14.4电磁波与信息化社会
高中物理选修3-4教学设计4：14.4 电磁波与信息化社会教案
14.4 电磁波与信息化社会一、核心素养：通过《电磁波与信息化社会》的学习过程，让学生体会科学技术在推动社会进步过程中的巨大作用；开阔学生的视野，树立努力学习，为祖国的信息化发展做贡献的信念。
二、学习目标：1.了解电磁波在推动信息化社会中的巨大作用；2.了解电视，雷达等电磁设备的原理；3.开阔视野，体会信息化社会的便捷。
重难点：电视、雷达和手机的基本原理。
三、教学过程：课前：登陆教育平台，发送预习任务。
根据平台上学生反馈的预习情况，发现薄弱点，针对性教学。
1.引入：我们都知道，人类文明的每次重大进步，都伴随着信息交流的发展，下面我们请同学来给大家介绍信息交流的发展过程。
请学生进行ppt展示和讲解。
(学生分小组课前准备)2.展示利用光传递信息的发展趋势1844年电报的发明，让人类进入了用电传播信息的时代，电磁波的发现又实现了无线通信。
现代信息通信理论告诉我们，电磁波的频率越大，单位时间传播的信息量就越大，我们知道光的频率比无线电波大很多，那么能不能利用光进行通信呢？展示新科技：比wifi快100倍的li-fi3.请同学展示电视的发展历程，讲解利用电视传递图像的原理，介绍电视的广泛应用。
(学生分小组课前准备)4.播放微课视频：雷达介绍请同学介绍各种军事雷达。
(学生分小组课前准备)微课讲解：雷达测速的原理5.介绍移动通信的发展，移动电话和基站6.让学生谈谈体会到的信息化社会的便捷。
三、关于电磁波带来的危害在我们了解了电磁波的应用带给我们无限便捷的同时，也要知道电磁波会对我们的身体造成一定危害。
但在处于安全级的电磁环境下，如果长期幻想电磁波会对自己的健康造成损害，必然会因为精神压力过大产生心理问题，进而影响到自身健康。
所以正确认识电磁波的产生的原因和其可能造成的危害、并掌握如何降低或避免生活中常见的电磁波的影响是很有必要的。
只要不是处于绝对零度（摄氏温标零下273.15摄氏度）的物体均会向外界辐射电磁波，绝对零度在自然界里是不可能达到的，所以电磁波是无处不在的。
人教版高中物理选修(3-4)-14.4《电磁波与信息化社会》名师课件
蜂窝移动通信系统
• 1G：指最初的模拟、仅限语音的蜂窝电话标准。 • 2G：数字蜂窝移动通信系统，保密性强，能提供丰富
的业务，标准化程度高并为用户提供无缝的国际漫游。 • 3G ： 语音只占移动通信业务的一部分，大部分业务是
非话数据和视频信息。 • 4G：通信速度更快，网络频谱更宽，通信更加灵活，
航海雷达
海基雷达
战略预警雷达
雷达测速
近景图
雷达测速原理
移动通信发展
• 世界电信在近30年的发展中，发生了巨大的变 化，移动通信特别是蜂窝小区的迅速发展，使 用户彻底摆脱终端设备的束缚，实现了完整的 个人移动性，也提供了可靠的传输手段和接续 方式。进入21世纪，移动通信已经逐渐演变成 社会发展和进步的必不可少的工具。
智能性能更高，兼容性能更平滑，提供各种增值服务， 实现更高质量的多媒体通信 ，频率使用效率更高，通 信费用更加便宜。
基站
因特网的应用
互动训练
互动答题时间，拿出你的学习卡开始答 题吧！
打开工具栏，点击课件训练，选取“名师训练 -《电磁波与信息化社会》”
光纤通信应用、综合业务数字网崛起为标志)
1925年电视机的雏形
1939年： 第一台黑白电视机
1950年：“懒骨头”遥控器面世
1954年：第一台带式电视
2000年：健康电视概念
2008年：现代在日本首次展出消费 级3D电视
2011年：云电视
2008年：我国第一台采用国产 等离子屏电视机
2011年：脑电波电视
2012年：4K电视
2014年：世界首款105寸曲面 UHD电视
摄像管的原理
摄像管
扫描的路径
显像管
电视广播的发射
高中物理 14.4.5 电磁波与信息化社会 电磁波谱课件 新人教版选修34
二、电磁波谱
1.概念:按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱。
2.电磁波谱的排列:按波长由长到短依次为:无线电波、红外线、可
见光、紫外线、X 射线、γ 射线。
3.不同电磁波的特点及应用
特性
用途
无线电波 波动性强
通讯、广播、导航
红外线 热作用强
加热、遥测、遥感、红外线制导
可见光 感光性强
照明、照相等
紫外线 化学作用、荧光效应 日光灯、杀菌消毒、治疗皮肤病等
X 射线 穿透力强
检查、探测、透视、治疗
γ 射线 穿透力最强
探测、治疗
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4.电磁波的能量 各种各样的仪器能够探测到许许多多电磁波,说明电磁波具有能
量,电磁波是一种物质。 5.太阳辐射的特点 太阳辐射的能量集中在可见光、红外线和紫外线三个区域,在眼睛
第十八页，共21页。
4.关于雷达的特点,下列说法中正确的是( ) A.雷达所用无线电波的波长比短波更短 B.雷达的显示屏上可以直接读出障碍物的距离 C.雷达在能见度低的黑夜将无法使用 D.雷达只有连续发射无线电波,才能发现目标 答案:AB 解析:雷达所用的无线电波是波长非常短的微波,选项 A 正确。在雷达的 工作显示屏上,直接标的是距离,选项 B 正确。雷达在黑夜也能使用,选 项 C 错误。雷达发射的是间断的无线电波,选项 D 错误。
第二页，共21页。
预习导引
一、电磁波与信息化社会
1.电磁波的传输:可以通过电缆、光缆进行有线传输,也可实现无线 传输。电磁波的频率越高,相同时间内传递的信息量越大。
2.电磁波的应用实例 (1)电视广播的发射和接收过程
摄像管:摄取景物的图像并将其转换为电信号 ⇓
14.4 电磁波与信息化社会
如何利用规律实现更好记忆呢？
超级记忆法-记忆 规律
记忆中
选择恰当的记忆数量
魔力之七：美国心理学家约翰·米勒曾对短时记忆的广 度进行过比较精准的测定：通常情况下一个人的记忆 广度为7±2项内容。
摄像管
让我们走进 摄像管吧！
电子束把一幅图象按照各点的明暗情况， 逐点变为强弱不同的信号电流，通过 天线把带有图象信号的电磁波发射出去。
电视机的接收端
Hi!又是我！ 再带你见识一下
显像管为何能显示与摄像屏一样的像
• 显像管的电子束也在屏幕上扫描，扫描的 方式与步调与摄像管的扫描同步，同时， 显像管电子枪发射的电子束的强弱受图象 信号的控制。
超级记忆法-记忆 规律
TIP1：我们可以选择记忆的黄金时段——睡前和醒后！ TIP2：可以在每天睡觉之前复习今天或之前学过的知识，由于不受后摄抑制的 影 响，更容易储存记忆信息，由短时记忆转变为长时记忆。
如何利用规律实现更好记忆呢？
超级记忆法-记忆 规律
TIP3：另外，还有研究表明，记忆在我们的睡眠过程中也并未停止，我们的大 脑 会归纳、整理、编码、储存我们刚接收的信息。所以，睡前的这段时间可是 非常 宝贵的，不要全部用来玩手机哦~
TIP2：越夸张越搞笑，越有助于刺激我们的大脑，帮助我们记忆，所以不妨在 编 故事时，让自己脑洞大开，尝试夸张怪诞些~
故事记忆法小妙招
费曼学习法
费曼学习法-简介
理查德·菲利普斯·费曼 （Richard Phillips Feynman）
费曼学习法出自著名物理学家费曼，他曾获的 1965年诺贝尔 物理学奖，费曼不仅是一名杰出的 物理学家，并且是一位伟 大的教育家，他能用很 简单的语言解释很复杂的概念，让其 他人能够快 速理解，实际上，他在学习新东西的时候，也会 不断的研究思考，直到研究的概念能被自己直观 轻松的理解， 这也是这个学习法命名的由来！
14.4电磁波与信息化社会-人教版高中物理选修3-4教案
14.4电磁波与信息化社会【学习目标】1．了解电视、雷达和移动电话的基本原理以及因特网．2．知道电磁波谱以及各组成部分．知识回顾：1.电磁波在我们生活有哪些例子？答：电话、卫星、电视机2.电磁波在我们生活中的实际作用是什么？答；传递信息3.电磁波除了传递信息能传递能量吗？答：可以传递能量、比如太阳光要点四、电磁波与信息化社会1．光缆传输电磁波可以通过无线传输，也可以通过有线传输．电磁波的频率越高，相同时间传递的信息量越大，而光的频率比无线电波的频率高得多．因此光缆可以传递大量信息．2．电视（1）电视信号的采集．摄像机采集图像信号，在1 s内要传递25帧画面，电视接收机也以相同的速度在荧光屏上显现这些画面，由于画面更换迅速和视觉暂留效应，我们感觉到的便是活动的图像．声音信号由话筒采集．（2）电视信号的发射．（3）电视信号的接收．3．雷达（1）雷达是利用无线电波来测定物体位置的无线电设备．（2）雷达用的是通过转动的天线发射微波信号，这种信号传播的直线特性好．遇到障碍物要发生反射，反射信号又被雷达天线接收，测出从发射信号到接收目标反射信号的时间t，就可以知道目标到雷达的距离12s ct=，并可确定目标的方向．（3）除军事用途外，雷达可以为飞机、船只导航，可以用于研究天体的运动．4．移动电话移动通信是指通信双方中至少有一方可以自由移动进行信息交换的通信方式．移动通信的工作模式如图所示．5．因特网因特网是世界上最大的计算机互联网．人们可以通过互联网玩游戏、听音乐、看电影、看电视、聊天、经商、购物、从事金融活动，也可以通过互联网查阅各种资料，进行远程教学、远程医疗，甚至可以为身处世界各地的人召开电视会议；通过互联网可以进行网上办公、网上上班、网上信息发布等．高中生学习任务重，不能因上网而影响正常的学习、生活．例题1. 传真机原理分析：报纸上印的许多照片都是传真照片，传真是利用无线电波传送图表、书信、照片的一种方法．无线电传真的示意图如图所示．简要说明无线电传真的过程、器件及其作用．【答案】见解析 【解析】发射机上装有的光电管，将文字、图表转化为电信号，将其附加在高频无线电波上发射出去，接收机利用电谐振原理将其接收，通过辉光管转化为原来的文字、图表在复印纸张上复印出来．无线电波和电磁振荡密切联系，不论发射和接收都和振荡电路相联系．2T LC π=，12f LC π=经常使用．课堂练习一：目前雷达发出的电磁波频率多在200MHz ～1000 MHz 的范围内，下列关于雷达和电磁波的说法正确的是A ．真空中，上述频率范围的电磁波的波长在30m ～150m 之间B ．电磁波是由均匀变化的电场或磁场产生的C ．波长越短的电磁波，越容易绕过障碍物，便于远距离传播D ．测出电磁波从发射到接收的时间，就可以确定到障碍物的位置【答案】D 【解析】根据v cλ=电磁波频率在200MHz ～1000 MHz 的范围内，，则电磁波的波长范围在0.30m ～1.50m 之间，故A 错误；根据麦克斯韦的电磁场理论可知，恒定不变的电场不会产生磁场，电磁波是变化磁场产生电场变化电场产生磁场不断交替变化产生的，故B 错误；波长越短的电磁波，越不容易发生衍射，不容易绕过障碍物，不便于远距离传播，故C 错误；测出从发射无线电波到接收反射回来的无线电波的时间，根据无线电波的传播速度，就可以间距，D 正确。
选修3-4《电磁波谱》第四节 电磁波与信息化社会
四、移动电话--手机 一个小型无线电台
一、电磁波与信息的传递
简答:探索地外文明的方法主要有3大类:
①接收并分析来自太空的各种可能的电波。这方面的工作从1960年就开始了。 ②人类主动向外太空发出表明人类在太阳系内存在的信号。1974年11月16日,美 国利用设在波多黎各的阿雷西博305米直径的射电望远镜,发出人类第一组信号, 对准武仙座球状星团,发射3分钟。 ③发射探测器去登门拜访外星人。美国发射的“先驱者”10号和11号,“旅行者”1号 和2号,都在完成对太阳系内的探测任务后,带着许多人类的信息,作为人类使者,漫 游在恒星际空间,这就像一只宇宙飘流瓶。如果巧遇人类的知音,他们将从探测器 中了解人类的活动,确定进一步交往的可能。由此可见,探索地外文明是一项综合 性的科学使命,过于乐观是不现实的,过于悲观也是没有根据的。
一、电磁波与信息的传递
19世纪末，人们开始利用电磁波传递无线电 信息。
东方明珠电视塔
二、电视
20世纪最有影响力的发明之一
1927年，英国发明家贝尔德在伦 敦公开表演了向远处传递活动图 像的技术。
标志着电视的诞生
二、电视
光信号 声信号
图像电信号 声音电信号
调制 发射机
接收 调谐
解调 检波
无线传播
发射 接收 发射
S=脉冲从发射到接收 的时间间隔
利用发射与接收之间的时间差， 计算出物体的距离，确定物体位置。
高中物理 第十四章 4 电磁波与信息化社会 5 电磁波谱课件4高二选修34物理课件
900 MHz的电磁波,无线WiFi使用频率为2.4 GHz(1 GHz=109 Hz)的电磁波,地铁行李安
检时使用频率为1018 Hz的电磁波.根据图中给出的电磁波谱和相关信息,下列说法
(shuōfǎ)正确的是(
)
C
A.手机工作时使用的电磁波是纵波
B.机场安检门使用的电磁波只能在空气中传播
C.地铁行李安检(ān jiǎn)时使用的电磁波是利用了电磁波的穿透本领 D.无线WiFi使用的电磁波比GPS定位系统使用的电磁波更容易发生衍射现象
s1= vt = 3108 4 104 m=6×104 m;
2
2
同理 30 s 后相距
s2= vt = 3108 3104 m=4.5×104 m
2
2
监视目标的移动速度 v′= s = 6 104 4.5 104 m/s=500 m/s,故选 C.
t
30
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解析:手机工作时使用(shǐyòng)的电磁波为横波,故A错误;电磁波可以在真空中 传播,也可以在介质中传播,故B错误;地铁行李安检时使用的电磁波是利用了电 磁波的穿透本领,故C正确;无线WiFi使用的电磁波比GPS定位系统使用的电磁 波频率高,波长短,不容易衍射,故D错误.
电磁波中,无线电波波长范围为几十千米到几毫米,光波波长不到1微米.作用于我们的 眼睛并能引起(yǐnqǐ)视觉反应的部分——可见光,只是电磁波中很窄的波段.在可见光范 围外还存在大量的不可见光线.各种电磁波谱成员按波长顺序是如何排列的?
答案:波长从长到短依次为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ 射线,合起来(qǐ lái)构成了范围广阔的电磁波谱.
高中物理 第14章 4 电磁波与信息化社会 5 电磁波谱课件4高二选修34物理课件
(3)移动电话、_因_特__网__也是利用电磁波来传输信息的．
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二、电磁波谱 1．概念
按电磁波的波__长__(b或ōchá_频n_g)率__(p大ínlǜ小) 的顺序把它们排列成谱．
2．电磁波谱的排列
按波长由长到短依次为：无__线_电__波__(w_úx、iàn红diàn外bō) 线、可__见__光__、紫外线、 X 射线、_γ_射__线__．
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【例 2】 下面列出一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理 现象，请将相应的字母填写在运用这种现象的医疗器械后面的空格 上．
(1)X 光机，________. (2)紫外线灯，________. (3)用理疗“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得较好，这里的“神 灯”是利用________．
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1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)高频电磁波是信息传送的载体． (2)雷达是利用微波定位的． (3)电视机是一种发射电磁波的装置．
(√ ) (√ ) (× )
(4)X 射线对生命物质有较强的作用，过量的 X 射线辐射会引起生物
体的病变．
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A．光的全反射 B．紫外线具有很强的荧光作用 C．紫外线具有杀菌消毒作用 D．X 射线的很强的贯穿力 E．红外线具有显著的热效应 F．红外线波长较长，易发生衍射
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第四节
电磁波与信息化社会
电磁波的发射与接收
解调——分离两种频率的波 检波
电磁波的发射与接收
发射 低频电信号 调制 高频载波信号 接收_调谐 还原
解调 检波
全过程示意图
电磁波特点分析 • 电磁波具有波动所特有的性质——干涉、衍射。 • 衍射——遇到障碍物时，波动能够偏离直 线绕过障碍物，继续传播。 • 相同的障碍物情况下，波长越长，越容易 发生衍射现象。 • 频率越高，波长越短，越能够更好的沿直 线传播。
电视机的接收端
显像管为何能显示与摄像屏一样的像
• 显像管的电子束也在屏幕上扫描，扫描的 方式与步调与摄像管的扫描同步，同时， 显像管电子枪发射的电子束的强弱受图象 信号的控制。
雷达
雷达在军事、飞机导 航、气象预 测 么用？ • 了解雷达用的是什 么电磁波? • 为什么可以根据雷 达显示屏看出离障 碍物有多远？
电磁波的传播方式
• 地波传播：因为波长很长，能够很好的绕 过障碍物，所以可以贴地面传播。——长 波、中波、中短波。
电视
阅读课文，试着理解 电视机的成像原理
简单地说：电视信号是电视 台先把影像信号转变为可以 发射的—— ，发射出去后被 接收的电信号通过——被还 原为光的图象重现荧光屏。
摄像管
电子束把一幅图象按照各点的明暗情况， 逐点变为强弱不同的信号电流，通过 天线把带有图象信号的电磁波发射出去。
雷达工作原理
测距：
发射 接收
利用发射与接收之间的时间差， 计算出物体的距离。
雷达所用电磁波特点
• 微波（超短波）——频率高，波长极短， 沿直线传播，能够穿过电离层，受大气影 响小，收到的信号强且稳定。
电磁波的危害
• 电磁波可能造成的伤害 • 手机释放的电磁辐射对脑细胞的影响 • 电磁辐射的遗害会不断累积﹐在十至十五 年后﹐很可能出现更多因手机普及而导致 的癌症病例 • 电磁辐射对胎儿的发育起到极大的影响。 容易导致胎儿畸形和发育不良。