人教版選修11 電磁波譜 電磁波的發(fā)射和接收 信息化社會(huì) 第1課時(shí) 學(xué)案 (1).docx

4.2電磁波譜4.3電磁波的發(fā)射和接收4.4信息化社會(huì)教學(xué)目標(biāo)：1.知道有效發(fā)射電磁波的條件，知道調(diào)制、調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)諧、解調(diào)、電諧振等概念.2.了解電磁波的應(yīng)用和在科技、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展中的作用.3.認(rèn)識(shí)電磁波譜，了解電磁波各波段的特性和主要作用重點(diǎn)：掌握波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系.難點(diǎn)：知道電磁波譜由無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、x射線、射線組成，能夠知道各自的特點(diǎn)與重要應(yīng)用.預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)：一、電磁波的發(fā)射和接收1無(wú)線電波的發(fā)射(1)要有效地發(fā)射電磁波，振蕩電路必須具有如下特點(diǎn)：第一，要有足夠高的振蕩頻率，頻率越高，發(fā)射電磁波的本領(lǐng)越大第二，振蕩電路的電場(chǎng)和磁場(chǎng)必須分散到盡可能大的空間，這樣才能有效地把能量輻射出去(2)調(diào)制定義：在電磁波發(fā)射技術(shù)中，使電磁波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)分類2無(wú)線電波的接收(1)原理：電磁波在傳播過(guò)程中如果遇到導(dǎo)體，會(huì)使導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，因此，空中的導(dǎo)體可以用來(lái)接收電磁波(2)電諧振與調(diào)諧電諧振：當(dāng)接收電路的固有頻率跟收到的電磁波的頻率相同時(shí)，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)，這個(gè)現(xiàn)象叫做電諧振調(diào)諧：使接收電路產(chǎn)生電諧振的過(guò)程(3)解調(diào)：使聲音或圖像信號(hào)從高頻電流中還原出來(lái)的過(guò)程，它是調(diào)制的逆過(guò)程調(diào)幅波的解調(diào)也叫檢波(4)無(wú)線電波技術(shù)上把波長(zhǎng)大于1 mm的電磁波稱做無(wú)線電波，并按波長(zhǎng)把無(wú)線電波分為若干波段：長(zhǎng)波、中波、中短波、短波、微波想一想在我們周圍彌漫著各種電臺(tái)、電視臺(tái)及無(wú)線電設(shè)備發(fā)出的電磁波，我們?nèi)粝胧章?tīng)某一電臺(tái)的廣播時(shí)，需要調(diào)節(jié)收音機(jī)的旋鈕選臺(tái)，你知道“選臺(tái)”的作用嗎？答案“選臺(tái)”是為了使想收聽(tīng)的某一電臺(tái)發(fā)射的電磁波的頻率與收音機(jī)的接收電路的固有頻率相同二、電磁波與信息化社會(huì)1電磁波可以通過(guò)電纜、光纜進(jìn)行有線傳輸，也可實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳輸電磁波的頻率越高相同時(shí)間內(nèi)傳遞的信息量越大2電視3雷達(dá)(1)雷達(dá)是利用無(wú)線電波來(lái)測(cè)定物體位置的無(wú)線電設(shè)備(2)原理：電磁波遇到障礙物要發(fā)生反射，雷達(dá)是利用電磁波的這個(gè)特性工作的4移動(dòng)電話(1)每一部移動(dòng)電話都是一個(gè)無(wú)線電臺(tái)，同時(shí)又相當(dāng)于一臺(tái)收音機(jī)(2)移動(dòng)電話的體積很小，發(fā)射功率不大；它的天線也很簡(jiǎn)單，靈敏度不高因此它與其他用戶的通話要靠較大的固定無(wú)線電臺(tái)轉(zhuǎn)接這種固定的電臺(tái)叫做基地臺(tái)或基站三、電磁波譜1電磁波譜：按電磁波的波長(zhǎng)或頻率大小的順序把它們排成譜按波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短依次為：無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、x射線、射線2應(yīng)用：利用無(wú)線電波進(jìn)行通信、廣播及其他信號(hào)傳輸；利用紅外線可進(jìn)行紅外遙感；利用紫外線可進(jìn)行滅菌消毒；利用x射線可進(jìn)行醫(yī)用透視、機(jī)場(chǎng)安檢；利用射線可進(jìn)行工業(yè)探傷、醫(yī)用治療3電磁波的能量各種各樣的儀器能夠探測(cè)到許許多多電磁波，所有這些都表明電磁波能夠傳遞能量4太陽(yáng)輻射太陽(yáng)輻射的能量集中在可見(jiàn)光、紅外線和紫外線三個(gè)區(qū)域，在眼睛最敏感的黃綠光附近，輻射的能量最強(qiáng).課堂講義：一、無(wú)線電波的發(fā)射和接收1無(wú)線電波的發(fā)射和接收過(guò)程2對(duì)概念的理解(1)“調(diào)幅”和“調(diào)頻”都是調(diào)制過(guò)程，解調(diào)是調(diào)制的逆過(guò)程(2)電諧振就是電磁振蕩中的“共振”(3)調(diào)諧與電諧振不同，電諧振是一個(gè)物理現(xiàn)象，而調(diào)諧則是一個(gè)操作過(guò)程【例1】關(guān)于無(wú)線電波的發(fā)射過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是()a必須對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制b必須使信號(hào)產(chǎn)生電諧振c必須把傳輸信號(hào)加到高頻電流上d必須使用開(kāi)放回路解析該題考查電磁波的發(fā)射過(guò)程電磁波的發(fā)射過(guò)程中，一定要對(duì)低頻輸入信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，用開(kāi)放電路發(fā)射為了有效地向外發(fā)射電磁波，必須使電路開(kāi)放，a、c、d正確而產(chǎn)生電諧振的過(guò)程是在接收無(wú)線電波，b不正確答案acd【例2】要提高lc振蕩電路輻射電磁波的本領(lǐng)，應(yīng)該采取的措施是()a增加輻射波的波長(zhǎng)b使振蕩電容的正對(duì)面積足夠小c減小電容器兩極板間的距離d增加回路中的電容和電感解析研究表明頻率越高，電磁波發(fā)射本領(lǐng)越大，電磁場(chǎng)應(yīng)盡可能擴(kuò)散到周圍空間，形成開(kāi)放電路f，c，要使f增大，應(yīng)減小l或c，只有b符合題意答案b借題發(fā)揮f和c這兩個(gè)公式是分析這類問(wèn)題的基礎(chǔ)由c可清楚判斷影響電容c大小的因素，同時(shí)也應(yīng)清楚影響自感系數(shù)l大小的因素，如增大自感線圈的匝數(shù)可增大自感系數(shù)l，將鐵芯取走可減小自感系數(shù)l等再由公式f進(jìn)行綜合分析即可二、雷達(dá)1雷達(dá)是利用電磁波中的微波遇到障礙物發(fā)生反射的特性工作的2雷達(dá)既是無(wú)線電波的發(fā)射端，又是無(wú)線電波的接收端3如果從發(fā)射一列波到再接收到這列波的反射波所用的時(shí)間為t，那么雷達(dá)與障礙物間的距離x.【例3】某地的雷達(dá)站正在跟蹤一架向雷達(dá)站勻速飛來(lái)的飛機(jī)設(shè)某一時(shí)刻從雷達(dá)發(fā)出電磁波后到再接收到反射波歷時(shí)200 s，經(jīng)4 s后又發(fā)出一列電磁波，雷達(dá)站從發(fā)出電磁波到再接收到反射波歷時(shí)186 s，則該飛機(jī)的飛行速度多大？解析由電磁波發(fā)射到接收到反射波歷時(shí)200 s，可算出此時(shí)飛機(jī)距雷達(dá)站的距離為：l1 m3.0104 m經(jīng)4 s后，飛機(jī)距雷達(dá)站的距離為：l2 m2.79104 m，故飛機(jī)飛行的速度為：v m/s525 m/s.答案525 m/s三、各種電磁波的特點(diǎn)及應(yīng)用電磁波譜無(wú)線電波紅外線可見(jiàn)光紫外線倫琴射線射線頻率(hz)由左向右，頻率變化由小到大真空中波長(zhǎng)由左向右，波長(zhǎng)變化由長(zhǎng)到短特性波動(dòng)性強(qiáng)熱作用強(qiáng)感光性強(qiáng)化學(xué)作用，熒光效應(yīng)穿透力強(qiáng)穿透力最強(qiáng)用途通訊、廣播、導(dǎo)航加熱、遙測(cè)、遙感、紅外攝像、紅外制導(dǎo)照明、照相等日光燈、殺菌消毒、治療皮膚病等檢查、探測(cè)、透視、治療探測(cè)、治療【例4】關(guān)于電磁波的特性和應(yīng)用，下列說(shuō)法正確的是()a紅外線和x射線都有很高的穿透本領(lǐng)，常用于醫(yī)學(xué)上透視人體b過(guò)強(qiáng)的紫外線照射有利于人的皮膚健康c電磁波中頻率最大的為射線，最容易用它來(lái)觀察衍射現(xiàn)象d紫外線和x射線都可以使感光底片感光解析x射線有很高的穿透本領(lǐng)，常用于醫(yī)學(xué)透視人體，紅外線沒(méi)有，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；過(guò)強(qiáng)的紫外線照射對(duì)人的皮膚有害，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；電磁波中頻率最大的為射線，其波長(zhǎng)最短，最不容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，選項(xiàng)c錯(cuò)誤答案d對(duì)點(diǎn)練習(xí)電磁波的發(fā)射和接收1如圖1421所示，調(diào)諧電路的可變電容器的動(dòng)片從完全旋入到完全旋出仍接收不到較高頻率電臺(tái)發(fā)出的電信號(hào)，要收到電信號(hào)，應(yīng)()圖1421a增大調(diào)諧電路中線圈的匝數(shù)b加大電源電壓c減少調(diào)諧電路中線圈的匝數(shù)d將線圈中的鐵芯取走解析當(dāng)調(diào)諧電路的固有頻率等于接收電磁波的頻率時(shí)，發(fā)生電諧振才能較好地收到電臺(tái)信號(hào)本題中收不到信號(hào)的原因是調(diào)諧電路的固有頻率低，由f知，在c無(wú)法再調(diào)節(jié)的情況下，可減小l以提高f，故選項(xiàng)c、d正確答案cd2關(guān)于電磁波的接收，下列說(shuō)法正確的是()a當(dāng)處于電諧振時(shí)，所有的電磁波仍能在接收電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流b當(dāng)處于電諧振時(shí)，只有被接收的電磁波才能在接收電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流c由調(diào)諧電路接收的感應(yīng)電流，再經(jīng)過(guò)耳機(jī)就可以聽(tīng)到聲音了d由調(diào)諧電路接收的感應(yīng)電流，再經(jīng)過(guò)檢波、放大，通過(guò)耳機(jī)才可以聽(tīng)到聲音解析當(dāng)處于電諧振時(shí)，所有的電磁波仍能在接收電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，只不過(guò)頻率跟諧振電路固有頻率相等的電磁波，在接收電路中激發(fā)的感應(yīng)電流最強(qiáng)由調(diào)諧電路接收的感應(yīng)電流，要再經(jīng)過(guò)檢波(也就是調(diào)制的逆過(guò)程)、放大，通過(guò)耳機(jī)才可以聽(tīng)到聲音，故正確答案為a、d.答案ad雷達(dá)的特點(diǎn)3關(guān)于雷達(dá)的特點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是()a雷達(dá)所用無(wú)線電波的波長(zhǎng)比短波更長(zhǎng)b雷達(dá)只有連續(xù)發(fā)射無(wú)線電波，才能發(fā)現(xiàn)目標(biāo)c雷達(dá)的顯示屏上可以直接讀出障礙物的距離d雷達(dá)在能見(jiàn)度低的黑夜將無(wú)法使用解析雷達(dá)是利用無(wú)線電波的反射來(lái)工作的，因此它利用的無(wú)線電波處于微波段，目的是為了增加反射，減少衍射雷達(dá)大約每隔0.1 ms發(fā)射時(shí)間短于1 s的脈沖信號(hào)，根據(jù)屏上顯示的發(fā)射信號(hào)和接收到的反射信號(hào)可以直接讀出障礙物的距離答案c電磁波的特點(diǎn)及應(yīng)用4下面列出一些醫(yī)療器械的名稱和這些器械運(yùn)用的物理現(xiàn)象，請(qǐng)將相應(yīng)的字母填寫(xiě)在運(yùn)用這種現(xiàn)象的醫(yī)療器械后面的空格上(1)x光機(jī)，_.(2)紫外線燈，_.(3)理療醫(yī)用“神燈”照射傷口，可使傷口愈合得較好，這里的“神燈”是利用_a光的全反射b紫外線具有很強(qiáng)的熒光作用c紫外線具有殺菌消毒作用dx射線的很強(qiáng)的貫穿力e紅外線具有顯著的熱效應(yīng)f紅外線波長(zhǎng)較長(zhǎng)，易發(fā)生衍射解析(1)x光機(jī)是用來(lái)透視人的體內(nèi)器官的，因此需要具有較強(qiáng)穿透力的電磁波，但又不能對(duì)人體造成太大的傷害，因此采用了穿透能力比較強(qiáng)又不會(huì)給人體造成太大的傷害的x射線，故選擇d.(2)紫外線燈主要是用來(lái)殺菌的，因此它應(yīng)用的是紫外線的殺菌作用而非熒光作用，故選擇c.(3)“神燈”又稱紅外線燈，主要是用于促進(jìn)局部血液循環(huán)，它利用的是紅外線的熱效應(yīng)，使人體局部受熱，血液循環(huán)加快，因此選擇e.答案(1)d(2)c(3)e作業(yè)：題組一電磁波的發(fā)射和接收1為了有效地把磁場(chǎng)的能量以電磁波形式發(fā)射到盡可能大的空間，除了用開(kāi)放的電路，還有行之有效的辦法是()a增大電容器極板間的距離b減小電容器極板的面積c減小線圈的匝數(shù)d采用低頻振蕩電流解析實(shí)行開(kāi)放電路和提高輻射頻率是發(fā)射電磁波的兩種有效方法由f、c可知，a、b、c選項(xiàng)正確答案abc2把經(jīng)過(guò)調(diào)制的高頻電流變?yōu)閳D象信號(hào)電流的過(guò)程叫做()a調(diào)幅 b調(diào)頻 c調(diào)諧 d解調(diào)解析解調(diào)是調(diào)制的逆過(guò)程，該過(guò)程把所載的聲音信號(hào)或圖象信號(hào)從高頻電流中還原出來(lái)答案d3用一臺(tái)簡(jiǎn)易收音機(jī)收聽(tīng)某一電臺(tái)的廣播，必須經(jīng)過(guò)的兩個(gè)過(guò)程是()a調(diào)制和解調(diào) b調(diào)諧和檢波c檢波和解調(diào) d調(diào)頻和調(diào)幅解析首先必須接收到電磁波，叫調(diào)諧或選臺(tái)，收到后將高頻電磁波與低頻音頻信號(hào)分開(kāi)，叫解調(diào)或檢波答案b4下列關(guān)于無(wú)線電廣播要對(duì)電磁波進(jìn)行調(diào)制的原因的說(shuō)法中正確的是()a經(jīng)過(guò)調(diào)制后的高頻電磁波向外輻射能量的本領(lǐng)更強(qiáng)b經(jīng)過(guò)調(diào)制后的電磁波在空間傳播得更快c經(jīng)過(guò)調(diào)制后的電磁波在空間傳播波長(zhǎng)不變d經(jīng)過(guò)調(diào)制后的電磁波在空間傳播波長(zhǎng)改變解析調(diào)制是把要發(fā)射的信號(hào)“加”到高頻等幅振蕩上去，頻率越高，傳播信息能力越強(qiáng)，a對(duì)；電磁波在空氣中以接近光速傳播，b錯(cuò)；由vf，知波長(zhǎng)與波速和傳播頻率有關(guān)，c錯(cuò)，d對(duì)答案ad5電視機(jī)的室外天線能把電信號(hào)接收下來(lái)，是因?yàn)?)a天線處于變化的電磁場(chǎng)中，天線中產(chǎn)生感應(yīng)電流，相當(dāng)于電源，通過(guò)饋線輸送到lc電路b天線只處于變化的電場(chǎng)中，天線中產(chǎn)生感應(yīng)電流，相當(dāng)于電源，通過(guò)饋線輸送到lc電路c天線只是有選擇地接收某臺(tái)電信號(hào)，而其他電視臺(tái)信號(hào)則不接收d天線將電磁波傳輸?shù)诫娨暀C(jī)內(nèi)解析處于變化的電磁場(chǎng)中的導(dǎo)體，都會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)答案a題組二電磁波的特點(diǎn)及應(yīng)用6在電磁波中，波長(zhǎng)按從長(zhǎng)到短排列的是()a無(wú)線電波、可見(jiàn)光、紅外線b無(wú)線電波、可見(jiàn)光、射線c紅光、黃光、綠光d紫外線、x射線、射線解析電磁波譜按波長(zhǎng)從長(zhǎng)到短排列順序依次是無(wú)線電波紅外線可見(jiàn)光(紅、橙、黃、綠、蘭、靛、紫)紫外線x射線射線，由此可知b、c、d選項(xiàng)正確答案bcd7關(guān)于紅外線的作用與來(lái)源，下列說(shuō)法正確的是()a一切物體都在不停地輻射紅外線b紅外線具有很強(qiáng)的熱作用和熒光作用c紅外線的顯著作用是化學(xué)作用d紅外線容易穿透云霧解析熒光作用和化學(xué)作用都是紫外線的重要用途，紅外線波長(zhǎng)比可見(jiàn)光長(zhǎng)，繞過(guò)障礙物能力強(qiáng)，易穿透云霧答案ad8關(guān)于電磁波譜的下列說(shuō)法中正確的是()a電磁波中最容易表現(xiàn)干涉、衍射現(xiàn)象的是無(wú)線電波b紅外線、紫外線、可見(jiàn)光是原子的外層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的c倫琴射線和射線是原子的內(nèi)層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的d紅外線最顯著的作用是熱作用，溫度較低的物體不能輻射紅外線解析波長(zhǎng)越長(zhǎng)的無(wú)線電波的波動(dòng)性越顯著，干涉、衍射現(xiàn)象越容易發(fā)生從電磁波產(chǎn)生的機(jī)理可知射線是原子核受到激發(fā)后產(chǎn)生的不論物體溫度高低如何，都能輻射紅外線，物體的溫度越高，它輻射的紅外線越強(qiáng)由此可知答案為a、b.答案ab9關(guān)于電磁波的應(yīng)用，下列說(shuō)法正確的是()a醫(yī)院里常用x射線對(duì)病房和手術(shù)進(jìn)行消毒b工業(yè)上利用射線檢查金屬部件內(nèi)有無(wú)砂眼或裂縫c刑偵上用紫外線拍攝指紋照片，因?yàn)樽贤饩€波長(zhǎng)短，分辨率高d衛(wèi)星用紅外遙感技術(shù)拍攝云圖照片，因?yàn)榧t外線衍射能力較強(qiáng)解析醫(yī)院里用紫外線殺菌消毒，a錯(cuò)誤，b、c、d均正確答案bcd10下列能說(shuō)明電磁波具有能量的依據(jù)是()a可見(jiàn)光射入人的眼睛，人看到物體b放在紅外線區(qū)域的溫度計(jì)升溫很快c收音機(jī)調(diào)到某個(gè)臺(tái)時(shí)，調(diào)諧電路發(fā)生電諧振d射線具有很強(qiáng)的貫穿能力解析a項(xiàng)，人眼看到物體，說(shuō)明人眼感受到可見(jiàn)光的能量；b項(xiàng)，紅外線具有熱作用，說(shuō)明紅外線具有能量；c項(xiàng)，電諧振在調(diào)諧電路中的感應(yīng)電流的能量來(lái)源于空中的無(wú)線電波；d項(xiàng)，射線的貫穿能力說(shuō)明射線具有很高的能量答案abcd題組三電磁波與信息化社會(huì)11下列說(shuō)法正確的是()a攝像機(jī)實(shí)際上是一種將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的裝置b電視機(jī)實(shí)際上是一種將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)的裝置c攝像機(jī)在1 s內(nèi)要送出25張畫(huà)面d電視機(jī)接收的畫(huà)面是連續(xù)的解析攝像機(jī)通過(guò)攝像頭攝取到景物的光信號(hào)，再通過(guò)特殊裝置轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，在1 s內(nèi)要送出25張畫(huà)面；電視機(jī)通過(guò)顯像管將接收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)，最后還原成圖像，每秒要接收到25張畫(huà)面；由于畫(huà)面更換迅速和人眼的視覺(jué)暫留效應(yīng)，我們感覺(jué)到的便是連續(xù)的影像故正確答案為abc.答案abc12雷達(dá)采用微波的原因是()a微波具有很高的頻率b微波具有直線傳播的特性c微波的反射性強(qiáng)d微波比其它無(wú)線電波(長(zhǎng)波、中波、短波等)傳播的距離更遠(yuǎn)解析雷達(dá)采用微波，是利用微波的頻率高，不容易發(fā)生衍射，具有很好的直線傳播的特性和反射性強(qiáng)的特點(diǎn)，所以a、b、c均正確，因微波不易發(fā)生衍射，傳播的距離不一定比無(wú)線電波的長(zhǎng)波、中波、短波段遠(yuǎn)，因此d不正確答案abc13目前雷達(dá)發(fā)射的電磁波頻率多在200 mhz到1 000 mhz的范圍內(nèi)下列關(guān)于雷達(dá)和電磁波的說(shuō)法不正確的是()a真空中上述雷達(dá)發(fā)射的電磁波的波長(zhǎng)范圍在0.3 m到1.5 m之間b電磁波是由恒定不變的電場(chǎng)或磁場(chǎng)產(chǎn)生的c測(cè)出從發(fā)射電磁波到接收反射波的時(shí)間間隔可以確定雷達(dá)和目標(biāo)的距離d波長(zhǎng)越短的電射波，反射性能越強(qiáng)解析電磁波是由變化