17.2 电磁波及其传播（课件）-苏科版九年级物理下册同步教学精美课件

①因ppt使用的是高质量视频，故资源比较大（本ppt约120MB）。②所用视频资源已全部内嵌在ppt中，不需另外下载。③本节ppt共56页、4个视频，可根据需要选择点播，比较方便。④本ppt使用PowerPoint制作，画面比例为 宽屏16:9， 建议使用PowerPoint播放。①演示实验——《沿绳传播的波》②演示实验——《真空传播电磁波》③演示实验——《电磁波的波长、频率与波速》④课堂总结——《电磁波及其传播》致老师同学们视频资源清单 说明：部分视频来源于网络，版权归原作者所有，如涉及版权问题，请及时联系我们删除。九年级下册 走进信息时代电磁波与现代通信电磁波的发现使人类进入了无线通信时代，无线电报、传真、广播以及电视等如雨后春笋般地涌现出来.移动通信、卫星通信、光纤通信，特别是数字技术与互联网的发展使人类走进了信息时代，实现了“跨越时空、漫游地球村”的梦想电磁波谱 波的基本特征二、电磁波及其传播 了解电磁波1导入新课想一想上次课我们模拟制作了一个简易有线电报机传播信息，实际上的电报机存在许多缺点，例如操作繁琐，远距离连线不方便，不能及时进行双向交流。有没有其他方法使信息在传播过程中操作简便、传播距离远、传播信息量大且能够双向交流？2学习新课水面振动水波①水波的产生和传播 一、波的基本特征在这里，水的振动在传播时形成了水波；传播的是凹凸相间的运动形态，水本身并没有一起传播.1. 波的基本特征用手推动弹簧的左端A后，弹簧就会形成疏密相间的波动形态，并向右B传播。 ②弹簧中的疏密波 1. 波的基本特征一、波的基本特征当手握绳端上下振动时，绳端带动相邻的质点上下振动，继而再带动更远一些的质点振动，这样绳端的上下振动就沿绳子传出去了。从整体上看，就是一些凹凸相间的波形。③观察绳波的形成和传播机械振动在介质中传播，形成了机械波；机械波能够传播周期性的运动形态。1. 波的基本特征2. 波的基本特征一、波的基本特征我们可以用下面的物理量来描述波的基本特征。①振幅A 振动的幅度，它反映了振动的强弱。波源偏离平衡位置的最大距离，单位是m.2. 描述波基本特征的物理量②周期T：振动一次所需要的时间，单位是秒（s） ③频率f： 其数值等于每秒振动的次数，单位是赫兹（Hz）.频率与周期反映了振动的快慢。周期与频率的关系:一、波的基本特征④波长λ： 波在一个周期内传播的距离，单位是米（m）.⑤波速v： 波传播的速度，简称波速，单位是米/秒（m/s）.波速、波长与频率、周期的关系是：2. 描述波基本特征的物理量一、波的基本特征【例题1】如图为机械波某时刻的波形图，振动频率为5Hz，此波波长是______m，周期是________s。 根据波形图可知，经历2.5个周期波传波的距离为1.25m， 所以此波的波长是 λ=1.25m/2.5s=0.5m振动频率为5Hz，根据周期与频率的关系 fT=1 则周期是 T= 1/f=1/ 5Hz =0.2s 0.20.52. 描述波基本特征的物理量一、波的基本特征1. 电磁波及其存在从地球的表面到遥远的太空，到处都充满了电磁波，电磁波已成为现代人类生产、生活中不可缺少的伙伴和工具。1864年，物理学家麦克斯韦在深入研究电磁现象的基础上，建立了电磁场理论，并预言了电磁波的存在。詹姆斯·克拉克·麦克斯韦，英国物理学家、数学家。经典电动力学的创始人，统计物理学的奠基人之一。1831年6月13日生于英国苏格兰爱丁堡，1847年进入爱丁堡大学学习数学和物理，毕业于剑桥大学。1873年出版的《论电和磁》，也被尊为继牛顿《自然哲学的数学原理》之后的一部最重要的物理学经典。麦克斯韦被普遍认为是对物理学最有影响力的物理学家之一。没有电磁学就没有现代电工学，也就不可能有现代文明。二、了解电磁波 电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场.海因里希・鲁道夫・赫兹（1857年~1894年），德国物理学家，于1887年首先用实验证实了电磁波的存在，并于1888年发表了论文。他对电磁学有很大的贡献，故频率的国际单位制单位赫兹以他的名字命名。①电磁波1. 电磁波及其存在二、了解电磁波②验证电磁波的存在1. 电磁波及其存在二、了解电磁波1. 打开收音机的开关，将调谐旋钮调到没有电台的位置并将音量放大.2. 如图所示，取一节旧的干电池和一根导线，靠近收音机，将导线的一端与电池的一极相连，再用导线的另一端与电池的另一极时断时续地接触。3. 你从收音机里听到了什么?这是为什么? 可听到收音机内发出“咔”、“咔”的声音，表明电磁波的存在。1. 电磁波及其存在二、了解电磁波在我们周围的空间充满了电磁波，它们中有些看不见、摸不着，但却千万确地存在着。我们的电视机、收音机能接收到许多电视台和广播电台发的电磁波。例如，中央电视台第一套节目的波长为4.96m，频率为60.5M(1MHz=106Hz)；中央电视台第四套节目的波长为3.88m，频率为77.25MHz。1. 电磁波及其存在二、了解电磁波【例题2】小华在家里看电视时发现，只要妈妈在电视机旁使用电吹风，屏幕上就会出现很多“雪花”，电吹风一停，“雪花”也随即消失。这是因为电视机接收到了电吹风产生的（ ）A. 电磁波 B.次声波 C.噪声 D. 超声波 A 变化的电流周围存在着电磁波. 电吹风工作时能产生电磁波，这些电磁波被电视机接收，并对电视机产生了干扰。故选项A正确. 所以选A。1. 电磁波及其存在二、了解电磁波1.电磁波能在真空中传播吗?①如图所示，将手机的“背景灯光提示”功能(手机接收到信号后有灯光显示)打开后放在真空罩中，用抽气机抽去罩中的空气。打电话呼叫真空罩中的手机，手机能否收到呼叫信号?想一想，这个实验说明了什么?你还能列举出哪些事实说明电磁波能在真空中传播?它与声音的传播有什么不同?打电话呼叫真空罩中的手机，手机能收到呼叫信号。这说明电磁波能在真空中传播。2. 电磁波的传播特性二、了解电磁波 视频演示——《真空可以传播电磁波》 手机在真空中听不到铃声，但仍能接收到信号真空可以传播电磁波2. 电磁波的传播特性二、了解电磁波上述事例证明：2. 电磁波的传播特性二、了解电磁波①真空可以传播电磁波最新理论证明，各种电磁波在真空中的传播速度c是相同的： c =3.0×108 m/s 电磁波的传播速度是不是看起来很熟悉？你由此产生了什么联想？ 电磁波在真空中的传播速度与光速相同，光波属于电磁波。想一想2. 电磁波的传播特性二、了解电磁波②电磁波在真空中的传播速度 2. 探究一些材料对电磁波传播的影响.（1）将手机放在塑料容器或纸容器中，打电话呼叫容器中的手机（想一想：这时手机应怎样设置）。这时，手机能否收到呼叫信号? 将手机放在塑料容器或纸容器中，再打电话呼叫容器中的手机(因为看见“背景灯光提示”，所以应设置为“铃声”或“音乐”提示功能)。这时，手机能收到呼叫信号.2. 电磁波的传播特性二、了解电磁波（2）如图所示，将手机放在密闭的金属容器(如饼干桶、茶叶盒)中，打电话呼叫金属容器中的手机。这时，手机能不能接收到呼叫信号?将手机放在密闭的金属容器(如饼干筒、茶叶盒)中，打电话呼叫金属容暑中的手机。这时，手机收到的呼叫信号会明显减弱，甚至收不到呼叫信号，活动表明:③密闭的金属容器对电磁波有屏蔽作用.2. 电磁波的传播特性二、了解电磁波在建筑物或电梯中，手机有时会收不到信号或信号较弱，原因可能是什么？为了增强建筑物的抗震性能，往往利用密集的钢筋框架将整个建筑物连在一起，就像一个金属“笼子”。因此对电磁波信号有一定的屏蔽作用，而电梯本身就像是由金属外壳构建的房子，当然更会屏蔽电磁波。所以，手机有时会收不到信号或信号较弱。为了克服手机在建筑物或电梯中收不到信号或信号较弱的现象，科学家已经发明了将电磁波信号引人建筑物或电梯中的特殊装置，并已投入使用.想一想2. 电磁波的传播特性二、了解电磁波【例题3】探究电磁波特性的实验过程如下:（1）将手机的“背景灯光提示”功能打开后放在真空罩内，用抽气机抽去罩中空气，打电话呼叫罩中手机。这时，手机背景灯光闪烁。这个事实表明：电磁波_____(能/不能)在真空中传播.（2）将手机放在金属容器中(手机不与金属容器壁接触)，打电话呼叫金属容器中的手机，这时手机_______ (能/不能)接收到信号. （1）在真空罩内的手机被呼叫后背景灯光闪烁，表明电磁波能在真空中传播.（2）由于金属容器对电磁波有屏蔽作用，所以放在金属容器中的手机不能接收到信号. 能 不能 2. 电磁波的传播特性二、了解电磁波 描述电磁波的物理量是频率f、波长λ 和波速c。它们之间的关系是：c=λf3. 描述电磁波的物理量二、了解电磁波【例题4】图中是甲、乙两种不同电磁波的传播图像，下列说法正确的是（　　）BA．根据图像疏密可知，疏密不同频率不同，故A错误；B．甲电磁波更疏一些，波长较长，故B正确；C．电磁波的传播速度都相同，故C错误；D．乙电磁波更密，频率较高，故D错误。A．甲、乙两种电磁波的振动频率相同 B．甲电磁波振动的波长较长C．甲电磁波的传播速度较快 D．甲电磁波振动的频率较大所以选B。二、了解电磁波3. 描述电磁波的物理量①信号的发射电视信号的发射由电视台完成。利用摄像机获取图像信号，利用话筒获取声音信号，再经电磁波发射机通过天线发射出去，发射出的电磁波加载着声音和图像信号在空中传播。4. 电视广播的工作过程二、了解电磁波电视信号的接收由电视机完成。电视机是电磁波接收机，接收到空中传播的信号后，通过显像管将图像信号还原成图像，通过音频放大器和扬声器将声音信号还原成声音。 二、了解电磁波②信号的接收4. 电视广播的工作过程二、了解电磁波4. 电视广播的工作过程视频讲解——《电视广播的工作过程》电磁波谱是按波长（或频率）连续排列的电磁波序列。 ①电磁波谱三、电磁波谱1. 电磁波谱①电磁波谱的各频段及其对应的应用2. 电磁波的应用三、电磁波谱电磁波谱的频段常分为：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、x射线及γ射线。 ②电磁波在生活、生产、科学技术中的一些应用实例2. 电磁波的应用三、电磁波谱X射线实际上是一种频率极高，波长极短、能量很大的电磁波。X射线穿过人体时，受到不同程度的吸收，在荧光屏上或摄影胶片上引起的荧光作用或感光作用的强弱就有较大差别，因而在荧光屏上或摄影胶片上将显示出不同密度的阴影。根据阴影浓淡的对比，结合临床表现、化验结果和病理诊断，即可判断人体某一部分是否正常。2. 电磁波的应用三、电磁波谱③ 电磁污染电磁波在为人们生活带来日新月异变化的同时，也给人类生存的环境带来了危害。医学研究发现，频率在0.1 MHz以上的电磁波，在强度足够大时会扰乱人体的自然生理节律，使人出现头痛、失眠、健忘等“亚健康”状态。电磁波还能使人体体温调节机制失衡，导致心率加快、呼吸障碍，对心血管疾病的发生、发展起着推波助澜的作用。电磁波穿透力强，它不仅作用于体表，而且会殃及深层组织、器官，往往在人体未感到体表组织疼痛时，深层组织或器官已受到损害.电磁波辐射造成的危害虽然不可小视，但也不必过度恐慌，只要我们合理地利用电磁波，趋利避害，就能将其危害降到最低.2. 电磁波的应用三、电磁波谱微波(microwave)技术主要应用在通信方面，如雷达、导航、电视等领域。人类发现微波能加热食物纯属偶然，在第二次世界大战期间，科学家在调试雷达发射天线时，发现口袋里的巧克力熔化了，探究其原因后发现，原来这是微波作用的结果，从而认识到可利用微波来加热食物.微波炉微波炉所使用的微波频率一般为2450 MHz。当微波照射到食物上时，食物中的水分子吸收了微波的能量，激烈振动，温度升高.因此，微波炉能在很短的时间内把食物烹熟，与其他厨房烹饪器具相比，微波炉具有烹饪速度快、食品的养分损失少、清洁等优点.2. 电磁波的应用三、电磁波谱3课堂总结波的基本特征①振幅A: 振动的幅度，反映了振动的强弱，单位是m.②周期T：振动一次所需要的时间，单位是s.③ 频率f：其数值等于每秒振动的次数，单位是Hz.④ 波长λ：波在一个周期内传播的距离，单位是m.⑤ 波速v：波传播的速度，简称波速，单位是m/s. 波速、波长与频率、周期的关系是 了解电磁波①电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场.②电磁波能在真空中传播。速度c =3.0×108 m/s ③密闭的金属容器对电磁波有屏蔽作用.电磁波谱①电磁波谱是按波长（或频率）连续排列的电磁波序列. ②电磁波的应用：无线电通信、医疗、手机通讯、 卫星信号、导航、遥控、定位、家电等。 电磁波及其传播课堂总结（1） 频率与周期反映了振动的快慢 f=1/T课堂总结（2） 4WHAT•WHY•WOW 1. 上网查询无线电广播的工作过程.四、课外实践与练习——WWW ①无线电广播信号的发射由广播电台完成.主要由三部分组成：话筒、调制器放大器、天线。 1. 上网查询无线电广播的工作过程.四、课外实践与练习——WWW ②无线电广播信号的接收有下列几部分组成： 天线、调谐器、解调器、扬声器。 2. 收音机在中波段一般只能收听本地广播电台的节目，在短波段可以收听远程甚至国外广播电台的节目.请观察你家收音机的面板，它有几种不同的波段?你能否说出各波段所能接收的电磁波的频率范围?试一试，这台收音机可以收听到几个无线电台的广播节目?这些电台的频率各是多少?四、课外实践与练习——WWW解析见下页在一般的收音机或收录机上都有中波波段AM 及调频波段FM。AM所能接收的频率范围：530—1600KHz；FM所能接收的频率范围：76−108MHz。 例如AM波段：北京电台首都生活广播603KHz；中央电台中国之声639KHz；中央电台文艺之声(第9套)747KHz；国际电台HIT−FM900KHz；北京电台体育频道927KHz；中央电台朝鲜语广播1206KHz；北京电台经济频道1026KHz。四、课外实践与练习——WWW 3. 在老师的帮助下，用静电感应起电机和接收装置体验电磁波的存在.如图（a）所示，将两根从废旧收音机上拆下的天线与氖管的两个金属电极相连后固定在支架上，作为电磁波接收装置.将静电感应起电机放在接收装置旁作为发射装置，使天线所在的竖直平面与放电球杆所在的平面平行，调节两个放电球之间的距离(约为1~2 cm).转动静电感应起电机的手柄，使放电球间产生火花放电.这时，你可以看到接收装置的氖管出现辉光放电现象. 四、课外实践与练习——WWW本实验是证明电磁波存在的实验。根据老师指导做好每个步骤，观察到实验设计该有的现象即可证明电磁波的存在。5课堂练习1. 打开收音机的开关，将旋钮调到没有电台的位置，并将音量开大，取一节旧的干电池和一根导线，靠近收音机，将导线的一端与电池的一极相连，再用导线的另一端与电池的另一极时断时续地接触，如图所示，会听到收音机发出“咔咔”声，这一现象验证了_________的存在.现将收音机放入玻璃罩中，用抽气机抽出罩中的空气，重复以上实验，却发现听不到收音机发出的“咔咔”声。试分析:（1）收音机放在真空玻璃罩中听不到“咔咔”声的原因是_________；（2）谢老师在一次乘坐电梯时，发现性能完好的手机接收不到信号，请问这是什么原因?答:_______________。请设计一个实验验证你的判断.(简述实验方法)五、课堂练习 声音不能在真空中传播 电磁波将手机设置到响铃状态后放入密闭的金属容器内，用另一手机呼叫金属容器内的手机，如果听不到金属容器内的手机响，就说明金属容器对电磁波有屏蔽作用.电梯对电磁波有屏蔽 解析见下页 将导线的一端与电池的一极相连，再用导线的另一端与电池的另一极时断时续接触或断开的瞬间，电路中的电流迅速变化，向周围空间发射电磁波，收音机接收到了这种电磁波，发出“咔咔”声，这一现象验证了电磁波的存在.（1）收音机放在真空玻璃罩中听不到“咔咔”声的原因是声音不能在真空中传播.（2）电磁波在传播过程中，遇到金属体时，金属体对电磁波会产生屏蔽作用——电磁波无法进入金属体内部.电梯相当于一个金属容器，对电磁波有屏蔽作用，手机信号是电磁波中的微波，易受到建筑物的阻挡，电梯周围的水泥墙也会阻挡手机信号，在高楼林立的地区会出现手机信号的“盲区”.实验设计可以考虑将手机放入金属容器中，看能否接收到信号.五、课堂练习 2. 下列设备中，没有利用电磁波工作的是（ ） A. 收音机 B. 微波炉C. 体检用 B型超声波诊断仪 D. 红外线测距仪C五、课堂练习 收音机接收的无线电波、微波炉发出的微波、红外线测距仪利用的红外线，都属于电磁波；体检用B型超声波诊断仪是利用超声波工作的. 答案:C3. 关于载有电视节目的电磁波的发射和接收过程，下列说法中错误的是 （ ）A.电视台是发射电磁波的，而接收电磁波的是电视机B.只有接收到与发射台发射的同一频率的电磁波时，才能收看到发射台的节目C.电视台发射的电磁波中同时带有声音和图像信号 D. 电视机接收的电磁波中只有图像信号D五、课堂练习 电视台把声音信号和图像信号同时加载到频率很高的电磁波上，通过天线发射到空中，电视机通过天线接收带有声音信号和图像信号的电磁波，只有接收到与发射台发射的同一频率的电磁波时，才能收看到发射台的节目。A、B、C均对，D错.所以选D。4．图（a）中的甲是我们能看得见的红光，根据图（b）可知，乙可能是红外线，遥控器______（选填“可以”或“不可以”）利用乙来遥控电视机；不同频率的两种电磁波在真空中的波速______（选填“相同”或“不同”）。医生可以利用X射线拍片诊断病情，X射线的频率比乙______（选填“高”或“低”）。五、课堂练习 相同 可以 高解析见下页五、课堂练习 遥控器利用红外线来工作，故可以利用乙来遥控电视机。电磁波的传播不需要介质，不同频率的电磁波在真空中的波速相同，都等于真空中的光速。 由图（b）可知X射线红外线波长要小，由 可知，波长越小，频率越高，故X射线的频率比乙高。5. 电磁波不需要介质也能向外传递能量，形成电磁辐射.电磁辐射对人体健康的影响已引起人们广泛关注.以下活动中，几乎不会对人体产生电磁辐射的是（ ）A. 使用手电筒 B. 玩电脑游戏 C. 接听手机 D. 紧靠工作着的微波炉 A五、课堂练习 凡是利用交流电工作的用电器，在工作时都会产生电磁波，并且内部工作电流较大的用电器工作时产生的电磁波比较强，而内部工作电流较小的用电器工作时产生的电磁波较弱.当人长时间接触那些工作电流较大的用电器时，较强的电磁波就会对人体产生电磁辐射.解析见下页以下活动中，几乎不会对人体产生电磁辐射的是（ ）A. 使用手电筒 B. 玩电脑游戏 C. 接听手机 D. 紧靠工作着的微波炉 A五、课堂练习 计算机的键盘、显示屏、CPU 等在工作时会产生大量的电磁波，当人长时间接触计算机时就会对人体产生电磁辐射，造成对人体健康的伤害；手机在接通的瞬间，会发出强大的电磁波，如果长时间通话或，人体都会受到手机的电磁辐射，所以很多专家学者都告诫我们使用手机时最好等手机接通后 1~2 s后再通话，这样可以减少手机发出的电磁波给人体带来的伤害；微波炉本身就是依靠强大的微波进行工作的，虽然在制造过程中科学家们已经设法尽量减少电磁波的泄漏，但是科学研究表明，当我们紧靠工作着的微波炉时同样会受到电磁波的辐射.所以综上分析，只有A选项是正确的。因为一般手电筒使用的都是直流电，所以不会产生有损人体健康的电磁辐射。 答案.A 6. 电磁波是一个大家族，红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等，都是家族中的成员. 其中，能用来检测金属中是否有缺陷的是_______ ，家用电器的遥控器发出的“光是”______.五、课堂练习 因为γ射线具有很强的穿透能力，所以可用来检测金属中是否有缺陷；家用电器的遥控器发出的“光”是红外线. γ射线红外线7. 为了减少电磁污染对我们生活的影响，下列做法正确的是（ ） A.禁止在市区建设移动通信基站 B.把家用电器集中安放在厨房 C.避免长时间使用手机D.使用电器时，离电器越近，受电磁波的辐射越小C五、课堂练习 为了减少电磁污染对我们生活的影响，A、 B两种方法从理论上讲是合理的，但在现实生活中不可行；C做法既合理又可行.使用电器(通过交流电的电器)时，离电器越近，受电磁波的辐射越大，D错. 答案:C 8. 如图所示是电磁波及应用实例，下列说法正确的是（ ）D A.紫外线是紫色的 B.电视机遥控器用 γ 射线遥控 C.体检时胸透用的电磁波频率比无线电波低 D.各种电磁波在真空中的传播速度是相同的 A．红外线是红光以外的光线，肉眼不能看见，故A错误； B．电视机的遥控器利用了红外线遥控，故B错误；C．由图可知，体检胸透用的电磁波（X射线）频率比无线电波高，故C正确；D．各种电磁波在真空中的传播速度是相同的3×108m/s，D错误。故选C。五、课堂练习