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(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、接收過程的作用。3．認(rèn)識電磁波譜，了解電磁波各波段的特性以及應(yīng)用。必備知識·自主預(yù)習(xí)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(dǎo)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(diào)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(diào)幅：使高頻電磁波的____隨信號的強弱而改變。②調(diào)頻：使高頻電磁波的____隨信號的強弱而改變。調(diào)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(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(zhuǎn)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(dāng)接收電路的________跟收到的電磁波的頻率____時，接收電路中產(chǎn)生電流最強的現(xiàn)象。與機械振動中的____現(xiàn)象類似。2．調(diào)諧：在無線電技術(shù)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(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電流的過程。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點四電磁波譜1．認(rèn)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(gòu)成了________。波長頻率電磁波譜2．電磁波的特性及應(yīng)用(1)無線電波。①特點：波長大于1mm(頻率小于300GHz)。②應(yīng)用：____主要用于超遠程無線電通信和導(dǎo)航；____主要用于調(diào)幅廣播、電報及通信；____主要用于遠距離短波通信及調(diào)幅廣播；____主要用于調(diào)頻廣播、電視、衛(wèi)星導(dǎo)航和雷達，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(yīng)用。①紅外線：具有明顯的______。利用紅外線的這種熱效應(yīng)，制成了__________、紅外線爐等；利用紅外線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：紫外線能使很多物質(zhì)發(fā)出____，很容易讓底片感光。當(dāng)適量紫外線照射人體時，能使人體合成_______，可以預(yù)防佝僂病，但過量的紫外線會傷害人體，應(yīng)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(yīng)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(yīng)用。①X射線：穿透力____，在醫(yī)學(xué)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(xué)上常用來摧毀病變的癌細胞。較強疾病內(nèi)很強[基礎(chǔ)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(yīng)。 (

)√×√√××

√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(yīng)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(lǐng)最大的C．在熱學(xué)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(yīng)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(lǐng)最強的是γ射線，B錯誤；紫外線具有殺菌作用，D正確。]√√關(guān)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(yīng)用(1)1895年，一位年輕的意大利人馬可尼(公元1874～1937年)發(fā)明了無線電通信技術(shù)。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(jù)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(chǎn)生高頻振蕩電流，用調(diào)制器將需傳送的電信號調(diào)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(diào)制(1)使電磁波隨各種信號而改變的技術(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的強弱而改變。調(diào)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(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，放大后再還原成聲音或圖像的過程。4．調(diào)諧和解調(diào)的區(qū)別：調(diào)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(chǎn)生最強的感應(yīng)電流的過程；解調(diào)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(guān)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(dāng)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(chǎn)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(guān)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(xùn)練]1．關(guān)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(diào)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(diào)C．為了從高頻電流中取出聲音信號，就要進行調(diào)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(diào)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(diào)諧，B錯誤；從高頻電流中取出聲音信號，需要進行解調(diào)，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(yīng)用1．各種電磁波的特點及應(yīng)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(yīng)強感光性強化學(xué)作用，熒光效應(yīng)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(dǎo)航加熱、遙測、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、透視、治療探測、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不同，表現(xiàn)出不同的特性，波長越長，越容易產(chǎn)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(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，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(zhì)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(guān)于電磁波譜，下列說法正確的是(

)A．X射線對生命物質(zhì)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(zhì)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(xùn)練]2．關(guān)于電磁波的特性和應(yīng)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(lǐng)，常用于醫(yī)學(xué)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(lǐng)，常用于醫(yī)學(xué)透視人體，但紅外線沒有很高的穿透本領(lǐng)，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(xué)習(xí)效果·隨堂評估自測031．(2022·江蘇阜寧實驗高中高二階段練習(xí))赫茲在人類歷史上首先捕捉到了電磁波，為無線電技術(shù)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(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C．電熨斗D．手機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)射和接收無關(guān)，故A錯誤；洗衣機是消耗電能產(chǎn)生動能的器件，與電磁波發(fā)射和接收無關(guān)，故B錯誤；電熨斗是消耗電能產(chǎn)生熱能的器件，與電磁波發(fā)射和接收無關(guān)，故C錯誤；手機同時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?nèi)唛g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(shù)室消毒B．在醫(yī)院里常用紫