第2节 电磁波的应用（教学课件）物理新教材沪科版（五四学制）九年级下册

物理九年级下册 •沪科版（五·四学制） 第15章 电磁波及其应用 第2节 电磁波的应用 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 电磁波的“家族”成员；电磁波可以传递能量、信息。 02 科学思维 分析电磁波在传递能量、传递信息方面的应用。 03 科学探究 电台广播信号的转化过程（声音信号传递过程）。 04 科学态度与责任 举例引导学生感受电磁波的应用，培养学习兴趣；小组合作中培养团队协作与交流能力。 教学重难点 教学难点 教学重点 1.电磁波的“家族”成员； 2.电磁波可以传递能量、信息； 3.电磁波的应用。 1.电磁波的“家族”成员中的波长与频率； 2.理解移动通信示意图。 移动通信是电磁波在现代社会中的重要应用。 如图15-2-1所示，遍布城市和乡村的移动通信发射塔，标志着我国移动通信行业的迅速发展。除了移动通信，电磁波在日常生活中还有哪些应用呢？ 课堂引入 知识点1 电磁波“家族”有哪些成员？ 要了解电磁波的应用，首先要了解电磁波“家族”有哪些成员。 如图15-2-2所示，电磁波的“家族”非常庞大，频率范围很广。如医疗检测使用的X射线，各种颜色的可见光以及红外线、 紫外线等不可见光都是电磁波“家族”的成员。 探索新知 知识点1：电磁波“家族”有哪些成员？ 阳光让人感觉温暖，说明光可以传递能量。 和光一样，所有的电磁波都可以传递能量。 电磁波可以传递能量也能传递信息 我们可以通过电视新闻了解外部世界，可以利用移动通信进行沟通，这说明电磁波也能传递信息。 我们可以通过电视新闻了解外部世界，可以利用移动通信进行沟通，这说明电磁波也能传递信息。 A ．属于无线电波 B ．波长比可见光的电磁波短 C ．在空气中传播速度为 340m/s D ．在真空中传播速度比红外线传播速度小 例1 使用蓝牙耳机接听手机来电，信号传输示意图如图，手机通信与基地台传输的电磁波 ( ) A 典例分析 【解析】A．由图可知，手机通信与基地台传输的电磁波是无线电波，故A正确； B．电磁波波长 ，c恒定，频率越低波长越长。由图可知，手机通信与基地台传输的电磁波频率比可见光频率低，所以波长比可见光的波长长，故B错误； C．电磁波在真空中的传播速度约为 ，故C错误； D．无线电波和红外线都是电磁波，在真空中的传播速度相同，故D错误。 典例分析 知识点2 电磁波在传递能量方面有哪些应用？ 电磁波具有能量，能量可以随着电磁波向外传递。 知识点2：电磁波在传递能量方面有哪些应用？ 食物中的水分在微波作用下温度会迅速升高，利用微波可以加热食物（图 15-2-3 ）。γ 射线是一种能量很高的高频电磁波，可以利用它进行立体定向无创“手术”（图15-2-4 ）。 遥感是一种远距离非接触式获取目标特征信息的技术。人造地球卫星、飞机等装配的遥感设备能够捕获来自地面物体的电磁波，通过对这些电磁波信息进行分析，可以获知地面物体的形状、温度等信息。遥感技术在环境监测、资源普查、农业生产预测、防灾减灾、国家安全等领域有着广泛的应用（图 15-2-5 ）。 遥感 地球表面吸收阳光的能量后，会向外辐射波长较长的电磁波，大气 中的二氧化碳等温室气体则能阻碍这种电磁波继续向外层空间辐射，进而造成温室效应（图 15-2-6 ）。 STSE 例1 我国“逐日工程” 团队研制的空间太阳能电站有望为多个太空飞行器或地面移动设备同时进行无线供电，这主要是利用了 ( ) A ．微波传递能量 B ．超声波传递能量 C ．微波传播信息 D ．超声波传播信息 A 典例分析 【解析】太空属于真空环境，超声波是机械波，传播需要介质，无法在真空中传递；该技术的作用是为设备无线供电，核心是传递能量而非仅传递信息，微波属于电磁波，可以在真空中高效传递能量，符合空间太阳能电站无线供电的需求。故选A。 典例分析 知识点3 电磁波在传递信息方面有哪些应用？ 知识点3：电磁波在传递信息方面有哪些应用？ 电磁波在现代信息社会中应用广泛，不同波长的电磁波传递信息的本领各有所长。长波可用于潜艇通信，中短波可用于无线电广播，微波可用于电视信号传输、移动通信、卫星导航、雷达侦测等。 广播电台发出的中波或短波信号传播距离远、覆盖范围广，即使在互联网发达的今天，接收无线电广播的收音机仍有用武之地。你可以在应急救灾包（图 15-2-7）和家用轿车（图 15-2-8） 中发现它。 电磁波在传递信息方面有哪些应用？ 如图15-2-9 所示，话筒首先将声音转化为随声波变化的电信号，叫做音频信号。再将音频信号加载到高频电磁波并通过天线发射到空中。收音机将接收到的高频电磁波还原成音频信号，最后再放大并通过扬声器播放出来，我们就听到了电台的广播。 拓展视野 与无线电广播不同，移动通信常用到的手机功率比较小，发射的电磁波传输距离不够远，容易被建筑物遮挡，所以，两部手机 A 、B要通过包含基站在内的移动通信设备和线路才能进行通信（图 15-2-10 ）。 移动通信 目前，我国移动通信技术已居于世界领先地位。 导航卫星利用电磁波对地面设备定位。我国自主研制的北斗卫星导航系统抗遮挡能力强，服务精度高，还能提供通信业务。目前北斗系统已在诸多领域得到了广泛应用，例如在港口借助北斗卫星对集装箱卡车的定位，实现港口的自动化管理（图15-2-11）。北斗卫星导航系统的运行不仅促进了国家经济建设，而且使我国摆脱了对其他导航系统的依赖，从而维护了国家安全。 导航卫星 人类对太空的探索也离不开电磁波。“神舟” 载人飞船通过电磁波向地面接收站发回信息， “嫦娥”探测器通过电磁波把月球表面的图像传回地球，“中国天眼”射电望远镜通过接收星体辐射的微弱电磁波探测宇宙中极其遥远的天体。 电磁波的应用极大地改变了人们的生活方式，推动了社会的进步！ 人类对太空的探索离不开电磁波 例1 下列事例中： （1）阳光下，太阳能灶能把水烧开； （2）激光能在钢板上打孔； （3）通过光纤传递图像信息； （4）红绿灯是控制交通的信号。 属于电磁波传播能量的是 ；属于电磁波传播信息的是 。 （1）（2） （3）（4） 典例分析 【解析】光属于电磁波。由利用电磁波的能量改变物体状态属于电磁波传播能量可知，事例（1）（2）属于电磁波传播能量；由通过电磁波携带的信号传递特定内容属于电磁波传播信息可知，事例（3）（4）属于电磁波传播信息。 典例分析 课堂小结 课堂小结 电磁波的应用 加热食物 γ 射线“手术” 电磁波在传递能量方面的应用 广播电台发出的中波或短波信号 移动通信；导航卫星等 电磁波在传递信息方面的应用 频率范围很广 可以传递能量、信息 电磁波的家族”成员 01 02 03 04 05 06 课堂练习 1 ．北斗卫星导航系统向地面传递信息利用的是 ( ) A ．红外线 B ．电磁波 C ．紫外线 D ．超声波 B 课堂练习 2 ．下列设备中，主要利用电磁波传递信息的是 ( ) A ．声呐探测鱼群 B ．微波炉加热食物 C ．蓝牙耳机传输音乐 D ．电饭煲自动保温 C 课堂练习 3 ．随着通信技术的发展，现在大部分手机具有直连卫星通信的功能，手机与卫星通信时是依靠 波传递信息的；通信信号在卫星所处的环境中传播速度约为 m / s 。 电磁 3×108 课堂练习 4 ．2026 年福建推广的智能家居系统，通过 WiFi 控制电器，WiFi 信号属于 波；遥控器发出的红外线 （填“属于/不属于”） 电磁波。 电磁 属于 课堂练习 项目 CCTV1 4G 频段 5G 频段 可见光 频率/Hz 1.061× 106 1.88 ~ 1.90× 109 3.3 ~ 3.4× 109 4.2 ~ 7.8× 1014 A ．5G 网络的波长比 4G 网络长 B ．CCTV1 广播台的电磁波属于无线电波 C ．可见光中，紫光的频率比红光的频率小 D ．真空中 5G 网络的传播速度比 4G 网络的快 5 ．如表所示是不同电磁波的频率，如图所示是电磁波家族。以下判断正确的是 ( ) B 课堂练习 6 ．人们常说“5G 手机比 4G 手机快” 。某运营商的 5G 手机通信使用 2515-2615MHz 的电磁波，4G 手机通信使用 2615-2675MHz 的电磁波。不同频率和波长的电磁波如图。该运营商 5G 手机通信所用电磁波（1MHz=1×106 Hz）( ) A ．属于红外线 B ．频率比 4G 手机通信的高 C ．波长比 4G 手机通信的大 D ．在真空中的传播速度比 4G 的大 C 课堂练习 谢谢聆听 谢谢聆听 $