教科版高中物理选修3-4知能巩固提升3.3、4电磁波谱电磁波的应用无线电波的发射、传播和接收.docx
教科版高中物理选修(3-4)3.3《电磁波谱 电磁波的应用》ppt课件
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一、电磁波谱
电磁波谱:按电磁波的波长或频率大小的顺序把 它们排列成谱,叫电磁波谱 由无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射 线、γ射线合起来构成范围非常广阔的电磁波谱
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一、电磁波谱
紫靛
电磁波谱分布示意图
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一、电磁波谱
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二、无线电波
无线电波:波长大于1mm(频率小于300GHz) 的电磁波 用途:通信、广播和天体物理研究等
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五、紫外线 (1)紫外线是一种波长比紫光还短 的不可见光;其波长范围约5nm~ 370nm, 显著作用:A、荧光,B、化学 作用,C、杀菌消毒 (2)由德国物理学家里特于1801 年首先发现的,一切高温物体 发出的光中,都有紫有荧 光作用的?
(2)在“非典”非常时期,常 常在教室内开“紫外线灯” 为什么?
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利用紫外 线的荧光 作用检验 人民币的 真伪
12
紫外线杀 菌灯
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防紫外线雨伞
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六、伦琴射线和γ射线
伦琴射线(X射线)是一 种波长比紫外线更短的不可见 光。 有较强的穿透能力。
比伦琴射线还短的那就 是γ射线。
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讨论:
X射线的应用?
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X射线照射下的鱼
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X 射 线 照 射 下 的 手
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七、电磁波的能量
电磁波具有能量,电磁波是一种物质
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八、太阳辐射
能 量 的 相 对 大 小
紫外线
可见光
红外线
黄绿光
20
400
800
1200
1600
2000 波长λ/nm
八、太阳辐射
高中物理第3章电磁振荡电磁波3电磁波谱电磁波的应用4无线电波的发射、传播和接收教师用书教科版选修3_4
3.电磁波谱电磁波的应用4.无线电波的发射、传播和接收[先填空]1.电磁波谱(1)电磁波谱按电磁波的波长大小的顺序排列成的波谱.(2)构成电磁波谱包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等.2.几种电磁波的特点及应用1.适当的紫外线照射有利于人的身体健康.(√) 2.医学上用来做人体透视的是红外线.(×) [后思考]1.为什么超远程无线电利用无线电波中的长波波段,而雷达利用微波波段? 【提示】 根据波的衍射特性,波长越长,越容易绕过障碍物,所以超远程无线电利用长波波段.微波波长短,传播时直线性好,雷达正是利用了微波直线传播性好的特点.2.红外体温计不用与人体接触便可以迅速测量体温,如图331所示,你知道它的工作原理吗?图331【提示】 根据体温越高,辐射红外线越强的原理.1.对电磁波的理解(1)电磁波是一种物质,像电场、磁场一样它是客观存在的真实物质,是一种物质存在的另一种形式.(2)电磁波具有能量,以电磁场的形式存在的能量,也就是说电磁场的能量通过电磁波来传播.(3)电磁波不需要其他介质就能传播.(4)电磁波能量与频率有关,频率越高,能量越大. (5)电磁波在真空中的传播速度是c =3.0×108m/s. (6)电磁波能传递信息. 2.各种电磁波共性与个性的比较 (1)共性①它们在本质上都是电磁波,它们的行为服从相同的规律,各波段之间的区别并没有绝对的意义.②都遵守公式v =λf ,它们在真空中的传播速度是c =3.0×108m/s.③它们的传播都不需要介质.④它们都具有反射、折射、衍射和干涉的特性.(2)个性①不同电磁波的频率或波长不同,表现出不同的特性,波长越长越容易产生干涉、衍射现象,波长越短穿透能力越强.②同频率的电磁波,在不同介质中速度不同.不同频率的电磁波,在同一种介质中传播时,频率越大折射率越大,速度越小.③应用范围不同:无线电波用于通信和广播,红外线用于加热和遥感技术,紫外线用于杀菌消毒.X射线应用于医学上的X光照片.γ射线检查金属部件的缺陷.④不同电磁波的产生机理不同.无线电波是由LC回路中自由电子的周期性运动产生的,红外线、可见光和紫外线是由原子的外层电子受到激发产生的,X射线是由原子的内层电子受到激发产生的,γ射线是由原子核受到激发产生的.1.关于电磁波谱,下列说法中正确的是( )A.X射线对生命物质有较强的作用,过量的X射线辐射会引起生物体的病变B.γ射线是波长最短的电磁波,它比X射线的频率还要高C.紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射D.在电磁波谱中,更容易发生衍射现象的是γ射线E.红外线容易穿透云雾烟尘【解析】X射线对生命物质有较强的作用,过量的X射线辐射会引起生物体的病变,故A正确;γ射线是波长最短的电磁波,它比X射线的频率还要高,故B正确;在电磁波谱中从无线电波到γ射线,波长逐渐减小,频率逐渐增大,而波长越大,波动性越强,越容易发生干涉、衍射现象,因此紫光比紫外线更容易发生干涉和衍射现象,无线电波最容易发生衍射现象,故C、D错;红外线波长比可见光长,更容易发生衍射、易穿透云雾烟尘,E 正确.【答案】ABE2.某防空雷达发射的电磁波频率为f=3×103MHz,屏幕上尖形波显示,从发射到接收经历时间Δt=0.4 ms,那么被监视的目标到雷达的距离为________ km.该雷达发出的电磁波的波长为________ m.【解析】s=cΔt=1.2×105 m=120 km,这是电磁波往返的路程,所以目标到雷达的距离为60 km.由c=λf可得λ=0.1 m.【答案】60 0.1雷达侦察问题的解决方法1.电磁波在空中的传播速度可认为等于真空中的光速c,根据雷达荧光屏上发射波形和反射波形间的时间间隔,可求得侦察距离.2.根据发射无线电波的方向和仰角,确定被侦察物体的位置.3.雷达的最大侦察距离应等于电磁波在雷达发射相邻两个脉冲的时间间隔内传播距离的一半.[先填空]1.无线电波的发射(1)有效发射无线电波的条件①振荡电路产生的电场和磁场必须分布到广大的开放空间中,即采用开放电路.②要有足够高的振荡频率,研究表明频率越高,振荡电路向外发射电磁波的本领越大.(2)调制①载波:用来“运载”信号的高频等幅波.②调制:把传递的信号“加”到载波上的过程.常用的调制方法有调幅和调频两种.a.调幅:使高频振荡的振幅随信号而变.b.调频:使高频振荡的频率随信号而变.2.无线电波的传播与接收(1)地波:沿地球表面空间传播的无线电波.(2)天波:依靠电离层的反射来传播的无线电波.(3)直线传播:沿直线传播的电磁波叫空间波或视波.(4)电磁波的接收①原理:电磁波在传播过程中如果遇到导体,会使导体中产生感应电流.因此,空中的导体可以用来接收电磁波.②电谐振与调谐a.电谐振:当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率相同时,接收电路中产生的感应电流最强的现象.它与机械振动中的共振类似.b.调谐:使接收电路中产生电谐振的过程.通常说的选台即为调谐过程.调谐的基本原理就是电谐振.[再判断]1.频率越高,振荡电路发射电磁波本领越大.(√)2.电视台可以直接向外发射声音信号.(×)3.电视台发射的电磁波都经过了调制.(√)[后思考]1.怎样才能形成开放电路?【提示】在振荡电路中,使电容器变成两条长的直导线,一条深入高空成为天线,另一条接入地下成为地线,形成开放电路.2.电视中的伴音信号是怎样从电视台发射出去的?【提示】通过“调频”的方法发射.3.要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领,应该采取的措施是( )A.增加辐射波的波长B.增加辐射波的频率C.使振荡电容的正对面积足够小D.尽可能使电场和磁场分散开E.减小回路中的电容和电感【解析】提高电磁波发射本领(功率)应增大f,电磁场应尽可能扩散到周围空间,形成开放电路.f=12πLC ,C=εr S4πkd,要使f增大,应减小L或C,故正确答案为B、C、E.【答案】BCE4.为了把需要传递的信号(图像、声音等)加载到电磁波上发射出去,必须对振荡电流进行________.(填“调谐”“调制”或“解调”)【解析】信息(声音或图像等)转化为电信号后,往往由于信号频率低不能直接用来发射,需要把要传递的电信号“加载”到高频电磁波上,这就是调制.【答案】调制无线电波的发射及相关问题1.无线电波的发射:由振荡器(常用LC振荡电路)产生高频振荡电流,用调制器将需要传送的电信号调制到振荡电流上,再耦合到一个开放电路中激发出无线电波,向四周发射出去.2.一般电台的中波、中短波、短波广播以及电视中的图像信号,都采用调幅波;电台的调频广播和电视中的伴音信号,都采用调频波.低频信号类比成货物,高频波类比成运载工具,调制的过程类比成将货物装载到运载工具上.。
2014-2015学年高二物理教科版选修3-4课件:3.3-3.4 电磁波谱 电磁波的应用 无线电波的发射、传播和接收
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A.当处于电谐振时,所有的电磁波仍能在接收电路中产生感应 电流 B.当处于电谐振时,只有被接收的电磁波才能在接收电路中产 生感应电流 C.由调谐电路接收的感应电流,再经过耳机就可以听到声音了
一、电磁波谱、电磁波的应用
2.不同电磁波的特点及应用 电磁波谱 频率 真空中波长 波动
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无线电波 红外线 可见光 紫外线 X射线 γ射线 由左向右,频率变化为由 小 到 大 由左向右,波长变化为由 长 到 短 热效 感光
化学作
用、荧光 效应强
特性
穿透
穿透
力最 强
性强
应强
性强
力强
一、电磁波谱、电磁波的应用
F.红外线波长较长,易发生衍射 解析 (1)X 光机是用来透视人体内部器官的,因此需要具有较 强穿透力的电磁波,但又不能对人体造成太大的伤害,因此采 用了穿透能力比较强又不会给人体造成太大的伤害的 X 射线, 故选择D.
典例精析 一、电磁波谱
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(2)紫外线灯主要是用来杀菌的,因此它应用的是紫外线的杀菌
学习探究区
一、电磁波谱、电磁波的应用
二、无线电波的发射和传播 三、无线电波的接收
一、电磁波谱、电磁波的应用
问题设计
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电磁波是一个大家庭,在生产、生活中有广泛的应用,你能 举一些应用电磁波的例子吗? 答案 红外线摄影、红外线体温计、利用紫外线工作的验钞 机、微波炉利用微波加热食物、电视信号的传播、医学上的 透视„„.
C.减小电容器两极板间的距离
D.增加回路中的电容和电感
典例精析 二、电磁波的发射与接收
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解析
研究表明频率越高,电磁波发射本领越大,电磁场
高中物理教科版选修3-4教学案:第三章 第3、4节 电磁波谱 电磁波的应用 无线电波的发射
第3、4节电磁波谱__电磁波的应用无线电波的发射、传播和接收1.在电磁波谱中波长由长到短的排列顺序为:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。
不同的电磁波,频率不同,特性不同,产生机理也不同。
2.要有效地发射电磁波必须具备两个条件:(1)开放电路,(2)足够高的振荡频率。
3.将要传递的信号加到载波上的过程叫调制,调制有调幅和调频两种。
4.要接收传递的信号,必须经过调谐和解调过程,调谐过程是选择信号的过程,解调过程是分离有用信号的过程。
对应学生用书P44电磁波谱电磁波的应用[自读教材·抓基础]1.电磁波谱按波长(或频率)的顺序把所有电磁波排列起来,称之为电磁波谱。
按照波长从长到短依次排列为:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。
2.不同电磁波的比较波长、频率特点应用无线电波波长大于可见光许多自然过程也辐射无线电波广播和通讯,天体卫星研究红外线所有物体都会发射红外线,热物体的红外线辐射比冷物体强红外线摄影红外线遥感可见光复色光波长(红)――→大小小大(紫)频率⎭⎪⎬⎪⎫太空黑暗天空明亮――→原因没有大气,天空蓝色――→原因短波散射,傍晚阳光红色――→原因短波吸收紫外线能量较高灭菌消毒促进人体对钙的吸收,利用荧光效应防伪X射线对生命物质有较强作用,过量会引起病变,穿透本领强检查人体内部器官、零件内部缺陷γ射线能量很高,破坏生命物质治疗疾病探测金属部件内部缺陷[跟随名师·解疑难]1.电磁波的共性(1)它们在本质上都是电磁波,它们的行为服从相同的规律,各波段之间的区别并没有绝对的意义。
(2)都遵守公式v=λf,它们在真空中的传播速度都是c=3.0×108 m/s。
(3)它们的传播都不需要介质。
(4)它们都具有反射、折射、衍射和干涉的特性。
2.电磁波的个性(1)不同电磁波的频率或波长不同,表现出不同的特性,波长越长越容易产生干涉、衍射现象,波长越短穿透能力越强。
教科版高中物理选修3-4第三章第3节电磁波谱 电磁波的应用(42张ppt)
3.关于电磁波的下列说法,不正确的是( B )
A.电磁波可以在真空中传播 B. 电磁波不能在空气中传播 C. 麦克斯韦第一次通过实验验证了电磁波的存在 D. 赫兹第一次通过实验验证了电磁波的存在
4. 在电磁波谱中,红外线、可见光和伦琴射线(射
线)三个波段的频率大小关系是( B )
A.红外线的频率最大,可见光的频率最 B.伦琴射线的频率最大,红外线的频率最小 C.可见光的频率最大,红外线的频率最 D.伦琴射线频率最大,可见光的频率最小
纸里的照像底片感光,下图是产生X射线
的装置,叫做X射线管:
1、K是阴极 2、A是阳极
(也叫对阴极)
了解下吧
X射线的应用
X射线照射下的鱼
X 射 线 照 射 下 的 手
六、γ射线
原子核受激发产生
比X射线波长更短的电磁波,那就是γ射线,
它来自宇宙射线或某些放射元素衰变的过程.γ射线
的波长范围为10-7~10-2nm,γ射线比X射线穿透能力
3.3 电磁波谱 电磁波的应用
电磁波的波长和频率有一个很宽的范围.其中一部分称 为”无线电波“,主要用于通信、广播和电视等方面,这部 分电磁波的波长较长,频率较低.还有一部分电磁波能够作 用于我们的眼睛并引起视觉,因而叫做可见光,可见光波长 范围约为400~700nm;在可见光之外还存在着看不见的红外 线、紫外线.此外,还有一部分波长极短,频率极高的电磁
电磁波的危害
了解下吧
• 手机的危害原因
• 在待机状态下,手机不断的发射电磁波, 与周围环境交换信息。
• 手机在建立连接的过程中发射的电磁波 特别强。
电磁波的危害
电磁波可能造成的伤害
• 手机释放的电磁辐射对脑细胞有影响 • 电磁辐射的遗害会不断累积﹐在十至十五
3.3电磁波谱、电磁波的应用-3.4无线电波的发射、传播和接收 学案(2020年教科版高中物理选修3
3.3电磁波谱、电磁波的应用-3.4无线电波的发射、传播和接收学案(2020年教科版高中物理选修3-4)3电磁波谱电磁波谱电磁波的应用电磁波的应用4无线电波的发射无线电波的发射..传播和接收传播和接收学科素养与目标要求物理观念1.了解什么是电磁波谱.2.知道有效地发射电磁波的两个条件.3.了解调制.调幅.调频.解调.电谐振在电磁波发射.接收过程中的作用.科学思维了解不同波长电磁波的特性及其主要用途.一.电磁波谱电磁波的应用1.电磁波谱按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱,叫电磁波谱.2.电磁波谱按频率由小到大的顺序排列为无线电波.红外线.可见光.紫外线.X射线.射线.3.不同电磁波的特点及应用1无线电波波长从几毫米到几千米的电磁波,主要用于通信.广播及其他信号传播.2红外线波长位于微波和可见光之间的电磁波.波长范围在760106nm.应用遥控.加热.红外线遥感.3紫外线波长范围为60400nm,不能直接引起视觉.应用灭菌消毒.防伪.有助于人体合成维生素D.4X射线波长比紫外线还短的电磁波.特点穿透能力很强.应用可用于检查工件内部.透视人体.5射线比X射线波长更短的电磁波,波长范围为107102nm.特点穿透能力比X射线更强.应用工业上进行探伤;医学上用来治疗某些疾病.二.无线电波的发射.传播和接收1.无线电波的发射1要有效地发射电磁波,振荡电路必须具有如下特点第一,振荡电路产生的电场和磁场必须分布到广大的开放空间中,才能有效地把电磁场的能量传播出去.第二,要有足够高的振荡频率.2载波用来“运载”信号的高频等幅波.3调制把传递的信号“加”到载波上的过程.分类调幅使高频振荡的振幅随信号而变.调频使高频振荡的频率随信号而变.2.无线电波的传播1地波沿地球表面空间传播的无线电波.适用于能够绕过地面障碍物的长波.中波和中短波.短波和微波不宜用地波传播.2天波依靠电离层的反射来传播的无线电波.适用于不易吸收和穿过电离层而易被电离层反射的短波.实验证明微波易穿过电离层进入太空,长波易被电离层吸收.3直线传播沿直线传播的电磁波,叫做空间波或视波.适用于微波.3.无线电波的接收1接收原理电磁波在传播过程中如果遇到导体,会在导体中产生感应电流.因此空中的导体可以用来接收电磁波.2电磁谐振电谐振当振荡电路的固有频率跟传播来的电磁波的频率相等时,电路中激起的感应电流最强.3调谐使接收电路产生电谐振的过程.调谐电路能够调谐的接收电路.判断下列说法的正误.1各种电磁波中最容易表现出干涉和衍射现象的是射线.2X射线的穿透本领比射线更强.3低温物体不能辐射红外线.4调制就是将低频信号变成高频信号,再放大后直接发射出去.5当处于电谐振时,只有被接收的电磁波才能在接收电路中产生感应电流.一.电磁波谱及电磁波的应用电磁波在我们日常生活中应用相当广泛,请你列举出下列电磁波的应用实例无线电波.微波.红外线.可见光.紫外线.X射线和射线.答案无线电波收音机;微波电视机;红外线电烤箱;可见光人可看到的五彩缤纷的世界;紫外线紫外线消毒灯;X射线X光透视机;射线射线探伤.不同电磁波的特性及应用电磁波谱无线电波红外线可见光紫外线X射线射线频率由左向右,频率变化为由小到大真空中的波长由左向右,波长变化为由长到短特性波动性强热效应强感光性强化学作用.荧光效应强穿透力强穿透力最强用途通信.广播.天体物理研究遥控.遥测.加热.红外摄像.红外制导照明.照相等日光灯.杀菌.防伪.治疗皮肤病等检查.探测.透视.治疗探测.治疗例1多选关于电磁波谱,下列说法正确的是A.波长不同的电磁波在本质上完全相同B.电磁波的波长若差异太大则会出现本质不同的现象C.电磁波谱的频带很宽D.电磁波的波长很短,所以电磁波的频带很窄答案AC解析电磁波谱中的电磁波在本质上是完全相同的,只是波长或频率不同而已.其中最长波长是最短波长的1021倍以上.例2下面列出一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象,请将相应的字母填写在运用这种现象的医疗器械后面的空格上.1X光机,;2紫外线灯,;3理疗医用“神灯”照射伤口,可使伤口愈合得较好.这里的“神灯”是利用.A.光的全反射B.紫外线具有很强的荧光作用C.紫外线具有杀菌消毒作用D.X射线有很强的贯穿力E.红外线具有显著的热效应F.红外线波长较长,易发生衍射答案1D2C3E解析1X光机是用来透视人体内部器官的,因此需要具有较强穿透力的电磁波,但又不能对人体造成太大的伤害,因此采用了穿透能力比较强又不会给人体造成太大的伤害的X射线,故选择D.2紫外线灯主要是用来杀菌的,因此它应用的是紫外线的杀菌消毒作用而非荧光作用,故选择C.3“神灯”又称红外线灯,主要是用于促进局部血液循环,它利用的是红外线的热效应,使人体局部受热,血液循环加快,故选择E.学科素养例2考查了不同电磁波的特征及应用,体现了“物理观念”的学科素养.又通过实例,让学生了解物理现象在一些医疗器械中的应用,体现了“科学态度与责任”的学科素养.二.无线电波的发射.传播和接收1.将两根铝管固定在感应圈的两极上,另两根铝管接微安表头并固定在绝缘手柄上,如图所示.1接通感应圈电源,把手柄上两铝管平行靠近感应圈上的两铝管,你看到了什么现象为什么2当把感应圈两极上的铝管拆掉后,把手柄靠近感应圈有什么现象为什么答案1微安表头指针偏转,这说明绝缘手柄上的铝管接收到了电磁波.2没有装铝管时,微安表头指针不偏转,说明绝缘手柄上的铝管没有接收到电磁波.因为发射电磁波要有天线.2.按图甲,用两个莱顿瓶附矩形发射框和带氖泡的矩形接收框.感应圈和直流电源连成电路.如图乙所示,发射框上的铜球与莱顿瓶上的铜球相距约12cm,氖泡两端分别接莱顿瓶的内壁和外壁金属箔.感应圈高压加在铜球和莱顿瓶上,使铜球间发生火花放电.调节接收框上的可移动的竖直金属滑动杆,使它从最右端慢慢向左移动,观察接收框上的氖泡发光有什么变化并说明产生这种变化的原因.答案在滑动杆向左滑动的过程中,氖泡先变亮后变暗,当矩形接收框与发射框的大小差不多时氖泡最亮.当两框大小相等时,两框的电感接近相等,与莱顿瓶组成的LC振荡电路的固有频率接近相同,发射电路与接收电路发生电谐振,接收框接收到的信号最强,所以氖泡最亮.1.无线电波的发射.传播和接收过程2.对概念的理解1“调幅”和“调频”都是调制过程,解调是调制的逆过程.2电谐振就是电磁振荡中的“共振”.3调谐与电谐振不同,电谐振是一个物理现象,而调谐则是一个操作过程.例3为了增大无线电台向空间发射无线电波的能力,对LC振荡电路的结构可采用下列哪些措施A.增大电容器极板的正对面积B.增大电容器极板的间距C.增大电感线圈的匝数D.提高供电电压答案B解析要增大无线电波向空间发射电磁波的能力,必须提高其振荡频率,即减小L或减小C,要减小L,可通过减小线圈匝数.向外抽铁芯的方法;要减小C,可采用增大板间距.减小极板正对面积.减小介电常数的办法.故B正确.例4在如图1所示的电路中,C1200pF,L140H,L2160H,怎样才能使回路2与回路1发生电谐振发生电谐振的频率是多少图1答案改变可变电容器C2的电容,使得C2为50pF1.78MHz解析发生电谐振时两电路的固有频率相同.为使回路发生电谐振,可以改变可变电容器C2的电容,使f2f1,即12L2C212L1C1C2L1C1L240200160pF50pF.发生电谐振时的频率f112L1C11.78106Hz1.78MHz.1.电磁波谱各种不同频率范围的电磁波按频率由大到小的排列顺序是A.射线.紫外线.可见光.红外线B.射线.红外线.紫外线.可见光C.紫外线.可见光.红外线.射线D.红外线.可见光.紫外线.射线答案A解析在电磁波谱中,各电磁波按照频率从小到大的排列顺序是无线电波.红外线.可见光.紫外线.X射线.射线,所以选项A正确.2.电磁波的特性及应用电磁波在生活中有着广泛的应用.不同波长的电磁波具有不同的特性,因此也有不同的应用.下列器材与其所应用的电磁波对应关系不正确的是A.雷达无线电波B.手机X射线C.紫外消毒柜紫外线D.遥控器红外线答案B解析雷达是利用了无线电波中的微波来测距的,故A正确;手机采用的是无线电波,X射线对人体有很大的辐射,不能用于通信,故B错误;紫外线具有很强的消毒作用,故C正确;红外线可以用于遥控器,故D正确.3.电磁波的发射多选关于电磁波的发射过程,下列说法正确的是A.必须对信号进行调制B.必须使信号产生电谐振C.必须把传输信号加到高频电流上D.必须使用开放电路答案ACD解析在电磁波的发射过程中,一定要对低频输入信号进行调制,把传输信号加到高频电流上.为了有效地向外发射电磁波,必须使用开放电路,A.C.D正确.而产生电谐振是在接收过程中,B错误.4.电磁波的接收一台收音机可接收中波.短波两个波段的无线电波,打开收音机后盖,在磁棒上能看到两组线圈,其中一组是用细线密绕匝数多的线圈,另一组是用粗线疏绕匝数少的线圈,由此可以判断A.匝数多的电感大,使调谐电路的固有频率较小,故用于接收中波B.匝数多的电感小,使调谐电路的固有频率较大,故用于接收短波C.匝数少的电感小,使调谐电路的固有频率较小,故用于接收中波D.匝数少的电感大,使调谐电路的固有频率较大,故用于接收短波答案A解析根据匝数多密绕的线圈电感大.匝数少疏绕的线圈电感小,可排除B.D选项;根据T2LC,电感越大,回路固有频率越小,可排除C选项;根据cf,频率越小,波长越长,故用细线密绕匝数多的线圈可用于接收中波,可知A选项是正确的.。
教科版高中物理选修3-4知能巩固提升3.2电磁场和电磁波.docx
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知能巩固提升【课堂训练】1.根据麦克斯韦的电磁理论,以下叙述中正确的是( )A.教室中开亮的日光灯周围空间必有磁场和电场B.工作时打点计时器周围必有磁场和电场C.稳定的电场产生稳定的磁场,稳定的磁场激发稳定的电场D.电磁波在传播过程中,电场方向、磁场方向和传播方向三者互相垂直2.(2012·扬州高二检测)手机A的号码为12345670002,手机B的号码为12345670008,手机A拨手机B时,手机B发出响声并且显示屏上显示A的号码为12345670002.若将手机A置于一透明真空罩中,用手机B拨叫手机A,则( )A.发出响声,并显示B的号码为12345670008B.不发出响声,但显示B的号码为12345670008C.不发出响声,但显示B的号码为12345670002D.既不发出响声,也不显示号码3.下列关于电磁场和电磁波的叙述正确的是( )A.变化的磁场一定能产生变化的电场B.电磁波由真空进入玻璃后频率变小C.广播电台、电视台发射无线电波时是利用电磁波传递能量和信息D.电磁波是一种物质4.如图所示,闭合开关S,待电容器充电完毕后,再打开开关S,用绝缘工具使电容器两极板之间稍稍拉开一定的距离,则在电容器周围空间( )A.会产生变化的磁场B.会产生稳定的磁场C.不会产生磁场D.会产生振荡的磁场【课后巩固】5.最先提出经典电磁理论的科学家和最早捕捉到电磁波的科学家分别是( )A.法拉第安培B.麦克斯韦法拉第C.奥斯特赫兹D.麦克斯韦赫兹6.关于麦克斯韦的电磁理论及其成就,下列说法正确的是( )A.变化的电场可以产生磁场B.变化的磁场可以产生电场C.证实了电磁波的存在D.预见了真空中电磁波的传播速度大于光速7.(2012·苏州高二检测)某空间出现了如图所示的一组闭合的电场线,这可能是( )A.沿AB方向磁场在迅速减弱B.沿AB方向磁场在迅速增强C.沿BA方向磁场在迅速增强D.沿BA方向磁场在迅速减弱8.以下关于机械波与电磁波的说法中,正确的是( )A.机械波与电磁波本质上是一致的B.机械波的波速只与介质有关,而电磁波在介质中的波速,不仅与介质有关,而且与电磁波的频率有关C.机械波可能是纵波,而电磁波必定是横波D.它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象9.(2012·包头高二检测)甲、乙两个带电粒子以相同的动能在匀强磁场中运动.甲从B1区域运动到B2区域,且B2>B1,如图甲所示;乙在匀强磁场中做匀速圆周运动,且在Δt时间内,该磁场的磁感应强度从B1增大到B2,如图乙所示.则当磁感应强度达到B2时,甲、乙两粒子的动能变化情况是( )A.都保持不变B.甲不变,乙增大C.甲增大,乙不变D.甲不变,乙减小10.Hit FM 88.7是中国国际广播电台旗下的国际流行音乐频率,在北京地区电磁波的频率为88.7 MHz,那么该电磁波在真空中的波长是多少?11.一列电磁波的波长为30 km,该波从地球传到月球需1.3 s,则在这一距离可排满多少个波?答案解析1.【解析】选A 、B 、D.教室中开亮的日光灯、工作时打点计时器用的振荡电流,在其周围产生振荡磁场和电场,故选项A 、B 正确;稳定的电场不会产生磁场,故选项C 错误;电磁波是横波,电场方向、磁场方向和传播方向相互垂直,故选项D 正确.2.【解析】选B.电磁波可以在真空中传播,而声波传播则需要介质,当手机B 拨打手机A 时(A 置于一透明真空罩中),A 能显示B 的号码,不能发出响声,即选项B 正确.3.【解析】选C 、D.均匀变化的磁场产生稳定的电场,A 错误.电磁波由真空进入介质后波速减小,但频率由波源决定,频率不变,B 错误.电磁波在传播过程中是能量和信息的载体,信息的传送需要电磁波,所以选项C 正确.电磁波既有质量又具有能量,是客观存在的物质,D 正确.4.【解题指南】解答本题应明确以下两点:(1)变化的电场产生磁场;(2)根据已知条件判断电容器极板间电场是否变化.【解析】选C.平行板电容器接入直流电源后,两极板间的电压等于电源的电动势,断开电源后,电容器带电荷量将保持不变,由电容的定义式和平行板电容器的公式可得,两极板间的电场U Q 4kQ E d Cd Sp e ===,当用绝缘工具将两极板间距离稍稍拉开一些时,电容器两板间的电场不发生变化,所以不会产生磁场,故C 选项正确.5.【解析】选D.最先提出经典电磁理论的科学家是麦克斯韦,最早捕捉到电磁波的科学家是赫兹.因此选D.6.【解析】选A 、B.选项A 和B 是电磁理论的两大支柱,所以A 和B 正确;麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹最早证实了电磁波的存在,C错误;麦克斯韦预见了真空中电磁波的传播速度等于光速,D错误.【总结提升】能否产生电磁场的判断方法(1)明确空间中存在什么场,即电场或磁场.(2)确定场的变化情况.(3)根据场的变化情况判断新的场的特点,例如是稳定的场还是变化的场.7.【解析】选A、C.根据电磁感应理论,闭合回路中的磁通量发生变化时,使闭合电路产生感应电流,该电流可以用楞次定律判断,其电流方向与电场线的方向相同.8.【解析】选B、C、D.机械波由振动产生,电磁波由周期性变化的电场(或磁场)产生,机械波是能量波,传播需要介质,波速由介质决定;电磁波是物质波,传播不需要介质,波速由介质和本身频率共同决定,机械波有横波,也有纵波,而电磁波一定是横波,故选项B、C、D正确.9.【解析】选B.甲、乙两粒子运动情况不同,甲粒子由一个稳定的磁场进入另一个稳定的磁场,乙粒子是在变化的磁场中运动,甲粒子由B1区域运动到B2区域,由于B2>B1,甲粒子受到洛伦兹力的大小也发生了变化,但因为洛伦兹力不做功,所以甲粒子的动能不变,对于乙粒子,由于磁感应强度从B1增大到B2,变化的磁场产生电场,由楞次定律判断,感应电场的方向是顺时针方向的.假如乙粒子带正电,由于由左手定则知该粒子必须顺时针转动,故感应电场对其做正功,粒子动能增大;感应电场对负粒子做正功,也是粒子动能增大的过程.选项B正确.【变式备选】请用电视遥控器通过玻璃镜的反射来开启或关闭电视机,并变换频道.做完实验后,说明其中的道理.【解析】电视机的遥控器一般使用红外线遥控,这个小实验利用了电磁波遵从反射定律的道理,让学生在做实验过程中体会电磁波这一性质.答案:电磁波遵从反射定律.10.【解析】该电磁波在真空中的波长87c 310m 3.4 m f 8.8710l ´==?´答案:3.4 m11.【解析】波从地球到月球的传播速度看成光速,则地球到月球的距离s =vt =ct =1.3×3×108 m.波的个数844s1.3310n 1.310310l 创´´==个=个.答案:1.3×104个。
教科版高中物理选修3-4第3节 电磁波谱 电磁波的应用.docx
高中物理学习材料桑水制作第3节电磁波谱电磁波的应用1.电磁波谱按频率由小到大的顺序排列为:________________________________________________________________________,其中利用红外线可进行________________;利用紫外线________________;利用X射线可进行________________、________________;利用γ射线进行________________、________________________________________________________________________.2.电磁波产生的机理:不同波段的电磁波,产生的机理不同.无线电波主要是自由电子在________________中的周期性运动产生的;红外线主要是分子的振动和转动变化时产生的;可见光、紫外线是原子的________________运动发生变化时产生的;X射线是原子的________________运动发生变化时产生的;γ射线是从____________内部发射出来的.3.在电磁波中,波长按从长到短排列的是( )A.无线电波、可见光、红外线B.无线电波、可见光、γ射线C.红光、黄光、绿光D.紫外线、X射线、γ射线4.关于红外线与紫外线的说法中,正确的是( )A.红外线的热效应显著,而紫外线的化学效应显著B.红外线绕过障碍物的能力比紫外线强C.红外线与紫外线既有相同的地方,又有不同的特性D.红外线和紫外线都是可见光的一部分5.下列关于电磁波的特性和应用,说法正确的是( )A.红外线和X射线都有很高的穿透本领,常用来在医学上做透视人体B.过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康C.电磁波中频率最大的是γ射线,最容易用来观察衍射现象D.紫外线和X射线都可以使照像底片感光6.下列说法中正确的是( )A.电磁波具有能量B.电磁波是一种物质C.太阳辐射的能量集中在X射线附近D.在紫外线附近太阳辐射的能量最强概念规律练知识点一电磁波的波长1.下列各组电磁波,按波长由长到短的正确排列是( )A.γ射线、红外线、紫外线、可见光B.红外线、可见光、紫外线、γ射线C.可见光、红外线、紫外线、γ射线D.紫外线、可见光、红外线、γ射线2.一种电磁波入射到半径为1 m的孔上,可发生明显的衍射现象,这种波属于电磁波谱的区域是( )A.γ射线 B.可见光C.无线电波 D.紫外线知识点二电磁波的产生及特性3.关于红外线的作用与来源,下列说法正确的是( )A.一切物体都在不停地辐射红外线B.红外线具有很强的热作用和荧光作用C.红外线的显著作用是化学作用D.红外线容易穿透云雾4.关于电磁波谱,下列说法中正确的是( )A.电磁波中最容易表现出干涉、衍射现象的是无线电波B.红外线、紫外线、可见光是原子的外层电子受激发后产生的C.伦琴射线和γ射线是原子的内层电子受激发后产生的D.红外线的显著作用是热作用,温度较低的物体不能辐射红外线方法技巧练电磁波的应用5.下面列出一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象.请将相应的字母填写在运用这种现象的医疗器械后面的空格上.(1)X光机,________.(2)紫外线灯,________.(3)理疗医用“神灯”照射伤口,可使伤口愈合得较好.这里的“神灯”是利用________.A.光的全反射B.紫外线具有很强的荧光作用C.紫外线具有杀菌消毒作用D.X射线的很强的贯穿力E.红外线具有显著的热效应F.红外线波长较长,易发生衍射6.下列说法中符合实际的是( )A.在医院里常用X射线对病房和手术室消毒B.医院里常用紫外线对病房和手术室消毒C.在人造地球卫星上对地球进行拍摄是利用紫外线有较好的分辨能力D.在人造地球卫星上对地球进行拍摄是利用红外线有较好的穿透云雾烟尘的能力1.红外线、紫外线、无线电波、可见光、γ射线、伦琴射线按波长由大到小的排列顺序是( )A.无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线B.红外线、可见光、紫外线、无线电波、γ射线、伦琴射线C.γ射线、伦琴射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波D.紫外线、红外线,γ射线、伦琴射线、无线电波、可见光2.在电磁波谱中,下列说法正确的是( )A.各种电磁波有明显的频率和波长区域界限B.γ射线的频率一定大于X射线的频率C.X射线的波长有可能等于紫外线波长D.可见光波长一定比无线电波的短3.下列有关电磁波的说法中正确的是( )A.电磁波谱中最难发生衍射的是无线电波B.电磁波谱中最难发生衍射的是γ射线C.频率接近可见光的电磁波沿直线传播D.以上说法都不正确4.下列关于电磁波谱中各电磁波的应用情况,说法正确的是( )A.红外线的波长比可见光长,可以用来杀菌消毒B.紫外线的波长比可见光短,可以用来杀菌消毒C.红外线的波长比可见光长,可以用来测温摄影D.紫外线的波长比可见光短,可以用来测温摄影5.下列说法中正确的是( )A.各种电磁波中最容易表现出干涉和衍射现象的是γ射线B.红外线有显著的热效应,紫外线有显著的化学作用C.X射线的穿透本领比γ射线更强D.低温物体不能辐射红外线6.间谍卫星上装有某种遥感照相机,可用来探测军用和民用目标.这种照相机能拍到晚上关灯行驶的汽车,即使车队离开,也瞒不过它.这种遥感照相机敏感的电磁波属于( ) A.可见光波段B.红外波段C.紫外波段D.X射线波段7.关于电磁波谱,下列说法正确的是( )A.波长不同的电磁波在本质上完全相同B.电磁波的波长若差异太大则会出现本质不同的现象C.电磁波谱的频带很宽D.电磁波的波长很短,所以电磁波谱的频带很窄8.下面关于红外线的说法中正确的是( )A.红外烤箱中的红光就是红外线B.红外线比可见光更容易发生衍射C.高温物体辐射红外线,低温物体不辐射红外线D.红外线比可见光更容易引起固体物质分子共振9.下列说法正确的是( )A.电磁波是一种物质B.所有电磁波都有共同的规律C.频率不同的电磁波有不同的特性D.低温物体不辐射红外线10.北京时间2003年10月29日14时13分,太阳风暴袭击地球,太阳日冕抛射出的大量带电粒子流击中地球磁场,产生了强磁暴.当时,不少地方出现了绚丽多彩的极光,美国北部一些电网出现了电流急冲现象.太阳风暴袭击地球时,不仅会影响通信,威胁卫星,而且会破坏臭氧层.臭氧层作为地球的保护伞,是因为臭氧能吸收太阳辐射中( ) A.波长较短的可见光B.波长较长的可见光C.波长较短的紫外线D.波长较长的红外线11.在自然界生态系统中,蛇与老鼠和其他生物通过营养关系构成生物链,在维持生态平衡方面发挥重要作用.蛇是老鼠的天敌,它是通过接收热辐射来发现老鼠的.假设老鼠的体温约37℃,它发出的最强的热辐射的波长为λm.根据热辐射理论,λm与辐射源的绝对温度T的关系近似为Tλm=2.90×10-3 m·K.(1)老鼠发出的最强的热辐射的波长为( )A.7.9×10-5 m B.9.4×10-6 mC.1.16×10-4 m D.9.7×10-8 m(2)老鼠发出的最强的热辐射属于( )A.可见光波段 B.紫外波段C.红外波段 D.射线波段12.验钞机发出的光能使得钞票上的荧光物质发光;电视机、空调等家用电器的遥控器用它的光束来控制电视机、空调等家电.对于它们发出的光可判定:验钞机发出的光是________,遥控器发出的光是________.第3节电磁波谱电磁波的应用答案课前预习练1.无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线红外遥感灭菌消毒医用透视机场安检工业探伤医用治疗2.振荡电路外层电子内层电子原子核3.BCD [电磁波谱按波长从长到短排列顺序依次是无线电波→红外线→可见光(红、橙、黄、绿、兰、靛、紫)→紫外线→X射线→γ射线,由此可知B、C、D选项正确.] 4.ABC5.D [电磁波具有能量,紫外线和X射线都能使底片感光.]6.AB [太阳辐射的能量集中在可见光、红外线和紫外线三个区域,波长在5.5×10-7m 的黄绿光附近,辐射的能量最强,故C、D错误.]课堂探究练1.B [在电磁波谱中,电磁波的波长由长到短排列顺序依次是:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线,由此可判定B正确.]点评熟记电磁波谱中各电磁波的排列顺序是解题关键.2.C [根据发生明显的衍射现象的条件可知障碍物或孔的尺寸和波长相差不多或比波长还要小.电磁波谱中无线电波的波长范围大约在104~102m,而红外线的波长范围大约在10-1~10-6 m,可见光、紫外线、γ射线的波长更短.故只有无线电波才能发生明显的衍射现象.即选C.]3.AD [荧光作用和化学作用都是紫外线的重要用途,红外线波长较可见光长,绕过障碍物能力强,易穿透云雾.]点评各种电磁波的特征及应用都要熟记,这是解决此类问题的关键.4.AB [波长越长的无线电波波动性越显著,干涉、衍射现象易发生;从电磁波产生的机理可知γ射线是原子核受激发后产生的;不论物体温度高低如何都能辐射红外线,物体的温度越高,它辐射的红外线越强.]点评知道各种电磁波的产生机理、特性、应用是解决此题的关键.本章本节的很多知识点同学们务必强化识记,同时也应注重理解.5.(1)D (2)C (3)E解析(1)X光机是用来透视人的体内器官的,因此需要具有较强穿透力的电磁波,但又不能对人体造成太大的伤害,因此采用了穿透能力比较强又不会给人体造成太大的伤害的X射线,选D.(2)紫外线灯主要是用来杀菌的,因此它应用的是紫外线的杀菌作用而非荧光作用,因此选C.(3)“神灯”又称红外线灯,主要是用于促进局部血液循环,它利用的是红外线的热效应,使人体局部受热,血液循环加快,因此选E.6.BD [紫外线具有杀菌、消毒的作用,X射线穿透能力较强,因此医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒,用X射线透视人体;在人造地球卫星上对地球进行拍摄是利用射线的衍射能力较强,容易透过云雾烟尘,因而用波长较长的红外线,所以选B、D.] 方法总结要熟记各种电磁波的特征,才能理解各种电磁波在生产、生活和国防科技等方面的应用原理.课后巩固练1.A2.CD [X射线和γ射线、X射线和紫外线有一部分频率重叠,界限不明显,故C、D 选项正确.]3.BC [电磁波谱中,γ射线频率最大,波长最短,最难发生衍射,无线电波频率最小,波长最长,最易发生衍射;频率接近可见光的电磁波波长短、频率大,不易衍射,直线传播性好,故B、C正确.]4.BC5.B [干涉和衍射现象是光的波动性的体现,波长越长,越容易产生,而γ射线波长最短,故A选项错误;频率越高,穿透本领越强,故C选项错误;一切物体都能辐射红外线,故D错误,正确选项为B.]6.B [红外线的主要作用是热作用,它利用红外遥感技术.]7.AC [电磁波谱中的电磁波在本质上是完全相同的,只是波长或频率不同而已.其中波长最长的波跟波长最短的波之间频率相差近1020倍.]8.BD9.ABC [电磁波是一种物质,它们既有共性也有个性.所有的物体都能辐射红外线,D 不正确.]10.C [臭氧层的主要作用就是吸收由太阳射向地球的紫外线,从而有效地对地球上的动植物起保护作用.作为人类,保护臭氧层就是保护我们自己.故正确的选项是C.] 11.(1)B (2)C解析由λmT=2.90×10-3得λm=9.4×10-6 m,该波属于红外波段.12.紫外线红外线。
高中物理 第三章 电磁振荡 电磁波 3.3 电磁波谱 电磁波的应用素材 教科版选修34
电磁波谱无线电波波长从3000米到10^-3米,一般的电视和无线电广播、手机等的波段就是用这种波;微波波长从1米到0.1厘米,这些波多用在雷达或其它通讯系统;红外线波长从10^-3米到7.8×10^-7米;红外线的热效应特别显著;可见光这是人们所能感光的极狭窄的一个波段。
可见光的波长范围很窄,大约在7600 ~4000埃(在光谱学中常采用埃作长度单位来表示波长,1埃=10^-10米)。
从可见光向两边扩展,波长比它长的称为红外线,波长大约从7600直到十分之几毫米。
光是原子或分子内的电子运动状态改变时所发出的电磁波。
由于它是我们能够直接感受而察觉的电磁波极少的那一部分,波长从(7.8~3.8)×10^-7米。
紫外线波长比可见光短的称为紫外线,它的波长从(380~10)×10^-9米,它有显著的化学效应和荧光效应。
这种波产生的原因和光波类似,常常在放电时发出。
由于它的能量和一般化学反应所牵涉的能量大小相当,因此紫外光的化学效应最强;红外线和紫外线都是人类看不见的,只能利用特殊的仪器来探测。
无论是可见光、红外线或紫外线,它们都是由原子或分子等微观客体激发的。
一方面由于超短波无线电技术的发展,无线电波的范围不断朝波长更短的方向发展;另一方面由于红外技术的发展,红外线的范围不断朝长波长的方向扩展。
日前超短波和红外线的分界已不存在,其范围有一定的重叠;伦琴射线这部分电磁波谱,波长从(10~0.01)×10^-9米。
伦琴射线(X射线)是电原子的内层电子由一个能态跳至另一个能态时或电子在原子核电场内减速时所发出的;X射线,它是由原子中的内层电子发射的。
随着X射线技术的发展,它的波长范围也不断朝着两个方向扩展。
在长波段已与紫外线有所重叠,短波段已进入γ射线领域。
放射性辐射γ射线的波长是认1左右直到无穷短的波长;γ射线(伽马射线)是波长从10^-10~10^-14米的电磁波。
《电磁波谱_电磁波的应用》课件(教科版选修3-4)2.ppt
纸里的照像底片感光,下图是产生X射线
的装置,叫做X射线管:
1、K是阴极
2、A是阳极
(也叫对阴 极)
X射线的应用
X射线照射下的鱼
X 射 线 照 射 下 的 手
七、γ射线
比X射线波长更短的电磁 波,就是γ射线。
比X射线穿透能力更强。
γ射线对人体正常细胞有 很强的的破坏作用,因此有 γ射线可能出现的地方,必 须提出警告,严加防护。
❖ 用途:通信、广播和天体物理研究等
无线电波的波段分布(根据:波长/频率)
三、红外线
(1)红外线是一种波长比红光的波长还长 的不可见光。其波长范围很宽,约760nm~ 106nm
(2)显著作用:热作用。
(3)由英国物理学家赫歇耳于1800年首先 发现红外线,一切物体都在不停地辐射红 外线,物体温度越高,其辐射出的红外线 越强。
• 6、Almost any situation---good or bad---is affected by the attitude we bring to. ----Lucius Annaus Seneca差不多任何一种处境---无论是好是坏---都受到我们对待处境态度的影响。11时3分11时3分5Aug-208.5.2020
• •
THE END 8、For man is man and master of his fate.----Tennyson人就是人,是自己命运的主人11:0311:03:108.5.2020Wednesday, August 5, 2020
9、When success comes in the door, it seems, love often goes out the window.-----Joyce Brothers成功来到门前时,爱情往往就走出了窗外。 11:038.5.202011:038.5.202011:0311:03:108.5.202011:038.5.2020
教科版高中物理选修3-4同步课件第三章电磁波谱电磁波的应用无线电波的发射、传播和接收
磁波,从中选出所需要的无线电波叫做选台.
②电磁谐振:当振荡电路的固有频率跟传播来的电磁波的频率相
等时,电路中激起的感应电流最强.这种现象叫做电磁谐振,也称为 电谐振.
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典例透析
IANLITOUXI
随堂演练
UITANGYANLIA
12345
2关于红外线的作用和来源,下列说法正确的是( ) A.一切物体都在不停地辐射红外线 B.红外线有很强的荧光效应和热作用 C.红外线的主要作用是化学作用 D.红外线不容易穿透烟尘和云雾 解析:一切物体都在不停地辐射红外线,由于红外线波长较长,故而 易于穿透云雾和烟尘,它还有较强的热作用,因而选项A正确. 答案:A
产生
放射性 元素衰 变时 产生
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典例透析
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随堂演练
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探究一 探究二
电磁波的传播特性
无线电技术中使用的电磁波叫做无线电波,主要的传播方式有: 地波传播、天波传播和直线传播三种.
项目名称 地波
天波 空间波
传播形式 沿地球表面空间传 播 靠大气中电离层的 反射传播 沿直线传播
适合的波段 特点
长波、中波、中 短波
衍射能力较强
短波
反射能力较强
超短波和微波 穿透能力较强
教科版高中物理选修3-4课件 3 电磁波谱 电磁波的应用课件2
第3节 电磁波谱 电磁波的应用
课标定位
学习目标: 知道电磁波谱,知道常见电磁波的应用. 重点难点: 电磁波谱及其应用.
一、电磁波谱和电磁波的应用 1.电磁波谱 将各种电磁波按_波__长__或频率的大小顺序排列起来, 就构成了电磁波谱,通常人们按_用__途__将电磁波谱划 分为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、 γ射线六个波段. 2.无线电波
波长从几毫米到几十千米的电磁波是无线电波.无
线电波可用于通信和广播. 3.红外线:波长比可见光中的红光的波长_长__,不能
引起人的视觉,是不可见光;所有物体都在不停地 辐射红外线,且温度越高,辐射的红外线越_强__, 红外线的主要作用是_热__效__应___.
4.紫外线:波长比可见光中的紫光波长_还__短__,不能 引起人的视觉;主要作用:杀菌消毒. 5.X射线(伦琴射线):波长比紫外线的波长还_短__,它 的穿透能力很强,作用是用于检查人体内部器官. 6.γ射线:是比X射线波长_更__短__的电磁波,穿透能 力比X射线更强.
即时应用 (即时突破,小试牛刀) 3.关于电磁波谱,下列说法中正确的是( ) A.电磁波中最容易表现出干涉、衍射现象的是无 线电波 B.红外线、紫外线、可见光是原子的外层电子受 激发后产生的 C.伦琴射线和γ射线是原子的内层电子受激发后 产生的 D.红外线的显著作用是热作用,温度较低的物体 不能辐射红外线
解析:选AB.波长越长的无线电波波动性越显著, 干涉、衍射现象越易发生;从电磁波产生的机理 可知γ射线是原子核受激发后产生的;不论物体温 度高低都能辐射红外线,物体的温度越高,它辐 射的红外线越强.
பைடு நூலகம்
电磁波的应用
例2 (2011年泰安高二调研)某地的雷达站正在跟 踪一架向雷达站匀速飞行的飞机.设某一时刻从 雷达站发出电磁波后到再接收到反射波历时200 μs, 经过4 s后又发出一个电磁波,雷达站从发出电磁 波到再接收到反射波历时186 μs,则该飞机的飞行 速度多大? 【自主解答】 由电磁波发射到接收到反射波历 时200 μs, 可算出此时飞机距雷达站的距离为:
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高中物理学习材料
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知能巩固提升
【课堂训练】
1.(2012·杭州高二检测)关于红外线的作用与来源,下列说法正确的是( )
A.一切物体都在不停地辐射红外线
B.红外线具有很强的热作用和荧光作用
C.红外线的显著作用是化学作用
D.红外线容易穿透云雾
2.(2012·南通高二检测)如图所示是伦琴射线管的示意图.下列有关伦琴射线管或伦琴射线的说法中正确的有( )
A.高压电源的右端为正极
B.蓄电池也可用低压交流电源代替
C.伦琴射线是由对阴极A发出的
D.伦琴射线的波长比可见光长
3.关于无线电广播需要对电磁波进行调制的原因,下列说法正确的是( )
A.调制后的高频电磁波向外辐射能量的本领更强
B.调制后的电磁波在空间传播得更快
C.调制后的电磁波在空间传播波长一定不变
D.调制后的高频电磁波不能把我们要告知对方的信息传递过去
4.(2012·湖州高二检测)在海湾战争中,利用红外线探测仪发现目标“飞毛腿”导弹,然后将信号发射给通信卫星,再由通信卫星发射到美国本部,经计算机处理再发出指令,经原来的通道再由战场发射“爱国者”拦截导弹进行拦截.请你粗略估算一下,该信号在空中传播需要的时间.(假定地面距卫星的距离为
36 000 km)
【课后巩固】
5.下列能说明电磁波具有能量的依据是( )
A.可见光射入人的眼睛,人看到物体
B.放在红外线区域的温度计升温很快
C.收音机调到某个台时,调谐电路发生电谐振
D.γ射线具有很强的贯穿能力
6.(2012·临沂高二检测)遥感照相机能拍到晚上关灯行驶的汽车.这种照相机敏感的电磁波属于( )
A.可见光波段
B.红外波段
C.紫外波段
D.X射线波段
7.关于电磁波谱,下列说法正确的是( )
A.电磁波中最容易表现出干涉、衍射现象的是无线电波
B.紫外线的频率比可见光低,长时间照射可以促进钙的吸收,改善身体健康
C.X射线和γ射线的波长比较短,穿透力比较强
D.红外线的显著作用是热作用,温度较低的物体不能辐射红外线
8.关于雷达的特点,下列说法正确的是( )
A.雷达所用无线电波的波长比短波更短
B.雷达只有连续发射无线电波,才能发现目标
C.雷达的显示屏上可以直接读出障碍物的距离
D.雷达在能见度低的黑夜将无法使用
9.如果收音机调谐电路采用改变电容器的方式来改变回路固有频率,当接收的电磁波的最长波长是最短波长的3倍时,则电容器的最大电容与最小电容之比为( )
A.3∶1
B.9∶1
C.1∶3
D.1∶9
10.(2012·苏州高二检测)某高速公路自动测速仪装置如图甲所示,雷达向汽车驶来方向发射不连续的电磁波,每次发射时间约为百万分之一秒,两次发射时间间隔为t.当雷达向汽车发射无线电波时,在指示器荧光屏上呈现出一个尖波形;在收到反射回来的无线电波时,在荧光屏上呈现第二个尖形波.根据两个波的距离,可以计算出汽车距雷达距离,根据自动打下的纸带,如图乙所示,可求出该汽车的车速.请根据给出的t1、t2、t和光速c,求出汽车车速表达式.
11.某雷达工作时,发射电磁波的波长λ=20 cm,每秒脉冲数n=5 000,每个脉冲持续时间t=0.02 μs,问电磁波的振荡频率为多少?最大的侦察距离是多
少?
答案解析
1.【解析】选A 、D.荧光作用和化学作用都是紫外线的重要用途,红外线波长较可见光长,绕过障碍物能力强,易穿透云雾.
2.【解析】选A 、B 、C.电流流过阴极K ,发射热电子,高速电子流射到任何固体上都会产生伦琴射线,它是原子内层电子受到激发后产生的.它的波长比紫外线还要短,但比γ射线要长;它的穿透本领很强,能使包在黑纸里的照相底片感光,但其穿透本领比γ射线要弱.综合以上分析,本题选项A 、B 、C 正确,D 错误.
3.【解析】选A.调制是把要发射的信号“加”到高频振荡电流上去,频率越高,传播信息能力越强,A 对;电磁波在空气中以接近光速传播,速度不变,B 错,由v=λf ,知波长与波速和传播频率有关,C 错.经过调制后的高频电磁波里面包含了我们要告知对方的信息,因而D 错误.
4.【解题指南】电磁波可认为是匀速直线传播,其传播速度为光速,可以利用匀速直线运动的规律进行求解.
【解析】从“飞毛腿”导弹开始发射到“爱国者”导弹接到发射指令,电磁波要传播2个来回,由于同步卫星距地面很远,可认为卫星到地面上各点的距离相等,故78
4 s 4 3.610t 0.48 s c 310创===´.整个信号传递的过程仅用了4.8×10-1 s. 答案:0.48 s
5.【解析】选A 、B 、C 、D.A 项:人眼看到物体,说明人眼感受到了可见光的能量;B 项:红外线具有热作用,说明红外线具有能量;C 项:电谐振在调谐电路中感应电流的能量来源于空中的无线电波;D 项:γ射线的贯穿能力说明γ射线具有很高的能量.
6.【解析】选B.所有的物体都能发出红外线,热的物体的红外线辐射比冷的物体的强,间谍卫星上装的遥感照相机,实际上是红外线探测器,它能在较冷的背景上探测出较热物体的红外线辐射,这是红外线摄影的基础.再者,红外线波长比其他波(如可见光、紫外线、X 射线)的长,有较好地穿透云雾的能力,故选
B.而其他选项的光不具备以上特点,故A 、C 、D 错误.
7.【解析】选A 、C.电磁波中无线电波的波长最长,最容易发生干涉、衍射现象,A 对;紫外线的频率比可见光高,但长时间照射会伤害眼睛和皮肤,B 错;X 射线和γ射线的波长比较短,穿透力比较强,C 对;温度低的物体也会辐射红外线,D 错.
8.【解析】选A 、C.雷达信号的方向性要特别好,故波长短,A 正确,用雷达可以测距1s ct 2
=,t 为信号发射到反射回来的时间.从显示屏可直接读出距障碍物的距离,C 正确.雷达并不是连续发射无线电波的,另外其工作不受黑夜影响,B 、D 错.
9.【解析】选B.调谐回路固有频率1f 2LC
p =,当接收电磁波的频率为f 时,调谐回路发生电谐振,接收电磁波的波长c c 2LC f
l p ==,可见λ与C 成正比,因λmax ∶λmin =3∶1,所以C max ∶C min =9∶1,故选项B 正确.
10.【解析】根据图乙所示第一次测量时汽车距雷达距离11ct s 2=
;第二次测量时汽车距雷达距离22ct s 2=.两次发射时间间隔为t ,则汽车的速度1212s s c(t t )s v t t 2t
--===. 答案:12c(t t )v 2t
-= 11.【解析】电磁波在空中的传播速度可以认为等于真空中的光速c ,由波速、波长和频率三者间的关系可求得频率,根据雷达荧光屏上发射波形和反射波形
间的时间间隔,即可求得侦察距离,为此反射波必须在后一个发射波发出前到达雷达接收器,可见,雷达的最大侦察距离应等于电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内的传播距离的一半.由c=λf 可得电磁波的振荡频率
8
92c 310f Hz 1.510 Hz 2010
l -´===?´,电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内传播的距离41s c t c(t)610 m n =D =-=?,所以雷达的最大侦察距离4s s 310m 2
?
=?. 答案:1.5×109 Hz 3×104 m
【总结提升】雷达测距问题的分析方法 雷达测距是应用了电磁波的反射原理.雷达距被测物体的距离计算主要取决于雷达发射的电磁波与接收的反射波之间的时间间隔,问题关键是分析发射波和反射波之间的时间间隔,雷达和物体间的距离等于光速与该段时间间隔一半的乘积.
【变式备选】科学技术是一把双刃剑,电磁波的应用也是这样.它在使人类的生活发生日新月异变化的同时也存在副作用——电磁污染.频率超过0.1 MHz 的电磁波的强度足够大时就会对人体构成威胁.按照有关规定,工作场所受到的电磁辐射强度(单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量)不得超过0.50 W/m 2.若小型无线通讯装置的电磁辐射功率是1 W ,那么在距离该通讯装置多少米以外是符合规定的安全区域?(已知球面面积S =4πR 2)
【解析】设半径为R 的球形区域以外是安全区.
因为22P 0.50 W /m 4R
p =,所以R ≈0.40 m. 答案:0.40 m。