资源简介

(共42张PPT)
第四章 电磁振荡与电磁波
4.2电磁波的发射、传播和接收4.3电磁波谱
教学目标
CONTENT
01
02
03
通过观察总结了解无线电波的基本应用，了解现代技术的应用方法，学会基本原理
了解调谐、检波及无线电波接收的基本原理
了解无线电波的发射过程和调制的简单概念
了解电磁波的特点及在现代社会中的应用
04
新课引入
人们用手机通话、看视频，通过电视欣赏丰富多彩的电视节目……
这些都离不开电磁波。那么，电磁波是怎样发射的，又是怎样传播和接收的呢？
实验与探究：
电磁波的发射
根据上述实验现象，你认为影响电磁波发射的因素可能有哪些？
频率、电路是否开放等因素
电磁波的发射
一
知能提升
1. 有效地发射电磁波的振荡电路的特点
（1）有足够高的振荡频率
频率越高，发射电磁波的本领就越大
高频振荡器
（2）开放电路
由闭合电路变成开放电路
实际应用中的开放电路，线圈的一端用导线与大地相连，这条导线叫作地线；线圈的另一端与高高地架在空中的天线相连。
拉杆天线
引向天线
抛物面天线
2. 调制
用来携带信号的高频电磁波叫作载波。
在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调制。
使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变，这种调制叫作调幅（AM）。
使高频电磁波的频率随信号的强弱而变，这种调制叫作调频（FM）。
中国国际广播电台 EasyFM 91.5MHz
2. 调制
FM99.6：中央人民广播电台 中国高速公路交通广播
AM747：中央人民广播电台 娱乐广播
FM106.1：中央人民广播电台 中国之声
无线电波的波段划分
1.地波:沿地球表面空间传播的无线电波。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。
电磁波的传播
二
知能提升
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传播。
3.空间波:像光束那样沿直线传播的无线电波。这种方式适用于超短波和微波通信。
实验与探究：
电磁波的接收
（1）按图安装及摆放仪器；
（2）给a图装置中的莱顿瓶充电，使两金属球开始放电；
（3）移动b图中装置矩形线框中带氖管的金属滑杆，你会发现什么？
当b图中框架的面积与a图差不多时，氖管会发光
电磁波的接收
三
知能提升
电磁波在传播时如果遇到导体，会使导体中产生感应电流。
1. 接收天线
天线是发射与接收无线电波的必要设备
当接收电路的振荡频率等于某种电磁波的频率时，就将这种电磁波接收下来。
L
C
2. 调谐
使我们所需的电磁波在接收天线中激起的感应电流最强。
当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，这种现象叫作电谐振。
使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐（tuning）。
调节可调电容器的电容改变电路的固有频率，使它跟要接收的电磁波的频率相同，这个电磁波在调谐电路中激起较强的感应电流，于是就选出了这个电台。
1. 解调
把声音或图像信号从高频电流中还原出来。这个过程是调制的逆过程，所以叫作解调（demodulation）。
2. 放大输出
无线电波发射和接收流程图
解调器
拓展一步：
检波（解调）
太空中的太阳动力学观测台 (SDO) 可以拍摄到紫外线波段的太阳图像。通过这些图像可以观察到被可见光模糊或者遮挡的日冕等太阳活动。对比波长为211nm的紫外线和可见光的图像可以看出，它与我们常见的太阳大不相同。除了可见光和紫外线，你还知道太阳能发出哪些波段的电磁波吗？
电磁波谱
电磁波是一个“巨大王国”——赫兹
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。不同电磁波具有不同的波长（频率），具有不同的特性。
认识电磁波谱
四
电磁波谱就是按电磁波的波长大小或频率高低的顺序把它们排列成的谱。
知能提升
1.定义：技术上把波长大于1 mm（频率低于300 GHz）的电磁波称作无线电波，并按波长（频率）划分为若干波段。
不同波段电磁波的应用
五
（一）无线电波的应用
2.无线电波广泛用于通信、广播及其他信号传输。
雷达是利用无线电波测定物体位置的设备；
（1）雷达
波长短的微波，衍射现象不明显，传播方向性好，遇到障碍物要反射，所以雷达利用微波进行定位。
2.无线电波广泛用于通信、广播及其他信号传输。
（2）移动电话
每一部移动电话都是一个无线电台，它将用户的信息转变为高频信号发射到空中，同时它又捕捉空中的电磁波，使用户接收到对方送来的信息。
2.无线电波广泛用于通信、广播及其他信号传输。
（3）射电望远镜
天文学家用射电望远镜接收天体辐射的无线电波，进行天体物理研究。
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760nm ~ 1×106nm。
①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。
②特点：红外线具有显著热作用。
（二）红外线紫外线的应用
红外线夜视仪
红外线遥感
红外线加热
2、红外线的应用
非接触红外测温
3、紫外线：一种波长比紫光还短的不可见光；其波长范围约
10nm ~ 400nm。
①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。
②作用：荧光、化学作用、杀菌消毒。
4.应用：
紫外杀菌灯
紫外线验钞
紫外光刻机
适量紫外线照射，能促进钙的吸收，过量会伤害眼睛皮肤。
1、 X射线（伦琴射线）：一种波长比紫外线更短的不可见光。
X射线波长：10-12m ~ 10-8m。
①特点：有较强的穿透能力。
②德国物理学家W.K.伦琴于1895年发现。
（三）X射线和γ射线的应用
③应用：医学检查、安全检查
检查金属零件内部缺陷
医学检查
机场、车站用于安全检查.
2、γ射线：波长最短的电磁波。
波长小于10-10m。
①特点：具有很高的能量；更强的穿透能力。
②医学治疗γ刀、金属探伤。
能摧毁病变的细胞，治疗某些癌症
探测金属部件内部的缺陷
电磁波
虽无法触摸，但你就在耳畔，不离不弃，相依相伴
温柔如你，越过大海高山，到达每个角落，传递思念和爱恋
温暖如你，即便茫茫雪原，即便漆黑夜晚，让我可以看见
魅力如你，就这样色彩斑斓，照亮姹紫嫣红世界，让我忘返流连
清澈如你，让荧光弥漫，让细菌躲闪，让身体康健
诡秘如你，拥有透视之眼，穿过肌肤，把骨骼看穿
坚强如你，来自核心的颤栗，直击灵魂深处，生命没有终点
你胸怀广阔，你大爱无边，却有人怕你，总想用网阻拦
只因你磅礴的力量，不随岁月变迁
在爱恨交织中，不离不弃，相依相伴
典例精析
例1 某同学自己绕制天线线圈，制作一个最简单的收音机，用来收听中波的无线电广播。他发现有一个频率最高的中波电台收不到，但可以接收其他中波电台。为了收到这个电台，他应该增加还是减少线圈的匝数？说明理由。
解析:频率较高的电台接收不到，是因为收音机调谐电路的固有频率达不到接收信号的频率，不能产生电谐振，这就需要增加电路的固有频率。由 .可知，要增加 f 则应减小L,故应减少线圈匝数。
例2：下面关于红外线说法中正确的是(　　)
A.红外烤箱中的红光就是红外线
B.红外线比可见光更容易发生衍射
C.高温物体辐射红外线，低温物体不辐射红外线
D.红外线比可见光更容易引起固体物质分子共振
BD
红外线肉眼看不见
红外线波长大于可见光,容易衍射
一切物体
红外线的热效应
课堂小结
一、电磁波的发射
1．载波：携带声音、图像等信息的高频交变电流， 叫做载波。
2．调制：把信息加到载波上，使载波随信号而改变的技术叫调制。
三、电磁波的接收：调谐：从电磁波中选出所要的信号的技术叫做调谐。
二、电磁波的传播
1．地波；2．天波；3.空间波
四、认识电磁波谱：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线
五、不同波段电磁波谱的应用
跟踪练习
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
C
解析:电信号加在载波上，称为调制，C正确，调谐、解调和检波是在电磁波接收过程中发生的。
2、关于电磁波的发射和接收，下列说法中正确的是 ( )
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像，必须要有检波过程
BCD
解析:振荡电路有效地向空间辐射能量，电路必须开放，A错误；频率高，才能发射电磁波，B正确；接收电路的固有频率与电磁波频率相同时，产生电谐振，C正确；要使电视机屏幕有图像，必须解调，也称检波，D正确。
3、一个同学发出声音的频率约为1.0kHz，这样的声音通过中央人民广播电台第二套节目720 kHz向外广播时，发出的无线电波的波长是多少？
解析：因为
4、下列各组电磁波，按波长由长到短排列正确的是（ ）
A.紫外线、可见光、红外线、 γ射线
B.可见光、红外线、紫外线、 γ射线
C. γ射线、红外线、紫外线、可见光
D.红外线、可见光、紫外线、 γ射线
D
解析：电磁波谱波长从长到短的顺序依次是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，所以答案选D。
5、被誉为“神刀”的γ 刀在治疗脑肿瘤的时候不需要对患者实施麻醉，手术时间短。用γ 刀治疗脑肿瘤主要是利用了( )
A. γ射线具有很强的穿透能力
B. γ射线很强的电离能力
C. γ射线具有很高的能量
D. γ射线很容易绕过障碍物继续向前传播
C
解析：γ射线具有很强的穿透能力，用于金属探伤，A错误，γ射线不带电，电离作用最弱，B错误， γ射线是波长最短的电磁波，不易发生衍射，D错误， C正确。
6.关于紫外线下列说法中正确的是（ ）
A．紫外线能够灭菌消毒
B．紫外线是紫色的
C．紫外线能够用来透视人体器官
D．紫外线的波长比可见光长
解析：紫外线化学效应强，能杀菌，制成消毒灯;紫外线的波长比红外线短，不容易发生衍射∶紫外线能使荧光物质发光，制成验钞机来验钞，故A正确。
A
7. 某雷达站正在跟踪一架飞机，此时飞机正朝着雷达站方向匀速飞来。某一时刻雷达发出一个无线电脉冲，经200 μs后收到反射波；隔0.8 s后再发出一个脉冲，经198 μs收到反射波。求飞机的飞行速度。
解析：飞机的位移为：
飞机的飞行速度为：
本节内容结束

展开更多......

收起↑