新教材同步系列2024春高中物理第4章電磁振蕩與電磁波第3節(jié)電磁波的發(fā)射傳播和接收第4節(jié)電磁波譜課件粵教版選擇性必修第二冊(cè)

第四章電磁振蕩與電磁波第三節(jié)電磁波的發(fā)射、傳播和接收第四節(jié)電磁波譜學(xué)習(xí)任務(wù)1．知道電磁波發(fā)射的條件及電磁波傳播和接收的原理。2．了解調(diào)制、調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)諧、解調(diào)、電諧振在電磁波發(fā)射、接收過(guò)程的作用。3．認(rèn)識(shí)電磁波譜，了解電磁波各波段的特性以及應(yīng)用。必備知識(shí)·自主預(yù)習(xí)儲(chǔ)備01[知識(shí)梳理]知識(shí)點(diǎn)一電磁波的發(fā)射1．有效發(fā)射條件(1)振蕩頻率______。(2)LC振蕩電路的電場(chǎng)、磁場(chǎng)分散到______________。2．開(kāi)放電路：為了滿(mǎn)足發(fā)射條件，可以____電容器兩極板的正對(duì)面積，____極板間距，使電容器變成兩條長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)，一條深入高空成為_(kāi)___，另一條接入地下成為_(kāi)___。足夠高盡可能大的空間減小增大天線(xiàn)地線(xiàn)3．電磁波的調(diào)制(1)定義：把低頻電信號(hào)“加載”到高頻振蕩電流上的過(guò)程稱(chēng)為_(kāi)___。(2)分類(lèi)①調(diào)幅：使高頻電磁波的____隨信號(hào)的強(qiáng)弱而改變。②調(diào)頻：使高頻電磁波的____隨信號(hào)的強(qiáng)弱而改變。調(diào)制振幅頻率知識(shí)點(diǎn)二電磁波的傳播1．無(wú)線(xiàn)電波的三種傳播方式____、____和________。2．傳播特點(diǎn)(1)地波：沿地球表面空間傳播的無(wú)線(xiàn)電波。在無(wú)線(xiàn)電通信和導(dǎo)航中，通常采用地波的形式傳播____、中波和中短波。(2)天波：利用大氣層中電離層的____來(lái)傳播的無(wú)線(xiàn)電波。____最適合采用天波的形式傳播。(3)空間波：像光束那樣沿____傳播的無(wú)線(xiàn)電波。這種傳播方式適用于超短波和____，此外衛(wèi)星中繼通信，衛(wèi)星電視轉(zhuǎn)播等也主要是利用空間波作為傳輸途徑。地波天波直線(xiàn)傳播長(zhǎng)波反射短波直線(xiàn)微波知識(shí)點(diǎn)三電磁波的接收1．電諧振現(xiàn)象：當(dāng)接收電路的________跟收到的電磁波的頻率____時(shí)，接收電路中產(chǎn)生電流最強(qiáng)的現(xiàn)象。與機(jī)械振動(dòng)中的____現(xiàn)象類(lèi)似。2．調(diào)諧：在無(wú)線(xiàn)電技術(shù)中，對(duì)空間存在的各種頻率電磁波，需要選擇某一特定的____接收的過(guò)程。3．調(diào)諧電路(1)定義：能夠____的接收電路。(2)應(yīng)用：調(diào)節(jié)調(diào)諧電路可調(diào)____或____，改變電路的________，使它與要接收的電臺(tái)的電磁波的頻率____。4．解調(diào)：從高頻振蕩電流中篩選出所攜帶的低頻信號(hào)電流的過(guò)程。固有頻率相同共振頻率調(diào)諧電容電感固有頻率相同知識(shí)點(diǎn)四電磁波譜1．認(rèn)識(shí)電磁波譜電磁波包括無(wú)線(xiàn)電波、紅外線(xiàn)、可見(jiàn)光、紫外線(xiàn)、X射線(xiàn)、γ射線(xiàn)等，把這些電磁波按____或____大小的順序排列起來(lái)，就構(gòu)成了________。波長(zhǎng)頻率電磁波譜2．電磁波的特性及應(yīng)用(1)無(wú)線(xiàn)電波。①特點(diǎn)：波長(zhǎng)大于1mm(頻率小于300GHz)。②應(yīng)用：____主要用于超遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)電通信和導(dǎo)航；____主要用于調(diào)幅廣播、電報(bào)及通信；____主要用于遠(yuǎn)距離短波通信及調(diào)幅廣播；____主要用于調(diào)頻廣播、電視、衛(wèi)星導(dǎo)航和雷達(dá)，微波爐可利用高功率的微波對(duì)食物進(jìn)行加熱。長(zhǎng)波中波短波微波(2)紅外線(xiàn)和紫外線(xiàn)的應(yīng)用。①紅外線(xiàn)：具有明顯的______。利用紅外線(xiàn)的這種熱效應(yīng)，制成了__________、紅外線(xiàn)爐等；利用紅外線(xiàn)使特制底片感光的性質(zhì)還可制成__________、紅外遙感器等。②紫外線(xiàn)：紫外線(xiàn)能使很多物質(zhì)發(fā)出____，很容易讓底片感光。當(dāng)適量紫外線(xiàn)照射人體時(shí)，能使人體合成_______，可以預(yù)防佝僂病，但過(guò)量的紫外線(xiàn)會(huì)傷害人體，應(yīng)注意防護(hù)。紫外線(xiàn)還具有____作用，醫(yī)院里的病房利用紫外線(xiàn)____；銀行利用紫外線(xiàn)燈鑒別鈔票的____。熱效應(yīng)紅外線(xiàn)烤箱紅外攝影儀熒光維生素D殺菌消毒真?zhèn)?3)X射線(xiàn)和γ射線(xiàn)的應(yīng)用。①X射線(xiàn)：穿透力____，在醫(yī)學(xué)上常用X光照片輔助進(jìn)行____診斷。長(zhǎng)期暴露在X射線(xiàn)下，會(huì)對(duì)人體造成很大傷害。②γ射線(xiàn)：從原子核__發(fā)出的電磁波，能量較高，穿透力____，對(duì)生物的破壞力很大。醫(yī)學(xué)上常用來(lái)摧毀病變的癌細(xì)胞。較強(qiáng)疾病內(nèi)很強(qiáng)[基礎(chǔ)自測(cè)]1．思考判斷(正確的畫(huà)“√”，錯(cuò)誤的畫(huà)“×”)(1)振蕩頻率足夠高的開(kāi)放電路才能發(fā)射電磁波。 (

)(2)電磁波波長(zhǎng)較長(zhǎng)的波貫穿障礙物的能力強(qiáng)。 (

)(3)電磁波波長(zhǎng)較短的波能量大，穿透能力強(qiáng)。 (

)(4)可見(jiàn)光是整個(gè)電磁波譜中極狹窄的一段，其中紅光波長(zhǎng)最長(zhǎng)。 (

)(5)紅外線(xiàn)屬于可見(jiàn)光。 (

)(6)紫外線(xiàn)有明顯的熱效應(yīng)。 (

)√×√√××

√3．(多選)下列說(shuō)法正確的是(

)A．夏天太陽(yáng)光把地面曬得發(fā)熱是因?yàn)榭梢?jiàn)光的熱效應(yīng)在各種電磁波中是最強(qiáng)的B．醫(yī)院里用X射線(xiàn)進(jìn)行人體透視，是因?yàn)樗歉鞣N電磁波中穿透本領(lǐng)最大的C．在熱學(xué)中所說(shuō)的熱輻射就是指紅外線(xiàn)輻射D．醫(yī)院里的病房利用紫外線(xiàn)消毒，是因其有殺菌作用CD

[熱效應(yīng)最強(qiáng)的是紅外線(xiàn)，熱輻射即紅外線(xiàn)輻射，A錯(cuò)誤，C正確；穿透本領(lǐng)最強(qiáng)的是γ射線(xiàn)，B錯(cuò)誤；紫外線(xiàn)具有殺菌作用，D正確。]√√關(guān)鍵能力·情境探究達(dá)成02考點(diǎn)1電磁波的發(fā)射、傳播和接收考點(diǎn)2電磁波的應(yīng)用(1)1895年，一位年輕的意大利人馬可尼(公元1874～1937年)發(fā)明了無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)。從此，攜帶了人類(lèi)信息的電磁波開(kāi)始在空間自由旅行，人們不必依賴(lài)電線(xiàn)就可以在遙遠(yuǎn)的地方互通信息。電視臺(tái)發(fā)射電視信號(hào)為什么要建高聳入云的發(fā)射塔呢？提示：電視信號(hào)要有效地發(fā)射出去，必須采用高頻開(kāi)放電路，電視信號(hào)所用電磁波的波長(zhǎng)比較短，以直線(xiàn)傳播為主，遇到障礙物會(huì)被阻擋，所以發(fā)射天線(xiàn)要架得高一些。(2)紅外體溫計(jì)不用與人體接觸便可以迅速測(cè)量體溫，你知道它的工作原理嗎？提示：根據(jù)體溫越高，輻射紅外線(xiàn)越強(qiáng)的原理?？键c(diǎn)1電磁波的發(fā)射、傳播和接收1．電磁波的發(fā)射：由振蕩器(常用LC振蕩電路)產(chǎn)生高頻振蕩電流，用調(diào)制器將需傳送的電信號(hào)調(diào)制到振蕩電流上，再耦合到一個(gè)開(kāi)放電路中激發(fā)出無(wú)線(xiàn)電波，向四周發(fā)射出去，如圖所示。2．調(diào)制(1)使電磁波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫作調(diào)制。(2)調(diào)制方法。調(diào)幅：使高頻電磁波的振幅隨信號(hào)的強(qiáng)弱而改變。調(diào)頻：使高頻電磁波的頻率隨信號(hào)的強(qiáng)弱而改變。3．電磁波的接收：天線(xiàn)接收到的所有的電磁波，經(jīng)調(diào)諧選擇出所需要的電磁波，再經(jīng)解調(diào)取出攜帶的信號(hào)，放大后再還原成聲音或圖像的過(guò)程。4．調(diào)諧和解調(diào)的區(qū)別：調(diào)諧就是一個(gè)選臺(tái)的過(guò)程，即選攜帶有用信號(hào)的高頻振蕩電流，在接收電路中產(chǎn)生最強(qiáng)的感應(yīng)電流的過(guò)程；解調(diào)是將高頻電流中攜帶的有用信號(hào)分離出來(lái)的過(guò)程?！镜淅?】

(多選)關(guān)于電磁波的發(fā)射和接收，下列說(shuō)法正確的是(

)A．為了使振蕩電路有效地向空間輻射能量，必須是閉合電路B．音頻電流的頻率比較低，不能直接用來(lái)發(fā)射電磁波C．當(dāng)接收電路的固有頻率與收到的電磁波的頻率相同時(shí)，接收電路產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)D．要使電視機(jī)的屏幕上有圖像，必須要有檢波過(guò)程[思路點(diǎn)撥]解此題關(guān)鍵有兩點(diǎn)：(1)明確有效發(fā)射電磁波的條件。(2)明確電諧振、檢波的概念。√√√BCD

[有效發(fā)射電磁波，必須采用開(kāi)放電路和高頻發(fā)射；一般的音頻電流的頻率較低，不能直接用來(lái)發(fā)射電磁波；電磁波接收原理是一種叫電諧振的現(xiàn)象，與機(jī)械振動(dòng)中的共振有些相似；電視機(jī)顯示圖像時(shí)，必須通過(guò)檢波過(guò)程，把有效的信號(hào)從高頻信號(hào)中取出來(lái)，否則就不能顯示。故A錯(cuò)誤，B、C、D正確。][跟進(jìn)訓(xùn)練]1．關(guān)于電磁波的發(fā)射和接收，下列說(shuō)法正確的是(

)A．為了將信號(hào)發(fā)射出去，先要進(jìn)行解調(diào)B．為了從各個(gè)電臺(tái)發(fā)出的電磁波中將需要的選出來(lái)，就要進(jìn)行解調(diào)C．為了從高頻電流中取出聲音信號(hào)，就要進(jìn)行調(diào)頻D．利用開(kāi)放電路可以有效地把電磁波發(fā)射出去D

[為了將信號(hào)發(fā)射出去，首先要進(jìn)行調(diào)制，A錯(cuò)誤；從各個(gè)電臺(tái)發(fā)出的電磁波中將需要的選出來(lái)，要進(jìn)行調(diào)諧，B錯(cuò)誤；從高頻電流中取出聲音信號(hào)，需要進(jìn)行解調(diào)，C錯(cuò)誤；利用開(kāi)放電路可以有效地發(fā)射電磁波，D錯(cuò)誤。]√考點(diǎn)2電磁波的應(yīng)用1．各種電磁波的特點(diǎn)及應(yīng)用電磁波譜無(wú)線(xiàn)電波紅外線(xiàn)可見(jiàn)光紫外線(xiàn)X射線(xiàn)γ射線(xiàn)頻率由左向右，頻率由小到大真空中波長(zhǎng)由左向右，波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短特性波動(dòng)性強(qiáng)熱效應(yīng)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)電磁波譜無(wú)線(xiàn)電波紅外線(xiàn)可見(jiàn)光紫外線(xiàn)X射線(xiàn)γ射線(xiàn)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2．不同電磁波的特性總結(jié)(1)不同電磁波的頻率或波長(zhǎng)不同，表現(xiàn)出不同的特性，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，越容易產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象；波長(zhǎng)越短，穿透能力越強(qiáng)。(2)同頻率的電磁波在不同介質(zhì)中傳播速度不同。不同頻率的電磁波在同一種介質(zhì)中傳播時(shí)，頻率越大，折射率越大，速度越小。3．對(duì)X射線(xiàn)和γ射線(xiàn)的兩點(diǎn)說(shuō)明(1)X射線(xiàn)和γ射線(xiàn)在真空或空氣中的傳播速度相同，但它們的頻率不同，所以在同一介質(zhì)中的傳播速度也不相同。(2)X射線(xiàn)與γ射線(xiàn)都具有穿透能力，但γ射線(xiàn)的穿透能力更強(qiáng)。X射線(xiàn)能穿過(guò)人體，通常做人體透視；而γ射線(xiàn)可以穿過(guò)幾厘米厚的鉛板，可以探測(cè)金屬砂眼?！镜淅?】

(多選)關(guān)于電磁波譜，下列說(shuō)法正確的是(

)A．X射線(xiàn)對(duì)生命物質(zhì)有較強(qiáng)的作用，過(guò)量的X射線(xiàn)輻射會(huì)引起生物體的病變B．γ射線(xiàn)是波長(zhǎng)最短的電磁波，它比X射線(xiàn)的頻率還要高C．紫外線(xiàn)比紫光更容易發(fā)生干涉和衍射D．在電磁波譜中，更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象的是γ射線(xiàn)AB

[X射線(xiàn)對(duì)生命物質(zhì)有較強(qiáng)的作用，過(guò)量的X射線(xiàn)輻射會(huì)引起生物體的病變，故A正確；γ射線(xiàn)是波長(zhǎng)最短的電磁波，它比X射線(xiàn)的頻率還要高，故B正確；在電磁波譜中從無(wú)線(xiàn)電波到γ射線(xiàn)，波長(zhǎng)逐漸減小，頻率逐漸增大，而波長(zhǎng)越大，波動(dòng)性越強(qiáng)，越容易發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象，因此紫光比紫外線(xiàn)更容易發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象，無(wú)線(xiàn)電波最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，故C、D錯(cuò)誤。]√√[跟進(jìn)訓(xùn)練]2．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(xiàn)和X射線(xiàn)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(xiàn)照射有利于人的皮膚健康C．電磁波中頻率最大的為γ射線(xiàn)，最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象D．紫外線(xiàn)和X射線(xiàn)都可以使感光底片感光D

[X射線(xiàn)有很高的穿透本領(lǐng)，常用于醫(yī)學(xué)透視人體，但紅外線(xiàn)沒(méi)有很高的穿透本領(lǐng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；過(guò)強(qiáng)的紫外線(xiàn)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γ射線(xiàn)，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。]√學(xué)習(xí)效果·隨堂評(píng)估自測(cè)031．(2022·江蘇阜寧實(shí)驗(yàn)高中高二階段練習(xí))赫茲在人類(lèi)歷史上首先捕捉到了電磁波，為無(wú)線(xiàn)電技術(shù)的發(fā)展開(kāi)拓了道路。下列器件中，既使用了電磁波接收技術(shù)，又使用了電磁波發(fā)射技術(shù)的是(

)A．電吹風(fēng)B．洗衣機(jī)C．電熨斗D．手機(jī)D

[電吹風(fēng)是消耗電能產(chǎn)生熱能與風(fēng)能的器件，與電磁波發(fā)射和接收無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；洗衣機(jī)是消耗電能產(chǎn)生動(dòng)能的器件，與電磁波發(fā)射和接收無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；電熨斗是消耗電能產(chǎn)生熱能的器件，與電磁波發(fā)射和接收無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤；手機(jī)同時(shí)使用了電磁波接收和發(fā)射技術(shù)，故D正確。]1234√2．根據(jù)電磁波譜選出下列各組電磁波，其中頻率互相交錯(cuò)重疊，且波長(zhǎng)順序由短到長(zhǎng)排列的是(

)A．微波、紅外線(xiàn)、紫外線(xiàn)

B．γ射線(xiàn)、X射線(xiàn)、紫外線(xiàn)C．紫外線(xiàn)、可見(jiàn)光、紅外線(xiàn) D．紫外線(xiàn)、X射線(xiàn)、γ射線(xiàn)B

[紅外線(xiàn)與紫外線(xiàn)在電磁波譜中不相鄰，更不會(huì)頻率重疊，A錯(cuò)誤；紫外線(xiàn)、可見(jiàn)光、紅外線(xiàn)雖相鄰，但它們?nèi)唛g有明確的界線(xiàn)，頻率也不相重疊，C錯(cuò)誤；在電磁波譜中紫外線(xiàn)、X射線(xiàn)、γ射線(xiàn)有重疊，γ射線(xiàn)波長(zhǎng)最短，紫外線(xiàn)波長(zhǎng)最長(zhǎng)，B正確，D錯(cuò)誤。]1234√

1234√4．(多選)下列說(shuō)法符合實(shí)際的是(

)A．在醫(yī)院里常用X射線(xiàn)對(duì)病房和手術(shù)室消毒B．在醫(yī)院里常用紫