电磁波及其传播
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【拔高】
5. 如图 17-3 所示为探究电磁波产生的实验。探究过程如下: (1)实验:打开收音机开关,旋至没有电台位置,取一 节电池和一根导线,拿到收音机附近。先将电池的负极向下放在锉子上,再将导线的一端与电池的正极 相连,导线的另一端应当_____________,发现的现象是_________________。 (2)分析论证:产生上述现象的原因是 A.导线在锉面上滑动产生的声音,经空气传到收音机,被收音机反射而形成 B.导线在锉面上滑动的声音,经空气传到收音机,被收音机接收并被放大而形成的 C.导线在锉面上滑动,引起电流的迅速变化,产生电磁波,被收音机接收形成 D.以上三种说法都不正确 (3) 实验结论是____________________________________。 声音是一种波,它可以离开振动物体在介质中传 播。 ( )
【例题 3】 【题干】某电磁波的频率为 6×108 Hz,此电磁波在真空中的波长为 率变为 3×108 Hz,则该电磁波在真空中的传播速度为 【答案】0.5;3×108 【解析】从电磁波的公式 c=λ f 入手分析,c 是波速,其大小等于光速,即 3×108m/s,λ 是波长,单 位是 m,f 是频率,单位是 Hz. (1)∵c=λ f,∴电磁波在真空中的波长 λ = =(3 × 108 m/s)/(6×108Hz) =0.5m
三、 情感、态度与价值观
1.引发学生对波 动现象的好奇心。 引导和培养学生仔细观察实验现象并尝试归纳 现象 的学习习惯,激发学生勇于探索的积极性。
2.在学习麦克斯韦、赫兹对电磁波研究的贡献中,体会理论研究和实验探索对物理学发 展的重要性。 3.对“科学技术是一把双刃剑”,电磁波在 被广泛应用,对人类作出巨大贡献的同时 也存在着副作用——会产生电磁污染的现象引起关注。同时也是进行辩证法教育,让学 生学会全面观察和看待问题。
f c
m.如果该电磁波的频
m/s.
(2)电磁波在真空中的传播速度为定值,其大小等于光速,即 3×108m/s. 本题前两空为基础题,记住真空中电磁波速等于光速.公式 c=λ f 由于不常用,所以各物理量的名称、 单位、换算可能不熟练,应细心.
四、课堂运用
【基础】
1. 石头击水会激起水波, 物体振动会激起声波, 周期性变化的电磁场在空间传播, 就形成了____________。 【答案】电磁波 【解析】导线中电流的迅速变化会在空间激起的交替变化电场和磁场,即电磁波.本题考查了电磁波的 产生,属于基础知识的考查,相对比较简单。 2. 频率与周期的关系是:________;波传播的速度与波长、周期的关系是:________;波传播的速度与 波长、频率的关系是:____________。 【答案】 f= ;
考点/易错点 3、电磁波谱 电磁波谱:按波长连续排到的一系列电磁波。 按频率由高到低的顺序记电磁波谱及对应的应用
电磁波也存在副作用——电磁污染,频率超过 0.1MHz 的电磁波在强度足够大时,会损伤人体 的健康。
考点/易错点 4、人物常识 了解电磁波 阅读课本内容:了解麦克斯韦和赫兹的发现。 英国物理学家麦克斯韦建立了电磁场理论并预言电磁波的存在。 德国物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在。 电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场
三、例题精析
【例题 1】 【题干】反映波传播快慢的物理量是( A. 波长 【答案】D 【解析】根据波的特征:振幅、频率与周期、波速的意义填写.反映波源振动的强弱的是振幅;反映波 源振动的快慢的是频率与周期; 反映波传播的快慢的是波速。 正确掌握描述波的性质的各物理量的作用 是解决此题的关键。 B. 振幅 C. 频率 ) D. 波速
电磁波:电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场。光波属于电磁波。快速周期性变化的电流(也称 振荡电流)的周围能产生电磁波。 电磁波的传播不需要介质(能在真空中传传播)。电磁波传播速度与光速相同,都等于 3×108m/s。金 属容器能够屏蔽电磁波,电磁波能把信息传播得更远。电磁波频率越高,能传播的信息就越大。
2.波速、波长与频率的关系。 频率与周期的关系为
f 1 v T ;波速与波长、周期的关系为 T ;波速、波长与频率的关系为υ =λ f。
振幅 A 反映了波源振动的强弱,频率和周期反映了振动的快慢;波速反映了传播的快慢。波既有传播 凹凸相间运动形态的波,又有传播疏密相间运动形态的波。
考点/易错点 2、光波属于电磁波
①振幅:波源偏离平衡位置的最大距离叫做振幅,用字母 A 表示,单位是米(m)。 ②周期:波源振动一次所需要的时间叫做周期,用字母 T 表示,单位是秒(s)。 ③频率:波源每秒内振动的次数叫频率,用字母 f 表示,单位是赫兹(Hz)。 ④波长:波在一个周期内传播的距离叫波长,用字母λ 表示,单位是米(m)。 ⑤波速:波在 1s 内传播的距离叫波速,用字母 v 表示,单位是米/秒(m/s)。
t 1 v
T ;v=λ f
【解析】波长、波速、周期和频率是波的四大基本特征;周期和频率互为倒数,根据公式 v=λ f 可知, 波长和频率成反比.本题考查波的基本特征和各个特征之间的关系,属于基础知识,相对比较简单.
【巩固】
3. 下列不属于电磁波应用的是( ) A. 雷达 【答案】B 【解析】对于可见光、不可见光等都是电磁波,且电磁波在生活中有着广泛的应用,如:无线电广播、 电视、手机、雷达都是靠电磁波来传递信息的;声呐是利用超声波的反射来工作的.A、雷达是利用电 磁波的反射来工作的,不符合题意; B、声呐是利用超声波的反射来工作的,符合题意; C、卫星电视是利用电磁波来传递信号的,属于电磁波的应用,不符合题意; D、红外线烤箱是利用红外线来工作的,属于电磁波的应用,不符合题意. B. 声呐 C. 卫星电视 D. 红外线烘箱
教学重点 “了解电磁波”并知道电磁波的存在及其特性 教学难点 波的基本形态和特征 教学过程
一、复习预习
学习预习本节课的知识点并引导学生回答下列问题 引导学生观察,提问:雷鸣闪电时,可以从开着的收音机里听到“喀、喀”的响声,这是因为什么呢?
二、知识讲解
课程引入: 电磁波的两面性:电磁污染与科技革命 英国曾有 2400 万只“家养”麻雀。这些麻雀都在房屋阁楼处做窝,每天在各家花园内嬉戏,成为 英国一道风景线。然而,近年来,英国麻雀数量突然急剧减少。最近,英国科学家和动物学家指出,电 磁波是造成麻雀失踪的罪魁祸首。 研究表明, 电磁波影响麻雀的方向感。 麻雀依靠地球磁场来辨别方向, 而电磁波会干扰麻雀找路的能力,从而使其迷失方向。 近 20 年来,国外学者越来越多地注意到低频非离子化电磁场的致癌作用。长期受到电磁辐射,会 造成正常脑的支持细胞——胶质细胞发生 DNA 分子链的电离损害,导致 DNA 碱基分子链的断裂,引 起细胞的癌变。 据美国科罗拉多州大学研究人员调查, 电磁污染较严重的丹佛地区儿童死于白血病者是 其他地区的两倍以上。瑞典学者托梅尼奥在研究中发现,生活在电磁污染严重地区的儿童,患神经系统 肿瘤的人数大量增加。
电磁波及其传播
适用学科 初中物理 适用区域 苏教版 知识点 适用年级 课时时长(分钟)
初中三年级 60
1.波的基本特征,振幅,波长,周期,频率,波速,及公式 V= f 2.电磁波的传播特点,传播速度 3.光与电磁波的关系 4.电磁屏蔽
教学目标 一、 知识与技能
1.认识波的基本特征,知道波能够传播周期性变化的运动形态、能量、以及信息。 2.了解振动的振幅、周期与频率,波长与波速的物理意义,知道它们是描述波的性质的 物理量,知道波长,频率与波速的关系。 3.了解电磁波的意义,体验电磁波的存在。了解电磁波可以在真空中传播的特性,知 道
4.如图所示是某一振动源在介质中形成的波形图。已知该波源振动频率为 20Hz.由相关信息可得, 波长是 m,在该介质中波速是 m/s。
【答案】0.8m,16m/s 【解析】波长是指相邻两个波峰或波谷之间的距离.然后再根据电磁波的公式进行波速的计算.由图可 得,波长为 80cm=0.8m;波速=波长×频率=0.8m×20Hz=16m/s
图 17-3
【答案】与电池的另一极时断时续的接触, 会听到收音机发出“咔咔”声;C; 变化的电流能够产生电磁 波. 【解析】 本题主要考查对声与电磁波特性的对比, 解答本题的前提条件是了解声音和电磁波的产生原理 及其传播特点(即:变化的电流能够产生电磁波,物体的振动产生声音,声音的传播需要介质) 。
五、课堂小结
1.波的基本特征:波都是在传播周期性变化的运动形态。 2.⑵ 波速、波长与频率的关系。 频率与周期的关系为
f 1 v T ;波速与波长、周期的关系为 T ;波速、波长与频率的关系为υ =λ f。
3. 电磁波: 电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场。 光波属于电磁波。 快速周期性变化的电流 (也 称振荡电流)的周围能产生电磁波。 4.电磁波谱:按波长连续排到的一系列电磁波。
电磁波在真空中传播的速度。了解电磁屏蔽。 4.知道电磁波谱,了解电磁波的应用及其对人类生活和社会生活发展的影响。
二、 过程与方法
1.实验观察。在观察演示实验的现象的基础上,归纳出波的基本特征;了解电磁波的存 在;电磁屏蔽等现象。 2.阅读(或陈述)了解。对波的周期、频率,电磁波的意义及电磁波谱等物理知识采用 阅读的方法获取。 3.图像意义分析。在学习波的特征的知识时,从对波形图的分析上入 手,建立起振幅、 波长等概念。
【例题 2】 【题干】雷鸣闪电时,可以从开着的收音机里听到“喀、喀”的响声,这是因为( A. 收音机出现故障 C. 雷声传到了收音机中 【答案】D 【解析】雷雨天闪电时,云层与云层间,云层与大地间都有放电现象。放电时高频率变化的电流产生电 磁波向四周传播,当其传到收音机里,被收音机接收就听到“喀,喀”的响声。此现象有力地证明了变 化的电流周围能够产生电磁波。 B. 空气潮湿的缘故 D. 收音机收到了云间传来的电磁波 )
源自文库
赫兹用实验证实了电磁波的存在,更重要的是导致了无线电的诞生,开辟了电子技术的新纪元,标 志着从 “有线电通信” 向 “无线电通信” 的转折点。 也是整个移动通信的发源点, 应该说, 从这时开始, 人类开始进入了无线通信的新领域。 通过今天的学习,我们就可以揭开电磁波的神秘面纱。
考点/易错点 1、波的基本特征:波都是在传播周期性变化的运动形态。 水和绳子传播的是凹凸相间的运动状态,弹簧传播的是疏密相间的运动状态——周期性变化 1、 描述波的性质的物理量。