電磁波應(yīng)用及電磁波譜

1、高二物理選修高二物理選修3 34 4教學(xué)系列教學(xué)系列第十四章第十四章 電磁波電磁波第第3 3節(jié)節(jié) 電磁波應(yīng)用及電磁波譜電磁波應(yīng)用及電磁波譜 一、課前復(fù)習(xí)一、課前復(fù)習(xí)電磁波的發(fā)現(xiàn)電磁波的發(fā)現(xiàn)麥克斯韋電磁場理論麥克斯韋電磁場理論電磁波電磁波的頻率與波電磁波電磁波的頻率與波長的關(guān)系長的關(guān)系 電磁振蕩電磁振蕩振蕩電流振蕩電流振蕩電路振蕩電路 電磁波和電磁振蕩電磁波和電磁振蕩電磁振蕩的規(guī)律電磁振蕩的規(guī)律LC電磁振蕩周期電磁振蕩周期電磁波是怎樣傳遞信息的呢？電磁波是怎樣傳遞信息的呢？二、電磁波的發(fā)射二、電磁波的發(fā)射1 1、要有效發(fā)射電磁波的條件、要有效發(fā)射電磁波的條件A A、足夠高的振蕩頻率、足夠高的振蕩

2、頻率B B、開放電路、開放電路二、電磁波的發(fā)射二、電磁波的發(fā)射2 2、電磁波的調(diào)制、電磁波的調(diào)制調(diào)制調(diào)制調(diào)頻調(diào)頻調(diào)幅調(diào)幅二、電磁波的發(fā)射二、電磁波的發(fā)射2 2、電磁波的調(diào)制、電磁波的調(diào)制調(diào)幅波的形成：調(diào)幅波的形成：二、電磁波的發(fā)射二、電磁波的發(fā)射 在電磁波發(fā)射技術(shù)中，使電磁波隨各種信在電磁波發(fā)射技術(shù)中，使電磁波隨各種信號而改變叫調(diào)制。號而改變叫調(diào)制。使高頻振蕩的振幅隨信號而改變叫做調(diào)幅；使高頻振蕩的振幅隨信號而改變叫做調(diào)幅；使高頻振蕩的頻率隨信號而改變叫做調(diào)頻使高頻振蕩的頻率隨信號而改變叫做調(diào)頻調(diào)幅廣播調(diào)幅廣播(AM)：中波和短波波段；：中波和短波波段；調(diào)頻廣播調(diào)頻廣播(FM)：微波（甚高頻和

3、超高：微波（甚高頻和超高頻波段）頻波段）二、電磁波的發(fā)射二、電磁波的發(fā)射2 2、電磁波的調(diào)制、電磁波的調(diào)制 接收電路接收電路 在無線電技術(shù)中，用天線和地線組在無線電技術(shù)中，用天線和地線組成的接收電路來接收電磁波成的接收電路來接收電磁波選臺選臺 （電諧振（電諧振 ）調(diào)諧調(diào)諧三、電磁波的接收三、電磁波的接收調(diào)諧調(diào)諧利用利用“電諧振電諧振” 現(xiàn)象現(xiàn)象檢波（解調(diào)）檢波（解調(diào)）接收接收三、電磁波的接收三、電磁波的接收三、電磁波的接收三、電磁波的接收1）電諧振：當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的）電諧振：當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電磁波的頻率相同時，接收電路中產(chǎn)生的

4、振蕩電流最強(qiáng)，這種現(xiàn)象叫做電諧振，相當(dāng)于機(jī)械電流最強(qiáng)，這種現(xiàn)象叫做電諧振，相當(dāng)于機(jī)械振動中的共振。振動中的共振。2）使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫做調(diào)諧，）使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫做調(diào)諧，能夠調(diào)諧的接收電路叫做調(diào)諧電路。能夠調(diào)諧的接收電路叫做調(diào)諧電路。3 3）檢波：從接收到的高頻振蕩中）檢波：從接收到的高頻振蕩中“檢檢”出所出所攜帶的信號，叫做檢波，它是調(diào)制的逆過程，攜帶的信號，叫做檢波，它是調(diào)制的逆過程，因此也叫解調(diào)。因此也叫解調(diào)。三、電磁波的接收三、電磁波的接收電磁波的發(fā)射與接收全過程示意圖低頻電信號低頻電信號高頻載波信號高頻載波信號調(diào)制調(diào)制發(fā)射發(fā)射接收接收_調(diào)諧調(diào)諧解調(diào)解調(diào)檢波檢波還原

5、還原四、電磁波與信息化社會四、電磁波與信息化社會1、電視、電視四、電磁波與信息化社會四、電磁波與信息化社會1、電視、電視 顯像管的電子束顯像管的電子束也在屏幕上掃描，也在屏幕上掃描，掃描的方式與步掃描的方式與步調(diào)與攝像管的掃調(diào)與攝像管的掃描描同步同步，同時，同時，顯像管電子槍發(fā)顯像管電子槍發(fā)射的電子束的強(qiáng)射的電子束的強(qiáng)弱弱受圖象信號的受圖象信號的控制控制。四、電磁波與信息化社會四、電磁波與信息化社會1、電視、電視四、電磁波與信息化社會四、電磁波與信息化社會1、電視、電視 雷達(dá)在軍事、飛機(jī)導(dǎo)雷達(dá)在軍事、飛機(jī)導(dǎo)航、氣象預(yù)測方面有巨航、氣象預(yù)測方面有巨大作用。大作用。四、電磁波與信息化社會四、電磁波

6、與信息化社會2、雷達(dá)、雷達(dá)測距：發(fā)射接收利用發(fā)射與接收之間的時間差，計算出物體的距離。四、電磁波與信息化社會四、電磁波與信息化社會2、雷達(dá)、雷達(dá)四、電磁波譜四、電磁波譜1、無線電波、無線電波無線電波的傳播方式：無線電波的傳播方式：長波長波短波短波微波微波 一切物體一切物體, ,都在輻射紅外線都在輻射紅外線. . 物體溫度越高物體溫度越高, ,輻射的紅外線越強(qiáng)輻射的紅外線越強(qiáng). . 物體溫度越高物體溫度越高, ,輻射的紅外線波輻射的紅外線波長越短長越短. . 熱輻射熱輻射-即紅外線輻射即紅外線輻射, ,熱傳遞方式之一在電熱傳遞方式之一在電磁波中，能夠作用于人的眼睛并引起視覺的，只是磁波中，能夠作

7、用于人的眼睛并引起視覺的，只是一個很窄的波段，通常叫做可見光。一個很窄的波段，通常叫做可見光。 其中波長最短的是紫光，波長約為其中波長最短的是紫光，波長約為400nm400nm波長波長最長的是紅光，波長約為最長的是紅光，波長約為770nm. 770nm. 波長更長的光不能波長更長的光不能引起視覺，叫做紅外線，紅外線的波長范圍很寬引起視覺，叫做紅外線，紅外線的波長范圍很寬. . 約為約為770nm770nm10106 6nmnm四、電磁波譜四、電磁波譜2、紅外線、紅外線利用靈敏的紅外線探利用靈敏的紅外線探測器接收物體發(fā)出的測器接收物體發(fā)出的紅外線，用電子儀器紅外線，用電子儀器對收到的信號進(jìn)行處對

8、收到的信號進(jìn)行處理，就可以知道被測理，就可以知道被測物體的信息物體的信息 紅外線主要作紅外線主要作用是熱作用，可以用是熱作用，可以利用紅外線來加熱利用紅外線來加熱物體和進(jìn)行紅外線物體和進(jìn)行紅外線遙感遙感 紅外線技紅外線技術(shù)的應(yīng)用術(shù)的應(yīng)用注意注意: : 烤箱中的紅光烤箱中的紅光, ,不是不是紅外線紅外線, ,紅外線是看不見紅外線是看不見的的. . 紫外線也是不可見光，他的波長比紫光還短，大約為紫外線也是不可見光，他的波長比紫光還短，大約為5nm5nm40nm40nm紫外線有熒光作用，有些物質(zhì)受到紫外線紫外線有熒光作用，有些物質(zhì)受到紫外線照射時可以發(fā)出可見光照射時可以發(fā)出可見光 紫外線可以促使人體

9、合成維生素紫外線可以促使人體合成維生素D D，有助于人體對鈣，有助于人體對鈣的吸收，所以兒童經(jīng)常曬太陽能夠預(yù)防缺鈣引起的佝僂的吸收，所以兒童經(jīng)常曬太陽能夠預(yù)防缺鈣引起的佝僂病，但是過多的紫外線會使皮膚粗糙，甚至誘發(fā)皮膚病，但是過多的紫外線會使皮膚粗糙，甚至誘發(fā)皮膚癌癌 紫外線能夠殺滅多種細(xì)菌，可以用紫外線進(jìn)行消毒紫外線能夠殺滅多種細(xì)菌，可以用紫外線進(jìn)行消毒注意：紅外線與紫外線人眼都是看不到的注意：紅外線與紫外線人眼都是看不到的四、電磁波譜四、電磁波譜3、紫外線、紫外線 畫面上可以清晰的看到錢畫面上可以清晰的看到錢幣上的防偽標(biāo)記幣上的防偽標(biāo)記 紫外線紫外線注意注意: 消毒燈、驗(yàn)鈔機(jī)燈看起消毒燈、

10、驗(yàn)鈔機(jī)燈看起來是淡藍(lán)色的。這不是紫外來是淡藍(lán)色的。這不是紫外線。線。 紫外線看不見。紫外線看不見。 消毒燈、驗(yàn)鈔機(jī)燈除發(fā)消毒燈、驗(yàn)鈔機(jī)燈除發(fā)出紫外線外，還發(fā)出少量紫出紫外線外，還發(fā)出少量紫光和藍(lán)光光和藍(lán)光 波長比紫外線更短的光叫做倫琴射線，也叫波長比紫外線更短的光叫做倫琴射線，也叫X X射線射線. .是德國物理學(xué)家倫琴在是德國物理學(xué)家倫琴在18951895年發(fā)現(xiàn)年發(fā)現(xiàn)的他的穿透能力很強(qiáng)，能使包在黑紙里的照的他的穿透能力很強(qiáng)，能使包在黑紙里的照像底片感光，下圖是產(chǎn)生像底片感光，下圖是產(chǎn)生X X射線的裝置，叫做射線的裝置，叫做X X射線管：射線管：1 1、K K是陰極是陰極2 2、A A是陽極是陽

11、極（也叫對陰極）（也叫對陰極）四、電磁波譜四、電磁波譜4、紫外線、紫外線 此外還有比倫琴射線波長此外還有比倫琴射線波長更短的電磁波，那就是更短的電磁波，那就是射線，射線，我們將在以后學(xué)習(xí)我們將在以后學(xué)習(xí)點(diǎn)擊畫面觀看動畫點(diǎn)擊畫面觀看動畫電磁波譜電磁波譜波長短波長長頻率高頻率低 按頻率由小到大（波長由大到?。┡帕行伟搭l率由小到大（波長由大到小）排列形成的電磁波譜是：無線電波、紅外線、可見光、成的電磁波譜是：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、倫琴射線、紫外線、倫琴射線、射線射線 這些頻率不同的電磁波本質(zhì)是相同的它這些頻率不同的電磁波本質(zhì)是相同的它們的行為服從共同的規(guī)律，們的行為服從共同的規(guī)律， 但是

12、他們產(chǎn)生的機(jī)理不同，因而具有不同但是他們產(chǎn)生的機(jī)理不同，因而具有不同的特性在觀察方法和應(yīng)用上也有所不同的特性在觀察方法和應(yīng)用上也有所不同 關(guān)于電磁波譜的幾點(diǎn)強(qiáng)調(diào)關(guān)于電磁波譜的幾點(diǎn)強(qiáng)調(diào) 1 1不同電磁波產(chǎn)生的機(jī)理不同電磁波產(chǎn)生的機(jī)理 無線電波是振蕩電路中自由電子作周期性無線電波是振蕩電路中自由電子作周期性的運(yùn)動產(chǎn)生的的運(yùn)動產(chǎn)生的 紅外線、可見光、紫外線是原子外層電子紅外線、可見光、紫外線是原子外層電子受激發(fā)產(chǎn)生的受激發(fā)產(chǎn)生的 倫琴射線是原子內(nèi)層電子受激發(fā)產(chǎn)生的倫琴射線是原子內(nèi)層電子受激發(fā)產(chǎn)生的 射線是原子核受激發(fā)產(chǎn)生的射線是原子核受激發(fā)產(chǎn)生的關(guān)于電磁波譜的幾點(diǎn)強(qiáng)調(diào)關(guān)于電磁波譜的幾點(diǎn)強(qiáng)調(diào) 2 2、頻率、頻率( (波長波長) )不同的電磁波表現(xiàn)出作用不同不同的電磁波表現(xiàn)出作用不同 紅外線主要作用是熱作用，可以利用紅外線紅外線主要作用是熱作用，可以利用紅外線來加熱物體和進(jìn)行紅外線遙感；來加熱物體和進(jìn)行紅外線遙感； 紫外線主要作用是化學(xué)作用，可用來殺菌和紫外線主要作用是化學(xué)作用，可用來殺菌和消毒；