高中物理第3章电磁波第2节电磁波的发射传播和接收第3节电磁波的应用及防护自我小测
高中物理选修3-4课件：3.2+3 电磁波的发射、传播和接收+电磁波的应用及防护
三、电磁波的接收
3.检波：从接收到的高频振荡中“检”出所携 带的信号，叫做检波，它是调制的逆过程，因 此也叫解调。
无线电波发射和接收流程图
振荡电流
信号
调制
发射
无线电波的发射 无线电波的接收
输出
解调
调谐电路
无线电波发射、传播和接收
四、相关概念解释
调制：把低频信号加载到高频等幅振荡电流上 的过程叫做调制。 调幅：使高频振荡的振幅随信号而改变叫做调幅。
叫做调制
调 频
高频振荡电流 振荡电路
声音信号的调制过程：
调幅 (AM)：中波和短波波段； 调频 (FM)：微波（甚高频和超高频
波段）
二、电磁波的传播
无线电波通常有3中传播途径：
1.地波：沿地球表面空间传播的无线电波 2.天波：靠大气中电离层的反射传播的无线电波 3.空间波：像光束那样沿直线传播的无线电波
直线传播
电视、雷达、导 航
电磁波的传播方式：
长波:
波长较长，容易产生衍射现象。
长
长波在地面传播时能绕过障碍物
波
（大山、高大建筑物……）
短
长波容易被电离层吸收；
波
短波容易被电离层反射；
微波容易穿过电离层。
微波: 频率很高； 直线传播。 微 波
三、电磁波的接收
我们生活的空间 布满了强弱不同 的电磁波,我们又 如何选出自己所 需的无线电波呢?
例1、要有效地发送低频电信号，必须把低频电信号附加在高
频载波上，这个过程在电磁波的发射过程中叫做（ C ）
A、调谐
B、解调
C、调制
D、检波
调频
调制
典例分析
例2、转换电视频道时，选择自己喜欢的电视节目，称为（ B ）
高中物理 第三章 电磁振荡 电磁波 第3、4节 电磁波谱 电磁波的应用 无线电波的发射教学案 教科版
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。
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。
(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。
电磁波的发射传播和接收
不能以地波的形式
传播，又不能依靠
微波
电离层的反射以天
波的形式传播。
无线电波传播的多种方式
二、电磁波的传播
方式有三种： 天波、地波、空间波
请同学们阅读教材并理解各种方式的优点、
适合传播何种波。
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 长波、中波
、中短波
周围空间的电磁场很 弱，发射效果差
增大电容器极板间的距离，减少 极板间的面积，同时减少自感线 圈的匝数
在实际应用中，开放电路的下部分导线通 常接地。叫做地线，上部分导线尽可能分散 到高处，叫做天线。电磁波就是通过天线和 地线所组成的开放电路发射出去的。
一、无线电波的发射 1、发射无线电波的装置：
4.用途:红外摄影、红外遥感技术
四、可见光
能作用于人的眼睛并引起视觉的称为可见 光，如：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各色光。
如何使我们需要的电磁波在接 收天线中激起的感应电流最强呢？
可 变 电 容
LC调谐电路
1.当接收电路的固 有频率跟接收到的电磁 波的频率相同时，接收 电路中产生的振荡电流 最强（这种现象叫做电 谐振）
2.对空间存在的各种频率的电磁波中选出所要 的电台的技术叫做调谐（选台），能够调谐的 接收电路叫做调谐电路。
短波
超短波和微 波
特点
衍射能力 较强
反射能力 较强
穿透能力 较强
三、无线电波的接收
我们生活 的空间布 满了强弱 不同的电 磁波,我 们又如何 选出自己 所需的无 线电波呢 ?
发射的无线电波如何被接收到呢？
电磁波在空间传播 时，如果遇到导体， 会使导体产生感应电 流，感应电流的频率 跟激起它的电磁波的 频率相同。因此利用 放在电磁波传播空间 中的导体，就可以接 收到电磁波了。
2013年物理选修3-4册课件：第3章第2、3节
射，不能以天波形式传播；所以我们收到的电
视节目信号只能以有线形式传播，是空间波， 故A、B都不对，C对．至于地方台，可以直接 从发射台到用户，而中央台则要通过卫星中转 传播，都是空间波．
电磁波的接收
例3
一台无线电接收机，当它接收频率为535
kHz的信号时，调谐电路里电容器的电容是270 pF.
如果调谐电路的线圈电感不变，要接收频率为
例2
图3－2－1
【精讲精析】
从题中知，传输无线电广播所
用电磁波波长为550 m，根据波发生明显衍射
现象的条件，可知该电磁波很容易发生衍射现
象，绕过山区而传播到城市所在的C区，因而
不需要转发装置．电视信号所用的电磁波波长 为0.566 m，其波长很短，衍射现象很不明显， 几乎沿直线传播，能传播到山顶却不能传播到 城市所在的C区，要想使信号传到C区，必须
的
解析：选B.干涉现象和衍射现象是光的波动性
的体现，根据发生干涉现象和衍射现象的条件，
四、电磁波谱 1．电磁波谱 无线电波 红外线 (1)电磁波包括___________、_________、 紫外线 X射线 可见光 ________、___________、__________、 γ射线 _________等，把这些电磁波按波长或频率顺 电磁波谱． 序排列起来，就构成了_______________ (2)电磁波谱中的各种波有一定的波长范围，它 反射 折射 衍射 们都具有________、______、_______和 干涉 _______的特性；它们在真空中的传播速度均 光速． 等于________
长．按波长的不同被分为 长波、中波、短波、超短波 _____________________________等波段． 五、电磁波的应用
【小初高学习】2017_2018学年高中物理第3章电磁波第23节电磁波的发射传播和接收电磁波的应用及
第2、3节电磁波的发射、传播和接收电磁波的应用及防护1．当振荡电路具有足够高的频率，且为开放电路时，电磁波可以发射出去。
2．要通过电磁波传递信号，必须进行调制，调制有调幅和调频两种方法。
3．要接收电磁波传递的信号，必须进行调谐和检波。
4．按电磁波的波长或频率大小排列起来形成电磁波谱，不同电磁波有不同的特点和应用。
对应学生用书P321．有效地向外发射电磁波时，振荡电路必须具有的两个特点(1)要有足够高的振荡频率：频率越高，发射电磁波的本领越大。
(2)振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，因此，采用开放电路。
2．电磁波的调制1．电磁波发射的开放电路(1)有效发射电磁波的条件：①高频电路：理论研究证明了发射电磁波的功率与振荡频率的4次方成正比。
频率越高，发射电磁波的本领越大。
②开放电路：振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，这样才能有效地把能量辐射出去。
(2)实际应用中的开放电路是由天线与地线和匝数很少的线圈组成的，对应的L、C都很小，以满足电磁波频率高的条件。
如下图321所示，甲→乙→丙→丁电路的开放程度依次增大。
图3212．电磁波两种调制方式的比较(1)调幅：使电磁波的振幅随信号改变，频率始终保持不变，如图322所示。
图322(2)调频：使电磁波的频率随信号而改变，如图323。
图323[学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手)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．减小电容器极板间距B．使振荡电容器的正对面积足够大C．尽可能使电场和磁场分散开D．增加回路中的电容和电感解析：选C 要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领，应从两个方面考虑，一是提高振荡频率，二是使电磁场尽可能地分散开，所以C正确；由f＝12πLC可知，当减小电容器极板间的距离时，C变大，f减小，A错误；使电容器正对面积变大，C变大，f变小，B错误；增大回路中的L、C，f变小，D错误。
高中物理第3章电磁波第2节电磁波的发射、传播和接收第3节电磁波的应用及防护课件鲁科版选修34
②移动电话 a．功能：使用户接收到通话对方送来的信息，并能发送自己的信息． b．特点：需通过 无线基站转接实现自由通话．
第十九页，共31页。
3．电磁污染及防护 (1)电磁污染又称 电磁波污染或射频辐射污染．研究发现，电磁辐射会危害 人体健康，波长越 短 ，危害越突出，过量的电磁波辐射对心脏、血液和眼睛等 都有很大的危害． (2)电磁波污染的防治从物理学角度看，可以从电磁 波源、(b电ōy磁u波án的) 传播途径 以及受辐射的人这三个方面进行防护．
第五页，共31页。
(3)调谐电路 能够 调谐(t的iáo接x收ié)电路． 调节调谐电路可调 电容或(diàn电ró感ng(，)di改àn变ɡ电ǎn路) 的 固有频率，使它与要接收 的电台的电磁波的频率 相同，这个电磁波在调谐电路里激起的电流最强．
第六页，共31页。
[再判断] 1．振荡频率足够高的开放电路才能发射电磁波．( √ ) 2．电磁波波长较长的波贯穿障碍物的能力强．( × ) 3．电磁波波长较短的波能量大，穿透能力强．( √ )
【答案】 BCD
第十三页，共31页。
2．收音机的调谐电路中线圈的自感系数为L，要想接收波长为λ的电磁波，
应把调谐电路中电容器的电容调至(c为光速)多少？
【解析】 接收电磁波必须进行调谐，使接收回路产生电谐振，由产生电谐
振的条件f固＝f电磁波得2π 1LC＝cλ，解得C＝4πλ2L2 c2.
【答案】
第二十二页，共31页。
[核心点击]
电磁 波谱
频率
真空 中 波长
无线 电波
红外线 可见光 紫外线 X射线 由左向右，频率变化为：由小到大
由左向右，波长变化为：由大到小
γ射线
高中物理 第3章 第2+3节 电磁波的发射传播和接收 电磁波的应用及防护同步备课课件 鲁科版选修34
课 时 作 业
LK·物理 选修 3-4
教 学
课标解读
重点难点
课
堂
教 法
1.了解电磁波的发射、传播和接
互 动
分 析
收的基本原理．知道调制、调谐、1.电磁波的发射、传播和接
探 究
电谐振、解调(检波)等概念的意义 收．(重点)
及区别.
教
2.电磁波谱和红外线、紫外 当
学 方
2.了解无线电波的三种主要传 线、X 射线等不同频率电
达 标
课
前
课
自
时
主
作
导
业
学
菜单
教 学 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
课 前 自 主 导 学
菜单
LK·物理 选修 3-4
课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
教 学 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
课 前 自 主 导 学
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课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
教 学 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
课 前 自 主 导 学
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课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
教 学 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
课 前 自 主 导 学
菜单
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课 堂 互 动 探 究
LK·物理 选修 3-4
教
课
学
堂
教
法
●教学地位
互 动
分 析
高中物理 第3章 电磁波 第2节 电磁波的发射、传播和接收 第3节电磁波的应用及防护自我小测 鲁科版
高中物理第3章电磁波第2节电磁波的发射、传播和接收第3节电磁波的应用及防护自我小测鲁科版选修3-4编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（高中物理第3章电磁波第2节电磁波的发射、传播和接收第3节电磁波的应用及防护自我小测鲁科版选修3-4）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为高中物理第3章电磁波第2节电磁波的发射、传播和接收第3节电磁波的应用及防护自我小测鲁科版选修3-4的全部内容。
第2节电磁波的发射、传播和接收第3节电磁波的应用及防护1．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．增大电容器极板间距B．使振荡电容器的正对面积足够大C．尽可能使电场和磁场分散开D．增加电路中的电容和电感2．下列关于无线电广播要对电磁波进行调制的原因的说法正确的是（）A．经过调制后的高频电磁波向外辐射能量的本领更强B．经过调制后的电磁波在空间传播得更快C．经过调制后的电磁波在空间传播的波长才能不变D．经过调制后的高频电磁波才能把我们要告知对方的信号传递过去3．关于电视信号的发射,下列说法不正确的是（)A．摄像管输出的电信号，可以直接通过天线向外发射B．摄像管输出的电信号必须加在高频等幅振荡电流上，才能向外发射C．声音信号和图像信号是同步向外发射的D．电视台发射的是带有信号的高频电磁波4．雷达采用微波而不用其他无线电波的原因是（）A．微波具有很高的频率B．微波具有直线传播的特性C．微波的反射性强D．微波比其他无线电波（长波、中波、短波等）传播的距离更远5．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6．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7．下列关于无线电波的叙述中，正确的是（)A．无线电波是波长从几十千米到几毫米的电磁波B．无线电波在任何介质中传播速度均为3.00×108 m/sC．无线电波不能产生干涉和衍射现象D．无线电波由真空进入介质传播时，波长变短8．如图中A为某火箭发射场，B为山区，C为城市.发射场正在进行某型号火箭的发射实验.为了转播火箭发射的实况,在发射场建立了发射台用于发射广播与电视信号。
2018_2019学年高中物理第3章电磁波第2讲电磁波的发射、传播和接收电磁波的应用及防护课件
射现象，选项C错误．
答案 D
三、雷达
1．雷达是利用电磁波中的微波遇到障碍物发生反射的特性工 作的． 2．雷达既是无线电波的发射端，又是无线电波的接收端．
3．如果从发射一列波到再接收到这列波的反射波所用的时间 vt 为 t，那么雷达与障碍物间的距离 x＝ 2 .
例4
某地的雷达站正在跟踪一架向雷达站匀速飞来的飞
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，_____. C
解析 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，故选择C.
(3) 理疗医用 “ 神灯 ” 照射伤口，可使伤口愈合得较好，这里
图1
解析 从题中知，传输无线电广播所用电磁波波长为550 m，根据 发生明显衍射现象的条件，知该电磁波很容易发生衍射现象，绕 过山坡而传播到城市所在的C区，因而不需要转发装置．电视信号 所用的电磁波波长为0.566 m，其波长很短，衍射现象很不明显， 几乎沿直线传播，能传播到山顶却不能传播到城市所在的C区，要
(5)无线电波的应用
①无线电通信的发展过程
1895年，意大利的马可尼成功地进行了距离约3 km的
无线电通信 ，几乎与马可尼同时，俄罗斯的波波夫也研制成 功了 无线电发报机 .
②雷达
原理：雷达天线发射高频电磁波，电磁波遇到障碍物会被 反射 回来，接收机接收反射信号，根据信号的返回时间和
方向，可判断远处物体的方位．
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
【教育资料】第3章 第2节 电磁波的发射、传播和接收 +第3节 电磁波的应用及防护学习专用
第2节电磁波的发射、传播和接收第3节电磁波的应用及防护电磁波的发射、传播、接收1．电磁波的发射(1)有效发射条件①振荡频率足够高．②电场、磁场尽可能分布到较大的空间．(2)开放电路为了满足发射条件，可以减小电容器的极板面积，增大极板间距，使电容器变成两条长直导线，一条伸入高空成为天线，另一条接入地下成为地线．2．电磁波的传播(1)无线电波通常有三种传播途径：地波、天波和空间波．①地波：沿地球表面空间传播的无线电波．在无线电技术中，通常采用地波的形式传播长波、中波和中短波．②天波：靠大气层中电离层的反射传播的无线电波．短波最适合采用天波的形式传播．③空间波：象光束那样沿直线传播的无线电波．这种传播方式适用于超短波和微波通信，此外卫星中继通信，卫星电视转播等也主要是利用空间波作为传输途径．3．电磁波的接收(1)电谐振现象当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生电流最强的现象．与机械振动中的共振现象类似．(2)调谐在无线电技术中，对空间存在的各种频率电磁波，需要选择某一特定的频率接收的过程．(3)调谐电路能够调谐的接收电路．调节调谐电路可调电容或电感，改变电路的固有频率，使它与要接收的电台的电磁波的频率相同，这个电磁波在调谐电路里激起的电流最强．[再判断]1．振荡频率足够高的开放电路才能发射电磁波．(√)2．电磁波波长较长的波贯穿障碍物的能力强．(×)3．电磁波波长较短的波能量大，穿透能力强．(√)[后思考]如图3-2-1，这是著名的法国埃菲尔铁塔，曾经保持世界最高建筑纪录45年，现在塔顶装有超高频(UHF)电视天线，既是法国广播电台的中心，又是气象台和电视发射台．电视塔和电视转播塔为什么都建在高处？图3-2-1【提示】电视塔发射和转播采用微波，传播形式为直线传播，越高覆盖范围越大．[核心点击]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．调制(1)使电磁波随各种信号而改变的技术叫作调制．(2)调制方法：调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变．调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变．3．无线电波的接收：天线接收到的所有的电磁波，经调谐选择出所需要的电磁波，再经解调取出携带的信号，放大后再还原成声音或图象的过程．4．电谐振、调谐和检波(1)电谐振：当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强的现象，类似于机械振动中的共振．(2)调谐：使接收电路发生电谐振的过程．(3)通过解调获取信号．解调：把声音或图象等信号从高频振荡电流中还原出来的过程．检波：调幅波的解调称为检波．1．关于电磁波的发射和接收，下列说法中正确的是( )【导学号：78510035】A ．为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，电路必须是闭合的B ．音频电流的频率比较低，不能直接用来发射电磁波C ．当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时，接收电路产生的振荡电流最强D ．要使电视机的屏幕上有图象，必须要有检波过程E ．电视信号可以直接通过天线向外发射【解析】 有效发射电磁波，必须采用开放电路和高频发射；一般的音频电流和电视信号的频率较低，不能直接用来发射电磁波；电磁波接收原理是一种叫电谐振的现象，与机械振动中的共振有些相似；电视机显示图象时，必须通过检波过程，把有效的信号从高频调制信号中取出来，否则就不能显示．故A 、E 错误，B 、C 、D 正确．【答案】 BCD2．收音机的调谐电路中线圈的自感系数为L ，要想接收波长为λ的电磁波，应把调谐电路中电容器的电容调至(c 为光速)多少？【解析】 接收电磁波必须进行调谐，使接收回路产生电谐振，由产生电谐振的条件f 固＝f 电磁波得12πLC ＝c λ，解得C ＝λ24π2Lc 2. 【答案】 λ24π2Lc 21．电磁波的发射需要振荡频率高，电磁场分布空间大的开放电路．2．电磁波的接收需要调谐和解调．电磁波的应用及防护1．电磁波谱电磁波包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等，把这些电磁波按波长或频率顺序排列起来，就构成了电磁波谱．电磁波谱中的各种波有一定的波长范围，它们都具有反射、折射、衍射和干涉的特性；它们在真空中的传播速度均等于光速．2．电磁波的应用(1)红外线和紫外线的应用①红外线：具有明显的热效应．利用红外线的这种热效应，制成了红外线烤箱、红外线炉等；利用红外线还可制成夜视仪、遥感器等．②紫外线：紫外线能使很多物质发出荧光，很容易让底片感光．当紫外线照射人体时，能使人体合成维生素D，可以预防佝偻病，但过量的紫外线会伤害人体，应注意防护．紫外线还具有杀菌作用，医院里的病房利用紫外线消毒；银行利用紫外线灯鉴别钞票的真伪．(2)无线电波的应用①雷达a．雷达的概念：是一种用来检测飞行器、船只等远距离物体位置的系统．b．雷达的工作原理电磁波遇到障碍物会被反射，根据信号的返回时间和方向，判断物体的方位．c．雷达的用途探测目标、导航、预报天气、绘制地图等．②移动电话a．功能：使用户接收到通话对方送来的信息，并能发送自己的信息．b．特点：需通过无线基站转接实现自由通话．3．电磁污染及防护(1)电磁污染又称电磁波污染或射频辐射污染．研究发现，电磁辐射会危害人体健康，波长越短，危害越突出，过量的电磁波辐射对心脏、血液和眼睛等都有很大的危害．(2)电磁波污染的防治从物理学角度看，可以从电磁波源、电磁波的传播途径以及受辐射的人这三个方面进行防护．[再判断]1．可见光是整个电磁波谱中极狭窄的一段，其中红光波长最长．(√)2．红外线属于可见光．(×)3．紫外线有明显的热效应．(×)[后思考]生活中的哪些现象应用了电磁波？【提示】生活中，电磁波应用非常广泛，象电视、雷达、卫星导航、微波炉、移动电话(手机)等都应用了电磁波．[核心点击]3．关于电磁波谱，下列说法中正确的是()【导学号：78510036】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】 ABE4．某防空雷达发射的电磁波频率为f ＝3×103 MHz ，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 ＝c Δt ＝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 0.15.一个雷达向远处发射无线电波，每次发射的时间为1 μs ，两次发射的时间间隔为100 μs ，在指示器的荧光屏上呈现出的尖形波如图所示，已知图3-2-2中刻度ab ＝bc ，则障碍物与雷达之间的距离是多大？图3-2-2【解析】 图中a 和c 处的尖形波是雷达向目标发射无线电波时出现的，b 处的尖形波是雷达收到障碍物反射回来的无线电波时出现的，由ab ＝bc 可知，无线电波从发射到返回所用时间为50 μs.设雷达离障碍物的距离为s ，无线电波来回时间为t ，波速为c ，由2s ＝ct 得s ＝ct 2＝3.0×108×50×10－62m ＝7.5×103 m. 【答案】 7.5×103 m雷达侦察问题的解决方法1．电磁波在空气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．。
2017-2018学年高中物理 第3章 电磁波 第2、3节 电磁波的发射、传播和接收 电磁波的应用及
第2、3节电磁波的发射、传播和接收电磁波的应用及防护1．当振荡电路具有足够高的频率，且为开放电路时，电磁波可以发射出去。
2．要通过电磁波传递信号，必须进行调制，调制有调幅和调频两种方法。
3．要接收电磁波传递的信号，必须进行调谐和检波。
4．按电磁波的波长或频率大小排列起来形成电磁波谱，不同电磁波有不同的特点和应用。
对应学生用书P321(1)要有足够高的振荡频率：频率越高，发射电磁波的本领越大。
(2)振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，因此，采用开放电路。
2．电磁波的调制量辐射出去。
(2)实际应用中的开放电路是由天线与地线和匝数很少的线圈组成的，对应的L、C都很小，以满足电磁波频率高的条件。
如下图321所示，甲→乙→丙→丁电路的开放程度依次增大。
图3212．电磁波两种调制方式的比较(1)调幅：使电磁波的振幅随信号改变，频率始终保持不变，如图322所示。
图322(2)调频：使电磁波的频率随信号而改变，如图323。
图323[学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手)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．减小电容器极板间距B．使振荡电容器的正对面积足够大C．尽可能使电场和磁场分散开D．增加回路中的电容和电感解析：选C 要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领，应从两个方面考虑，一是提高振荡频率，二是使电磁场尽可能地分散开，所以C正确；由f＝12πLC可知，当减小电容器极板间的距离时，C变大，f减小，A错误；使电容器正对面积变大，C变大，f变小，B错误；增大回路中的L、C，f变小，D错误。
1.(1)电谐振现象：当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率相同时，电磁波会使接收电路中产生最强的电流。
与机械振动中的共振现象类似。
(2)调谐：在无线电技术中，对空间存在的各种频率电磁波，需要选择某一种特定的频率接收的过程。
高中物理 第三章 电磁振荡 电磁波 第3、4讲 电磁波谱 电磁波的应用 无线电波的发射、传播和接收学
第3讲 电磁波谱 电磁波的应用第4讲 无线电波的发射、传播和接收[目标定位] 1.认识电磁波谱，了解电磁波各波段的特性和主要作用.2.了解电磁波的应用和在科技、经济、社会发展中的作用.3.知道有效发射电磁波的条件，知道调制、调幅、调频、调谐、解调、电谐振等概念．一、电磁波谱 电磁波的应用1．电磁波谱：按波长(或频率)的顺序把所有电磁波排列起来． 2．电磁波的应用(1)无线电波：波长从几毫米到几十千米． (2)红外线：波长位于微波和可见光之间的电磁波．应用：热作用，红外线脉冲信号，用来遥控电视机、录像机和空调机，利用物体发射红外线做红外线遥感．(3)紫外线：波长比最短波长的可见光(紫光)还短的电磁波． 应用：杀细菌、消毒、激发荧光做防伪标志． (4)X 射线：波长比紫外线还短的电磁波． 应用：医用透视．(5)γ射线：比X 射线波长更短的电磁波． 应用：工业探伤，杀死病态细胞(γ刀)． 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掉． (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)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．想一想 在我们周围弥漫着各种电台、电视台及无线电设备发出的电磁波，我们若想收听某一电台的广播时，需要调节收音机的旋钮选台，你知道“选台”的作用吗？答案 “选台”是为了使想收听的某一电台发射的电磁波的频率与收音机的接收电路的固有频率相同.一、各种电磁波的特点及应用例 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射线解析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、蓝、靛、紫)→紫外线→X射线→γ射线，由此可知B、C、D选项正确．答案BCD例2关于电磁波的特性和应用，下列说法正确的是( )A．红外线和X射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体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为γ射线，最容易用它来观察衍射现象D．紫外线和X射线都可以使感光底片感光解析X射线有很高的穿透本领，常用于医学透视人体，红外线没有，选项A错误；过强的紫外线照射对人的皮肤有害，选项B错误；电磁波中频率最大的为γ射线，其波长最短，最不容易发生衍射现象，选项C错误．答案 D二、无线电波的发射、传播和接收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．使振荡电容的正对面积足够小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解析研究表明频率越高，电磁波发射本领越大，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，只有B符合题意．答案 B借题发挥f＝12πLC 和C＝εr S4πkd这两个公式是分析这类问题的基础．由C＝εr S4πkd可清楚判断影响电容C大小的因素，同时也应清楚影响自感系数L大小的因素，如增大自感线圈的匝数可增大自感系数L，将铁芯取走可减小自感系数L等．再由公式f＝12πLC进行综合分析即可．例4(多选)关于电磁波的接收，下列说法正确的是( )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D．由调谐电路接收的感应电流，再经过检波、放大，通过耳机才可以听到声音解析当处于电谐振时，所有的电磁波仍能在接收电路中产生感应电流，只不过频率跟谐振电路固有频率相等的电磁波，在接收电路中激发的感应电流最强．由调谐电路接收的感应电流，要再经过检波(也就是调制的逆过程)、放大，通过耳机才可以听到声音，故正确答案为A、D．答案AD电磁波的特点及应用1．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，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，因此选择E.答案(1)D (2)C (3)E无线电波的发射、传播和接收2．(多选)关于无线电波的发射过程，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．必须使用开放回路解析电磁波的发射过程中，一定要对低频输入信号进行调制．为了有效地向外发射电磁波，必须用开放电路发射，A、C、D正确；而产生电谐振的过程是在接收无线电波，B不正确．答案ACD3．图1中A为某火箭发射场，B为山区，C为城市．发射场正在进行某型号火箭的发射试验．为了转播火箭发射的实况，在发射场建立了发射台用于发射广播与电视信号．已知传输无线电广播所用的电磁波波长为550 m，而传输电视信号所用的电磁波波长为0.566 m，为了不让山区挡住信号的传播，使城市居民能收听和收看火箭发射的实况，必须通过建在山顶上的转发站来转发________(填“无线电广播信号”或“电视信号”)．这是因为_________________________________________________________________________.图1解析从题中知，传输无线电广播所用电磁波波长为550 m，根据发生明显衍射现象的条件，已知该电磁波很容易发生衍射现象，绕过山坡而传播到城市所在的C区，因而不需要转发装置．电视信号所用的电磁波波长为0.566 m，其波长很短，衍射现象很不明显，几乎沿直线传播，能传播到山顶却不能传播到城市所在的C区，要想使信号传到C区，必须通过建在山顶的转发站来转发．答案电视信号电视信号波长短，沿直线传播，受山坡阻挡，不易衍射题组一电磁波的特点及应用1．根据电磁波谱选出下列各组电磁波，其中频率互相交错重叠，且频率顺序由大到小排列的是( )A．微波、红外线、紫外线B．γ射线、X射线、紫外线C．紫外线、可见光、红外线D．紫外线、X射线、γ射线解析红外线与紫外线在电磁波谱中不相邻，更不会频率重叠，A错误；紫外线、可见光、红外线虽相邻，但它们三者间有明确的界线，频率也不相重叠，C错误；在电磁波谱中紫外线、X射线、γ射线有重叠，γ射线频率最大，紫外线频率最小，故B正确，D错误．答案 B2．(多选)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解析荧光作用和化学作用都是紫外线的重要用途，红外线波长比可见光长，绕过障碍物能力强，易穿透云雾，故A、D正确，B、C错误．答案AD3．(多选)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．红外线最显著的作用是热作用，温度较低的物体不能辐射红外线解析波长越长的无线电波的波动性越显著，干涉、衍射现象越容易发生；从电磁波产生的机理可知γ射线是原子核受到激发后产生的；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．由此可知答案为A、B．答案AB4．(多选)关于电磁波的应用，下列说法正确的是( )A．医院里常用X射线对病房和手术进行消毒B．工业上利用γ射线检查金属部件内有无砂眼或裂缝C．刑侦上用紫外线拍摄指纹照片，因为紫外线波长短，分辨率高D．卫星用红外遥感技术拍摄云图照片，因为红外线衍射能力较强解析医院里用紫外线杀菌消毒，A错误，B、C、D均正确．答案BCD5．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，即使车已离开，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射线波段答案 B题组二无线电波的发射、传播和接收6．(多选)调谐电路的可变电容器的动片从完全旋入到完全旋出仍接收不到较高频率电台发出的电信号，要收到电信号，应( )A．增大调谐电路中线圈的匝数B．加大电源电压C．减少调谐电路中线圈的匝数D．将线圈中的铁芯取走解析当调谐电路的固有频率等于接收电磁波的频率时，发生电谐振才能较好地收到电台信号．本题中收不到信号的原因是调谐电路的固有频率低，由f＝12πLC知，在C无法再调节的情况下，可减小L以提高f，故选项C、D正确．答案CD7．(多选)下列关于无线电广播要对电磁波进行调制的原因的说法中正确的是( ) A．经过调制后的高频电磁波向外辐射能量的本领更强B．经过调制后的电磁波在空间传播得更快C．经过调制后的电磁波在空间传播波长不变D．经过调制后的电磁波在空间传播波长改变解析调制是把要发射的信号“加”到高频等幅振荡波上去，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，B错；由v＝λf，知波长与波速和传播频率有关，C错，D对．答案AD8．电视机的室外天线能把电信号接收下来，是因为( )A．天线处于变化的电磁场中，天线中产生感应电流，相当于电源，通过馈线输送到LC 电路B．天线只处于变化的电场中，天线中产生感应电流，相当于电源，通过馈线输送到LC 电路C．天线只是有选择地接收某台电信号，而其他电视台信号则不接收D．天线将电磁波传输到电视机内解析处于变化的电磁场中的导体，都会产生感应电动势．答案 A9．把经过调制的高频电流变为图像信号电流的过程叫做( )A．调幅B．调频C．调谐D．解调解析解调是调制的逆过程，该过程把所载的声音信号或图像信号从高频电流中还原出来．答案 D10．(多选)雷达采用微波的原因是( )A．微波具有很高的频率B．微波具有直线传播的特性C．微波的反射性强D．微波比其他无线电波(长波、中波、短波等)传播的距离更远解析雷达采用微波，是利用微波的频率高，不容易发生衍射，具有很好的直线传播的特性和反射性强的特点，所以A、B、C均正确；因微波不易发生衍射，传播的距离不一定比无线电波的长波、中波、短波段远，因此D不正确．答案ABC11．下列哪些设备内部只有接收装置而无发射装置( )A．发报机B．对讲机C．收音机D．雷达解析收音机只能接收无线电波，不能发射无线电波．答案 C12．(多选)关于电磁波的传播，下列叙述正确的是( )A．电磁波频率越高，越易沿地面传播B．电磁波频率越高，越易沿直线传播C．电磁波在各种介质中传播波长恒定D．只要有三颗同步卫星在赤道上空传递微波，就可把信号传遍全世界解析电磁波的频率越高，波长就越小，不容易发生衍射，越难以沿地面传播，越易沿直线传播，选项A错误，B正确；电磁波在各种介质中传播不同，但是频率不变，则波长不同，选项C错误；只要有三颗同步卫星在赤道上空传递微波，就可把信号传遍全世界，选项D正确．答案BD13．在波长分别为290 m、397 m、566 m的无线电波同时传向收音机的接收天线，当把收音机的调谐电路的频率调到756 kHz时，(1)哪种波长的无线电波在收音机激起的感应电流最强？(2)如果想接收到波长为290 m的无线电波，应该把调谐电路中可变电容器的动片旋进一些，还是旋出一些？解析(1)根据公式f＝cλ，设波长分别为290 m、397 m、566 m的无线电波的频率分别为f 1、f 2、f 3则有f 1＝c λ1＝3.0×108290 Hz≈1 034 kHzf 2＝c λ2＝3.0×108397 Hz≈756 kHzf 3＝cλ3＝3.0×108566Hz≈530 kHz.所以波长为397 m 的无线电波在收音机中激起的感应电流最强．(2)要接收波长为290 m 的无线电波，应增大调谐电路的固有频率．因此，应把调谐电路中可变电容器的动片旋出一些．答案 (1)波长为397 m 的无线电波 (2)旋出一些。
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第2节电磁波的发射、传播和接收第3节电磁波的应用及防护1．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．增大电容器极板间距
B．使振荡电容器的正对面积足够大
C．尽可能使电场和磁场分散开
D．增加电路中的电容和电感
2．下列关于无线电广播要对电磁波进行调制的原因的说法正确的是（）
A．经过调制后的高频电磁波向外辐射能量的本领更强
B．经过调制后的电磁波在空间传播得更快
C．经过调制后的电磁波在空间传播的波长才能不变
D．经过调制后的高频电磁波才能把我们要告知对方的信号传递过去
3．关于电视信号的发射，下列说法不正确的是（）
A．摄像管输出的电信号，可以直接通过天线向外发射
B．摄像管输出的电信号必须加在高频等幅振荡电流上，才能向外发射
C．声音信号和图像信号是同步向外发射的
D．电视台发射的是带有信号的高频电磁波
4．雷达采用微波而不用其他无线电波的原因是（）
A．微波具有很高的频率
B．微波具有直线传播的特性
C．微波的反射性强
D．微波比其他无线电波（长波、中波、短波等）传播的距离更远
5．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
6．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
7．下列关于无线电波的叙述中，正确的是（）
A．无线电波是波长从几十千米到几毫米的电磁波
B．无线电波在任何介质中传播速度均为3.00×108 m/s
C．无线电波不能产生干涉和衍射现象
D．无线电波由真空进入介质传播时，波长变短
8．如图中A为某火箭发射场，B为山区，C为城市。
发射场正在进行某型号火箭的发射实验。
为了转播火箭发射的实况，在发射场建立了发射台用于发射广播与电视信号。
已知传输无线电广播所用的电磁波波长为550 m，而传输电视信号所用的电磁波波长为0.566 m，为了不让山区挡住信号的传播，使城市居民能收听和收看火箭发射的实况，必须通过建在山顶上的转发站来转发________（选填“无线电广播信号”或“电视信号”），这是因为_________
________________________。
9．超远程无线电通信和导航主要是利用长波段的电磁波，传播方式是地波，试说明用地波传播长波的理由。
一长波的波长为15 000 m，其频率为多少？
参考答案
1．解析：要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领，应从两个方面考虑，一是提高振荡频
率，二是使电场、磁场尽可能地分布到较大的空间，所以C正确；由f＝1
2πLC
可知，当增大电容器极板间的距离时，C变小，f增大，A正确；使电容器正对面积变大，C变大，f变小，B错误；增大电路中的L、C，f变小，D错误。
答案：AC
2．解析：声音信号的频率很低，不能直接发射出去，只有高频电磁波才能向外发射，所以A错，D对；调制后的电磁波在空间传播的速度不变，由v＝λf可知电磁波的波长减小，所以B、C错。
答案：D
3．解析：摄像管输出的电信号必须经过调制才能向外发射，即加在高频等幅振荡电流上，电视台发射的是带有声音信号、图像信号的高频电磁波，故B、C、D正确。
答案：A
4．解析：雷达采用微波的主要原因是微波具有很高的频率，具有直线传播的特性，反射性强。
答案：ABC
5．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，所以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
6．解析：A项，人眼看到物体，说明人眼感受到可见光的能量；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的感应电流的能量来源于空中的无线电波；D项，γ射线的贯穿能力强说明γ射线具有很高的能量。
答案：ABCD
7．解析：f不变，v变小，λ变短。
答案：AD
8．解析：从题中知，传输无线电广播所用电磁波的波长为550 m，根据波发生明显衍射现象的条件，已知该电磁波很容易发生衍射现象，绕过山坡而传播到城市所在的C区，因而不需要转发装置。
电视信号所用的电磁波的波长为0.566 m，其波长很短，衍射现象很不明显，几乎沿直线传播，能传播到山顶却不能传播到城市所在的C区，要想使信号传到C 区，必须通过建在山顶的转发站来转发。
答案：电视信号传输电视信号的电磁波的波长很短，容易被山区挡住
9．解析：因为长波段的无线电波的波长较长，容易发生衍射现象，能绕过障碍物而不被地面上的高大物体挡住，故可采用地波形式传播，但地波传播的距离不太远。
由c＝λf得
f＝c
λ＝
3.0×108
15 000
Hz＝2.0×104 Hz＝20 kHz。
答案：20 kHz。