19.2 讓信息“飛”起來,什么能讓信息飛起來？ 電磁波。 電磁波是怎樣產(chǎn)生的？ 當(dāng)導(dǎo)體中的電流迅速變化時（既可以是方向變化，也可以是強弱變化），導(dǎo)體就會向四周發(fā)射一種波，這種波是由電磁現(xiàn)象產(chǎn)生的，叫做電磁波。 電磁波的定義： 導(dǎo)體中迅速變化的電流在周圍空間產(chǎn)生的波叫做電磁波。,一、認識電磁波,二、電磁波的形式,電磁波的形式多種多樣 射線、X射線、紫外線、紅外線、微波、無線電波（微波、超短波、短波、長波）、可見光、激光等都是電磁波。 除了自然界本身產(chǎn)生的電磁波外，人們還用專門儀器發(fā)射各種形式的電磁波用以傳遞信息和傳遞能量。,我們生活在電磁波的海洋里。由于各種形式的電磁波的性質(zhì)各不相同,因而也有許多不同的用途。,三、電磁波的應(yīng)用,射線(-ray) 是放射性 物質(zhì)發(fā)出的電磁波,波長在 210-10m以下，是一種 能量很大的光子流。在醫(yī) 療上用射線作為“手術(shù)刀 “來切除腫瘤,叫做刀,有 很好的治療效果。,1、醫(yī)學(xué)上用射線做腦手術(shù),接受刀手術(shù)的病人,三、電磁波的應(yīng)用,1.1895年德國物理學(xué)家倫琴在研究陰極射線的性質(zhì)時,發(fā)現(xiàn)陰極射線(高速電子流)射到玻璃壁上,管壁會發(fā)出一種看不見的射線,倫琴把它叫做X射線. 2.產(chǎn)生條件:高速電子流射到任體固體上,都會產(chǎn)生 X射線. 3. 特性:穿透本領(lǐng)很強. 4.應(yīng)用: 醫(yī)療上透視人體。如用X光片判斷是否骨折、做胸透、CT、磁共振 工業(yè)上金屬探傷,2、X射線在醫(yī)學(xué)上、工業(yè)中有廣泛的應(yīng)用,金屬探傷,醫(yī) 用 X 光 機,1801年德國的物理學(xué)家里特,發(fā)現(xiàn)在紫外區(qū)放置的照相底板感光,熒光物質(zhì)發(fā)光. 特性:主要作用是化學(xué)作用,還有很強的熒光效應(yīng),殺菌消毒作用. 應(yīng)用: 醫(yī)院里病房和手術(shù)室的消毒.治療皮膚病,硬骨病. 照明和誘殺害蟲的日光燈,黑光燈. 紫外照相,可辨別出很細微差別,如可以清晰地分辨出留在紙上的指紋.,三、電磁波的應(yīng)用,3、用紫外線殺菌,1800年英國物理學(xué)家赫謝耳用靈敏溫度計研究光譜各色光的熱作用時,把溫度計移至紅光區(qū)域外側(cè),發(fā)現(xiàn)溫度更高,說明這里存在一種不可見的射線,后來就叫做紅外線.(用棱鏡顯示可見光譜)特點:最顯著的是熱作用應(yīng) 用: (1)遙控器。生活中的電視機、空調(diào)遙控器發(fā)射的都是紅外線。 (2)紅外線加熱。這種加熱方式優(yōu)點是能使物體內(nèi)部發(fā)熱,加熱率高,效果好. (3)紅外攝影。(遠距離攝影,高空攝影,衛(wèi)星地面攝影)這種攝影不受白天黑夜的限制. (4)紅外線成像(夜視儀)可以在漆黑的夜間看見目標(biāo). (5)紅外遙感。可以在飛機或衛(wèi)星上戡測地?zé)?尋找水源,監(jiān)測森林火情,估計農(nóng)作物的長勢和收成,預(yù)報臺風(fēng),寒潮.,三、電磁波的應(yīng)用,4、紅外線遙控器,三、電磁波的應(yīng)用,4、微波在通信領(lǐng)域大顯身手。,5、無線電波，生活中、生產(chǎn)中、軍事上都有應(yīng)用。,生活中：電視機、收音機等。 生產(chǎn)中：遠距離生產(chǎn)調(diào)度用電臺等。 軍事上：雷達等,根據(jù)波的傳播情況將波分為兩種。 橫波：像水波和繩波一樣，波的傳播方向與波源的振動方向相垂直，這種波叫做橫波。 電磁波是橫波。 縱波：如音叉（或其他發(fā)聲 體）振動時，在空氣中會有 疏密相間的狀態(tài)向外傳播， 形成聲波。聲波看不見，摸 不到，但聲波傳到我們的耳 朵，會引起鼓膜振動，使我們產(chǎn)生聽覺。聲波的傳播方向與波源的振動方向相同，這種波叫做縱波。,四、電磁波的特征,電磁波是橫波,所有的波都有波速、波長、頻率。電磁波也一樣。 波速：波傳播的快慢稱為波速。電磁波不同于聲波，它能在真空中傳播（即電磁波的傳播不需要介質(zhì)）。在真空中傳播的速度等于光速，即c3108m/s.空氣中的光速接近于真空中的光速。 波長：波長是相鄰兩個波峰 （或波谷）間的距離。用字母 表示。波長的國際單位是m。 頻率：表示單位時間內(nèi)振動的次數(shù)。即在1s內(nèi)，出現(xiàn)的波峰數(shù)（或波長數(shù)）。用符號表示。國際單位制中，頻率的單位是赫茲（Hz），簡稱赫。常用的頻率單位有千赫（kHz）和兆赫（MHz）。 1kHz=103Hz 1MHz=106Hz,四、電磁波的特征,四、電磁波的特征,波速（c）、波長（）、頻率（）的關(guān)系：,變式：,頻率越高，波長越短,頻率越低，波長越長,波長與頻率互成反比關(guān)系 頻率越高，傳遞的信息量越大,實驗證明，不僅無線電波是電磁波，光、X射線、射線等也都是電磁波。它們的區(qū)別僅在于頻率或波長有很大差別。光波的頻率比無線電波的頻率要高很多，光波的波長比無線電波的波長短很多；而X射線和射線的頻率則更高，波長則更短。為了對各種電磁波有個全面的了解，人們按照波長或頻率的順序把這些電磁波排列起來，這就是電磁波譜。,電磁波譜圖,四、電磁波的特征,1、信息的加載 聲音、圖像等信息是無法直接用電磁波傳遞的。但將聲音和圖像變成電信號后便可以利用電磁波傳播出去。 2、信息的傳播 聲音通過話筒變成音頻電信號，圖像經(jīng)過攝像機變成視頻信號后，便可以由調(diào)制器加在由振蕩器產(chǎn)生的高頻電磁波上并通過天線發(fā)射出去。 3、信息的接收 接收裝置通過調(diào)諧器選定我們需要的電磁波，再通過解調(diào)器去掉電磁波，由揚聲器將音頻電信號還原成聲音，由顯像管將視頻信號還原成圖像。,五、電磁波傳遞信息,電磁波有利也有弊。 電磁污染，已被認為是繼大氣污染、水質(zhì)污染、噪聲污染后的第四大公害。 電磁污染是指天然的和人為的各種電磁波干擾和有害的電磁輻射。當(dāng)電磁波達到一定強度時，會導(dǎo)致控制系統(tǒng)和信息傳輸系統(tǒng)的失控，也會引發(fā)頭疼、失眠、記憶衰退等癥狀的產(chǎn)生。,六、電磁波的危害與預(yù)防,電磁污染源的種類 （1）天然電磁污染源。如雷電、火山噴發(fā)、地震和太陽黑子活動的磁爆都能產(chǎn)生電磁干擾。 （2）人為電磁污染源。人為源按頻率的不同可分為工頻場源與射頻場源。工頻場源以大功頻輸電線路產(chǎn)生的電磁污染為主，也包括若干放電型污染源。射頻場源主要由無線電或射頻設(shè)備工作過程產(chǎn)生的電磁感應(yīng)與電磁輻射所引起的。目前人為電磁污染源已成為環(huán)境污染的主要來源。 電磁污染危害現(xiàn)象 1.電磁輻射能干擾電視的收看，使圖像不清或變形，并發(fā)出令人難受的噪聲。電磁污染會干擾收音機和通信系統(tǒng)工作，使自動控制裝置發(fā)生故障，使飛機導(dǎo)航儀表發(fā)生錯誤和偏差，影響地面站對人造衛(wèi)星、宇宙飛船的控制。 2.電磁輻射對人體危害程度隨波長而異，波長愈短對人體作用愈強，微波作用最為突出。處于中、短波頻段電磁場（高頻電磁場）的操作人員，經(jīng)受一定強度與時間的暴露，將產(chǎn)生身體不適感，嚴重者引起神經(jīng)衰弱，如心血管系統(tǒng)的植物神經(jīng)失調(diào)。,六、電磁波的危害與預(yù)防,電磁污染的防護 安設(shè)電磁屏蔽裝置。在電磁場傳遞的途徑中，安裝屏蔽裝置，使有害的電磁強度降低到容許范圍內(nèi)。這種裝置為金屬材料的封閉殼體。當(dāng)交變電磁場傳向金屬殼體時，幅度衰減。電磁屏蔽可分有源場屏蔽和無源場屏蔽兩類。 其它綜合性的防治對策。例如工業(yè)布局合理，使電磁污染源遠離居民稠密區(qū)；改進電氣設(shè)備；在近場區(qū)采用電磁輻射吸性材料或裝置；實行遙控。,六、電磁波的危害與預(yù)防,本節(jié)是18章的重點。主要內(nèi)容：,本節(jié)總結(jié),1、電磁波的產(chǎn)生：迅速變化的電流產(chǎn)生電磁波。 2、電磁波的應(yīng)用：傳遞信息。傳遞能量。 3、電磁波的特征： 波速：波傳播的快慢稱為波速。電磁波不同于聲波，它能在真空中傳播（即電磁波的傳播不需要介質(zhì)）。在真空中傳播的速度等于光速，即c3108m/s=3105Km/s.空氣中的光速接近于真空中的光速。 波長：波長是相鄰兩個波峰（或波谷）間的距離。用字母表示。波長的國際單位是m。 頻率：表示單位時間內(nèi)振動的次數(shù)。即在1s內(nèi)，出現(xiàn)的波峰數(shù)（或波長數(shù)）。用符號表示。國際單位制中，頻率的單位是赫茲（Hz），簡稱赫。常用的頻率單位有千赫（kHz）和兆赫（MHz）。 1kHz=103Hz 1MHz=106Hz 4、電磁干擾與防護：干擾儀器傷害人體。防護：金屬屏蔽。,練習(xí),1當(dāng)導(dǎo)體中______ 時，在它的周圍空間就會產(chǎn)生______。 2電磁波在真空中的傳播速度等于______m/s，這個速度與______在真空中的傳播速度相同。 3頻率的基本單位是Hz，1MHz=______kHz=______Hz。 4我國112電視頻道的波長范圍是1.375.71m，那么它們頻率的范圍應(yīng)是____________MHz。 5波長為300m的電磁波屬于 A長波 B中波 C短波 D微波,迅速變化的電流,電磁波,3108,光,103,106,53,2185,B,相鄰兩個波峰（或波谷）間的距離,6、波的三個基本特征是 、 、 ，它們的關(guān)系式是 。 7、波傳播的快慢稱為 ，波長是指，電磁波的傳播速度等于光速為 。 8、頻率單位換算關(guān)系：1kHz=Hz，1Mhz=Hz,練習(xí),波速,波長,頻率,c=,波速,3108 m/s,103,106,9、我國自行研制的“神州五號”載人飛船發(fā)射后于2003年10月16日6時23分安全返回。在飛船飛行過程中，測控部門在國內(nèi)外布設(shè)了由13個地面測控站、測控船組成的龐大測控網(wǎng)，對它進行連續(xù)跟蹤和測控利用了（ ） A 超聲波 B 次聲波C 無線電波 D X射線,C,10電磁波譜是按_______________________________連續(xù)排列的圖譜，從電磁波譜圖中可看出光其實是______________。 11舉出以下四種電磁波在人們生活、生產(chǎn)中應(yīng)用的事例（每種電磁波各舉一例）。 示例：紅外線：電視機遙控器利用紅外線進行遙控 (1) 無線電波：________________________________ (2) 微波：________________________________ (3) 射線：________________________________ (4) 射線：_________________________________ 我們在充分享受電磁波給我們帶來的各種方便的同時，也不要忘記電磁波也會給我們帶來負面效應(yīng)，請你試舉出一事例加以說明。 _______________________________________________________,練習(xí),電磁波波長或頻率,電磁波,廣播電臺利用無線電波廣播,微波爐利用微波加熱,醫(yī)生用射線作腦手術(shù),醫(yī)院利用X射線對人體透視,電磁輻射達到一定的強度，會導(dǎo)致控制系統(tǒng)和信息傳輸系統(tǒng)的失控，引起頭痛、失眠、記憶衰退等癥狀的產(chǎn)生。,12所有波都具有波速、波長、頻率三特征，電磁波也一樣。叫做波速，叫做波長，_____________________叫做頻率，三者之間的關(guān)系式是（用符號表示）___________，電磁波在真空中傳播的速度是一定的，是______m/s，由此可知電磁波的頻率與波長成_____比（選填“正”或“反”）。 13頻率為4000Hz的聲波在空氣中傳播時，它的波長是多大？,練習(xí),波傳播,的快慢,相鄰兩波峰（或波谷）之間的距離,單位時間內(nèi)振動的次數(shù),c=,3108,反,答：它的波長是0.085m 。,提示：=c/v，注意題目中給你的波是聲波，聲音在15OC空氣中傳播速度為340m/s。,已知：4000Hzc340m/s 求： 解：cv340m/s4000Hz0.085m,14野外常用對講機進行聯(lián)絡(luò)，小明將對講機的頻率設(shè)定為4.5102MHz，則對講機發(fā)出的電磁波的波長為m；當(dāng)他和3km外的小華通話時，小華經(jīng)過s才會收到信息。 15（2005年長沙）下列家用電器中應(yīng)用電磁波工作的是 A.電熨斗 B電風(fēng)扇 C微波爐 D洗衣機 16長波、中波、短波中，在真空中傳播速度最快的是 A短波 B中波 C長波 D一樣快 17無線電波和光波傳播的主要區(qū)別在于無線電波 A不能反射 B不能通過真空 C傳播速度低于光速 D具有較長的波長,練習(xí),0.67,105,C,D,D,提示：=c/v，計算之前須將各物理量的單位統(tǒng)一成國際單位，1MHz=106Hz；t=s/c。,18據(jù)揚子晚報報道，某通信公司在一居民小區(qū)樓頂安裝電磁波轉(zhuǎn)發(fā)器，引起居民的不滿。居民不滿主要是因為電磁波也存在著副作用_______________。 19（2005年蕪湖）電視機換臺時，實際上是在改變 A電視臺的發(fā)射頻率 B電視機的接收頻率 C電視臺發(fā)射的電磁波的波速 D電視機接收的電磁波的波速 20（2005年大連）如圖是一臺收音機的屏板，當(dāng)向右調(diào)指針（圖中黑塊）時，所接收的電磁波 A頻率變大，波長變大 B頻率變大，波長變小 C頻率變大，波長不變 D頻率變小，波長變大,練習(xí),電磁輻射,B,提示：電視臺是發(fā)射電磁波，電視機是用來接收電磁波，由于各電視臺的發(fā)射的電磁波頻率不同，因此電視機選臺實際上是在改變電視機的接收頻率；各種頻率的電磁波在空氣中的傳播速度是一定的。,B,21根據(jù)下圖中電磁波的波譜可以知道的信息有以下幾種，其中錯誤的是 A電磁波也是一種資源，并且是有限的 B電磁波是看不見的，大家可以隨便使用 C電磁波是連續(xù)的，不同頻率和波長的波可以使用在不同場合 D電磁波具有能量,練習(xí),B,提示：電磁波也會給我們帶來負面效應(yīng)。,22水波在1秒內(nèi)傳播的波形如圖所示，若OA的距離是90厘米，則下列說法中錯誤的是 A水波的波長為30cm B水波的頻率是3Hz C水波的波速是0.9m/s D水波的波速是3105km/s 23在二次大戰(zhàn)期間，美軍科技人員在調(diào)試雷達發(fā)射天線時，發(fā)現(xiàn)裝在口袋里的巧克力“融化了”，究其原因后發(fā)現(xiàn)，原來是微波作用的結(jié)果。由于這一偶然的發(fā)現(xiàn)，人們制造了一種先進的灶具微波爐。請你思考： （1）微波爐與普通灶具有哪些優(yōu)點？使用微波爐是不是只有優(yōu)點而沒有缺點？ （2）你從“發(fā)現(xiàn)微波能加熱”這一科技小故事中得到了什么啟發(fā)呢？,練習(xí),D,提示：從圖中可看出1秒鐘內(nèi)波源完成了三次振動，因此波的頻率是3Hz；OA的長度是3個波長長度，因此波長為30cm； v= c=3Hz0.30m=0.90m/s。,優(yōu)點：烹飪速度快，無油煙，食品的養(yǎng)分損失少。但也有缺點：對人體有負作用微波輻射。,任何一個科學(xué)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)，都離不開觀察和思考；只有注重知識應(yīng)用才能充分發(fā)揮科學(xué)的作用；任何事物的誕生都可能有一定的負作用，在發(fā)明創(chuàng)造和應(yīng)用時必須注意環(huán)保，預(yù)防其產(chǎn)生新的污染。,24親愛的同學(xué)，你聽說過電磁波的屏蔽嗎，怎樣屏蔽電磁波呢？ 動手做一做：（1）將手機放置在紙容器中，蓋上蓋，再打電話呼叫容器中的手機，注意將手機設(shè)置到響鈴狀態(tài)。這時，手機_____（填“能”或“不能”）收到呼叫信號。（2）將手機放置在金屬容器中，蓋上蓋，打電話呼叫金屬容器中的手機。這時，手機_____（填“能”或“不能”）收到呼叫信號。 活動表明，金屬容器______（填“能”或“不能”）屏蔽電磁波。 你能運用以上所學(xué)知識解釋以下現(xiàn)象嗎？試試看。 謝老師在一次乘坐市中心商業(yè)城的電梯時，發(fā)現(xiàn)性能完好的手機接收不到信號。 答： 。 25（2005年宜昌）有一種“隱形飛機”，可以有效避開雷達的探測，秘密之一在于它的表面有一層特殊材料，這種材料能夠 （填“增強”或“減弱”）對電磁波吸收作用，秘密之二在于它的表面制成特殊形狀，這種形狀能夠 （填“增強”或“減弱”）電磁波反射回雷達設(shè)備。,練習(xí),能,不能,能,電梯對電磁波有屏蔽作用,增強,減弱,提示：雷達是利用電磁波來測定物體位置和速度的設(shè)備，它可以向一定方向發(fā)射電磁波，當(dāng)遇到障礙物時要發(fā)生反射雷達在發(fā)射和接收反射回來的電磁波時，在熒光屏上分別呈現(xiàn)出一個尖形波