高中物理选修3-4电磁波的发射传播和接收、应用与防护
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A．天线 B．检波器 C．调制器 D．调谐器
6、在无线电通信过程中，需要把要传播的声音转化为变化的电
流，以下设备中完成这项任务的是( B )
A．调谐器 B．话筒 C．调制器 D．振荡器
无线电波发射和接受流程图
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
福建省厦门集美中学
电磁波与我们的生活
电磁波具有能量，电磁波是一种物质
福建省厦门集美中学
一、电磁波谱中各种光线产生的机理、特性、 用途
电磁波 谱
无线电 波
红外线
可见光
紫外线
伦琴射 线
γ射线
频率(Hz)
104～ 3×1011
3×1011 ～
3.9×10
14
3.9×10 14～
7.5×10
14
7.5×10 14～
5×1016
3×1016 ～
福建省厦门集美中学
例与练
• 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（ ）
• A、调谐
B、解调
• C、调制
D、检波
调制
福建省厦门集美中学
例与练
• 2、转换电视频道时，选择自己喜欢的电视节目，
称为（ ）
• A、调制 • C、解调
B、调谐
D、调幅 调谐
声音信号
调频
制
高频振荡电流
使高频振荡的频率随信号而改变
福建省厦门集美中学
一、无线电波的发射
福建省厦门集美中学
二、无线电波的传播：
1、地波：沿地球表面空间传播的无线
电波叫地波。
因为长波、中
波、中短波。
波长很长，能
够很好的绕过
障碍物，所以
长波
可以贴地面传
播。
福建省厦门集美中学
2、天波：依靠电离层的反射来传播的 无线电波叫天波。
振 荡
L1
器
天线
无实线
开放电路
电由际波开 放的电
地线
路射发发出
L2
去射 装
置
振荡器电路
实际发射用感应耦合电路。
福建省厦门集美中学
为了使开放电路中产生振
荡电流，常用如图所示的方法 ，使振荡器的线圈L2靠近开放 振荡电路的线圈L1 。当振荡 器中产生振荡电流时，由于互
感作用，就可以在开放振荡电
路中产生相同频率的振荡电流
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
福建省厦门集美中学
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。
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一、无线电波的发射 1、发射无线电波的装置：
福建省厦门集美中学
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。
福建省厦门集美中学
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？
福建省厦门集美中学
a、调幅：使高频振荡的振幅随信号而变的， 这种调制叫做调幅，用AM表示。 使电磁波随
各种信号而 改变,叫做
调制
声音信号
调幅
高频振荡电流
使高频振荡的振幅随信号而改变
福建省厦门集美中学
b、调频：使高频振荡的频率随信号而变的，
这种调制叫做调频。用FM表示。
使电磁波随
各种信号而
改变,叫做调
相关概念解释
调制：使电磁波随各种信号而改变叫做调制。
调幅：使高频遮挡的振幅随信号而改变叫做调幅。
调频：使高频振荡的频率随信号而改变叫做调频。 电谐振：当接收电路的固有频率跟接收道的电磁波的频 率相同时，接收电路中产生的振荡电路最强，这种现象 叫做电谐振。 调谐：使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐。 检波：从接受到的高频振荡中“检”出所携带的信号， 叫做检波。检波是调制的逆过程，因此也叫解调。
3×1020
3×1019 以上
真空中 波长
106～ 3×101
3 nm
700～ 400～ 5～400 10～10 10－2 106 nm 700 nm nm －3 nm nm以下
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电磁 波谱
无线 电波
红外线 可见光 紫外线 X射线 γ 射线
频率
由左向右，频率变化为：由低到高
真空中 波长
，这种方法叫做感应耦合。
发射端
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返回
电视信号发射塔上的 信号发射天线
无线电信号发射塔
福建省厦门集美中学
为了传送声音、文字、图象等信号，首先 要把传递的信号转变成电信号。
但这种电信号的频率较低，不能直接发射 出去，需要将这种低频电信号加到高频振荡电 流上发射出去。
这种要把传递的电信号（叫做调制信号） 加到高频振荡电路（叫做载波）上的过程叫做 调制；进行调制的装置叫做调制器。
载波：振荡器产生的高频交变电流，是用来携带声音、 图象等信息的，叫做载波。
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把低频电信号加载到高频等幅振荡电流上 ，叫做调制。
常用的调制方式有调幅和调频两种： a、调幅：使高频振荡的振幅随信号而变的， 这种调制叫做调幅，用AM表示。
b、调频：使高频振荡的频率随信号而变的， 这种调制叫做调频。用FM表示。
• 电视台通过电磁波，将精彩的电视 节目展现给我们。
福建省厦门集美中学
• 移动通信设备极大的方便了我 们的联系。
福建省厦门集美中学
•收 音 机
福建省厦门集美中学
• 无线上网设备
福建省厦门集美中学
• 雷达设备在军事、气象等方面 有广泛的应用。
福建省厦门集美中学
• 通信卫星
• 通信卫星已经 渗入到生活的 各个部分。
福建省厦门集美中学
紫外线杀 菌灯
福建省厦门集美中学
防紫外线雨伞
福建省厦门集美中学
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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X射线照射下的鱼
福建省厦门集美中学
X 射 线 照 射 下 的 手
福建省厦门集美中学
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
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
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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 ?
短波
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3、直线传播：微波又叫超短波，
波长非常短，
能够穿透电离层，
沿直线传播。它既
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。
福建省厦门集美中学
无线电波传播的多种方式
福建省厦门集美中学
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、
i
t
福建省厦门集美中学
福建省厦门集美中学
福建省厦门集美中学
一、无线电波的发射
有效的向外界发射电磁波的条件： 1、要有足够高的振荡频率。 2、振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间。
LC
改造LC振荡电路——由闭合电路成开放电路
2.由闭合电路变成开放电路
为了发射电磁波，需要改进振荡电路。一方面增大 电容器极板间距离、减少正对面积；另一方面减少线圈 的匝数，来减少自感。这样既提高了振荡频率又将磁场 和电场分散到较大空间。这种电路叫做开放电路。
观察物体，照像等等，都是可见光的应用。
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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， 都有紫外线。
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利用紫外 线的荧光 作用检验 人民币的 真伪
福建省厦门集美中学
紫靛
电磁波谱分布示意图
福建省厦门集美中学
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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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750 nm～ １×106 nm
2.显著作用：热作用。
3.由英国物理学家赫谢尔于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，辐射红外线的本领 越强。
4.用途:红外摄影、红外遥感技术
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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。
在电磁波中是一个很窄的波段，（波长为 750nm～370nm）。
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福建省厦门集美Βιβλιοθήκη Baidu学
随堂练习
1.关于电磁波在真空中的传播，下列说法中正确的是（ D ）
A. 频率越高，传播速度越大 B. 波长越长，传播速度越大 C. 电磁波的能量越大，传播的速度越大 D. 频率、波长、能量的强弱都不影响电磁波的传播速度
2.在以下几种反映电场随时间变化的图像中，能够产生磁
由左向右，波长变化为：由长到短
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电磁 波谱
产生 机理
特性
无线电波
LC回路中 自由电子 的周期性
运动
波动性强
红外线 可见光 紫外线
原子的外层电子受到激发
热效应 强
感光性 强
化学作 用，荧 光效应
强
伦琴射 线
原子的 内层电 子受到 激发
穿透力 强
γ射线
原子核 受到激
发
穿透力 最强
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场的是（ BCDE ）；能够形成电磁波的是（ CE ）
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随堂练习
4_、_B_A下__C列_D_是_。无线电广播接收过程的几个步骤，其合理顺序是
A、调谐选择所需要接收的电磁波 B、接收无线电波
C、检波器取出音频信号
D、耳机放音
5、某同学制作一台极简单的收音机，实验表明，这台收音
机能同时听到许多台，那么这台收音机缺少的是( D )
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。
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收音机内的接收装置就是 一个简单的调谐电路
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3.2 电磁波的发射、传播、接收
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1888年，即在麦克斯韦发现电磁场理论20多年后，德国 物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在．
注：在无线技术中使用的电磁波叫无线电波
利用电磁波传递信息时，首先要电磁波向远 方发射出去，通常都用振荡电路发射无线电波。 当振动电路中发生电磁振荡时，周围空间就会 产生变化的电场和磁场，并以电磁波的形式向 远方传播。
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物理选修3－4 第3章 电磁波
第3节 电磁波的应用及防护
一.电磁波谱 二.电磁波的应用 三.电磁污染及防护
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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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问题:用调谐器接收到的感应电流是调制的高 频振荡电流，这样我们就可以感知信号了吗?
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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。
福建省厦门集美中学
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无线电波发射和接受流程图
福建省厦门集美中学
电磁波 谱
最强用 途
发现人
无线电 波
通讯、 广播 导航
赫兹
红外线
加热、 遥测、 遥感、 红外摄 像、红 外制导
赫歇尔
可见光
紫外线
伦琴射 线
照明、 照相等
日光灯、 杀菌消 毒、治 疗皮肤 病等
检查、 探测、 透视、 治疗
…… 里特 伦琴
γ射线
探测、 治疗
贝克勒 尔
递变规 律
―直―线衍―传射―播能―能力―力减―增弱―强→
6、在无线电通信过程中，需要把要传播的声音转化为变化的电
流，以下设备中完成这项任务的是( B )
A．调谐器 B．话筒 C．调制器 D．振荡器
无线电波发射和接受流程图
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
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电磁波与我们的生活
电磁波具有能量，电磁波是一种物质
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一、电磁波谱中各种光线产生的机理、特性、 用途
电磁波 谱
无线电 波
红外线
可见光
紫外线
伦琴射 线
γ射线
频率(Hz)
104～ 3×1011
3×1011 ～
3.9×10
14
3.9×10 14～
7.5×10
14
7.5×10 14～
5×1016
3×1016 ～
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例与练
• 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（ ）
• A、调谐
B、解调
• C、调制
D、检波
调制
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例与练
• 2、转换电视频道时，选择自己喜欢的电视节目，
称为（ ）
• A、调制 • C、解调
B、调谐
D、调幅 调谐
声音信号
调频
制
高频振荡电流
使高频振荡的频率随信号而改变
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一、无线电波的发射
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二、无线电波的传播：
1、地波：沿地球表面空间传播的无线
电波叫地波。
因为长波、中
波、中短波。
波长很长，能
够很好的绕过
障碍物，所以
长波
可以贴地面传
播。
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2、天波：依靠电离层的反射来传播的 无线电波叫天波。
振 荡
L1
器
天线
无实线
开放电路
电由际波开 放的电
地线
路射发发出
L2
去射 装
置
振荡器电路
实际发射用感应耦合电路。
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为了使开放电路中产生振
荡电流，常用如图所示的方法 ，使振荡器的线圈L2靠近开放 振荡电路的线圈L1 。当振荡 器中产生振荡电流时，由于互
感作用，就可以在开放振荡电
路中产生相同频率的振荡电流
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
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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。
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一、无线电波的发射 1、发射无线电波的装置：
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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。
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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？
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a、调幅：使高频振荡的振幅随信号而变的， 这种调制叫做调幅，用AM表示。 使电磁波随
各种信号而 改变,叫做
调制
声音信号
调幅
高频振荡电流
使高频振荡的振幅随信号而改变
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b、调频：使高频振荡的频率随信号而变的，
这种调制叫做调频。用FM表示。
使电磁波随
各种信号而
改变,叫做调
相关概念解释
调制：使电磁波随各种信号而改变叫做调制。
调幅：使高频遮挡的振幅随信号而改变叫做调幅。
调频：使高频振荡的频率随信号而改变叫做调频。 电谐振：当接收电路的固有频率跟接收道的电磁波的频 率相同时，接收电路中产生的振荡电路最强，这种现象 叫做电谐振。 调谐：使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐。 检波：从接受到的高频振荡中“检”出所携带的信号， 叫做检波。检波是调制的逆过程，因此也叫解调。
3×1020
3×1019 以上
真空中 波长
106～ 3×101
3 nm
700～ 400～ 5～400 10～10 10－2 106 nm 700 nm nm －3 nm nm以下
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电磁 波谱
无线 电波
红外线 可见光 紫外线 X射线 γ 射线
频率
由左向右，频率变化为：由低到高
真空中 波长
，这种方法叫做感应耦合。
发射端
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返回
电视信号发射塔上的 信号发射天线
无线电信号发射塔
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为了传送声音、文字、图象等信号，首先 要把传递的信号转变成电信号。
但这种电信号的频率较低，不能直接发射 出去，需要将这种低频电信号加到高频振荡电 流上发射出去。
这种要把传递的电信号（叫做调制信号） 加到高频振荡电路（叫做载波）上的过程叫做 调制；进行调制的装置叫做调制器。
载波：振荡器产生的高频交变电流，是用来携带声音、 图象等信息的，叫做载波。
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把低频电信号加载到高频等幅振荡电流上 ，叫做调制。
常用的调制方式有调幅和调频两种： a、调幅：使高频振荡的振幅随信号而变的， 这种调制叫做调幅，用AM表示。
b、调频：使高频振荡的频率随信号而变的， 这种调制叫做调频。用FM表示。
• 电视台通过电磁波，将精彩的电视 节目展现给我们。
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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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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
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
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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 ?
短波
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3、直线传播：微波又叫超短波，
波长非常短，
能够穿透电离层，
沿直线传播。它既
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。
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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、
i
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一、无线电波的发射
有效的向外界发射电磁波的条件： 1、要有足够高的振荡频率。 2、振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间。
LC
改造LC振荡电路——由闭合电路成开放电路
2.由闭合电路变成开放电路
为了发射电磁波，需要改进振荡电路。一方面增大 电容器极板间距离、减少正对面积；另一方面减少线圈 的匝数，来减少自感。这样既提高了振荡频率又将磁场 和电场分散到较大空间。这种电路叫做开放电路。
观察物体，照像等等，都是可见光的应用。
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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， 都有紫外线。
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用途：通信、广播和天体物理研究等
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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750 nm～ １×106 nm
2.显著作用：热作用。
3.由英国物理学家赫谢尔于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，辐射红外线的本领 越强。
4.用途:红外摄影、红外遥感技术
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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。
在电磁波中是一个很窄的波段，（波长为 750nm～370nm）。
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随堂练习
1.关于电磁波在真空中的传播，下列说法中正确的是（ D ）
A. 频率越高，传播速度越大 B. 波长越长，传播速度越大 C. 电磁波的能量越大，传播的速度越大 D. 频率、波长、能量的强弱都不影响电磁波的传播速度
2.在以下几种反映电场随时间变化的图像中，能够产生磁
由左向右，波长变化为：由长到短
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电磁 波谱
产生 机理
特性
无线电波
LC回路中 自由电子 的周期性
运动
波动性强
红外线 可见光 紫外线
原子的外层电子受到激发
热效应 强
感光性 强
化学作 用，荧 光效应
强
伦琴射 线
原子的 内层电 子受到 激发
穿透力 强
γ射线
原子核 受到激
发
穿透力 最强
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场的是（ BCDE ）；能够形成电磁波的是（ CE ）
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4_、_B_A下__C列_D_是_。无线电广播接收过程的几个步骤，其合理顺序是
A、调谐选择所需要接收的电磁波 B、接收无线电波
C、检波器取出音频信号
D、耳机放音
5、某同学制作一台极简单的收音机，实验表明，这台收音
机能同时听到许多台，那么这台收音机缺少的是( D )
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。
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收音机内的接收装置就是 一个简单的调谐电路
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3.2 电磁波的发射、传播、接收
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1888年，即在麦克斯韦发现电磁场理论20多年后，德国 物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在．
注：在无线技术中使用的电磁波叫无线电波
利用电磁波传递信息时，首先要电磁波向远 方发射出去，通常都用振荡电路发射无线电波。 当振动电路中发生电磁振荡时，周围空间就会 产生变化的电场和磁场，并以电磁波的形式向 远方传播。
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物理选修3－4 第3章 电磁波
第3节 电磁波的应用及防护
一.电磁波谱 二.电磁波的应用 三.电磁污染及防护
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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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问题:用调谐器接收到的感应电流是调制的高 频振荡电流，这样我们就可以感知信号了吗?
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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。
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无线电波发射和接受流程图
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电磁波 谱
最强用 途
发现人
无线电 波
通讯、 广播 导航
赫兹
红外线
加热、 遥测、 遥感、 红外摄 像、红 外制导
赫歇尔
可见光
紫外线
伦琴射 线
照明、 照相等
日光灯、 杀菌消 毒、治 疗皮肤 病等
检查、 探测、 透视、 治疗
…… 里特 伦琴
γ射线
探测、 治疗
贝克勒 尔
递变规 律
―直―线衍―传射―播能―能力―力减―增弱―强→