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

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)電磁波譜學習任務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．了解調制、調幅、調頻、調諧、解調、電諧振在電磁波發(fā)射、接收過程的作用。3．認識電磁波譜，了解電磁波各波段的特性以及應用。必備知識·自主預習儲備01[知識梳理]知識點一電磁波的發(fā)射1．有效發(fā)射條件(1)振蕩頻率______。(2)LC振蕩電路的電場、磁場分散到______________。2．開放電路：為了滿足發(fā)射條件，可以____電容器兩極板的正對面積，____極板間距，使電容器變成兩條長直導線，一條深入高空成為____，另一條接入地下成為____。足夠高盡可能大的空間減小增大天線地線3．電磁波的調制(1)定義：把低頻電信號“加載”到高頻振蕩電流上的過程稱為____。(2)分類①調幅：使高頻電磁波的____隨信號的強弱而改變。②調頻：使高頻電磁波的____隨信號的強弱而改變。調制振幅頻率知識點二電磁波的傳播1．無線電波的三種傳播方式____、____和________。2．傳播特點(1)地波：沿地球表面空間傳播的無線電波。在無線電通信和導航中，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____來傳播的無線電波。____最適合采用天波的形式傳播。(3)空間波：像光束那樣沿____傳播的無線電波。這種傳播方式適用于超短波和____，此外衛(wèi)星中繼通信，衛(wèi)星電視轉播等也主要是利用空間波作為傳輸途徑。地波天波直線傳播長波反射短波直線微波知識點三電磁波的接收1．電諧振現(xiàn)象：當接收電路的________跟收到的電磁波的頻率____時，接收電路中產生電流最強的現(xiàn)象。與機械振動中的____現(xiàn)象類似。2．調諧：在無線電技術中，對空間存在的各種頻率電磁波，需要選擇某一特定的____接收的過程。3．調諧電路(1)定義：能夠____的接收電路。(2)應用：調節(jié)調諧電路可調____或____，改變電路的________，使它與要接收的電臺的電磁波的頻率____。4．解調：從高頻振蕩電流中篩選出所攜帶的低頻信號電流的過程。固有頻率相同共振頻率調諧電容電感固有頻率相同知識點四電磁波譜1．認識電磁波譜電磁波包括無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線等，把這些電磁波按____或____大小的順序排列起來，就構成了________。波長頻率電磁波譜2．電磁波的特性及應用(1)無線電波。①特點：波長大于1mm(頻率小于300GHz)。②應用：____主要用于超遠程無線電通信和導航；____主要用于調幅廣播、電報及通信；____主要用于遠距離短波通信及調幅廣播；____主要用于調頻廣播、電視、衛(wèi)星導航和雷達，微波爐可利用高功率的微波對食物進行加熱。長波中波短波微波(2)紅外線和紫外線的應用。①紅外線：具有明顯的______。利用紅外線的這種熱效應，制成了__________、紅外線爐等；利用紅外線使特制底片感光的性質還可制成__________、紅外遙感器等。②紫外線：紫外線能使很多物質發(fā)出____，很容易讓底片感光。當適量紫外線照射人體時，能使人體合成_______，可以預防佝僂病，但過量的紫外線會傷害人體，應注意防護。紫外線還具有____作用，醫(yī)院里的病房利用紫外線____；銀行利用紫外線燈鑒別鈔票的____。熱效應紅外線烤箱紅外攝影儀熒光維生素D殺菌消毒真?zhèn)?3)X射線和γ射線的應用。①X射線：穿透力____，在醫(yī)學上常用X光照片輔助進行____診斷。長期暴露在X射線下，會對人體造成很大傷害。②γ射線：從原子核__發(fā)出的電磁波，能量較高，穿透力____，對生物的破壞力很大。醫(yī)學上常用來摧毀病變的癌細胞。較強疾病內很強[基礎自測]1．思考判斷(正確的畫“√”，錯誤的畫“×”)(1)振蕩頻率足夠高的開放電路才能發(fā)射電磁波。 (

)(2)電磁波波長較長的波貫穿障礙物的能力強。 (

)(3)電磁波波長較短的波能量大，穿透能力強。 (

)(4)可見光是整個電磁波譜中極狹窄的一段，其中紅光波長最長。 (

)(5)紅外線屬于可見光。 (

)(6)紫外線有明顯的熱效應。 (

)√×√√××

√3．(多選)下列說法正確的是(

)A．夏天太陽光把地面曬得發(fā)熱是因為可見光的熱效應在各種電磁波中是最強的B．醫(yī)院里用X射線進行人體透視，是因為它是各種電磁波中穿透本領最大的C．在熱學中所說的熱輻射就是指紅外線輻射D．醫(yī)院里的病房利用紫外線消毒，是因其有殺菌作用CD

[熱效應最強的是紅外線，熱輻射即紅外線輻射，A錯誤，C正確；穿透本領最強的是γ射線，B錯誤；紫外線具有殺菌作用，D正確。]√√關鍵能力·情境探究達成02考點1電磁波的發(fā)射、傳播和接收考點2電磁波的應用(1)1895年，一位年輕的意大利人馬可尼(公元1874～1937年)發(fā)明了無線電通信技術。從此，攜帶了人類信息的電磁波開始在空間自由旅行，人們不必依賴電線就可以在遙遠的地方互通信息。電視臺發(fā)射電視信號為什么要建高聳入云的發(fā)射塔呢？提示：電視信號要有效地發(fā)射出去，必須采用高頻開放電路，電視信號所用電磁波的波長比較短，以直線傳播為主，遇到障礙物會被阻擋，所以發(fā)射天線要架得高一些。(2)紅外體溫計不用與人體接觸便可以迅速測量體溫，你知道它的工作原理嗎？提示：根據體溫越高，輻射紅外線越強的原理?？键c1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)產生高頻振蕩電流，用調制器將需傳送的電信號調制到振蕩電流上，再耦合到一個開放電路中激發(fā)出無線電波，向四周發(fā)射出去，如圖所示。2．調制(1)使電磁波隨各種信號而改變的技術叫作調制。(2)調制方法。調幅：使高頻電磁波的振幅隨信號的強弱而改變。調頻：使高頻電磁波的頻率隨信號的強弱而改變。3．電磁波的接收：天線接收到的所有的電磁波，經調諧選擇出所需要的電磁波，再經解調取出攜帶的信號，放大后再還原成聲音或圖像的過程。4．調諧和解調的區(qū)別：調諧就是一個選臺的過程，即選攜帶有用信號的高頻振蕩電流，在接收電路中產生最強的感應電流的過程；解調是將高頻電流中攜帶的有用信號分離出來的過程?！镜淅?】

(多選)關于電磁波的發(fā)射和接收，下列說法正確的是(

)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，不能直接用來發(fā)射電磁波C．當接收電路的固有頻率與收到的電磁波的頻率相同時，接收電路產生的振蕩電流最強D．要使電視機的屏幕上有圖像，必須要有檢波過程[思路點撥]解此題關鍵有兩點：(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，與機械振動中的共振有些相似；電視機顯示圖像時，必須通過檢波過程，把有效的信號從高頻信號中取出來，否則就不能顯示。故A錯誤，B、C、D正確。][跟進訓練]1．關于電磁波的發(fā)射和接收，下列說法正確的是(

)A．為了將信號發(fā)射出去，先要進行解調B．為了從各個電臺發(fā)出的電磁波中將需要的選出來，就要進行解調C．為了從高頻電流中取出聲音信號，就要進行調頻D．利用開放電路可以有效地把電磁波發(fā)射出去D

[為了將信號發(fā)射出去，首先要進行調制，A錯誤；從各個電臺發(fā)出的電磁波中將需要的選出來，要進行調諧，B錯誤；從高頻電流中取出聲音信號，需要進行解調，C錯誤；利用開放電路可以有效地發(fā)射電磁波，D錯誤。]√考點2電磁波的應用1．各種電磁波的特點及應用電磁波譜無線電波紅外線可見光紫外線X射線γ射線頻率由左向右，頻率由小到大真空中波長由左向右，波長由長到短特性波動性強熱效應強感光性強化學作用，熒光效應穿透力強穿透力最強電磁波譜無線電波紅外線可見光紫外線X射線γ射線用途通訊、廣播、導航加熱、遙測、遙感、紅外攝像、紅外制導照明、照相等日光燈、殺菌消毒、治療皮膚病等檢查、探測、透視、治療探測、治療2．不同電磁波的特性總結(1)不同電磁波的頻率或波長不同，表現(xiàn)出不同的特性，波長越長，越容易產生干涉、衍射現(xiàn)象；波長越短，穿透能力越強。(2)同頻率的電磁波在不同介質中傳播速度不同。不同頻率的電磁波在同一種介質中傳播時，頻率越大，折射率越大，速度越小。3．對X射線和γ射線的兩點說明(1)X射線和γ射線在真空或空氣中的傳播速度相同，但它們的頻率不同，所以在同一介質中的傳播速度也不相同。(2)X射線與γ射線都具有穿透能力，但γ射線的穿透能力更強。X射線能穿過人體，通常做人體透視；而γ射線可以穿過幾厘米厚的鉛板，可以探測金屬砂眼?！镜淅?】

(多選)關于電磁波譜，下列說法正確的是(

)A．X射線對生命物質有較強的作用，過量的X射線輻射會引起生物體的病變B．γ射線是波長最短的電磁波，它比X射線的頻率還要高C．紫外線比紫光更容易發(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AB

[X射線對生命物質有較強的作用，過量的X射線輻射會引起生物體的病變，故A正確；γ射線是波長最短的電磁波，它比X射線的頻率還要高，故B正確；在電磁波譜中從無線電波到γ射線，波長逐漸減小，頻率逐漸增大，而波長越大，波動性越強，越容易發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象，因此紫光比紫外線更容易發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象，無線電波最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，故C、D錯誤。]√√[跟進訓練]2．關于電磁波的特性和應用，下列說法正確的是(

)A．紅外線和X射線都有很高的穿透本領，常用于醫(yī)學上透視人體B．過強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γ射線，最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象D．紫外線和X射線都可以使感光底片感光D

[X射線有很高的穿透本領，常用于醫(yī)學透視人體，但紅外線沒有很高的穿透本領，選項A錯誤；過強的紫外線照射對人的皮膚有害，選項B錯誤；電磁波中頻率最大的為γ射線，其波長最短，最不容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，選項C錯誤。]√學習效果·隨堂評估自測031．(2022·江蘇阜寧實驗高中高二階段練習)赫茲在人類歷史上首先捕捉到了電磁波，為無線電技術的發(fā)展開拓了道路。下列器件中，既使用了電磁波接收技術，又使用了電磁波發(fā)射技術的是(

)A．電吹風B．洗衣機C．電熨斗D．手機D

[電吹風是消耗電能產生熱能與風能的器件，與電磁波發(fā)射和接收無關，故A錯誤；洗衣機是消耗電能產生動能的器件，與電磁波發(fā)射和接收無關，故B錯誤；電熨斗是消耗電能產生熱能的器件，與電磁波發(fā)射和接收無關，故C錯誤；手機同時使用了電磁波接收和發(fā)射技術，故D正確。]1234√2．根據電磁波譜選出下列各組電磁波，其中頻率互相交錯重疊，且波長順序由短到長排列的是(

)A．微波、紅外線、紫外線

B．γ射線、X射線、紫外線C．紫外線、可見光、紅外線 D．紫外線、X射線、γ射線B

[紅外線與紫外線在電磁波譜中不相鄰，更不會頻率重疊，A錯誤；紫外線、可見光、紅外線雖相鄰，但它們三者間有明確的界線，頻率也不相重疊，C錯誤；在電磁波譜中紫外線、X射線、γ射線有重疊，γ射線波長最短，紫外線波長最長，B正確，D錯誤。]1234√

1234√4．(多選)下列說法符合實際的是(

)A．在醫(yī)院里常用X射線對病房和手術室消毒B．在醫(yī)院里常用紫