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高中物理新人教版选修1-1系列课件
第四章 《电磁波及其应用》复习课
4.1《电磁波的发现》
教学目标
知识与能力:
1、理解麦克斯韦电磁场理论的两个支柱:变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场。了解变化的电场和磁场相互联系形成同一的电磁场。
了解电磁场在空间传播形成电磁波。
了解麦克斯韦电磁场理论以及赫兹实验在物理学发展中的贡献。体会两位科学家研究物理问题的思想方法。
教学重点:
理解麦克斯韦电磁场理论;电磁场在空间传播形成电磁波
教学难点:
电磁场在空间传播形成电磁波
(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
(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
t
t
正弦曲线
振荡磁场
振荡电场
E与B
频率相同
1、麦克斯围电磁场理论
(2)变化的电场产生磁场
(2)变化的电场产生磁场
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
(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
t
t
正弦曲线
振荡电场
振荡磁场
B与E
频率相同
1、按照麦克斯韦的电磁场理论,以下说法中正确的是( )
A、磁场在周围一定产生电场
B、电场在周围一定产生磁场
C、变化的磁场在周围产生电场
D、变化的电场在周围产生磁场
例与练
变化的磁场(电场)产生电场(磁场)
2、按照麦克斯韦的电磁场理论,以下说法中正确的是( )
A、恒定的磁场在周围产生恒定的电场
B、变化的磁场在周围产生变化的电场
C、均匀变化的磁场在周围产生均匀变化的电场
D、均匀变化的磁场在周围产生恒定的电场
例与练
均匀变化的磁场(电场)产生恒定的电场(磁场)
3、按照麦克斯韦的电磁场理论,以下说法中不正确的是( )
A、振荡的磁场在周围产生恒定的电场
B、振荡的磁场在周围产生均匀变化的电场
C、振荡的电场在周围产生不同频率的振荡磁场
D、振荡的电场在周围产生同频率的振荡磁场
例与练
振荡磁场(电场)产生同频率的振荡电场(磁场)
(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=3×10 8m/s
(5)电磁波有能量。
4、关于电磁波,下列说法中正确的是 ( )
A、均匀变化的电场和均匀变化的磁场互相激发,由产生处向远处传播形成电磁波
B、振荡电场和振荡磁场互相激发,由产生处向远处传播形成电磁波
C、电磁波的振荡电场和振荡磁场方向互相垂直,且与传播方向互相垂直
D、电磁波能够发生反射、干涉、衍射、偏振现象
例与练
电磁波是横波
5、比较电磁波和机械波,下列说法中正确的是( )
A、电磁波和机械波都可以在真空中传播
B、电磁波和机械波都是传递能量的一种形式
C、电磁波和机械波都能产生反射、干涉、衍射、偏振现象
D、电磁波和声波都是纵波
例与练
机械波只能在介质中传播
电磁波是横波,声波是纵波
4.2《电磁波谱》
教学目标
知识与能力:
1、掌握波长、频率和波速的关系。知道电磁波在真空中的传播速度跟光速相同,即c=3×108m/s。
2、了解电磁波谱是有无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、γ射线组成的,能够知道它们各自的特点与主要应用。
3、了解电磁波具有能量。了解太阳辐射大部分能量集中的波长范围。
4、了解寻找地外文明的主要历史和当前的进展,激发学生探索地外未知生命的热情,增加求知欲。
教学重点:波长、频率和波速的关系。各波段的特点与主要应用。
教学重点:各波段的特点与主要应用。
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
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
1.关于电磁场理论,以下说法正确的是:( )
A.在电场周围一定会产生磁场
B.任何变化的电场周围空间一定会产生变化的磁场
C.均匀变化的电场会产生变化的磁场
D.周期性变化的电场会产生周期性变化的磁场
D
五、巩固练习
2. 以下有关在真空中传播的电磁波的说法正确的是 ( )
A.频率越大,传播的速度越大 B.频率不同,传播的速度相同
C.频率越大,其波长越大 D.频率不同, 传播速度也不同
B
3.关于电磁波的下列说法,不正确的是( )
A.电磁波可以在真空中传播
B. 电磁波不能在空气中传播
C. 麦克斯韦第一次通过实验验证了电磁波的存在
D. 赫兹第一次通过实验验证了电磁波的存在
B
3. 在电磁波谱中,红外线、可见光和伦琴射线(射线)三个波段的频率大小关系是 ( )
A.红外线的频率最大,可见光的频率最
B.伦琴射线的频率最大,红外线的频率最小
C.可见光的频率最大,红外线的频率最
D.伦琴射线频率最大,可见光的频率最小
B
4. 关于紫外线,下列说法中正确的是 ( )
A.一切物体都会发出紫外线
B.紫外线可用于无线电通讯
C.紫外线有较高的能量,足以破坏细胞中的物质
D.在紫外线照射下,所有物质会发出荧光
C
4.3《电磁波的发射和接收》
教学目标
知识与能力:
1、了解无线电广播发射和接收技术中,调制、调幅、调频、调谐、解调的含义。
2、了解电视摄像管的基本结构以及电视广播发射和接收过程。
3、了解移动通信就的基本过程。了解基站的作用。
4、了解通信技术的发展对人类文明的促进作用。
教学重点:
有效地辐射电磁波的条件;电磁波发射方式 ;无线电波的接过程
教学难点:
无线电波的接过程
一、无线电波的发射
1、振荡器:能产生频率很高的交变电流的器件。
2、载波:振荡器产生的高频交变电流,是用来携带声音、图象等信息的,叫做载波。
3、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。
4、调制的两种方式: 调幅和调频。
5、调幅波:高频载波的振幅随信号
而改变叫调幅波。
中波和短波波段的无线电广播,微波段的电视广播的图象信号使用。
演示实验:
用示波器观察调幅波。
一、无线电波的发射
6、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:从众多的电磁波中选出所
要的电台的技术叫做调谐。
2、解调:从接收的载波中将声音、
图象等信息“取”出来叫做解调。
调频波优点:
振幅不变,抗干扰能力强,失真较小。
缺点:接收机结构复杂,服务半径比较小。
三、电视
摄像机、摄像管,扫描,
扫描一帧要0.04s,1s内送25帧图象。
除了图象信号外,还有伴音信号。
四、移动通信
每个移动电话都是一个电磁波发射器,它通过电磁波把你讲话的信息发射到空中,同时它又是一个电磁波接收器,在空中捕获电磁波,使你得到对方讲话的信息。
手持移动电话的体积很小,发射功率不大。它的天线也很简单,灵敏度不高。因此,手机通话时要靠强大的固定无线电台转接。这种固定的无线电台叫做基站。城市高大建筑物上、农村有的山头上,常常可以看到移动通信基站的天线。
小结
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
小结
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:
课堂练习和课外作业
课堂练习: P89 问题与练习 1-4
课外作业: 作业本P47 1-5
选修1-1 第四章 电磁波及其应用
问题与练习三 电磁波的发射和接收
1.答: 调制:把信息加在载波上,就是使载波随信号改变,这
种技术叫调制。
调幅:使高频载波的振幅随信号改变,这种调制叫调幅。
调频:使高频载波的频率随信号改变,这种调制叫调频。
调谐:转动收音机旋纽选择电台,实际上是在选择电波进行
调谐。
解调:要得到所需要的信息,必须从高频信号电流中把“信号”
取出来,这就是进行解调。
2.答:调幅波是在载波波形的基础上迭加了低频信号,调幅波
的形状是上下对称的,以低频信号作为包络,载波的高频信号
被包含在低频信号的包络中。
3.答: 甚高频(VHF)频率30MHz~300MHz,波长1m~10m。
超高频(UHF)频率300MHz~3GHz,波长0.1m~1m。
4.4《信息化社会》
教学目标
知识与能力:
了解常见传感器及其应用,体会传感器的应用给人们带来的方便。
了解信息的拾取、信息的传递、信息的处理、信息的记录的基础知识。
了解信息时代给人们的生活和工作方式带来哪些变革。
教学重点:传感器及其应用;信息的拾取、信息的传递、信息的处理、信息的记录的基础知识。
教学难点:传感器及其应用
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、人的感觉器官和 对应的传感器图
5、使用广泛:
许多地方需要传感器。
传感器的使用,使我们的生活更加方便、安全和舒适。
一、信息的拾取和传感器
6、介绍几种传感器:
(1)双金属温度传感器 :两种不同热膨胀系数的金属片贴合在一起,温度变化时,两种金属片伸长不一样而发生弯曲。例日光灯启动器。
例:电容式压力传感器 、电容式话筒
(2)光敏电阻传
感器
(3)压力传感器
二、信息的传递
1、利用纸和印刷术传递 :
2、利用电来传递 :
(1)电磁波:无线传输
(2)电缆、光缆:有线传输或无线传输。
3、信息的传递的途径:P91图4.4-7.见下页
三、信息的处理和数字通信
1、模拟信号:对着话筒讲话,话筒输出音频信号,音频信号电流(或电压)是随着声振动而变化的,电信号在“模拟”着声信号,叫做模拟信号。
三、信息的处理和数字通信
2、数字信号:电报的工作方式不同,它只有点“·”与画“-”,不同点与画的组合,代表不同的意思。电报的信号弹是一种数字信号
3、数字信号的优点:(1)抗干扰能力强、容易加密,(2)便于用计算机处理。(3)此外,不仅声音,图象和各种其他数据都可以变成数字信号。因此同一条通信线路可以综合传输声音、图象和各种数据。
四、信息的记录
存储容量声迅速增加,存储和读取的速度大提高,可靠性也不断增强。
信息加密、防病毒接受挑战。
小结
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
大家谈
大家谈
大家谈
课堂练习和课外作业
课堂练习: P94 问题与练习 1-3
课外作业: P94 问题与练习 1
选修1-1 第四章 电磁波及其应用
问题与练习四 信息化社会
1.答:
(1)电子秤秤量物体重量所用的传感器是压力传感器。
(2)恒温孵化器要保持禽蛋的温度在一定范围内,所
用的传感器是双金属温度传感器。
(3)楼道自动开关所用的传感器是光敏电阻传感器。
选修1-1 第四章 电磁波及其应用
问题与练习四 信息化社会
2.答:古代→现代。 信息记录方式:
选修1-1 第四章 电磁波及其应用
问题与练习四 信息化社会
3.参考答案:将电源、温度传感器、电铃串联,如图所示。当温度在60℃以下时,温度传感器使电路处于断开状态。当温度达到60℃或以上时,温度传感器使电路接通,电铃鸣响报警。调节温度传感器在60℃左右使电路接通。
方框图如下
4.5《课题研究:社会生活中的电磁波》
教学目标
1、培养学生能够理论取系实际
2、培养学生能够关注社会关注生活
3、培养学进行科学研究和探究问题的能力
再见