第3、4節(jié)　無線電波的發(fā)射和接收　電磁波譜

1．填一填(1)要有效地發(fā)射電磁波，振蕩電路必須具有兩個特點：①要有

的振蕩頻率。頻率越高，發(fā)射電磁波的本領越大。②應采用

電路。振蕩電路的電場和磁場必須分散到盡可能大的空間。(2)開放電路實際應用中的開放電路，線圈的一端用導線與大地相連，這條導線叫作_____；線圈的另一端與高高地架在空中的

相連。足夠高開放地線天線(3)無線電發(fā)射技術①載波：攜帶要傳遞的信號的

電磁波。②調制：使

隨各種信號而改變的技術。③調制的分類：調幅：使高頻電磁波的

隨信號的強弱而變的調制。調頻：使高頻電磁波的

隨信號的強弱而變的調制。高頻載波振幅頻率2．判一判(1)振蕩電路的頻率越高，發(fā)射電磁波的本領越大。

(

)(2)要將傳遞的聲音信號向遠距離發(fā)射，必須以高頻電磁波作為載波。

(

)(3)如圖所示的高頻波為調幅波。

(

)√√√3．選一選為了使需要傳遞的信息(如聲音、圖像等)加載到電磁波上發(fā)射到遠方，必須對電磁波進行

(

)A．調諧 B．放大C．調制

D．檢波解析：把要傳遞的信息(如聲音、圖像等)加載到電磁波上發(fā)射出去的過程叫作調制，故只有C正確；A、B、D三項應是電磁波接收端需進行的過程。答案：C

1．填一填(1)接收原理電磁波在傳播時遇到

，會使導體中產生感應電流，所以導體可用來接收電磁波，這個導體就是接收

。(2)電諧振當接收電路的

跟接收到的電磁波的

相同時，接收電路中產生的振蕩電流最強的現(xiàn)象。導體天線固有頻率頻率(3)調諧使接收電路中產生

的過程。(4)解調使聲音或圖像信號從接收到的高頻感應電流中還原出來的過程，這個過程是調制的逆過程。調幅波的解調也叫檢波。(5)高頻電視信號的傳播方式有三種：地面無線電傳輸、有線網絡傳輸以及______傳輸。不同的傳播方式使用不同頻率范圍的電磁波，采取不同的_____方式。電諧振衛(wèi)星調制2．判一判(1)制作天線必須用導體。

(

)(2)只有接收電路發(fā)生電諧振時，接收電路中才有振蕩電流。

(

)(3)解調是調制的逆過程。

(

)3．想一想打開收音機的開關，轉動選臺旋鈕，使收音機收不到電臺的廣播，然后開大音量。在收音機附近，將電池盒的兩根引線反復碰觸，你會聽到收音機中發(fā)出“喀喀”的響聲。為什么會產生這種現(xiàn)象呢？提示：電磁波是由電磁振蕩產生的，在收音機附近，將電池盒兩引線反復碰觸，變化的電流產生變化的磁場，變化的磁場產生變化的電場，這樣會發(fā)出電磁波，從而導致收音機中發(fā)出“喀喀”聲?！獭痢?．填一填(1)電磁波譜：按電磁波的

大小或

高低的順序把它們排列成的譜。按波長由長到短依次為無線電波、紅外線、

、紫外線、

、γ射線等。(2)不同電磁波的特點及應用波長頻率可見光X射線2．判一判(1)X射線是電磁波，它不能穿透物質。

(

)(2)紫外線在真空中的傳播速度大于可見光在真空中的傳播速度。

(

)(3)可利用紅外線的熒光效應辨別人民幣的真?zhèn)巍?/p>

(

)×××3．想一想為什么超遠程無線電利用無線電波中的長波波段，而雷達利用微波波段？提示：根據波的衍射特性，波長越長，越容易繞過障礙物，所以超遠程無線電利用長波波段。微波波長短，傳播時直線性好，雷達正是利用了微波直線傳播性好的特點。電臺發(fā)射的信號，如聲音信號，為什么不直接將聲音信號轉化為電信號發(fā)射出去，而是加載到高頻信號中發(fā)射呢？提示：因為聲音信號頻率較低，而電臺要向遠處發(fā)射電磁波，要有足夠高的頻率，實踐證明，只有提高發(fā)射頻率才能提高發(fā)射能力，高頻電磁波就是那些有用的低頻信號的“載體”，而把頻率較低的信號加載到高頻電磁波上去的過程就是調制過程。

[重難釋解]1．無線電波的發(fā)射和接收過程2．“調幅”和“調頻”是調制的兩個不同的方式(1)調幅：使高頻電磁波的振幅隨信號的強弱而改變的調制技術，如圖所示。(2)調頻：使高頻電磁波的頻率隨信號的強弱而改變的調制技術，如圖所示。3．電磁波的接收原理(1)電磁波在空間傳播時，如果遇到導體，就會使導體產生感應電流，感應電流的頻率跟激起它的電磁波的頻率相同。因此利用放在電磁波傳播空間中的導體，就可以接收到電磁波。(2)當接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時，接收電路中產生的振蕩電流最強。4．無線電波的接收(1)無線電波的接收電路。(2)通過電諧振來選臺。(3)通過解調獲取信號。(4)放大電路：經解調取出攜帶的信號，放大后再通過揚聲器和顯示設備還原成聲音或圖像的過程。[解析]

調制是把要發(fā)射的信號“加”到高頻等幅振蕩電流上去，頻率越高，傳播信息能力越強，A對；電磁波在空氣中以接近光速傳播，B錯；由v＝λf，知波長與波速和傳播頻率有關，C錯，D對。[答案]

AD相近概念的辨析技巧(1)調頻和調幅：這是調制的兩種方式，使電磁波的頻率隨信號改變的調制方式叫調頻；使電磁波的振幅隨信號改變的調制方式叫調幅。(2)調制和解調：把低頻電信號加載到高頻等幅振蕩電流上叫作調制；把低頻電信號從高頻載波中還原出來叫解調，是調制的逆過程。[素養(yǎng)訓練]1．有一個LC接收電路，原來接收較低頻率的電磁波，現(xiàn)在要想接收較高頻率的電磁波，下列調節(jié)正確的是

(

)A．增加電源電壓

B．使用調頻的調制方式C．把可動電容器的動片適當旋出一些

D．在線圈中插入鐵芯2．世界各地有許多無線電臺同時廣播，用收音機一次只能收聽到某一電臺的播音，而不是同時收聽到許多電臺的播音，其原因是(

)A．因為收聽到的電臺離收音機最近B．因為收聽到的電臺頻率最高C．因為接收到的電臺電磁波能量最強D．因為接收到的電臺電磁波與收音機調諧電路的固有頻率相同，產生了電諧振解析：選臺就是調諧過程，使f固＝f電磁波，在接收電路中產生電諧振，激起的感應電流最強，D正確。答案：D

3．實際發(fā)射無線電波如圖所示，高頻振蕩器產生高頻等幅振蕩電流如圖甲所示，人對著話筒說話產生低頻振蕩電流信號如圖乙所示，根據這兩個圖像，發(fā)射出去的電磁波圖像應是圖中的

(

)解析：高頻振蕩器產生高頻等幅振蕩電流，話筒里面有碳膜電阻，它的阻值隨壓力變化而變化。當我們對著話筒說話時，空氣對它的壓力隨著聲音信號的變化而變化，那么它的電阻也就隨聲音信號的變化而變化，振蕩電流的振幅也就隨著聲音信號的變化而變化，這就是調制。它不但影響了正半周，也影響了負半周，故選B。答案：B

波段波長頻率傳播方式主要用途

米波10～1米30～300兆赫近似直線傳播調頻廣播、電視、導航微波分米波10～1分米300～3000兆赫直線傳播電視、雷達、導航厘米波10～1厘米3000～30000兆赫毫米波10～1毫米30000～300000兆赫2．雷達的原理及應用(1)雷達的原理利用電磁波遇到障礙物發(fā)生反射的特性。(2)雷達的構造及特點一般由天線系統(tǒng)、發(fā)射裝置、接收裝置、輸出裝置(顯示器)、電源、用于控制雷達工作和處理信號的計算機以及防干擾設備等構成。①雷達既是無線電波的發(fā)射端，又是無線電波的接收端。②雷達使用的無線電波是直線性好、反射性能強的微波波段。[解題指導]應用ab段為無線電波發(fā)射到返回的時間，可求出電磁波的路程，即可求出障礙物與雷達之間的距離。雷達偵察問題的解決方法(1)電磁波在空中的傳播速度可認為等于真空中的光速c，根據雷達熒光屏上發(fā)射波形和反射波形間的時間間隔，可求得偵察距離。(2)根據發(fā)射無線電波的方向和仰角，確定被偵察物體的位置。(3)雷達的最大偵察距離應等于電磁波在雷達發(fā)射相鄰兩個脈沖的時間間隔內傳播距離的一半。[素養(yǎng)訓練]1．(多選)關于電磁波的傳播，下列敘述正確的是

(

)A．電磁波頻率越高，越宜用地波傳播B．電磁波頻率越高，越易沿直線傳播C．短波適宜以天波形式傳播D．電磁波在各種介質中傳播時波長恒定解析：由v＝λf可知，電磁波頻率越高，波長越短，衍射能力越差，不宜用地波傳播，頻率高的電磁波的傳播跟光的傳播相似，沿直線傳播，故選項B正確，A錯誤；電離層對短波吸收少反射多，故短波適宜以天波形式傳播，選項C正確；電磁波在不同介質中傳播時，速度改變，頻率不變，由v＝λf，可判斷出波長改變，選項D錯誤。答案：BC

2．(多選)關于無線電波的傳播，下列說法正確的是

(

)A．發(fā)射出去的電磁波，可以傳到無限遠處B．無線電波遇到導體，就可以在導體中激起同頻率的振蕩電流C．波長越短的電磁波，越接近直線傳播D．移動電話是利用無線電波進行通信的解析：無線電波在傳播過程中，遇到障礙物就會被吸收一部分，遇到導體，會在導體內產生感應電流(同頻率的振蕩電流)，故選項A錯誤，B正確；波長越短，傳播方式越接近直線傳播，移動電話發(fā)射或接收的電磁波屬于無線電波的高頻段，故選項C、D正確。答案：BCD

3．一雷達站探測敵機時熒光屏上出現(xiàn)的記錄圖像如圖所示，A是發(fā)射時的雷達探索波的脈沖波形，B是敵機反射回來的脈沖波形，則敵機距雷達站的距離是

(

)A．9×105m

B．4.5×105mC．3×105m D．無法確定(1)白光經三棱鏡后發(fā)生色散，形成光譜，各種色光按波長大小如何排列的？(2)為什么有些動物在夜間也可以“看到”物體，紅外線主要有哪些作用呢？提示：(1)各種色光按波長由大到小排列為：紅橙黃綠青藍紫。(2)因為一切物體都不停地發(fā)射紅外線，溫度越高的物體發(fā)射的紅外線越強，有些動物能感知紅外線，所以就能在夜間看清物體；紅外線的作用有：①紅外遙感：勘測地熱、尋找水源、人體檢查等；②紅外遙控：家用電器的遙控器；③加熱物體：紅外線很容易使物體的溫度升高。

[重難釋解]1．共性(1)它們在本質上都是電磁波，它們的行為服從相同的規(guī)律，各波段之間的區(qū)別并沒有絕對的意義。(2)都遵循公式v＝λf，它們在真空中的傳播速度都是c＝3.0×108m/s。(3)它們的傳播都不需要介質。(4)它們都具有反射、折射、衍射和干涉的特性。2．個性(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)產生機理不同(4)用途不同：無線電波用于通信和廣播，紅外線用于加熱和遙感技術，紫外線用于殺菌消毒，X射線應用于醫(yī)學上的X光照片，γ射線檢查金屬部件的缺陷等。A．只有物體溫度較高時才能向外輻射紅外線B．紫外線的主要作用是熱作用C．可見光比紅外線容易發(fā)生衍射現(xiàn)象D．X射線穿透力強，可用來進行人體透視[解析]任何物體在任何溫度下均會向外輻射紅外線，A錯誤；紫外線的主要作用是化學作用和熒光作用，B錯誤；可見光的波長小于紅外線的波長，故可見光相對紅外線不容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，C錯誤；X射線穿透力強，醫(yī)學上常用于人體透視，D正確。[答案]

D不同的電磁波具有不同的特點，會有不同的用途，要熟知它們的特點和在現(xiàn)代科技、生活中的應用，還要將它們與學過的有關知識聯(lián)系起來。[素養(yǎng)訓練]1．電磁波包含了γ射線、紅外線、紫外線、無線電波等，按波長由長到短的排列順序是

(

)A．無線電波、紅外線、紫外線、γ射線B．紅外線、無線電波、γ射線、紫外線C．γ射線、紅外線、紫外線、無線電波D．紫外線、無線電波、γ射線、紅外線解析：電磁波的頻率由小到大的順序依次是無線電波、紅外線、紫外線和γ射線，這也是波長由長到短的順序。故A正確。答案：A

2．(多選)下列說法符合實際的是

(

)A．醫(yī)院里常用X射線對病房和手術室消毒B．醫(yī)院里常用紫外線對病房和手術室消毒C．在人造地球衛(wèi)星上對地球進行拍攝是利用紫外線有較好的分辨能力D．在人造地球衛(wèi)星上對地球進行拍攝是利用紅外線有較好的穿透云霧煙塵的能力解析：紫外線具有殺菌、消毒的作用，X射線穿透能力較強，因此醫(yī)院里常用紫外線對病房和手術室進行消毒，用X射線透視人體；在人造地球衛(wèi)星上對地球進行拍攝利用了紅外線的衍射能力較強、容易透過云霧煙塵的特性，所以正確選項為B、D。答案：BD

3．(多選)關于物理知識在生活中的應用，下列說法正確的是

(

)A．機場、車站所用的測量人體溫度的測溫儀應用的是紫外線B．雷達是利用無線電波中的微波來測定物體位置的無線電設備C．γ射線可以用來治療某些癌癥D．醫(yī)院給病人做的腦部CT應用的是X射線的穿透本領較強解析：一切物體均發(fā)出紅外線，隨著溫度不同，輻射強度不同，測量人體溫度的測溫儀應用的是紅外線，故A錯誤；雷達是利用無線電波中的微波來測定物體位置的，故B正確；γ射線可以破壞生命物質，可以用來治療某些癌癥，故C正確；給病人做的腦部CT應用的是X射線的穿透本領較強，故D正確。答案：BCD

一、培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維1．北京出租車某司機在開車時喜歡聽中央廣播音樂之聲FM90MHz、文藝廣播FM87.6MHz和有線古典音樂FM97.4MHz三個文藝廣播電臺，但是在上午他喜歡聽中央廣播音樂之聲FM90MHz的節(jié)目，這三種無線電波同時傳向車載收音機的接收天線。(1)上午他應該把收音機的調諧電路的頻率調到多少？(2)中央廣播音樂之聲FM90MHz的無線電波的波長是多少？(3)如果想接收到有線古典音樂FM97.4MHz的信號，應該把調諧電路中可變電容器的動片旋進一些還是旋出一些？解析：(1)各種無線電波通過天線時，所有的電磁波都能在接收電路中產生感應電流，調諧電路的固有頻率等于90MHz時，在接收電路中激發(fā)的感應電流最強，由調諧電路接收的感應電流，要再經過解調、放大，通過揚聲器才可以聽到聲音。二、注重學以致