20.2 电磁波的应用 课件2025-2026学年物理沪科版（2024）九年级全一册

第二十章 电磁波与信息时代第2节 电磁波的应用5G基站让无人驾驶汽车实时“眼观六路”——这些硬核操作，全靠电磁波当“信使”！它不止能传信号，还能拍CT、探矿产、控火箭！今天，我们就来学习电磁波在生产生活中的重要应用。1.了解电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响。2.知道无线电波、微波等不同区间的电磁波的应用。知识点一、无线电波与广播电视 1. 无线电波的特点与分类 在电磁波谱中，无线电波的波长最长，频率最低，被广泛用于长距离传送声音、图文等信号。无线电波的波长范围非常广，可分为多个波段。2. 低频无线电波无线电波很早之前就被用于无线电广播与电视信号传播。 如图所示， 低频无线电波适用于长距离无线电通信，要实现更远距离的传播，则需要利用地面转播站；高频无线电波则被电离层反射，从而传播到更远的地方。 3. 中、高频无线电波 中、高频无线电波适用于区域性的无线电广播，以传输普通声音信号为主。无线电波的振幅根据所传送的声音信号而变化，这种信号调制方式称为振幅调制，简称调幅。 甚高频的无线电波则用于传输高品质广播，例如立体声节目，其频率依据所需传送的声音信号而变化，这种信号调制方式称为频率调制，简称调频。4. 超高频 用于电视广播的超高频波段的电磁波无法绕过建筑物，用于接收电视信号的天线必须直接对准电视塔。因此闭路电视普及之前，很多城市都建有非常高的电视塔，它们也成为所在城市的文化地标之一。知识点二、微波与卫星通信 1. 微波（1）微波的特点 微波的波长在厘米量级甚至更短，可穿透大气层，适用于电视信号与雷达信号传送，以及卫星通信，具有极高的民用、科研及军事价值。（2）微波与卫星通信 微波信号经地面站天线发射，经由卫星接收、放大并转发给其他地面站或中继卫星，从而实现覆盖较广区域甚至全球的通信。地面站→卫星接收→转发 （3）通信卫星 通信卫星使用的微波频率一般在300MHz至300GHz之间。与卫星进行通信，地面站天线需要对准卫星，实现微波信号的发射与接收。 我国自20世纪60年代就已启动微波接力通信系统与卫星的研制，在研究、开发、制造和发射、运营等多个领域均已居于世界前列，在国内与国际通信服务方面取得了举世瞩目的成就。 我国的天宫空间站已实现多次“天宫课堂”的高清信号直播，依靠的就是我国建立的天链一号、天链二号中继卫星通信系统。天链中继卫星通信就是典型的微波通信，即使用了电磁波中的微波段。视频：天链卫星 生活中，我们比较熟悉的电磁波能量特性的应用是微波炉。微波炉中的磁控管能够产生很强的电磁波，它的波长很短，所以叫做微波。 食物的分子在微波作用下剧烈振动并相互摩擦而产生热量，食物的温度升高。 这种微波可以穿透食物内部5cm，使食物内部和外部一同受热，效率高。因为食物中的水分子比其他分子更容易吸收微波的能量，所以含水量高的食物在微波炉中温度上升更快。微波炉视频：微波炉知识点三、红外线成像与检测1. 红外线的特点 在电磁波谱可见光区红光的外侧，存在一个看不见的电磁波段，即红外线。红外线的波长比红光要长，约为10-6～10-3m。所有物体都会发射红外线，且强度与波长和物体的温度有关。温度低于500℃的物体只会发射红外线，超过500℃的物体则既可发射红外线也可发射可见光。 红外线作为一种特殊的电磁波，应用非常广泛，常见于热成像、遥控与检测等领域。 2. 红外线成像 红外线成像通过热红外电荷耦合器对物体进行成像，能反映出物体表面的温度场。红外热成像在军事、工业、汽车辅助驾驶、医学领域都有广泛的应用。 各类家用红外遥控器也是利用红外线作为控制信号的传输载体，对各类家电进行遥控。用于非接触式测量体温的体温计，也是基于红外线实现体温检测的。知识点四、高频电磁波与医疗 高频电磁波在医疗等领域还有很多基于其能量特性的应用，如γ射线治疗、激光医疗与焊接等。 1. γ射线 γ射线应用于医疗的典型例子就是伽马刀治疗，它利用γ射线能量高、穿透力强的物理特性，基于定向原则，将颅内病变组织选择性地确定为靶点，使用γ射线进行一次性大剂量聚焦照射，使病变组织坏死或功能改变而实现治疗疾病的目的。2. 激光 激光相较于普通光源， 单色性、方向性更好，除了可用于矫正近视的手术，还可用于机械制造中的精密模具加工、精密焊接等工艺，甚至用于核聚变研究。微波与卫星通信①低频无线电波适用于长距离无线电通信。②中、高频无线电波适用于区域性的无线电广播。③超高频用于电视广播。电磁波的应用无线电波与广播电视常用于热成像、遥控与检测等领域。高频电磁波与医疗：如γ射线治疗、激光医疗与焊接等。微波信号经地面站天线发射，经卫星接收、放大并转发给 其他地面站或中继卫星，实现覆盖较广区域甚至全球的通信。1.下列关于卫星遥感技术确定焚烧源的分析中正确的是( )A. 对焚烧源进行拍照，从照片上直接看到焚烧源B. 监测焚烧源产生的烟雾，从烟雾的多少来确定焚烧源C. 监测焚烧源的颜色，从遥感照片的颜色来确定焚烧源D. 监测焚烧源的温度，通过捕捉高温物体发出的红外线来确定焚烧源D2．电视机换台时，实际上是在改变（　　）A．电视台发射电磁波的频率B．电视台发射电磁波的速度C．电视机接收的电磁波的频率D．电视机接收的电磁波的速度C3. 我国首家以北斗卫星导航应用为主题的博物馆及体验馆——北斗卫星导航应用博物馆坐落于北京市北斗产业创新基地，由卫星导航应用博物馆和卫星导航应用体验馆组成。我国建立的北斗卫星导航系统是利用________进行定位的。人们把通信卫星作为中继站，在地球的周围均匀地配置______颗地球静止卫星就可以实现全球卫星通信。电磁波3