2013年沪科版物理选修3-4精品课件 第3章第3.4 电磁波家族.ppt

1、33 无线电通信34电磁波家族目标导航目标导航1.了解无线电波的发射过程和振荡器、调制器的作用(重点)2了解不同波长的电磁波的传播方式3了解调谐、检波及无线电波的接收的基本原理(重点)4了解我们生活中的无线电通信5知道电磁波谱以及各组成部分，并且掌握不同电磁波的产生机理6知道红外线、可见光、紫外线、X射线、射线的主要作用(重点)新知初探自学导引一、无线电波的发射发射电磁波是为了传递信号，将需要传递的信号加载在电磁波上，使电磁波随信号而改变叫做_，通常有两种方式，一种是使高频振荡的振幅随低频信号而改变叫做_，另一种是使高频振荡的频率随低频信号而改变叫做_调制调幅调频1.振荡器的作用：产生_信号2

2、.调制器的作用：把低频信号加载到高频信号上去二、电磁波的传播无线电波通常有三种传播途径：地波、_和_1.地波：是沿_的表面空间传播的无线电波在无线电技术中，通过采用地波的形式传播长波、中波和中短波等幅高频天波直线传播地球2.天波：是靠大气层中_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.直线传播：是像光束那样沿_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直线传播作为传输途径电离层之间直线三、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，电磁波会使电路中产生最强的电流.与机械振动中的_现象类似共振2.调谐

3、：在无线电技术中，对空间存在的各种频率电磁波，需要_某一种特定的频率接收的过程3.调谐电路：能够进行调谐的接收电路4.检波：从高频载波中把低频信号“检”出来的过程，是调制的逆过程，也叫解调.挑选出四、无线电波在我们生活中微波通信、_通信和_通信为人类 交 流 信 息 发 挥 着 巨 大 的 作 用 随 着_和_的发明,又实现了光纤通信.其特点是_、_因特网就是利用_来交互信息卫星光纤激光器光纤能量损耗小抗干扰能力强光纤五、电磁波谱将各种电磁波按_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_将电磁波谱划分为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线六个波段波长用途六、电磁波家族成

4、员的特性可见光：进入人眼能引起_的电磁波叫做可见光若没有可见光，地球上的生物就难以生存，世界就不会丰富多彩红外线：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_，波长越_；红外线的主要作用是_视觉强短热效应3.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：_.4.X射线(伦琴射线)：波长比紫外线的波长还_，高速电子流射到任何固体上都能产生X射线；作用是用于检查人体内部器官，金属探伤5.射线：是比X射线波长更短的电磁波，它的穿透能力强，能穿过几厘米厚的铅板或3 m厚的混凝土.杀菌消毒短要点探究讲练互动要点

5、一对调幅、调频、调谐、解调的理解学案导引1.无线电波的发射原理是什么？经过哪几个过程？2.怎样才能顺利接收无线电波信号？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改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改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

6、号从高频信号中还原出来的过程就是解调4.正确理解调谐的作用世界上有许许多多的无线电台、电视台及各种无线电信号,如果不加选择全部接收下来,那必然是一片混乱，分辨不清因此接收信号时，首先要从各种电磁波中把我们需要的选出来，通常叫选台在无线电技术中利用电谐振达到目的例1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【审题指导】解此题应把握两点：(1)电谐振的原理(2)电磁波的接收过程【

7、精讲精析】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【规律方法】(1)电谐振就是电磁振荡中的“共振”(2)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变式训练1.关于无线电波的发送和接收，下述说法中正确的是()A为了将信号发送出去，先要进行调谐B为了从各个电台发出的电磁波中将需要的选出来，就要进行调制C为了从高频电流中取出声音讯号，就要进行调频D以上说法都不对解析：选

8、D.为了将信号发送出去，先要进行调制，A错误；为了从各个电台发出的电磁波中选出需要的,就要进行调谐，B也错误；为了从高频电流中取出声音讯号，就要进行解调，故C也错误，所以D正确学案导引1.什么是电磁波谱？按波长的排列顺序怎样？2.不同波长的电磁波具有哪些特性？要点二电磁波谱及其特性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，叫做电磁波谱2.电磁波的排列：电磁波是个很大的家族，按波长由长到短包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线3.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 射线波长依次减小频率依次增大主要特性波长较长，易发生衍射所有物体都发射红外线,

9、物体温度越高,辐射越强引起视觉具有较高的能量，能使许多物体发出荧光对生命物质有较强的作用,穿透能力较强具有很高的能量,穿透能力很强电磁波谱无线电波红外线可见光紫外线X射线射线主要应用通信、广播及其他信号传输夜视仪器、红外摄影、红外遥感灭菌消毒、促进钙的吸收、防伪措施检查人体内部器官、检查金属零件内部的缺陷、安全检查治疗某些癌症、探测金属部件内部的缺陷说明波长较长的无线电波和红外线,很容易发生干涉、衍射现象,波长较短的紫外线、X射线、射线不容易观察到它们的干涉、衍射现象例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.(1)X光机，_

10、(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DX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【思路点拨】解此题的关键是熟记不同波段的电磁波的主要特性及其应用【精讲精析】(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，因此选择C.(3)“神灯”又称红外线灯，主要是用于促

11、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【规律总结】电磁波谱看似简单，但里面“玄机”无限不但要掌握不同电磁波按波长(频率)的排列顺序、特性及应用，还应掌握部分电磁波的波长(频率)界线，如无线电波、红外线、紫外线等还应了解有些电磁波间没有明显界线而重叠，如紫外线与X射线、X射线与射线间，同时还应知道一些电磁波的别名，如X射线也称作伦琴射线变式训练2.下列说法正确的是()A麦克斯韦证明了光的电磁说的正确性B红外线的显著作用是热作用，紫外线最显著的作用是化学作用CX射线的穿透本领比射线强DX射线与射线的产生机理不同，因此它们

12、的频率范围界线分明，不可能重叠解析：选B.麦克斯韦提出了光的电磁说，赫兹用实验证明了光的电磁说的正确性X射线是原子的内层电子受激发而产生的，射线是原子核受激发而产生的，产生机理确实不同，但X射线和射线都有一个较大的频率范围，较高频率的X射线与较低频率的射线产生了重叠，其他相邻电磁波间也存在重叠综上所述，A、D选项不正确，B选项与事实一致，C选项与事实相反所以只有选项B正确.热点示例创新拓展电磁波的综合应用经典案例(10分)某雷达工作时发射电磁波的波长20 cm,每秒发射的脉冲数n5000,每个脉冲持续的时间为t2108 s,问电磁波的振荡频率为多少？最大侦察距离是多少？【审题指导】解此题注意两点：(1)电磁波的波长、波速、频率的关系(2)对侦察距离的理解【答案】1.5109 Hz30 km【借题发挥】(1)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是电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内传播距离的一半；(2)由本题的求解可知，要增大雷达的最大侦察距离，必须相应的延长发射脉冲的时间间隔，即减少每秒发射的脉冲数实际中还需考虑电磁波在传播中要损失的能量，所以还需提高雷达的发射功率