高二物理电磁波及其应用

第四章《电磁波及其应用》4.1《电磁波的发现》（1）变化的磁场产生电场①均匀变化的磁场产生稳定的电场１、麦克斯围电磁场理论EtOBtO（1）变化的磁场产生电场②振荡磁场产生振荡电场１、麦克斯围电磁场理论tBOEOt正弦曲线振荡磁场振荡电场E与B频率相同①均匀变化的电场产生稳定的磁场１、麦克斯围电磁场理论BtOEtO（2）变化的电场产生磁场（2）变化的电场产生磁场②振荡电场产生振荡磁场１、麦克斯围电磁场理论tEOBOt正弦曲线振荡电场振荡磁场B与E频率相同（1）麦克斯韦预言电磁波的存在：2、电磁波振荡电场和振荡磁场交替产生，由近及远地传播，形成电磁波。（1）麦克斯韦预言电磁波的存在：2、电磁波振荡电场和振荡磁场交替产生，由近及远地传播，形成电磁波。（2）赫兹用实验证实电磁波的存在：2、电磁波令人振奋的电火花（3）电磁波可以在真空中传播。2、电磁波传播速度为：（4）电磁波也会发生反射、折射、干涉、衍射、多普勒效应和偏振现象。c=3×108m/s（5）电磁波有能量。4.2《电磁波谱》一、波长、频率和波速1.波长:相邻的两个波峰(或波谷)之间的距离(单位:m)2.频率:在1s内传播完整波长的个数3.波速:用来描述波传播快慢的物理量三者关系:波速=波长频率cfcT即:或二、电磁波谱1.概念:按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱频率逐渐增大不同的电磁波由于具有不同的频率,才具有不同的特性从左向右频率逐渐增大，波长逐渐减小３、无线电波范围：波长大于1mm，频率小于3GHz应用：广播、电视、天体物理研究，微波炉中的微波也是无线电波4、红外线范围：波长比无线电波短，比可见光长特点：红外线具有热效应，任何物体都能辐射红外线，温度越高，红外辐射越强）应用：①红外线遥感②遥控③红外线加热5、可见光波长范围：400nm-700nm包含七种颜色的色光：红、橙、黄、绿、蓝、聢、紫作用：引起人眼视觉6、紫外线波长范围：5nm-400nm特征：具有较大的能量应用：①杀菌②促进钙的吸收③防伪（例：验钞机）危害：过量的紫外线照射会伤害眼睛和皮肤7、x射线和γ射线范围：波长比紫外线更短x射线应用：①检查人体内部器官②金属探伤③安检）γ射线应用：①杀死癌细胞②金属探伤三、电磁波的能量麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，这说明电磁波是一种客观存在的物质例：我们可以利用微波对食物进行加热，光是一种电磁波，太阳光照射到我们身上，我们感觉到身体热起来，我们的收音机能够受到广播电台的声音，那是因为电台发射的电磁波在收音机的天线里感应出了电流。这种种现象说明电磁波具有能量四、太阳辐射1.太阳辐射中包含无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、γ射线2.能量集中在可见光、红外线、紫外线三个区域3.波长在黄绿光的辐射能量最强,人眼对黄绿光感受最强4.3《电磁波的发射和接收》一、无线电波的发射1．载波：携带声音、图象等信息的高频交变电流，叫做载波。2．调制：把信息加到载波上，使载波随信号而改变的技术叫调制。3．调幅波：高频载波的振幅随信号而改变叫调幅波。4、调频波：高频载波的振频率随信号而改变叫调频波二、无线电波的接收：1、调谐：从电磁波中选出所要的信号的技术叫做调谐2、解调：从载波中将声音、图象等信息“取”出叫解调。三、电视扫描一帧要0.04s，1s内送25帧图象四、移动通信手机同时是电磁波发射器和接收器。要靠强大的固定无线电台（基站）转接。无线电技术中使用的电磁波叫无线电波，无线电波的波长从几毫米到几千米，通常根据波长或频率把无线电波分成几个波段，如下表所示：波段波长频率传播方式主要用途长波30000m～3000m10kHz～100kHz地波超远程无线电通信和导航中波3000m～200m100kHz～1500kHz地波和天波调幅（AM）无线电广播、电报、通信中短波200m～50m1500kHz～6000kHz短波50m～10m6MHz～30MHz天波微波米波（VHF）10m～1m30MHz～300MHz近似直线传播调频（FM）无线电广播、电视、导航分米波（UHF）1m～0.1m300MHz～3000MHz直线传播电视、雷达、导航厘米波10cm～1cm3000MHz～30000MHz毫米波10mm～1mm30000MHz～300000MHz4.4《信息化社会》一、信息的拾取和传感器1．人的五种感觉：视觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉。2、传感器：将其他各种信号转变为电信号的仪器3、传感器作用：代替、补充、延伸人的感觉器官4．几种传感器：双金属温度传感器，光敏电阻传感器，压力传感器（电容式压力传感器、电容式话筒）等二、信息的传递：多媒体传输。电磁波传输，电缆、光缆：有线传输或无线传输。三、信息的处理和数字通信1、模拟信号、数字信号：2、数字信号的优点：抗干扰能力强、容易加密，便于用计算机处理。同一条通信线路可综合传输声音、图象和各种数据。五、数字电视不过无法全部实现数字电视的高清晰度、高音质以及其他多项功能六、信息时代