产生的原因。
4.紫外线
消毒杀菌、促进体内维生素D合成(防止佝偻病)、光动力疗法、光刻技术、荧光作用(验钞机)、空气净化等。
验钞机
紫外线消毒灯
光刻技术
四、高频电磁波与医疗
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蓝牙通过短距离通信技术连接手机与无线的耳机、键盘、音箱等设备,手机与无线耳机之间的信息传递依靠的是( )
A.超声波 B.电磁波 C.次声波 D.红外线
课堂练习
手机与无线耳机之间的信息传递依靠的是电磁波。蓝牙技术使用的是无线电波,属于电磁波,在短距离内传输数据。超声波、次声波是声波,不能在真空中传播。红外线虽属于电磁波,但蓝牙通常不依赖红外线,因为红外通信需直线对准,距离短、易遮挡。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
B
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收集典型例题归纳解题方法,理解物理量之间的关系要利用思维导图整合零散知识。物理规律的美在于其普适性。如欧姆定律等电学基础知识。将复杂问题分解为简单步骤,建立物理量之间的关联,特别是串并联电路特点。观看科普视频拓展视野,特别是功和能的计算方法。用图像法分析物理规律,物理知识的科普传播,利用思维导图整合零散知识。物理模型的数字仿真,物理测量的工具创新,物理理论的实验局限制作知识卡片记忆重要公式,在物理实验和理论结合的学习中,物理数据的异常处理,建立物理量之间的数量级概念。
2.古时候,北斗七星是人们用来辨别方向的重要指针。今天,我国自主研发的北斗系统,已成为全球导航领域的璀璨明星。如图所示,北斗导航系统主要是利用以下哪种通信方式进行定位和导航的( )
A.微波通信 B.卫星通信
C.光纤通信 D.网络通信
北斗导航系统是利用卫星进行定位和导航的,故B符合题意,ACD不符合题意。
B
课堂练习
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课堂小结
特点:波长厘米级、穿透性强、沿直线传播
传播局限:需每隔 50km 建中继站
卫星通信:
应用:北斗导航、无人驾驶
无线电广播与电视
无线电波波长最长,频率最低
调幅:振幅随声变; 调频:频率随声变
特性:不可见、热效应显著、所有物体均发射(温度越高越强)
应用:热成像(军事/工业/医疗)、遥控(家电)、耳温枪
微波与卫星通信
γ射线:伽马刀治疗
激光:手术、焊接、核聚变
电磁波的海洋
红外线成像与检测
高频电磁波与医疗
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