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1、6.1 電磁波載息傳萬(wàn)里 課標(biāo)定位 學(xué)習(xí)目標(biāo)： 1.知道電磁波可分為 射線、 X射線、紫 外線、可見(jiàn)光、紅外線和無(wú)線電波知道無(wú)線電波 的波長(zhǎng)范圍 2知道無(wú)線電波的三種傳播方式，即地波、天波和 空間波傳播，了解三種傳播方式的不同特點(diǎn) 3了解并能列舉無(wú)線電波的常見(jiàn)應(yīng)用 4知道電磁輻射的危害性 5通過(guò)了解電磁波的技術(shù)應(yīng)用，體會(huì)它們給人 們生活方式所帶來(lái)的影響 6關(guān)注電磁技術(shù)的應(yīng)用給人類(lèi)現(xiàn)代生活帶來(lái)的 正面和負(fù)面影響，能對(duì)電磁技術(shù)與社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā) 展發(fā)表自己的觀點(diǎn)，形成正確的科學(xué)觀 重點(diǎn)難點(diǎn)： 1.電磁波譜、電磁波的傳播及應(yīng)用 2無(wú)線電波傳播方式的理解 一、電磁波譜 1 ______和 ______是描述

2、電磁波的兩個(gè)基本物 理量對(duì)于某一電磁波，波長(zhǎng)和頻率成 ____ 比物理學(xué)中把電磁波按波長(zhǎng) (或頻率 )依照一定 的順序排列成的譜線就是 ___________按照波長(zhǎng) 由 ____到 ____的順序排列，電磁波可劃分為： 射線、 X射線、紫外線、可見(jiàn)光、紅外線和無(wú)線 電波 波長(zhǎng) 頻率 反 電磁波譜 小 大 2無(wú)線電波：在電磁波譜中，波長(zhǎng)大于 1 mm 范圍屬于無(wú)線電波無(wú)線電波按其波長(zhǎng)由小到 大又可分為 ____波 (波長(zhǎng) 10 3 10 m)、 ____波 (波長(zhǎng) 10 50 m)、 ______波 (波長(zhǎng) 50 200 m)、 ___波 (波長(zhǎng) 200 3000 m)和 ____波 (波長(zhǎng)

3、3000 30000 m) 二、無(wú)線電波的傳播 1地波：沿 __________傳播的無(wú)線電波稱(chēng)為地 波地波傳播的方式較適合于 ___波段和 ___波 段無(wú)線電波 微 短 中短 中 長(zhǎng) 地球表面 長(zhǎng) 中 2天波：靠大氣中 _______的反射傳播的無(wú)線電波 稱(chēng)為天波天波最適合于 ____波的傳播 3空間波：像光束那樣沿 ______傳播的無(wú)線電波 稱(chēng)為空間波遠(yuǎn)距離傳播要借助中繼站 _____及 超短波的波長(zhǎng)較小，穿透能力強(qiáng)，能穿透 ______層， 直線性好，靠空間波傳播 圖 6 1 1 電離層 短 直線 微波 電離 三、無(wú)線電波的應(yīng)用 1無(wú)線電廣播、電視：應(yīng)用于無(wú)線電廣播的電磁 波的波段有

4、____波、 ____波和 ___波；應(yīng)用于電視 的無(wú)線電波段是 ___波 2雷達(dá)：雷達(dá)是利用無(wú)線電波測(cè)定 __________的 無(wú)線電設(shè)備，傳統(tǒng)雷達(dá)的工作波長(zhǎng)為 1 m，屬于 ______波段微波的應(yīng)用與發(fā)展促進(jìn)了諸多領(lǐng)域 的科技進(jìn)步，如微波 __________、海上救援等 長(zhǎng) 中 短 微 物體位置 微波 遙感遙測(cè) 四、電磁輻射的危害 電磁波雖然給人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)了方便，但 ___________也已被聯(lián)合國(guó)人類(lèi)環(huán)境大會(huì)列入必 須控制的、造成公害的主要污染物之一飛機(jī) 上禁止乘客使用 _______等無(wú)線電設(shè)備人體在 長(zhǎng)期受到過(guò)量的電磁波輻射后，會(huì)出現(xiàn)頭痛、 頭暈、疲倦無(wú)力等癥狀一般地講

5、，輻射 ______越大， _____越高，距離越近，接觸 _______越長(zhǎng)，對(duì)人體的危害也就越大 電磁輻射 手機(jī) 強(qiáng)度 頻率 時(shí)間 核心要點(diǎn)突破 一、正確理解電磁波譜 1定義 物理學(xué)中把電磁波按波長(zhǎng)或頻率按照一定的順 序排列成的譜線叫做電磁波譜 2按波長(zhǎng)由小到大順序排列 (如圖 6 1 2) 圖 6 1 2 3電磁波的特征 (1)波速 c：波傳播的快慢叫波速，電磁波在真 空中傳播的速度等于光速，即 c 3 108 m/s. (2)波長(zhǎng)：相鄰兩個(gè)波峰或波谷間的距離 (如圖 6 1 3) 圖 6 1 3 (3)頻率 f：?jiǎn)挝粫r(shí)間振動(dòng)次數(shù)；單位： Hz， kHz， MHz. (4)波長(zhǎng)、波速與頻

6、率的關(guān)系： 數(shù)學(xué)表達(dá)式： c f. 說(shuō)明： 電磁波的波速一定，頻率與波長(zhǎng)成反比 即時(shí)應(yīng)用 (即時(shí)突破，小試牛刀 ) 1一種電磁波的波長(zhǎng)是 200 m，它表示 ( ) A這種電磁波能傳遞的距離是 200 m B這種電磁波 1 s能傳播 200 m C這種電磁波 1 s內(nèi)出現(xiàn) 200個(gè)波峰和波谷 D這種電磁波相鄰兩個(gè)波峰間距離是 200 m 解析： 選 D.電磁波 1 s能傳播 3 108 m，由波長(zhǎng)定 義知選項(xiàng) D對(duì) 二、電磁波的傳播及應(yīng)用 1電磁波的三種傳播方式 傳播 方式 概念 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 適用 波段 地波 沿地球表面 傳播 的無(wú) 線 電波 比較 穩(wěn)定 傳播過(guò)程中 消耗部分 能量 長(zhǎng)波段 和

7、中波 段 天波 靠大氣中電 離層的反射 傳播的無(wú)線 電波 受地面障 礙的影響 較小 傳播不穩(wěn)定 短波 空間波 像光束那樣 沿直線傳播 的無(wú)線電波 受外界 干擾小 進(jìn)行遠(yuǎn)距離 傳播要借助 于中繼站 微波和 超短波 2.無(wú)線電波的應(yīng)用 (1)長(zhǎng)波：主要用于導(dǎo)航、報(bào)時(shí)等 (2)中波：主要用于收聽(tīng)廣播 (3)短波：主要用于電話、電報(bào)、廣播、標(biāo)準(zhǔn) 頻率報(bào)時(shí)、防汛、救災(zāi)、軍事通信等 (4)微波：衛(wèi)星通信、常規(guī)的中繼通信、電話、 電報(bào)、傳輸數(shù)據(jù)、圖像、長(zhǎng)途干線通信等 即時(shí)應(yīng)用 (即時(shí)突破 ， 小試牛刀 ) 2下列說(shuō)法正確的是 ( ) A微波和超短波一般采用天波傳播 B視頻傳輸、移動(dòng)電話一般采用地波傳播方式

8、C空間波的傳播不需要中繼站 D電視和雷達(dá)的傳播方式主要是空間波，這種 傳播方式在傳輸過(guò)程中受外界的干擾最小 解析： 選 D.微波和超短波一般采用空間波傳播 ， 由 于空間波沿直線傳播 ， 不能進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳播 ， 要進(jìn) 行遠(yuǎn)距離傳播要借助中繼站 ， 故 A、 C錯(cuò) ， 空間波 在傳播過(guò)程中受外界干擾小 ， 視頻傳播 、 移動(dòng)電話 、 雷達(dá)等都主要采用空間波 故 B錯(cuò) D對(duì) 課堂互動(dòng)講練 電磁波譜的理解 以下關(guān)于電磁波譜的理解正確的是 ( ) A紅外線的波長(zhǎng)比紫外線的波長(zhǎng)短 B可見(jiàn)光不屬于電磁波 C無(wú)線電波的波長(zhǎng)比 射線波長(zhǎng)要短 D無(wú)線電波的波長(zhǎng)大于 1 mm 例 1 【 精講精析 】 按照波長(zhǎng)由

9、小到大的順序排列， 電磁波可劃分為 射線、 X射線、紫外線、可見(jiàn) 光、紅外線和無(wú)線電波，而波長(zhǎng)大于 1 mm的 電磁波屬于無(wú)線電波所以 D正確 【 答案 】 D 【 方法總結(jié) 】 從無(wú)線電波到 射線都是本質(zhì) 相同的電磁波，其行為服從共同的規(guī)律，但因 波長(zhǎng) (或頻率 )不同又表現(xiàn)出不同的特點(diǎn)，要熟 記各部分的波長(zhǎng)、頻率范圍及其關(guān)系知道同 一電磁波的波長(zhǎng)與頻率成反比 無(wú)線電技術(shù)中通常根據(jù)波長(zhǎng)把無(wú)線電波分成 下表中的幾個(gè)波段： 無(wú)線電波的傳播及應(yīng)用 例 2 波段 長(zhǎng)波 中波 短波 微波 波長(zhǎng) /m 300003000 3000200 20010 100.001 大家知道，地球被厚厚的大氣層包圍著，在

10、距地 面 50千米到幾百千米的范圍內(nèi)的大氣層叫電離層， 電離層對(duì)于不同波長(zhǎng)的電磁波表現(xiàn)出不同的特 性實(shí)驗(yàn)表明，對(duì)于波長(zhǎng)小于 10 m的微波，電離 層能讓它通過(guò)；對(duì)于波長(zhǎng)超過(guò) 3000 m的長(zhǎng)波，電 離層基本上把它吸收掉；對(duì)于中波和短波，電離 層對(duì)它有反射作用地球同步通信衛(wèi)星靜止在赤 道上空 36000 km高的地方，所以利用同步衛(wèi)星進(jìn) 行無(wú)線電信號(hào)通信只能通過(guò) ( ) A長(zhǎng)波 B中波 C短波 D微波 【 精講精析 】 地球同步通信衛(wèi)星傳輸?shù)碾姶?波信號(hào)必須能夠穿透電離層，而只有波長(zhǎng)小于 10 m的微波才能通過(guò)，所以選項(xiàng) D正確 【 答案 】 D 【 方法總結(jié) 】 長(zhǎng)波主要用于導(dǎo)航、報(bào)時(shí)，采 用

11、地波傳播短波可應(yīng)用于電話、電報(bào)、廣播、 標(biāo)準(zhǔn)頻率報(bào)時(shí)，防汛、救災(zāi)、軍事通訊等應(yīng)用 天波方式傳播微波在視頻傳輸、移動(dòng)電話等 方面應(yīng)用廣泛，用空間波來(lái)傳播 電磁波的有關(guān)計(jì)算 某雷達(dá)工作時(shí)，發(fā)射電磁波的波長(zhǎng)為 20 cm，每秒脈沖數(shù) n 5000，每個(gè)脈沖持續(xù)時(shí) 間 t 0.02 s，問(wèn)電磁波的振蕩頻率為多少？最 大的偵察距離是多少？ 【 思路點(diǎn)撥 】 電磁波的波長(zhǎng)、頻率和波速之 間滿足關(guān)系 c f，真空中電磁波的傳播速度等 于光速 例 3 【精講精析】 一般在空氣中傳播時(shí)，電磁波的傳播速 度就認(rèn)為等于光速 c 3.0 10 8 m/s. 由公式 c f 得： f c 1.5 10 9 H z .

12、雷達(dá)工作時(shí)發(fā)射電磁脈沖，每個(gè)脈沖持續(xù)時(shí)間 t 0.0 2 s ，在兩個(gè)脈沖時(shí)間間隔內(nèi)，雷達(dá)必須接收反射回來(lái)的 電磁脈沖，否則會(huì)與后面的電磁脈沖重疊而影響測(cè)量 設(shè)最大偵察距離為 s ，則 2 s c t ，而 t 1 5000 s 20 0s 0. 02 s( 脈沖持續(xù)時(shí)間可以略去不計(jì) ) ，所以 s c t 2 3 10 4 m . 【 答案 】 1.5 109 Hz 3 104 m 變式訓(xùn)練 雷達(dá)是現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中重要的軍事裝備 ， 若雷達(dá)向飛機(jī)發(fā)出的微波從發(fā)射到反射回來(lái)的 時(shí)間為 52 s(1 s 10 6 s)， 微波的傳播速度等 于光速 ， 則微波的傳播速度大小為 ________ m/s， 此時(shí)飛機(jī)與雷達(dá)的距離為 ________ m. 解析： 微波的傳播速度 為 3 10 8 m/s ，從發(fā)射 到接收，微波走過(guò)的路程為 s v t 3 10 8 52 10 6 m 15 60 0 m. 所以飛機(jī)與雷達(dá)距離為 s 2 7800 m. 答案： 3 108 7800