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第二节 电磁波的应用
第二十章 电磁波与信息时代
学习目标
课时讲解
1
课时流程
2
无线电波与广播电视
微波与卫星通信
红外线成像与检测
高频电磁波与医疗
逐点
导讲练
课堂小结
作业提升
知1－讲
感悟新知
知识点
无线电波与广播电视
1
1. 无线电波
在电磁波谱中，无线电波的波长最长，频率最低，被广泛用于长距离传送声音、图文等信号。部分无线电波的分类及用途，如图 1。
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知1－讲
知识拓展
无线电波的主要传播方式：
地波传播(沿地球表面传播) ：适用于长波、中波，可绕过障碍物传播较远距离，但受地表导电性影响较大。
天波传播：适用于短波，依赖电离层反射实现远距离传输，但受电离层昼夜、季节变化影响较大。
空间波传播：适用于米波、分米波、厘米波等高频段信号直接从发射点沿直线传播至接收端，依赖收发双方间的直线无遮挡路径。
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2.无线电广播和电视
(1) 无线电广播 中、高频无线电波适用于区域性的无线电广播，以传输普通声音信号为主。
(2) 两种调制方式
①振幅调制(调幅， AM) 无线电波的振幅根据所传送的声音信号而变化。
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②频率调制(调频， FM) 无线电波的频率依据所需传送的声音信号而变化。
(3) 电 视 广 播 用于电视广播的超高频波段的电磁波无法绕过建筑物，用于接收电视信号的天线必须直接对准电视塔(类似手电筒光束)。
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知1－练
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无线通信技术，早已影响到我们每一个人的方方面面，
下列说法中正确的是( )
A. 低频无线电波适用于短距离无线电通信
B. 使载波的振幅随信号的强弱而改变，这种调制方式叫做振幅调制
C. 使载波的频率随信号的强弱而改变，这种调制方式叫做振幅调制
D. 用于电视广播的超高频波段的电磁波可绕过建筑物，用于接收电视信号的天线不需要对准电视塔
例1
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解析： 低频无线电波波长较长，绕射能力较强，适用于远距离通信，故 A 错误；振幅调制：使载波的振幅随信号的强弱而变化。频率调制：通过改变载波频率来匹配信号强弱，故 B 正确， C 错误；用于电视广播的超高频波段的电磁波无法绕过建筑物，用于接收电视信号的天线必须直接对准电视塔，故 D 错误。
答案：B
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知识拓展
调 幅 与 调 频 的区别
对比维度 调幅 调频
调制参数 载波振幅变化 载波频率变化
抗干扰性 弱(幅度易受噪声干扰) 强(频率稳定性高)
应用场景 AM广播、低成本通信系统 FM广播、高质量音频传输(如电视伴音)
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知2－讲
知识点
微波与卫星通信
2
1. 微波 微波是电磁波的一种，波长在厘米级甚至更短，频率一般在 300 MHz 至 300 GHz(3×10 8~3×10 Hz)之间。
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2.微波传播的特点
(1) 能穿透大气层，适用于电视信号与雷达信号传送，以及卫星通信。
(2) 类似光，大致沿直线传播，与卫星进行通信，地面站天线需要对准卫星(类似用镜子反射阳光需对准目标)。
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知2－讲
3.应用
卫星电视 通过微波传递节目信号，即使偏远地区也能收看。
天宫课堂 天宫空间站通过天链中继卫星(使用微波)传输
高清直播信号，实现天地实时互动。
天气 预报 气象卫星用微波收集地球云层数据，生成雷达
回波图。
卫星 导航 北斗卫星导航系统利用微波定位，辅助手机导
航、灾害救援等。
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知识拓展
微波通信的优点： 容量大、质量好，并且建设速度较快，通信过程稳定，维护便捷。
微波通信的缺点：微波通信需要大量的中继站进行信号处理和转发，如遇到雪山和大洋无法建设中继站时，微波通信就无法进行。
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知2－练
以下关于微波的说法中不正确的是(　　)
A. 微波属于电磁波
B. 微波的性质接近光波，大致沿直线传播
C. 进行长距离微波通信时，应通过中继站转发
D. 微波中继站间的距离大约为 50 km，而且只能建立在地球表面
例2
知2－练
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解析： 微波是电磁波的一种，它的性质接近光波，大致沿直线传播，因此需每隔一定的距离建一个微波中继站，信息传输的越远，需要的中继站越多，故 A、 B、 C 正确，不符合题意；微波中继站不仅可以建立在地面，也可以利用卫星做中继站，故 D 错误，符合题意。
答案：D
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特别提醒
(1)微波是无线电波的高频段，属于电磁波。
(2) 中 继 站 不仅可建在地面，还可通过通信卫星实现全球覆盖。
知3－讲
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知识点
红外线成像与检测
3
1.红外线
(1) 波长 在电磁波谱中，红外线位于可见光区红光的外侧 (即红光旁边)，波长比红光长(约 10 -6~10 -3 m)。
(2) 特点 肉眼不可见，所有物体都会发射红外线，温度越高，发射的红外线越强。温度低于 500 ℃ 的物体只会发射红外线；超过 500 ℃ 的物体既可发射红外线也可发射可见光。
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知3－讲
知识链接
汽车辅助驾驶：全天候环境感知。
1. 恶劣天气驾驶:红外成像技术可穿透雨滴、大雾、沙尘等，探测到数百米外车辆、行人等。
2. 安全预警与自动驾驶：通过温度场图像识别道路障碍(如落石、动物)，触发紧急制动或避让。
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2.红外线的应用
(1) 热 成 像 通过热红外电荷耦合器(热传感器)接收物体发出的红外线，形成温度场图像。红外热成像在军事(如夜间侦察)、工业(如检测设备过热故障)、汽车辅助驾驶(如全天候环境感知)、医学领域(如体温检测)都有广泛的应用。
(2) 遥控与信号传输 家电遥控器(如电视、空调)利用红外线作为信号载体，发送指令控制设备。
知3－讲
知3－练
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我国作为农业大国，每年小麦、玉米、水稻等农作物
收获后会产生数亿吨秸秆。在治理秸秆违规焚烧的工作中，卫星遥感技术凭借其大范围、高精度的监测能力，成为精准定位焚烧源的关键手段，其核心工作原理基于特定的物理特性。
例3
知3－练
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下列关于卫星遥感技术确定焚烧源的分析中正确的是( )
A. 对焚烧源进行拍照，从照片上直接看到焚烧源
B. 监测焚烧源产生的烟雾，从烟雾的多少来确定焚烧源
C. 监测焚烧源的颜色，从遥感照片的颜色来确定焚烧源
D. 监测焚烧源的温度，通过捕捉高温物体发出的红外线来确定焚烧源
知3－练
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解析： 由于温度不同的物体发出的红外线的强弱不同，卫星遥感是通过感知物体发出的红外线来工作的。
答案：D
知3－练
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特别提醒
1. 所有物体(温度高于绝对零度)都会向外辐射红外线，温度越高，辐射的红外线越强。
2. 红外线属于不可见光，但可通过特殊仪器(如红外传感器)检测到。
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知4－讲
知识点
高频电磁波与医疗
4
1.γ 射线的特性与用途
(1) 特性 能量高、穿透力强。
(2) 医 疗 应 用 伽马刀治疗，定向高能射线精准破坏病灶(类似“用放大镜聚焦阳光点火”)。
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知4－讲
2.激光的特性与用途
(1) 特性 单色性好、方向性强、亮度高。
(2) 应用
①矫正近视手术 通过激光精确切削角膜，调整眼球屈光度；
②精密焊接、精密模具加工；
③核聚变研究。
知4－讲
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知识拓展
高频电磁波通过以下两种主要方式作用于人体组织：
热效应：电磁波能量被组织吸收后转化为热能，可促进血液循环、消炎镇痛等。
非热效应：电磁波通过干扰细胞膜电位、离子通道活性，调节神经功能或抑制病原体等。
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知4－练
我国高海拔宇宙线观测站“拉索”(LHAASO)正式发
布了迄今最亮的伽马射线暴— GRB 221009A的高能伽马辐射的精确能谱。伽马射线的频率超过
3×1019 Hz，有极强的穿透本领，对细胞有杀伤力。
例4
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知4－练
下列关于伽马射线说法不正确的是( )
A. 伽马射线是一种电磁波
B. 伽马射线在真空中的传播速度约为 3×108 m/s
C. 伽马射线的振动周期超过 3×10-19 s
D. 医疗上可以用伽马射线治疗肿瘤
知4－练
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解析： 伽马射线的频率超过 3×1019 Hz，所以伽马射线的振动周期约为 T= ≈3.3×10-20 s，没有超过 3×10-19 s，故 C 错误，符合题意。
答案：C
知4－练
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知识链接
频率与周期的关系： T= 。
频率越高，周期越短。
电磁波的
应用
无线电广播与电视
卫星通信
电磁波的应用
成像与检测
医疗

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