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第十四章电磁波第四节电磁波与信息化社会第五节电磁波谱※了解电磁波与信息的传递※知道电磁波谱及组成部分※知道无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线的特点及作用1课前预习反馈2课内互动探究3核心素养提升4课内课堂达标5课后课时作业课前预习反馈信息可以通过电缆、光缆进行有线传输，也可实现无线传输。电磁波的频率________，相同时间内传递的信息量________。电磁波的传输越高越大电磁波的应用实例电信号摄像管：摄取景物的图象并将其转换为__________⇓调制和发射⇓天线接收高频信号，调谐，________⇓显像管：还原出与摄像管屏上_______的图象解调相同2．雷达(1)雷达的作用：是利用无线电波来测定________的无线电设备。(2)雷达用的无线电波的波段属于________。(3)雷达确定障碍物位置的方法：通过测定微波从发射到反射回来的________来确定目标的距离，并结合微波的_____________来确定目标的位置。3．移动电话指通信双方至少有一方可以________进行信息交换的通信方式。4．因特网是世界上最大的________________，可以在网上看电影，聊天，购物，查阅各种资料，进行远程教育，远程医疗，也可进行网上会议。物体位置微波时间方向和仰角自由移动计算机互联网1．概念按电磁波的________或________大小的顺序把它们排列成谱，叫电磁波谱。2．按频率由小到大的顺序排列电磁波谱无线电波，________，________，________，________，γ射线。电磁波谱波长频率红外线可见光紫外线X射线1．无线电波频率小于________的电磁波用于通信和广播，射电望远镜等。2．红外线一切物体________红外线。主要用途是：烘干、红外遥感、测温、夜视仪等。3．可见光波长在________到400mm之间，进入人眼能引起人的________。太阳辐射的能量绝大部分以可见光的形式向外辐射，是地球万物的能源。不同电磁波的特性和用途300GHz都发射700nm视觉4．紫外线比可见光波长________的电磁波，波长范围在5nm到________之间。主要用途是：①消毒；②化学作用；③荧光效应；④促使人体合成维生素D。5．X射线具有________的穿透能力。用途：透视人体、检查金属部件的质量等。6．γ射线是波长________的电磁波，具有很高的能量，穿透能力________。主要用途：①医学上的γ刀技术；②由于能穿透几厘米厚的铅板而用于探测金属内部的缺陷等。更短370nm较强最短更强从场的观点来看电场具有电能，磁场具有磁能，电磁场具有________。电磁波的发射过程就是辐射________的过程。电磁波在空间传播，________就随着一起传播。电磁波传递能量电磁能能量电磁能太阳光中含有可见光、无线电波、红外线、紫外线、X射线、γ射线。太阳辐射的能量主要集中在________、________和________三个区域，如图所示。可见光太阳辐射红外线紫外线『判一判』(1)雷达在能见度低的黑夜将无法使用()(2)每一部移动电话都是一个无线电台，同时又相当于一台收音机()(3)因特网是世界上最大的计算机互联网()(4)红外线、X射线、β射线和γ射线都属于电磁波。()(5)人体每时每刻都在发射红外线。()(6)用金属或瓷器盛食物在微波炉中加热效果相同。()×√√×√×『选一选』关于电磁波的特性和应用，下列说法正确的是()A．红外线和X射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体B．过强的紫外线照射能促进维生素D的合成从而有利于人体皮肤健康C．电磁波中频率最大的是γ射线，最容易用它来观察衍射现象D．紫外线和X射线都可以使感光底片感光解析：X射线有很高的穿透本领，常用于医学透视人体，但红外线穿透能力很弱，选项A错误；过强的紫外线照射对人的皮肤有害，选项B错误；电磁波中频率最大的是γ射线，波长最短，最不容易发生衍射现象，选项C错误。D『想一想』“为了您和他人的安全，请您不要在飞机上使用手机和手提电脑”。这句提醒警示语是乘坐飞机的游客都听过的语言，因为有些空难事故就是由于某位乘客在飞行的飞机中使用手机造成的。如图所示是飞机上的警示标志，1999年广州白云机场飞机降落时，机上有四位旅客同时使用了手机，使飞机降落偏离了8度，险些造成事故，2015年4月27日下午一位旅客在飞往乌鲁木齐的途中使用手机，被处于伍佰元的治安罚款。请问为什么在飞机上不能使用手机和手提电脑呢(包括游戏机)?答案：由于手机在使用时要发射电磁波，对飞机产生电磁干扰，而飞机上导航系统是非常复杂的，抗干扰能力不是很强，所以如果飞机上的乘客使用了手机，对飞机产生电磁干扰，那么后果将十分可怕。所以，在飞机上不要使用手机和手提电脑。课内互动探究人类历史经历了农业社会、工业社会，现正在步入信息社会。在信息社会，信息作为一种重要的资源和财富，影响着人们的生活，加速了社会的运转。根据你的了解和理解，你认为信息化社会有哪些特征？探究一电磁波与信息化社会提示：信息化社会具有“四化”——智能化、电子化、全球化、非群体化，而且还有“四性”——综合性、竞争性、渗透性、开放性。1．电视广播的发射和接收过程摄像管：摄取景物的图象并将其转换为电信号⇓调制和发射⇓天线接收高频信号，调谐，解调⇓显像管：荧光屏上还原出与摄像管相同的图象2．了解雷达(1)雷达的原理利用电磁波遇到障碍物发生反射的特性。(2)确定位置的方法已知无线电波的传播速度为c，测出从发射无线电波脉冲到接收到反射回来无线电波的时间t，就可由公式2s＝ct确定被测物体的距离，再根据无线电波的方向和仰角，便可以确定被测物体的位置了。(3)构造及特点一般由天线系统、发射装置、接收装置、输出装置(显示器)、电源、用于控制雷达工作和处理信号的计算机以及防干扰设备等构成。①雷达既是无线电波的发射端，又是无线电波的接收端；②雷达使用的无线电波是直线性好、反射性能强的微波波段；③雷达发射的是不连续的无线电波，即脉冲，每次发射时间短于1μs，两次发射的时间间隔约为0.1ms；④障碍物的距离等情况都由显示器直接显示出来。(4)应用探测飞机、导弹等军事目标；可以用于导航；天文学上研究星体；在气象上可以用于探测台风、雷雨、乌云。(多选)下列说法中正确的是()A．摄像机实际上是一种将光信号转变为电信号的装置B．电视机实际上是一种将电信号转变为光信号的装置C．摄像机在1s内要传送25张画面D．电视机接收的画面是连续的解题指导：因为观看电视的直觉告诉我们电视画面是连续的，从而得出错误结论。实际上画面看起来连续是因为更换迅速和视觉暂留效应。ABC解析：通过摄像机摄到景物的光信号，再通过特殊装置(扫描)转变为电信号，在1s内要传送25张画面；电视机通过显像管将接收到的电信号再转变为光信号，最后还原为景物图象，每秒要接收到25张画面，由于画面更换迅速和视觉暂留，我们感觉到的便是活动的图象，所以A、B、C正确。〔对点训练1〕如图所示是中国制造的具有“隐身能力”和强大攻击力的战斗机“歼20”隐形飞机的原理是：在飞机研制过程中设法降低其可探测性，使之不易被敌方发现、跟踪和攻击。根据你所学的物理知识，判断下列说法中正确的是()C．使用吸收雷达电磁波涂层后，传播到复合金属机翼上的电磁波在机翼上不会产生感应电流D．主要是对发动机、喷气尾管等因为高温容易产生紫外线辐射的部位采取隔热、降温等措施，使其不易被对方发现和攻击BA．运用隐蔽色涂层，无论距你多近的距离，即使你拿望远镜也不能看到它B．使用吸收雷达电磁波材料，在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，很难被发现解析：雷达向外发射电磁波，当电磁波遇到飞机时就要发生反射，雷达通过接收反射回来的电磁波，就可以测定飞机的位置，所以要想降低飞机的可探测性，可以使用吸收雷达电磁波的材料，在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，很难被发现，选项B正确。无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线合起来便构成了范围非常广阔的电滋波谱。如图所示是按波长由大到小(频率由小到大)顺序排列的电磁波谱。探究二各种电磁波的共性和个性的比较电磁波谱中的各部分有没有严格的分界线？提示：没有。1．共性(1)它们在本质上都是电磁波，它们的行为服从相同的规律，各波段之间的区别并没有绝对的意义。(2)都遵守公式v＝λf，它们在真空中的传播速度都是c＝3.0×108m/s。(3)它们的传播都不需要介质。(4)它们都具有反射、折射、衍射和干涉的特性。2．个性(1)不同电磁波的频率或波长不同，表现出不同的特性，波长越长越容易产生干涉、衍射现象，波长越短穿透能力越强。(2)同频率的电磁波，在不同介质中速度不同。不同频率的电磁波，在同一种介质中传播时，频率越大折射率越大，速度越小。(3)产生机理不同无线电波振荡电路中电子周期性运动产生红外线、可见光和紫外线原子的外层电子受激发后产生X射线原子的内层电子受激发后产生γ射线原子核受激发后产生(4)用途不同无线电波用于通信和广播，红外线用于加热和遥感技术，紫外线用于杀菌消毒。X射线应用于医学上的X光照片。γ射线用于检查金属部件的缺陷等。下面列出一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象。请将相应的字母填写在运用这些现象的医疗器械后面的空格上。(1)X光机________；(2)紫外线灯________；(3)理疗医用“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得较好。这里的“神灯”是利用________。A．光的全反射B．紫外线具有很强的荧光作用C．紫外线具有杀菌消毒作用D．X射线有很强的贯穿能力E．红外线具有显著的热作用F．红外线波长较长，易发生衍射DCE解题指导：电磁波在生产、生活和国防科技等方面应用广泛，联系实际的试题较多，要提高自己运用知识的能力。应该留心自然中、生活中、现代技术中应用了什么物理现象和规律，这是解决这种类型题目的关键。解析：(1)X光机是用来透视人的体内器官的，因此需要具有较强穿透能力的电磁波，但又不能对人体造成太大的伤害，因此采用了X射线。(2)紫外线灯主要是用来杀菌的，因此它应用的是紫外线的杀菌作用而非荧光作用。(3)“神灯”又称红外线灯，主要是用于促进局部血液循环，它利用的是红外线的热效应，使人体局部受热，血液循环加快。〔对点训练2〕验钞机发出的光能使钞票上的荧光物质发光，电视机、空调的遥控器发出的光能控制电视机、空调的工作状态。对于它们发出的光，以下判断正确的是()A．它们发出的都是红外线B．它们发出的都是紫外线C．验钞机发出的是红外线，遥控器发出的是紫外线D．验钞机发出的是紫外线，遥控器发出的是红外线D解析：紫外线有较强的荧光作用，能使荧光物质发出荧光，故验钞机发出的是紫外线；红外线波长较长，容易发生衍射，故能很方便地遥控家用电器。D正确。核心素养提升(1)电磁波在空中的传播速度可认为等于真空中的光速c，根据雷达荧光屏上发射波形和反射波形间的时间间隔，可求得侦察距离。(2)根据发射无线电波的方向和仰角，确定被侦察物体的位置。(3)雷达的最大侦察距离应等于电磁波在雷达发射相邻两个脉冲的时间间隔内传播距离的一半。雷达侦察问题的解决方法某高速公路自动测速仪装置如图1所示，雷达向汽车驶来方向发射不连续的电磁波，每次发射时间约为百万分之一秒，两次发射时间间隔为t。当雷达向汽车发射无线电波时，在指示器荧光屏上呈现出一个尖波形；在收到反射回来的无线电波时，在荧光屏上呈现第二个尖形波。根据两个波的距离，可以计算出汽车距雷达的距离，根据自动打下的纸带如图2所示，可求出该汽车的车速，请根据给出的t1、t2、t、c求出汽车车速表达式。解析：根据图2所示第一次测量时汽车距雷达距离s2＝ct12；第二次测量时汽车距雷达距离s2＝ct22。两次发射时间间隔为t，则汽车的速度v＝st＝s1－s2t＝ct1－t22t。注：这里边有一个微小的误差，即t不是两个位置的时间差，准确值应是t－t12＋t22但t12与t22相差不大，对v的计算结果影响很小可略去不计，所以采用上式已经够精确的了。答