7 电磁波及其应用一周强化一、一周内容概述1、知道电磁波的形成原理．2、理解电磁波波长、波速、频率之间的关系．3、理解电磁波谱上的各种电磁波的频率关系及其应用．4、了解无线电波的发射与接收二、重点知识归纳（一）电磁波的发现1、电磁波：变化的电场与变化的磁场是相互联系着的一个不可分离的统一体，即电磁场。
而变化的电场和变化的磁场总是交替产生的，并且由产生的区域向周围空间传播，这就是电磁波。
2、电磁波与机械波的异同电磁波的表现形式在很多方面跟机械波相类似，但必须注意它们本质的不同．电磁波是电磁现象，是靠电和磁的相互“感应”传播，电磁波是一种特殊的物质，在空间里传播的是电磁场，传播不需要介质，真空中也可传播．机械波是力学现象，要靠介质传播，在真空中不能传播，机械波在介质中传播的是运动．电磁波与机械波具有波动的共性．机械波是位移这个物理量随时间和空间做周期性的变化，电磁波则是E和B这两个物理量随时间和空间做周期性的变化．二者都能产生反射、折射、衍射和干涉等现象．（二）电磁波谱1、其中c是电磁波的波速，是电磁波的波长，表示电磁波的频率。
2、无线电波：波长大于1mm(频率小于300000MHz)的电磁波3、红外线：波长介于可见光与无限电波之间的电磁波特点：最显著的是热作用应用：（1）红外线加热，这种加热方式优点是能使物体内部发热，加热效率高，效果好。
（2）红外摄影，（远距离摄影、高空摄影、卫星地面摄影）这种摄影不受白天黑夜的限制。
（3）红外线成像（夜视仪）可以在漆黑的夜间能看见目标。
（4）红外遥感，可以在飞机或卫星上戡测地热，寻找水源、监测森林火情，估计家农作物的长势和收成，预报台风、寒潮。
4、可见光：波长范围在400～700nm之间的电磁波。
5、紫外线：波长范围在5～400nm之间的电磁波。
特性：主要作用是化学作用，还有很强的荧光效应，杀菌消毒作用。
应用：（1）紫外照相，可辨别出很细微差别，如可以清晰地分辨出留在纸上的指纹。
（2）照明和诱杀害虫的日光灯，黑光灯。
（3）医院里病房和手术室的消毒。
（4）治疗皮肤病，硬骨病。
6、X射线与射线（1）X射线产生条件：高速电子流射到任体固体上，都会产生X射线。
特性：穿透本领很强。
应用：工业上金属探伤、医疗上透视人体。
（2）射线是一种强电磁波，它的波长比X射线还要短，一般波长＜0．001纳米。
在原子核反应中，当原子核发生α、β衰变后，往往衰变到某个激发态，处于激发态的原子核仍是不稳定的，并且会通过释放一系列能量使其跃迁到稳定的状态，而这些能量的释放是通过射线辐射来实现的，这种射线就是射线。
（三）电磁波的发射与接收1、无线电波的发射：调制：把要传递的信号“加”到高频等幅振荡电流上，使电磁波随各种信号而改变叫做调制。
调幅：使高频振荡电流的振幅随调制信号而改变叫做调幅。
调频：使高频振荡电流的频率随调制信号而改变叫做调频。
2、无线电波的接收调谐：接收电路产生电谐振的过程叫做调谐。
检波：从接收到的高频振荡中“检”出所携带的调制信号过程，叫做检波。
检波是调制的逆过程，因此也叫解调。
典型例题：例1、在真空中传播的波长为15米的电磁波，进入某一介质中传播时，若传播速度为米/秒，该电磁波在介质中的波长是多少？解析：应用关系式．因电磁波在介质中传播其频率不变，其波长比：，则有：米例2、关于电磁波的传播，下列叙述正确的是（）A．电磁波频率越高，越易沿地面传播 B．电磁波频率越高，越易直线传播C．电磁波在各种媒质中传播波长恒定D．只要有三颗同步卫星在赤道上空传递微波，就可把信号传遍全世界解析：电磁波频率越高，波长就越短，绕过地面障碍物的本领就越差，且地波在传播过程中的能量损失随频率的增高而增大，A错．随着电磁波频率的增大，粒子性越来越明显，其传播形式跟光相似，沿直线传播，B正确．电磁波在各种媒质中传播时，频率不变，但传播速度不等，波长不同，C错．由于同步通讯卫星相对于地面静止在赤道上空3600千米高的地方用它来作微波中继站，只要有三颗这样的卫星，就可以把微波讯号传遍全世界，D正确．答案为BD．例3、关于电磁波在真空中传播速度，下列说法中正确的是（）A．频率越高，传播速度越大 B．电磁波的能量越强，传播速度越大C．波长越长，传播速度越大 D．频率、波长、强弱都不影响电磁波在真空中的传播速度答案：D 解析：电磁波在真空中的波速与任何因素均无关——现代物理中称光速不变原理．在媒质中波速会变小．例4、无线广播的中波段波长的范围是187m～560m，为了避免临近电台的干扰，两个电台的频率范围至少相差Hz，则在此波段中最多容纳的电台数约为多少？解析：这是一道实例题，运用中波段波长范围，得到中波段频率范围，进而得到此波段中最多容纳的电台数。
，根据可以得到：，，中波段频率范围是：。
这样此波段中能容纳的电台数为：例5、在我们生活的小区楼道内装有自动开关：晚上有人经过楼道时，开关自动接通；白天，不管是否有人经过，开关都是断开的，请你解释其原理。
解析：这是因为在楼道内装有了声光控开关，在晚上，利用声音来控制开关，当人经过时，开关自动接通，而无人时，自动熄灭。
而在白天，是利用光照强度来控制开关的，由于白天光照强度大，所以不管是否有人经过，开关都是断开的。
例6、有一架雷达搜寻到了目标，经1.4×10-4s后收到了回波，那么这个目标距雷达多远?解析：雷达是利用无线电波——电磁波来发现目标的，它能将一定频率的无线电波向空中发射出去，遇到目标后，电磁波被反射回，被雷达接收后在荧光屏上显示出来.因此，1.4×10-4s的时间是电磁波发射到目标并反射回原地共需时间.根据s=υt可求出目标距雷达的距离，这里t=×1.4×10-4s.已知：t=×1.4×10-4sυ=3×108m/s，求：S解：S=υt=3×108m/s××1.4×10-4s =2.1×104m答：目标距雷达的距离是2.1×104m.在线测试A 卷一、选择题1、建立完整的电磁场理论并预言电磁波存在的科学家是( )A．法拉第B．奥斯特 C．赫兹D．麦克斯韦2、关于电磁场和电磁波的正确说法是( )A．电场和磁场总是相互联系的，它们统称为电磁场B．电磁场由发生的区域向远处的传播形成电磁波C．在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场D．电磁波是一种波，声波也是一种波，理论上它们是同种性质的波动3、根据麦克斯韦电磁理论，如下说法正确的是( )A．变化的电场一定产生变化的磁场 B．均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场C．稳定的电场一定产生稳定的磁场 D．振荡交变的电场一定产生同频率的振荡交变磁场4、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5、如果你用心看书，就会发现机械波和电磁波有许多可比之处，小王同学对此作了一番比较后，得到如下结论，你认为是错误的是( )A．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播B．机械波可能是纵波，也可能是横波，电磁波一定是横波C．机械波和电磁波都能产生反射、折射、干涉和衍射现象D．当机械波和电磁波从空气中进入水中时，频率不变，波长和波速都变小6、电磁波在传播过程中，保持不变的物理量是( )A．频率B．波长 C．振幅D．波速7、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，可见光的频率最小 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，红外线的频率最小 D．伦琴射线频率最大，可见光的频率最小8、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9、如图所示的球形容器中盛有含碘的二硫化碳溶液，在太阳光的照射下，地面呈现的是圆形黑影，在黑影中放一支温度计，可发现温度计显示的温度明显上升，则由此可断定( )A．含碘的二硫化碳溶液对于可见光是透明的 B．含碘的二硫化碳溶液对于紫外线是不透明的C．含碘的二硫化碳溶液对于红外线是透明的 D．含碘的二硫化碳溶液对于红外线是不透明的10、转换电视频道，选择自己喜欢的电视节目，称为( )A．调幅B．调频 C．调制D．调谐11、电磁波在空气中的传播速度为3×108ｍ/ｓ，某广播电台能够发射波长为50ｍ的无线电波，那么收音机接收这个电台时调谐的频率应工作在( )A．150MHz B．500MHz C．6.00MHz D．3.00MHz12、下列可作为传感器的来使用的是( )A．受力而形变的弹簧B．实验室内养殖的兔子 C．用来砌房子的砖头D．自然界的风13、关于电磁波的发射与接收，下列说法中正确的是( )A．调频与调幅都是用高频载波发送信号，原理相同，无本质区别B．解调是将低频信号加载到高频电磁波上进行发射传送的过程C．手持移动电话与其他用户通话时，要靠较大的固定的无线电台转送D．调谐就是将接收电路的振幅调至与电磁载波的振幅相同14、大量信息的存储和多用户的使用对信息安全提出了严峻的挑战，下列四项中对计算机系统的信息危害最大的是( )A．内存大小B．计算机病毒 C．电脑的存储速度D．电脑的计算速度15、用遥控器调换电视机的频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程。
下列属于这类传感器的是( )A．红外报警装置B．走廊照明灯的声控开关C．自动洗衣机中的压力传感装置 D．电饭煲中控制加热和保温的温控器B 卷二、综合题16、太阳光从太阳发出后经500s到达地球表面，则日地距离为多少？17、一长波的波长是30km，该波从地球传到月球约需1.3s，则在这一段距离内可排满几个波长？18、夏天常有雷暴雨，一次下雷雨时，某人头顶一条闪电从约3.4km的高空基本竖直向下延伸，闪电总长度约为1.36km,则人在地面从见到闪电到听见雷声，约需几秒？雷声约持续多长时间？（空气中的声速=340ｍ/ｓ）19、雷达是用脉冲电磁波来测定目标的位置和速度的设备，某机场引导雷达发现一架飞机正向雷达正上方匀速飞来，已知该雷达显示屏上相邻刻度线之间的时间间隔为1.0×10-4s，某时刻雷达显示屏上显示的波形如图甲所示，A脉冲为发射波，B脉冲为目标反射波，经=170s后雷达向正上方发射和被反射的波形如图乙所示，则该飞机的飞行速度约为多少？解析一、选择题 DBDBB ABCCD CACBA答案：16、d=1.5×1011m 17、n=1.3×104 18、（1）t=6s（2）△t=4s 19、≈394m/s高考解析1.关于电磁波，下列说法正确的是（）A.雷达是用X光来测定物体位置的设备B.使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调C.用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光D.变化的电场可以产生变化的磁场答案：D解析：雷达是根据超声波测定物体位置的，A错；使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制，B错；用紫外线照射时大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光，利用紫外线的荧光效应，C错；根据麦克斯韦电磁场理论可知变化的电场可以产生变化的磁场、变化的磁场产生电场，D对。