19.2 讓信息“飛”起來,什么能讓信息飛起來？ 電磁波。 電磁波是怎樣產生的？ 當導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），導體就會向四周發射一種波，這種波是由電磁現象產生的，叫做電磁波。 電磁波的定義： 導體中迅速變化的電流在周圍空間產生的波叫做電磁波。,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。 除了自然界本身產生的電磁波外，人們還用專門儀器發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各不相同,因而也有許多不同的用途。,三、電磁波的應用,射線(-ray) 是放射性 物質發出的電磁波,波長在 210-10m以下，是一種 能量很大的光子流。在醫 療上用射線作為“手術刀 “來切除腫瘤,叫做刀,有 很好的治療效果。,1、醫學上用射線做腦手術,接受刀手術的病人,三、電磁波的應用,1.1895年德國物理學家倫琴在研究陰極射線的性質時,發現陰極射線(高速電子流)射到玻璃壁上,管壁會發出一種看不見的射線,倫琴把它叫做X射線. 2.產生條件:高速電子流射到任體固體上,都會產生 X射線. 3. 特性:穿透本領很強. 4.應用: 醫療上透視人體。如用X光片判斷是否骨折、做胸透、CT、磁共振 工業上金屬探傷,2、X射線在醫學上、工業中有廣泛的應用,金屬探傷,醫 用 X 光 機,1801年德國的物理學家里特,發現在紫外區放置的照相底板感光,熒光物質發光. 特性:主要作用是化學作用,還有很強的熒光效應,殺菌消毒作用. 應用: 醫院里病房和手術室的消毒.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、電磁波的應用,3、用紫外線殺菌,1800年英國物理學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域外側,發現溫度更高,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 用: (1)遙控器。生活中的電視機、空調遙控器發射的都是紅外線。 (2)紅外線加熱。這種加熱方式優點是能使物體內部發熱,加熱率高,效果好. (3)紅外攝影。(遠距離攝影,高空攝影,衛星地面攝影)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. (5)紅外遙感。可以在飛機或衛星上戡測地熱,尋找水源,監測森林火情,估計農作物的長勢和收成,預報臺風,寒潮.,三、電磁波的應用,4、紅外線遙控器,三、電磁波的應用,4、微波在通信領域大顯身手。,5、無線電波，生活中、生產中、軍事上都有應用。,生活中：電視機、收音機等。 生產中：遠距離生產調度用電臺等。 軍事上：雷達等,根據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（或其他發聲 體）振動時，在空氣中會有 疏密相間的狀態向外傳播， 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）。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：表示單位時間內振動的次數。即在1s內，出現的波峰數（或波長數）。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，圖像經過攝像機變成視頻信號后，便可以由調制器加在由振蕩器產生的高頻電磁波上并通過天線發射出去。 3、信息的接收 接收裝置通過調諧器選定我們需要的電磁波，再通過解調器去掉電磁波，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。當電磁波達到一定強度時，會導致控制系統和信息傳輸系統的失控，也會引發頭疼、失眠、記憶衰退等癥狀的產生。,六、電磁波的危害與預防,電磁污染源的種類 （1）天然電磁污染源。如雷電、火山噴發、地震和太陽黑子活動的磁爆都能產生電磁干擾。 （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備工作過程產生的電磁感應與電磁輻射所引起的。目前人為電磁污染源已成為環境污染的主要來源。 電磁污染危害現象 1.電磁輻射能干擾電視的收看，使圖像不清或變形，并發出令人難受的噪聲。電磁污染會干擾收音機和通信系統工作，使自動控制裝置發生故障，使飛機導航儀表發生錯誤和偏差，影響地面站對人造衛星、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，經受一定強度與時間的暴露，將產生身體不適感，嚴重者引起神經衰弱，如心血管系統的植物神經失調。,六、電磁波的危害與預防,電磁污染的防護 安設電磁屏蔽裝置。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。這種裝置為金屬材料的封閉殼體。當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。例如工業布局合理，使電磁污染源遠離居民稠密區；改進電氣設備；在近場區采用電磁輻射吸性材料或裝置；實行遙控。,六、電磁波的危害與預防,本節是18章的重點。主要內容：,本節總結,1、電磁波的產生：迅速變化的電流產生電磁波。 2、電磁波的應用：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）。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：表示單位時間內振動的次數。即在1s內，出現的波峰數（或波長數）。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,1當導體中______ 時，在它的周圍空間就會產生______。 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、頻率單位換算關系：1kHz=Hz，1Mhz=Hz,練習,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，測控部門在國內外布設了由13個地面測控站、測控船組成的龐大測控網，對它進行連續跟蹤和測控利用了（ ） 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、生產中應用的事例（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，請你試舉出一事例加以說明。 _______________________________________________________,練習,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,醫生用射線作腦手術,醫院利用X射線對人體透視,電磁輻射達到一定的強度，會導致控制系統和信息傳輸系統的失控，引起頭痛、失眠、記憶衰退等癥狀的產生。,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,波傳播,的快慢,相鄰兩波峰（或波谷）之間的距離,單位時間內振動的次數,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絡，小明將對講機的頻率設定為4.5102MHz，則對講機發出的電磁波的波長為m；當他和3km外的小華通話時，小華經過s才會收到信息。 15（2005年長沙）下列家用電器中應用電磁波工作的是 A.電熨斗 B電風扇 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,0.67,105,C,D,D,提示：=c/v，計算之前須將各物理量的單位統一成國際單位，1MHz=106Hz；t=s/c。,18據揚子晚報報道，某通信公司在一居民小區樓頂安裝電磁波轉發器，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電視臺的發射頻率 B電視機的接收頻率 C電視臺發射的電磁波的波速 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，當向右調指針（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,電磁輻射,B,提示：電視臺是發射電磁波，電視機是用來接收電磁波，由于各電視臺的發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,B,提示：電磁波也會給我們帶來負面效應。,22水波在1秒內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在二次大戰期間，美軍科技人員在調試雷達發射天線時，發現裝在口袋里的巧克力“融化了”，究其原因后發現，原來是微波作用的結果。由于這一偶然的發現，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點？使用微波爐是不是只有優點而沒有缺點？ （2）你從“發現微波能加熱”這一科技小故事中得到了什么啟發呢？,練習,D,提示：從圖中可看出1秒鐘內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。,優點：烹飪速度快，無油煙，食品的養分損失少。但也有缺點：對人體有負作用微波輻射。,任何一個科學規律的發現，都離不開觀察和思考；只有注重知識應用才能充分發揮科學的作用；任何事物的誕生都可能有一定的負作用，在發明創造和應用時必須注意環保，預防其產生新的污染。,24親愛的同學，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，注意將手機設置到響鈴狀態。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。 你能運用以上所學知識解釋以下現象嗎？試試看。 謝老師在一次乘坐市中心商業城的電梯時，發現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備。,練習,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備，它可以向一定方向發射電磁波，當遇到障礙物時要發生反射雷達在發射和接收反射回來的電磁波時，在熒光屏上分別呈現出一個尖形波