2017_2018学年高中物理第三章电磁振荡电磁波第34节电磁波谱电磁波的应用无线电波的发射教学案教科版选修3_4

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。

(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)产生机理不同：

无线电波振荡电路中电子周期性运动产生

红外线、可见光和紫外线原子的外层电子受激发后产生

X射线原子的内层电子受激发后产生

γ射线原子核受激发后产生

[学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手)

电磁波包含了γ射线、红外线、紫外线、无线电波等，按波长由长到短的排列顺序是( )

A．无线电波、红外线、紫外线、γ射线

B．红外线、无线电波、γ射线、紫外线

C．γ射线、红外线、紫外线、无线电波

D．紫外线、无线电波、γ射线、红外线

解析：选A 在电磁波家族中，按波长由长到短分别为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等，所以A项对。

无线电波的发射、传播和接收

[自读教材·抓基础]

1．无线电波的发射

(1)有效地向外发射电磁波，振荡电路必须具有的特点：

①采用开放电路：用开放电路可以使振荡电路的电磁场尽可能地分散到大的空间。

②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)载波：

用来“运载”信号的高频等幅波。

(3)调制：

①定义：

把传递的信号“加”到载波上的过程。

②分类：

调幅：使高频振荡的振幅随信号的强弱而改变的技术。

调频：使高频振荡的频率随信号而改变的调制技术。

2．无线电波的传播

(1)传播途径：

无线电波通常有3种传播途径：地波、天波和空间波。

(2)传播途径对比：

途径传播形式适合波段主要特点

地波沿地球表面空间传播长波、中波、中短波衍射能力较强，但能量损失较多

天波靠大气中电离层的反射

传播

短波反射能力较强，但不够稳定

空间波像光束那样沿直线传播超短波和微波穿透能力较强但传播距离受限制

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，会在导体中感应出振荡电流。

(2)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，接收电路中产生的振荡电流最强的现象，叫电磁谐振，也叫电谐振。

(3)调谐：

①定义：使接收电路产生电谐振的过程。

②调谐电路：能够调谐的接收电路。

[跟随名师·解疑难]

1．无线电波的发射和接收过程

2．“调幅”和“调频”都是调制过程

(1)高频电磁波的振幅随信号的强弱而变的调制方式叫调幅，一般电台的中波、中短波、短波广播以及电视中的图像信号采用调幅波。

(2)高频电磁波的频率随信号的强弱而变的调制方式叫调频，电台的立体声广播和电视中的伴音信号，采用调频波。

3．解调是调制的逆过程

声音、图像等信号频率相对较低，不能转化为电信号直接发射出去，而要将这些低频信号加载到高频电磁波信号上去。将声音、图像信号加载到高频电磁波中的过程就是调制。而将声音、图像信号从高频信号中还原出来的过程就是解调。