文档内容
2 电磁波及其传播
[学习目标]
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。
一、电磁波
1．电磁波：如果在空间某处产生一个随时间变化的电场，这个电场就会产生磁场，如果这个磁场也随时间变
化，那么它又会在空间产生新的电场，这个变化的电场，磁场并不局限于空间某个区域，而是由远及近的传播出
去，这样的传播就形成了电磁波，即导体中电流的迅速变化在空间激起电磁波。
2．电磁波性质：是一种看不见摸不到的特殊物质，可以在真空中传播，传播不需要介质；电磁波传播的速度
c=3×10 8 m/s ， 电磁波的波长为λ，波速c=λf，其中f 是电磁波的频率；电磁波的波谱：γ射线，X射线，紫外线，红
外线，微波，短波，中波，长波。
二、电磁波的发射和接收
1．发射：将要传输的电信号（音频信号，图像信号）加载到高频电磁波（载波）上，再通过天线发射到空中
的过程。
2．接收：天线将电磁波接收下来，再通过接收器（收音机，电视机等）将要传输的电信号取出来并放大，最
后还原成声音或图像过程。
3．“天线”可以同时接收多种频率的电磁波，利用调谐器可以选出人们所需要的频率。
三、电磁波的应用
1．微波炉：利用电磁波（波长很短的微波）来加热食品。
2．雷达：利用无线电波测定物体位置的无线电设备；工作原理：电磁波如果遇到尺寸明显大于波长的障碍物
就要发生反射，雷达就是利用电磁波的这个原理，波长越短，传播直线性越好，反射性能越强。
3．无线电波：电磁波中用于广播、电视和移动电话的频率为数值数百千赫兹至数百兆赫兹的那部分叫做无线电波（无线电技术中使用的电
磁波）；根据波长的不同而有不同传播特征：分为地波，天波，空间波三种；
4．激光：激光束平行度特别好，在传播很远的距离后仍能保持一定的强度，制成激光测距雷达；激光束的亮
度高，在很小的空间和很短的时间内能集中很大的能量，利用激光束切割物质，焊接金属，医学上称作“光刀”。
一、电磁波的产生与传播
1．导线中的电流迅速变化会在空间激起电磁波。迅速变化的电磁波也能使金属中形成电流。
2．电磁波可以在真空中传播，不需要任何介质。
3．电磁波的家族：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。
二、电磁波的波长λ、频率f和波速：
1．波长：波长表示相邻两个波峰之间的距离，或相邻两个波谷之间的距离，用λ表示，单位是m。2．频率：一秒内电流振荡的次数交频率，用f表示，单位是赫兹(Hz)，比赫兹(Hz)大的还有千赫(kHz)、兆
赫(MHz)。1 MHz=103 kHz 1 kHz=103 Hz 1 MHz=106 Hz
3．波速：一秒内电磁波传播的距离，用c表示，单位是m/s。(电磁波在真空中的波速为c,大小和光速一
样， c=3×108m/s =3×105km/s)
三、波的基本特征
1．水波、弹簧中的疏密波和声音都是波，它们都是振动形态在介质中传播，属于机械波。机械波能够传播周
期性的运动形态，例如，往复抖动绳的一端(称为波源)，绳就会传播凹凸相间的运动形态。
2．振幅A：振动的幅度
3．周期T：振动一次所需要的时间，单位为s
4．频率f：其数值等于每秒内振动的次数，单位为hz . f=1 / T
5．波长λ：波在一个周期内传播的距离，单位为m
6．波速v：波的传播速度，单位为m/s . 它等于波长λ和频率f的乘积，且电磁波波速是一个定值。
7．运算关系：波速＝波长×频率，即c=λf
四、电磁波
1．定义：电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场。
2．产生：迅速变化的电流能在周围的空间中产生电磁波。
3．生活中，由于开关电器、雷电等形成的电流变化也会产生电磁波，不过这种电磁波的波形都是杂乱无章
的。
4．发展历程：①英国物理学家麦克斯韦在深入研究电磁现象的基础上，于1864年建立了电磁场理论，并预
言了电磁波的存在。②德国物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在。
5．我们周围的空间充满了电磁波，我们的电视机、收音机能接收到许多电视台和广播电台发射的电磁波。
五、电磁波的传播
1．传播：电磁波可以在固体、液体、气体和真空中传播；
2．传播速度：电磁波在真空中的传播速度最大，约为3×108m/s，与光速相同，光波属于电磁波；
3．电磁波的应用包括：电磁波是一个大家族，红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等，都是家族中的
成员，只是它们各有不同的波长和频率范围。
4．应用：①无线电波用于通讯；②微波用于通讯、微波炉加热；③红外线用于医疗、加热、遥控；④紫紫紫紫
于杀菌、防伪；⑤γ紫紫紫紫紫紫紫紫紫紫紫紫
5．另外，电磁波也存在副作用——电磁污染。
六、电磁波谱
定义：电磁波谱是按波长(或频率)连续排列的电磁波序列。知识点一：电磁波的特征
【探究重点】
电磁波在生活中有着广泛的应用，如：无线电广播、电视、手机都是靠电磁波来传递信息的，微波炉利用微
波加热食物等。
【例题精讲】
1. （2022·四川自贡）北斗导航系统是我国自行研制的通信系统，该系统在传递信息过程中主要依靠（ ）。
A. 光波 B. 声波 C. 超声波 D. 电磁波
【答案】D。
【解析】因为电磁波能在真空中传播，所以在太空中的北斗导航系统主要依靠电磁波传递信息，故ABC不符
合题意，D符合题意。故选D。
【巩固训练】
2. 下列关于电磁波和声波的说法，错误的是
A．电磁波和声波都可以在真空中传播
B．电磁波和声波都可以传递信息
C．电磁波和声波都具有能量
D．声呐系统是利用超声波进行定位的
【答案】A．
【解析】声音的传播需要介质，在真空中不能传播．电磁波可以在真空中传播，故选项A符合题意；电视和广播
都是由电磁波传递信息，这说明电磁波和声波都可以传递信息，故选项B不符合题意；电磁波和声波都具有能
量，故选项C不符合题意；声呐系统是利用超声波进行回声定位的，说明声可以传递信息，故选项D不符合题意.
知识点二：电磁波的传播
【探究重点】
对于生活中常见的收音机(收音机天线接收到各种各样的电磁波，调谐器从中选出特定频率的电磁波，收音机
内的电子电路再把音频信号从中取出来，送到扬声器中，还原成声音)、手机(手机是通过发射和接收电磁波来实
现通信的)和电视机(电视用电磁波来传递图象信号和声音信号，声音的产生、传播和接收跟无线电广播的工作过
程相似)【例题精讲】
3. （2022·四川内江）电磁波在真空中的传播速度为______ 。如图所示是部分电磁波谱，在如图的五种电磁
波中，频率最高的电磁波是______。
【答案】① ；② 射线。
【解析】[1]电磁波在真空中的传播速度和光速相同，都为3×108m/s。
[2]根据公式c=λf，电磁波的传播速度不变，波长越短，传播频率越高，由图可知，γ射线波长最短，故其
频率最高。
【巩固训练】
4. （2022·湖北十堰）2022年4月16日，神舟十三号载人飞船返回舱进入大气层后，降落伞相继打开，临近地
面时，反推发动机启动，向下推动空气，迫使返回舱减速“刹车”，于9时56分，在东风着陆场成功着陆（如
的
图），标志着本次神舟载人飞行任务圆满成功，下列关于返回舱返回过程 说法正确的是（ ）。
A着陆前相对于地面是静止的；
B利用电磁波向指挥中心传递信息；
C反推发动机对它施加向下的力；
D与空气摩擦，它的内能逐渐减少
【答案】B。
【解析】A．着陆前，返回舱离地面越来越近，相对地面有位置变化，是运动的，故A错误；
B．返回舱与地面指挥中心是利用电磁波传递信息的，故B正确；
C．反推发动机对空气有向下 的作用力，由于力的作用是相互的，所以空气对返回舱有向上的作用力，返回舱
受到向上的力而减速，故C错误；
D．返回舱与空气有摩擦，需要克服摩擦做功，内能增大，温度升高，故D错误。故选B。知识点三：波速、波长、频率关系
【探究重点】
波长、频率和波速的关系： 。
【例题精讲】
5. 如图所示为两列电磁波在空气中传播的波形图．OA=O'A'，甲波从O点传到A点，乙波从O'点传到A'点所用的
时间相等，则两波的波长关系是λ （＞/=/＜） λ ，频率关系是f （＞/=/＜） f ．
甲 乙 甲 乙
【答案】>,<
【解析】两个相邻波峰或波谷之间的距离称为一个波长，据图可知，甲波的波长大于乙波的波长频率与波振动的
快慢有关，即通过比较波的疏密程度即可判断频率的关系，故据图可知，乙波比较密，所以乙波的频率大，故入
用>入乙，fλ >λ ,则它们的频率( )
微波 红外线 紫外线
A.f =f =f B.f >f >f C.f λ >λ ,所以f
