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第2节 电磁波的发射、传播和接收
第3节 电磁波谱
学习任务一 电磁波的发射
学习任务二 电磁波的接收
学习任务三 电磁波谱
随堂巩固
备用习题
学习任务一 电磁波的发射
［科学论证］ 在普通的振荡电路中，电场能和磁场能主要集中在电路中相互转化，辐射出去的能量很少.要有效发射电磁波，振荡电路必须具有怎样的特点？
[答案] 要有效地发射电磁波,振荡电路必须具有如下特点:第一,要有足够高的振荡频率；第二,要采用开放电路,使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间,这样才能有效地把能量辐射出去.
［科学态度］ 收音机上的指示标志“”“”是什么含义
[答案] 收音机上的指示标志“”和“”分别为调幅和调频.
例1 (多选)在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制，调制分调幅和调频两种.对于图中的甲、乙两幅图，下列说法中正确的是( )
AD
A.甲图是调幅波 B.乙图是调幅波 C.甲图是调频波 D.乙图是调频波
[解析] 从图中可以看出，甲图是调幅波，乙图是调频波，选项B、C错误，选项A、D正确.
【要点总结】
1.电磁波的调制
调制 在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术
方式 调幅 使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变的调制技术
调频 使高频电磁波的频率随信号的强弱而变的调制技术
2.电磁波的发射过程示意图
学习任务二 电磁波的接收
［物理观念］ 如图所示是我们常用的收音机中与调台旋钮相连的一个电子器件，它由两组铝片组成，一组铝片固定，称为静片；另一组铝片可以旋转，称为动片.收音机调台时就是调节旋钮改变动片与静片的正对面积，从而实现选台目的.你知道调节旋钮改变的是什么吗？调节的目的又是什么？
[答案] 两组铝片组成一个可变电容器，调节旋钮，改变电容器的正对面积，从而改变电容器的电容.它是振荡电路的一部分，调节电容，可以改变振荡频率.当回路振荡频率与待接收的电磁波频率相同时，这个频率的电磁波就能在调谐电路里激起较强的感应电流，从而将需要的电台信号选出来.
例2 (多选)如图所示，调谐电路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( )
CD
A.增加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待接收电磁波的频率时，会发生电谐振，如此才能较好地收到电台信号.调谐电路收不到信号的原因是调谐电路的固有频率较低，由知，在C无法再调节的情况下，可减小以提高，故选项C、D正确.
变式1 在无线电广播的接收中，调谐和解调是两个必须经历的过程.下列关于接收过程的顺序正确的是( )
A
A.调谐 高频放大 解调 音频放大 B.解调 高频放大 调谐 音频放大
C.调谐 音频放大 解调 高频放大 D.解调 音频放大 调谐 高频放大
[解析] 调谐是从众多的电磁波中选出所需频率的高频信号，然后进行高频放大，再从放大后的高频信号中还原出高频信号所承载的低频声音信号，最后将这些低频声音信号放大后通过扬声器播放出来，A正确.
【要点总结】
1.电磁波的发射、传播和接收过程示意图：
2.电磁波发射和接收过程中的各种技术的区别
(1)电磁波发射阶段要用到调制、调幅和调频,电磁波接收阶段要用到调谐、解调和检波.其中,调幅和调频是调制的两种方式,检波是解调的一种特例,调谐则是解调的必要条件.
(2)调幅和调频都是调制过程,解调是调制的逆过程.
(3)电谐振就是电磁振荡中的“共振”.
(4)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.
学习任务三 电磁波谱
［科学本质］ 无线电波是电磁波的一种，技术上把波长大于(频率低于)的电磁波叫无线电波，无线电波可以分为若干波段，不同波段的无线电波的传播特点不一样.发射和接收所用的设备和技术也不相同，因此有不同的用途，见下表.
波段 波长/ 频率/ 传播方式 主要用途
长波 地波 广播、导航
中波 地波和天波
中短波 天波 调幅广播、导航
短波
波段 波长/ 频率/ 传播方式 主要用途
微波 米波 近似直线传播 调频广播、电视、导航
分米波 直线传播 电视雷达移动通信导航射电天文
厘米波
毫米波
电磁波在真空中的传播速度为______，无线电波____(选填“能”或“不能”)发生干涉和衍射现象，无线电波的波长比可见光的波长____(选填“长”或“短”)，除了无线电波和可见光之外，你还知道哪些电磁波？
光速
能
长
[答案] 还有红外线、紫外线、射线、 射线等
续表
例3 红外线、紫外线、无线电波、可见光、 射线、射线按波长由大到小排列的顺序是( )
A
A.无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线、 射线
B.红外线、可见光、紫外线、无线电波、 射线、射线
C. 射线、射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波
D.紫外线、红外线、 射线、射线、无线电波、可见光
[解析] 按波长由大到小的顺序排列为无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线、 射线，选项A正确.
变式2 下列说法中正确的是( )
B
A.各种电磁波中最容易表现出干涉和衍射现象的是 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.射线的穿透本领比 射线的强
D.低温物体不能辐射红外线
[解析] 干涉和衍射现象是光的波动性的体现，波长越长，越容易表现出波动性，而 射线波长最短，故A错误；红外线有显著的热效应，紫外线有显著的化学作用，故B正确；电磁波的频率越高，穿透本领越强，故C错误；一切物体都能辐射红外线，故D错误.
变式3 (多选)[2020·江苏卷] 电磁波广泛应用在现代医疗中.下列属于电磁波应用的医用器械有( )
AB
A.杀菌用的紫外灯 B.拍胸片的光机
C.治疗咽喉炎的超声波雾化器 D.检查血流情况的“彩超”机
[解析] 紫外灯用的是紫外线，属于电磁波同，故A正确；光机用的是射线，属于电磁波，故B正确；超声波属于机械波，故C错误；彩超利用的是声波的多普勒效应，也属于机械波，不属于电磁波，故D错误.
【要点总结】
1.电磁波谱：把电磁波按波长由大到小的顺序排列起来的图表.顺序为无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线、 射线.它们共同构成了范围广阔的电磁波谱.
2.电磁波的共性与个性
(1)共性
①都遵守公式，它们在真空中的传播速度都是.
②它们的传播都不需要介质.
③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，波长越长则越容易产生干涉、衍射现象，波长越短则穿透能力越强.
②同频率的电磁波在不同介质中的传播速度不同.不同频率的电磁波在同一种介质中传播时，频率越大，则波速越小.
③产生机理不同.
④用途不同.
3.不同波长电磁波的比较
名称 无线电波 红外线 可见光 紫外线 射线 射线
主要作用 通信 热作用 视觉作用 化学作用 穿透作用 贯穿作用
应用 无线电技术 红外遥感技术 照明、摄影 灭菌消毒 检查、探测、透视 医学治疗、工业探伤
产生机理 振荡电路中自由电子周期性运动产生 原子外层电子受激发而产生 原子内层电子受激发而产生 原子核受激发而产生
频率 低 高
1.近场通信(NFC)是一种短距高频的无线电技术，其主要结构就是线圈和电容组
成的类似 振荡电路的并联谐振电路，其终端有主动、被动和双向三种模式，
最常见的被动模式广泛应用于公交卡、门禁卡、校园一卡通等，刷卡时，电路
发生电谐振，给电容器充电，达到一定电压后，在读卡设备发出的射频场中响
应，被读或写入信息.下列说法正确的是( )
C
A. 电路中，电容器充电时，电流增大
B.若增大 电路中电容器两极板间距离，则振荡周期将增大
C. 电路中，电容器充电时，线圈中自感电动势增大
D.电磁波发射时，使电磁波随各种信号而改变的技术叫电谐振
[解析] 电路中，电容器充电时，电流减小，故A错误；若增大 电路中电容器两极板间距离，则电容器的电容会变小，根据 可知， 电路的振荡周期将减小，故B错误； 电路中，电容器充电时，电流减小得越来越快，线圈中的自感电动势增大，故C正确；电磁波发射时，使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制，故D错误.
2.(多选)各地接收卫星电视讯号的抛物面天线如图所示，天线顶点和焦点的连
线 与水平面间的夹角为仰角 ， 在水平面上的投影与当地正南方的
夹角为偏角 .接收定位于东经 的卫星电视讯号(如 )时，
连线应指向卫星，则我国各地接收天线的取向情况是(我国自西向东的经度约
为 )( )
BD
A.有可能 ，
B.与卫星经度相同的各地， 随纬度增加而减小
C.经度大于 的各地，天线是朝南偏东的
D.在几十甚至几百平方千米的范围内，天线取向几乎是相同的
[解析] 如图所示， 随纬度的增大而
减小；我国不在赤道上， 不可能为
；经度大于 的各地，天线
应该朝南偏西；由于地球很大，卫星距
地面很高，几十甚至几百平方千米的范
围内天线取向几乎是相同的.
3.下面列出了一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理原理.请将相应的字母写在运用这种原理的医疗器械后面的横线上.
(1) 光机是利用___；
D
[解析] 光机是用来透视人体内的器官的，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，故选D.
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. 射线具有很强的贯穿力
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
(2) 紫外线灯是利用___；
C
[解析] 紫外线灯主要是用来杀菌的，因此它利用的是紫外线的杀菌作用而非荧光作用，故选C.
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. 射线具有很强的贯穿力
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
(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___.
E
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. 射线具有很强的贯穿力
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
[解析] “神灯”又称红外线灯，主要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 .
4.某电台发射频率为 的无线电波，其发射功率为 ，在距电台
的地方接收到该电波，求该电波的波长及在此处每平方米的面积每秒钟
可接收到该电波的能量.
[答案] ;
[解析] 电磁波传播过程中的频率和波长没有改变，故
每平方米的面积每秒钟可接收到该电波的能量为
.
1.(电磁波的发射)(多选)用一平行板电容器和一个线圈组成振荡电路，要增大发射电磁波的波长，可采用的做法是( )
BD
A.增大电容器两板间的距离 B.减小电容器两板间的距离
C.减小电容器两板间的正对面积 D.在电容器两板间加入电介质
[解析] 由公式可知，要增大发射电磁波的波长，必须减小振荡电路的固有频率，由公式可知，要减小，就必须增大电容器的电容C或增大线圈的自感系数，由平行板电容器电容的决定式可以得出，选项B、D正确.
2.(电磁波的发射与接收)[2024·三明一中月考] 下列关于无线电广播的叙述正确的是( )
D
A.发射无线电广播信号必须采用调频方式
B.发射无线电广播信号必须进行调谐
C.接收无线电广播信号必须进行调制
D.接收到无线电广播信号后必须进行解调才能由扬声器播放
[解析] 发射无线电广播信号必须经过调制，可以采用调频，也可以采用调幅，A、B错误；接收无线电广播信号必须经过调谐(即选台)，C错误；无线电波中有高频信号，所以需要经过解调将低频信号还原出来，才能由扬声器播放，D正确.
3.(电磁波谱)[2024·湖北武汉二中月考] 关于电磁波谱，下列说法中正确的是( )
A
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、射线是原子的外层电子受激发后产生的
C.射线和 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] 电磁波中最容易表现出干涉、衍射现象的是无线电波，因为无线电波的波长较长，波动性强，A正确；红外线、紫外线、可见光是原子的外层电子受激发后产生的，射线是原子的内层电子受激发后产生的，而 射线是原子核受激发产生的，B、C错误；红外线的显著作用是热作用，温度较低的物体也能辐射红外线，D错误.
4.(电磁波谱)电磁波在日常生活中有着广泛的应用.下列说法正确的是( )
D
A.微波炉加热食物是利用了红外线的热作用
B.红外线应用在遥感技术中，是利用了它穿透本领强的特性
C.医院用射线进行透视，是因为它是各种电磁波中穿透能力最强的
D.利用紫外线灭菌消毒，是因为紫外线具有较高的能量
[解析] 微波炉加热食物是利用微波进行加热的，选项A错误；红外遥感技术是用红外探测器接收物体发出的红外线，然后进行分析，从而得知被测物体的信息，选项B错误； 射线的穿透能力比射线的强，选项C错误；紫外线具有较高的能量，足以破坏细胞核中的物质，从而进行灭菌消毒，选项D正确.第2节　电磁波的发射、传播和接收第2节　电磁波的发射、传播和接收第2节　电磁波的发射、传播和接收 第3节　电磁波谱
1.B　[解析] 摄像管的摄像过程是把光信号转换成了电信号,即把一幅图像按照各个部分的明暗情况逐点地变为强弱不同的信号电流,选项B正确.
2.A　[解析] 把电磁信号加载在高频等幅电磁波上的过程叫作调制,调制分为调幅和调频两种方式,选项A正确.
3.AD　[解析] 调制是把要发射的信号“加”到高频等幅振荡的电磁波上去,频率越高,传播信息能力越强,经过调制后的高频电磁波才能把我们要告知对方的讯号传播出去,故A、D正确;电磁波在空气中以接近光速传播,故B错误;由v=λf可知,波长与波速和电磁波频率有关,故C错误.
4.D　[解析] 将调谐电路的频率调节到与需要接收的电磁波频率相同,即使接收电路产生电谐振的过程为调谐,故D正确.
5.A　[解析] 室外天线处于变化的电磁场中,天线中产生了感应电流,此电流通过馈线输送给LC电路,在此电流中空间各电视台信号激起的电流均存在,但只有频率与调谐电路频率相等的电信号对应的电流最强,然后再通过解调处理输入后面电路,故选项A正确,B、C、D错误.
6.A　[解析] 卫星向汽车接收装置发送的是无线电波,故A正确.
7.B　[解析] 无线电波有能量,属于特殊物质,A错误;人体会发出红外线,红外体温计不与人体接触也可以测量体温,B正确;红外线的频率比红光的频率低,频率与波长成反比,红外线的波长比红光的波长长,C错误;无线电波和光波都属于电磁波,无线电波的波速等于光波的波速,D错误.
8.C　[解析] 红外线夜视仪是利用一切物体都在不停地向外辐射红外线的特点,选项C正确.
9.B　[解析] 紫外线波长较短,因此医用紫外灭菌灯不是利用了紫外线波长较长的特点,选项A错误;红外线有显著热效应,可以反映物质的温度,测温仪测体温就是利用这一特点,选项B正确;伽马手术刀是利用γ射线穿透本领强、能量高的特点,选项C错误;安检仪透视检查物品是利用X射线穿透本领强的特点,并非α射线,选项D错误.
10.B　[解析] 由电磁波谱排列知,广播电台发射“中波”段某套节目的讯号频率最低,其次是家用微波炉中的微波,频率较高的是VCD机中的激光(可见光),频率最高的是人体透视用的X光,即f111.C　[解析] 电磁波波长越长,则频率越低,衍射现象越明显,家用5GWi-Fi使用的电磁波的衍射现象最不明显,故A错误;根据ε=hν可知,频率越高,则能量越强,地铁行李安检时使用的电磁波的能量最强,故B错误;地铁行李安检时使用的电磁波是利用其穿透本领,故C正确;电磁波是横波,能产生偏振现象,故D错误.
12.A　[解析] 根据密绕匝数多的线圈电感大、疏绕匝数少的线圈电感小,可排除B、D选项;根据T=2π可知,电感越大,调谐电路固有频率越小,可排除C选项;根据c=fλ可知,频率越小,波长越长,故选项A正确.
13.D　[解析] 由题图可知,8~11 μm波段的红外线,水和二氧化碳均对其几乎不吸收,故D正确,A、B、C错误.
14.AC　[解析] FR1中的无线电波比FR2中的频率低,根据λ=可知FR1中的无线电波波长较长,衍射能力更强,选项A正确,B错误;在真空中传播时,FR2中频率为28 000 MHz的无线电波波长λ== m=1.07×10-2 m=10.7 mm,选项C正确;在真空中传播时,FR2与FR1中的无线电波的传播速度相同,均为3×108 m/s,选项D错误.
15.B　[解析] 根据LC振荡电路的频率公式f=可知,若要提高振荡频率,可减小自感线圈的自感系数或者电容器的电容,故A错误;无线电波比红外线的波长更长,根据发生明显衍射现象的条件,可知前者比后者更容易发生衍射,故B正确;机械波的频率、波长和波速三者满足的关系λ=,对电磁波同样适用,故C错误;在真空中的电磁波的传播速度等于光速,为3.0×108 m/s,故D错误.
16.电磁　15
[解析] 具有NFC(近距离无线通信技术)功能的两只手机在间距小于10 cm时可以通过电磁波直接传输信息;由波速公式c=λf,解得波长λ== m=15 m.第2节　电磁波的发射、传播和接收 第3节　电磁波谱建议用时:40分钟
◆ 知识点一　电磁波的发射
1.摄像管摄取景物的像并将景物反射的信号转换为电信号,这一过程完成了 (　)
A.电光转换 B.光电转换
C.光、电、光转换 D.电、光、电转换
2.在电磁信号传输过程中,把要传输的电信号加载在高频等幅电磁波上的过程叫作 (　)
A.调制 B.调频
C.调幅 D.调谐
3.(多选)[2024·福州三中月考] 无线电广播要对电磁波进行调制的原因是 (　)
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可能不变
D.经过调制后的高频电磁波才能把我们要告知对方的讯号传播出去
◆ 知识点二　电磁波的接收
4.[2024·三明一中月考] 转换电视频道,选择自己喜欢的电视节目,称为 (　)
A.调幅 B.调频
C.调制 D.调谐
5.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,产生感应电流,相当于电源,通过馈线输送给LC电路
B.天线只处于变化的电场中,产生感应电流,相当于电源,通过馈线输送给LC电路
C.天线只是有选择地接收某电台信号,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
◆ 知识点三　电磁波谱
6.目前很多汽车的驾驶室里都有一个接收电磁波的装置,通过接收卫星发射的导航信号,实现对车辆的精确定位并导航.卫星向汽车接收装置发送的是　 (　)
A.无线电波 B.红外线
C.紫外线 D.X射线
7.[2024·福州一中月考] 关于电磁波,下列说法正确的是 (　)
A.无线电波没有能量,不属于物质
B.红外体温计不与人体接触也可以测量体温
C.红外线的波长比红光的波长短
D.无线电波的波速小于光波的波速
8.红外线夜视仪是利用了 (　)
A.红外线波长较长,容易绕过障碍物的特点
B.红外线热效应强的特点
C.一切物体都在不停地辐射红外线的特点
D.红外线是不可见光的特点
9.[2024·厦门双十中学月考] 关于物理知识在科技和生活中的应用,下列各图对应的说法正确的是 (　)
A.图甲中医用紫外灭菌灯是利用了紫外线波长较长的特点
B.图乙中测温仪测体温是利用红外线有显著热效应的特点
C.图丙中伽马手术刀治疗肿瘤是利用γ射线电离本领强的特点
D.图丁中行李安检仪透视检查物品是利用α射线穿透本领强的特点
10.某广播电台发射“中波”段某套节目的讯号,家用微波炉中的微波,VCD机中的激光(可见光),人体透视用的X光,都是电磁波,它们的频率分别为f1、f2、f3、f4,则 (　)
A.f1>f2>f3>f4 B.f1C.f1f3>f2>f4
11.[2024·泉州五中月考] 我们的生活已经离不开电磁波,如:北斗导航系统使用频率为1200~1600 MHz(1 MHz=106 Hz)的电磁波,手机工作时使用频率为800~1900 MHz的电磁波,家用5GWi-Fi使用频率约为5725 MHz的电磁波,地铁行李安检时使用频率为1018 Hz的电磁波.下列关于这四种电磁波的说法正确的是 (　)
A.家用5GWi-Fi电磁波的衍射现象最明显
B.北斗导航系统使用的电磁波的能量最强
C.地铁行李安检时使用的电磁波是利用其穿透本领
D.手机工作时使用的电磁波是纵波且不能产生偏振现象
12.一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
13.红外遥感卫星通过接收地面物体发出的红外辐射来探测地面物体的状况.地球大气中的水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)能强烈吸收某些波长范围的红外辐射,即地面物体发出的某些波长的电磁波只有一部分能够通过大气层被遥感卫星接收.如图所示为水和二氧化碳对某一波段不同波长电磁波的吸收情况,由图可知,在该波段红外遥感卫星大致能够接收到的波长范围为 (　)
A.2.5~3.5 μm B.4~4.5 μm
C.5~7 μm D.8~11 μm
14.(多选)第5代移动通信技术(简称5G)是新一代蜂窝移动通信技术,数据传输速率比4G LTE蜂窝网络快100倍.下表为5G使用的无线电波的频率范围.已知光在真空中的传播速度c=3×108 m/s,1 MHz=1×106 Hz.下列说法正确的是 (　)
频率范围名称 对应的频率范围
FR1 450 MHz~6000 MHz
FR2 24 250 MHz~52 600 MHz
A.FR1比FR2中的无线电波的衍射能力更强
B.在真空中传播时,FR2比FR1中的无线电波的波长更长
C.在真空中传播时,FR2中频率为28 000 MHz的无线电波波长约为10.7 mm
D.在真空中传播时,FR2比FR1中的无线电波的传播速度更大
15.如图所示,2020年11月13日,万米深潜器“奋斗者号”再次深潜至地球的最深处——马里亚纳海沟.借助无线电波、激光等传播信号,实现深潜器舱内和海底作业的电视直播.要有效地发射电磁波,振荡电路首先要有足够高的振荡频率.下列选项正确的是 (　)
A.若要提高振荡频率,可增大自感线圈的自感系数
B.无线电波比红外线更容易发生衍射
C.机械波的频率、波长和波速三者满足的关系,对电磁波不适用
D.在真空中电磁波的传播速度小于光速
16.具有NFC(近距离无线通信技术)功能的两只手机在间距小于10 cm时可以通过　　　　波直接传输信息,其载波频率为2×107 Hz,载波的传播速度为3.0×108 m/s,则该载波的波长为　　　　m.
本章易错过关(四)建议用时:40分钟
一、选择题第3节　电磁波谱
[科学论证] 要有效地发射电磁波,振荡电路必须具有如下特点:第一,要有足够高的振荡频率;第二,要采用开放电路,使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间,这样才能有效地把能量辐射出去.
[科学态度] 收音机上的指示标志“AM”和“FM”分别为调幅和调频.
例1　AD　[解析] 从图中可以看出,甲图是调幅波,乙图是调频波,选项B、C错误,选项A、D正确.
[物理观念] 两组铝片组成一个可变电容器,调节旋钮,改变电容器的正对面积,从而改变电容器的电容.它是振荡电路的一部分,调节电容C,可以改变振荡频率.当LC回路振荡频率与待接收的电磁波频率相同时,这个频率的电磁波就能在调谐电路里激起较强的感应电流,从而将需要的电台信号选出来.
例2　CD　[解析] 当调谐电路的固有频率等于待接收电磁波的频率时,会发生电谐振,如此才能较好地收到电台信号.调谐电路收不到信号的原因是调谐电路的固有频率较低,由f=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.
变式1　A　[解析] 调谐是从众多的电磁波中选出所需频率的高频信号,然后进行高频放大,再从放大后的高频信号中还原出高频信号所承载的低频声音信号,最后将这些低频声音信号放大后通过扬声器播放出来,A正确.
[科学本质] 光速　能　长　还有红外线、紫外线、X射线、γ射线等.
例3　A　[解析] 按波长由大到小的顺序排列为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线,选项A正确.
变式2　B　[解析] 干涉和衍射现象是光的波动性的体现,波长越长,越容易表现出波动性,而γ射线波长最短,故A错误;红外线有显著的热效应,紫外线有显著的化学作用,故B正确;电磁波的频率越高,穿透本领越强,故C错误;一切物体都能辐射红外线,故D错误.
变式3　AB　[解析] 紫外灯用的是紫外线,属于电磁波同,故A正确;X光机用的是X射线,属于电磁波,故B正确;超声波属于机械波,故C错误;彩超利用的是声波的多普勒效应,也属于机械波,不属于电磁波,故D错误.
随堂巩固
1.BD　[解析] 由公式c=λf可知,要增大发射电磁波的波长,必须减小振荡电路的固有频率f,由公式f=可知,要减小f,就必须增大电容器的电容C或增大线圈的自感系数L,由平行板电容器电容的决定式C=可以得出,选项B、D正确.
2.D　[解析] 发射无线电广播信号必须经过调制,可以采用调频,也可以采用调幅,A、B错误;接收无线电广播信号必须经过调谐(即选台),C错误;无线电波中有高频信号,所以需要经过解调将低频信号还原出来,才能由扬声器播放,D正确.
3.A　[解析] 电磁波中最容易表现出干涉、衍射现象的是无线电波,因为无线电波的波长较长,波动性强,A正确;红外线、紫外线、可见光是原子的外层电子受激发后产生的,X射线是原子的内层电子受激发后产生的,而γ射线是原子核受激发产生的,B、C错误;红外线的显著作用是热作用,温度较低的物体也能辐射红外线,D错误.
4.D　[解析] 微波炉加热食物是利用微波进行加热的,选项A错误;红外遥感技术是用红外探测器接收物体发出的红外线,然后进行分析,从而得知被测物体的信息,选项B错误;γ射线的穿透能力比X射线的强,选项C错误;紫外线具有较高的能量,足以破坏细胞核中的物质,从而进行灭菌消毒,选项D正确.第3节　电磁波谱
学习任务一　电磁波的发射
[科学论证] 在普通的LC振荡电路中,电场能和磁场能主要集中在电路中相互转化,辐射出去的能量很少.要有效发射电磁波,振荡电路必须具有怎样的特点


[科学态度] 收音机上的指示标志“AM”“FM”是什么含义



例1 (多选)在电磁波发射技术中,使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制,调制分调幅和调频两种.对于图中的甲、乙两幅图,下列说法中正确的是 (　)
A.甲图是调幅波　　　　　 B.乙图是调幅波
C.甲图是调频波 D.乙图是调频波
[反思感悟]



【要点总结】
1.电磁波的调制
调制 　在电磁波发射技术中,使载波随各种信号而改变的技术
方式 调幅(AM) 　使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变的调制技术
调频(FM) 　使高频电磁波的频率随信号的强弱而变的调制技术
2.电磁波的发射过程示意图
学习任务二　电磁波的接收
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
[物理观念] 如图所示是我们常用的收音机中与调台旋钮相连的一个电子器件,它由两组铝片组成,一组铝片固定,称为静片;另一组铝片可以旋转,称为动片.收音机调台时就是调节旋钮改变动片与静片的正对面积,从而实现选台目的.你知道调节旋钮改变的是什么吗 调节的目的又是什么




例2 (多选)如图所示, 调谐电路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.增加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
[反思感悟]

变式1 在无线电广播的接收中,调谐和解调是两个必须经历的过程.下列关于接收过程的顺序正确的是(　)
A.调谐→高频放大→解调→音频放大
B.解调→高频放大→调谐→音频放大
C.调谐→音频放大→解调→高频放大
D.解调→音频放大→调谐→高频放大
[反思感悟]



【要点总结】
1.电磁波的发射、传播和接收过程示意图:
2.电磁波发射和接收过程中的各种技术的区别
(1)电磁波发射阶段要用到调制、调幅和调频,电磁波接收阶段要用到调谐、解调和检波.其中,调幅和调频是调制的两种方式,检波是解调的一种特例,调谐则是解调的必要条件.
(2)调幅和调频都是调制过程,解调是调制的逆过程.
(3)电谐振就是电磁振荡中的“共振”.
(4)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.
学习任务三　电磁波谱
[科学本质] 无线电波是电磁波的一种,技术上把波长大于1 mm(频率低于300 GHz)的电磁波叫无线电波,无线电波可以分为若干波段,不同波段的无线电波的传播特点不一样.发射和接收所用的设备和技术也不相同,因此有不同的用途,见下表.
波段 波长/m 频率/MHz 传播 方式 主要 用途
长波 30 000~3000 0.01~0.1 地波 广播、 导航
中波 3000~200 0.1~1.5 地波和 天波
中短波 200~50 1.5~6 天波 调幅(AM) 广播、 导航
短波 50~10 6~30
微波 米波 (VHF) 10~1 30~300 近似 直线 传播 调频(FM) 广播、 电视、 导航
分米波 (UHF) 1~0.1 300~3000 直线 传播 电视 雷达 移动通信 导航 射电天文
厘米波 0.1~0.01 3000~ 30 000
毫米波 0.01~0.001 30 000~ 300 000
电磁波在真空中的传播速度为　　　　,无线电波　　　　(选填“能”或“不能”)发生干涉和衍射现象,无线电波的波长比可见光的波长　　　　(选填“长”或“短”),除了无线电波和可见光之外,你还知道哪些电磁波




例3 红外线、紫外线、无线电波、可见光、γ射线、X射线按波长由大到小排列的顺序是 (　)
A.无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线
B.红外线、可见光、紫外线、无线电波、γ射线、X射线
C.γ射线、X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、X射线、无线电波、可见光
[反思感悟]


变式2 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射线的强
D.低温物体不能辐射红外线
[反思感悟]
变式3 (多选)[2020·江苏卷] 电磁波广泛应用在现代医疗中.下列属于电磁波应用的医用器械有 (　)
A.杀菌用的紫外灯
B.拍胸片的X光机
C.治疗咽喉炎的超声波雾化器
D.检查血流情况的“彩超”机
[反思感悟]



【要点总结】
1.电磁波谱:把电磁波按波长由大到小的顺序排列起来的图表.顺序为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线.它们共同构成了范围广阔的电磁波谱.
2.电磁波的共性与个性
(1)共性
①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.
②它们的传播都不需要介质.
③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,波长越长则越容易产生干涉、衍射现象,波长越短则穿透能力越强.
②同频率的电磁波在不同介质中的传播速度不同.不同频率的电磁波在同一种介质中传播时,频率越大,则波速越小.
③产生机理不同.
④用途不同.
3.不同波长电磁波的比较
名称 无线 电波 红外线 可见光 紫外线 X射线 γ射线
主要 作用 通信 热作用 视觉 作用 化学 作用 穿透 作用 贯穿作用
应用 无线电 技术 红外遥 感技术 照明、 摄影 灭菌 消毒 检查、 探测、 透视 医学治 疗、工 业探伤
产生 机理 振荡电 路中自 由电子 周期性 运动 产生 原子外层 电子受激 发而产生 原子内 层电子 受激发 而产生 原子核 受激发 而产生
频率 低→高
1.(电磁波的发射)(多选)用一平行板电容器和一个线圈组成LC振荡电路,要增大发射电磁波的波长,可采用的做法是 (　)
A.增大电容器两板间的距离
B.减小电容器两板间的距离
C.减小电容器两板间的正对面积
D.在电容器两板间加入电介质
2.(电磁波的发射与接收)[2024·三明一中月考] 下列关于无线电广播的叙述正确的是 (　)
A.发射无线电广播信号必须采用调频方式
B.发射无线电广播信号必须进行调谐
C.接收无线电广播信号必须进行调制
D.接收到无线电广播信号后必须进行解调才能由扬声器播放
3.(电磁波谱)[2024·湖北武汉二中月考] 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、X射线是原子的外层电子受激发后产生的
C.X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
4.(电磁波谱)电磁波在日常生活中有着广泛的应用.下列说法正确的是 (　)
A.微波炉加热食物是利用了红外线的热作用
B.红外线应用在遥感技术中,是利用了它穿透本领强的特性
C.医院用X射线进行透视,是因为它是各种电磁波中穿透能力最强的
D.利用紫外线灭菌消毒,是因为紫外线具有较高的能量

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