2017 2018高中物理33 34無線電通信電磁波家族課件滬科版選修3 4

1、第3章 電磁場與電磁波 3.3-3.4 無線電通信 電磁波家族 學(xué)習(xí)目標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)定位 1.了解無線電波的發(fā)射、傳播和接收過程了解無線電波的發(fā)射、傳播和接收過程. 2.知道調(diào)制、調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)諧、檢波等概念知道調(diào)制、調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)諧、檢波等概念. 3.了解電磁波譜的組成及其各波段的主要特征和主要了解電磁波譜的組成及其各波段的主要特征和主要作用作用. 知識儲備區(qū) 知識鏈接知識鏈接 1.干涉干涉 衍射衍射 跟波長差不多跟波長差不多 比波長小比波長小 知識儲備區(qū) 新知呈現(xiàn)新知呈現(xiàn) 2.電電 低低 低低 調(diào)制器調(diào)制器 振蕩器振蕩器 高高 發(fā)射塔發(fā)射塔 3.地波地波 天波天波 直線直線 較長較長 地波

2、地波 較短較短 天波天波 更短更短 直線直線 4.電磁波譜電磁波譜 紅外線紅外線 紫外線紫外線 X射線射線 學(xué)習(xí)探究區(qū) 一、無線電波的發(fā)射一、無線電波的發(fā)射 二、無線電波的接收二、無線電波的接收 三、電磁波譜三、電磁波譜 一、無線電波的發(fā)射 問題設(shè)計問題設(shè)計 1.廣播電臺的播音是聲音信號，這種信號是怎樣發(fā)射出去廣播電臺的播音是聲音信號，這種信號是怎樣發(fā)射出去的呢？的呢？ 答案答案 先將聲音信號轉(zhuǎn)變成電信號，再將此電信號加載到先將聲音信號轉(zhuǎn)變成電信號，再將此電信號加載到高頻信號上，并進行放大，再通過發(fā)射塔發(fā)射出去高頻信號上，并進行放大，再通過發(fā)射塔發(fā)射出去. 2.你知道無線電波的傳播方式有哪些嗎

3、？你知道無線電波的傳播方式有哪些嗎？ 答案答案 地波、天波和直線傳播等地波、天波和直線傳播等. 要點提煉要點提煉 1.無線電波的發(fā)射無線電波的發(fā)射 (1)無線電廣播信號的發(fā)射過程無線電廣播信號的發(fā)射過程 聲音聲音 信號信號 低頻低頻 信號信號 音頻放大器音頻放大器 調(diào)制調(diào)制調(diào)調(diào) 調(diào)幅調(diào)幅 信號信號 高頻放高頻放 高頻高頻 制制 大器大器 信號信號 器器 調(diào)頻調(diào)頻 振蕩器振蕩器 發(fā)發(fā) 發(fā)發(fā) 射射 射射 器器 (2)振蕩器的作用：產(chǎn)生等幅高頻信號振蕩器的作用：產(chǎn)生等幅高頻信號 (3)無線電波的調(diào)制無線電波的調(diào)制 調(diào)制調(diào)制 在電磁波發(fā)射技術(shù)中，使電磁波隨各種信號在電磁波發(fā)射技術(shù)中，使電磁波隨各種信號

4、而改變的技術(shù)而改變的技術(shù) 調(diào)幅調(diào)幅 使高頻電磁波的使高頻電磁波的 振幅振幅 隨低頻信號的強弱而隨低頻信號的強弱而分分 (AM) 變化的調(diào)制技術(shù)變化的調(diào)制技術(shù) 類類 調(diào)頻調(diào)頻 使高頻電磁波的使高頻電磁波的 頻率頻率 隨低頻信號的強弱而隨低頻信號的強弱而(FM) 變化的調(diào)制技術(shù)變化的調(diào)制技術(shù) 2.無線電波的傳播方式無線電波的傳播方式 頻率頻率有關(guān)，主要有關(guān)，主要 無線電波的傳播方式與其自身的無線電波的傳播方式與其自身的波長波長 或或 直線直線 傳播三種方式傳播三種方式. 地波地波 傳播、傳播、 天波天波 傳播和傳播和 有有 延伸思考延伸思考 電臺在發(fā)射聲音信號時，為什么不直接將聲音信號轉(zhuǎn)電臺在發(fā)射

5、聲音信號時，為什么不直接將聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栔苯影l(fā)射出去，而是加載到高頻信號中發(fā)變?yōu)殡娦盘栔苯影l(fā)射出去，而是加載到高頻信號中發(fā)射呢？射呢？ 答案答案 電臺向外發(fā)射電磁波，要有足夠高的頻率，而電臺向外發(fā)射電磁波，要有足夠高的頻率，而聲音信號頻率較低，直接把其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柡螅l(fā)射聲音信號頻率較低，直接把其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柡?，發(fā)射能力較低，而把它加載到高頻信號中后就提高了發(fā)射能力較低，而把它加載到高頻信號中后就提高了發(fā)射能力能力. 例例1 下列對無線電廣播要對電磁波進行調(diào)制的原因的下列對無線電廣播要對電磁波進行調(diào)制的原因的說法正確的是說法正確的是( ) A.經(jīng)過調(diào)制后的高頻電磁波向外輻射能量的本領(lǐng)更強

6、經(jīng)過調(diào)制后的高頻電磁波向外輻射能量的本領(lǐng)更強 B.經(jīng)過調(diào)制后的電磁波在空間傳播得更快經(jīng)過調(diào)制后的電磁波在空間傳播得更快 C.經(jīng)過調(diào)制后的電磁波在空間傳播波長不變經(jīng)過調(diào)制后的電磁波在空間傳播波長不變 D.經(jīng)過調(diào)制后的電磁波在空間傳播波長改變經(jīng)過調(diào)制后的電磁波在空間傳播波長改變 解析解析 調(diào)制是把要發(fā)射的信號調(diào)制是把要發(fā)射的信號 “加加”到高頻等幅振蕩到高頻等幅振蕩上去，頻率越高，傳播信息能力越強，上去，頻率越高，傳播信息能力越強，A對；對； 電磁波在空氣中傳播速度不變，電磁波在空氣中傳播速度不變，B錯；錯； 由由vf知，波長與波速和傳播頻率有關(guān)，知，波長與波速和傳播頻率有關(guān)，C錯，錯，D對對.

7、答案答案 AD 例例2 關(guān)于無線電波的傳播，下列說法正確的是關(guān)于無線電波的傳播，下列說法正確的是( ) A.發(fā)射出去的電磁波，可以傳到無限遠處發(fā)射出去的電磁波，可以傳到無限遠處 B.無線電波遇到導(dǎo)體，就可以在導(dǎo)體中激起同頻率的振無線電波遇到導(dǎo)體，就可以在導(dǎo)體中激起同頻率的振 蕩電流蕩電流 C.波長越短的電磁波，越接近直線傳播波長越短的電磁波，越接近直線傳播 D.移動電話是利用無線電波進行通信的移動電話是利用無線電波進行通信的 解析解析 無線電波在傳播過程中，遇到障礙物就會被吸收無線電波在傳播過程中，遇到障礙物就會被吸收一部分，遇到導(dǎo)體，會在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生渦流一部分，遇到導(dǎo)體，會在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生渦流(同

8、頻率的振蕩同頻率的振蕩電流電流)，故，故A錯、錯、B正確正確. 波長越短，傳播方式越接近光的直線傳播，移動電話發(fā)波長越短，傳播方式越接近光的直線傳播，移動電話發(fā)射或接收的電磁波屬于無線電波的高頻段射或接收的電磁波屬于無線電波的高頻段.故故C、D正確正確. 答案答案 BCD 二、無線電波的接收 問題設(shè)計問題設(shè)計 在我們周圍彌漫著各種電臺、電視臺及無線電設(shè)備發(fā)在我們周圍彌漫著各種電臺、電視臺及無線電設(shè)備發(fā)出的電磁波，我們?nèi)粝胧章犇骋浑娕_的廣播時，需要出的電磁波，我們?nèi)粝胧章犇骋浑娕_的廣播時，需要調(diào)節(jié)收音機的旋鈕選臺，你知道調(diào)節(jié)收音機的旋鈕選臺，你知道“選臺選臺”的作用嗎？的作用嗎？ 答案答案 “選

9、臺選臺”是為了使想收聽的某一電臺發(fā)射的電是為了使想收聽的某一電臺發(fā)射的電磁波的頻率與收音機的接收電路的固有頻率相同磁波的頻率與收音機的接收電路的固有頻率相同. 要點提煉要點提煉 1.無線電波的接收原理：電磁波在空間的傳播過程中如無線電波的接收原理：電磁波在空間的傳播過程中如感應(yīng)電流感應(yīng)電流 ，因此，空，因此，空果遇到導(dǎo)體，就會使導(dǎo)體中產(chǎn)生果遇到導(dǎo)體，就會使導(dǎo)體中產(chǎn)生 間中的導(dǎo)體可以用來接收電磁波間中的導(dǎo)體可以用來接收電磁波. 2.電諧振與調(diào)諧電諧振與調(diào)諧 固有頻率固有頻率 跟收到的電磁波的跟收到的電磁波的 (1)電諧振：當(dāng)接收電路的電諧振：當(dāng)接收電路的 頻率頻率 相同時，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電

10、流最強的現(xiàn)象相同時，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強的現(xiàn)象. 電諧振電諧振 的過程的過程.它使我們從諸它使我們從諸(2)調(diào)諧：使接收電路產(chǎn)生調(diào)諧：使接收電路產(chǎn)生 多電磁波中挑選出某一頻率的電磁波多電磁波中挑選出某一頻率的電磁波. 3.檢波：從接收到的高頻振蕩信號中檢波：從接收到的高頻振蕩信號中“檢檢”出所承載的出所承載的 低頻信號低頻信號 的過程的過程. 例例3 關(guān)于電磁波的接收，下列說法正確的是關(guān)于電磁波的接收，下列說法正確的是( ) A.當(dāng)處于電諧振時，所有的電磁波仍能在接收電路中產(chǎn)當(dāng)處于電諧振時，所有的電磁波仍能在接收電路中產(chǎn) 生感應(yīng)電流生感應(yīng)電流 B.當(dāng)處于電諧振時，只有被接收的電磁波才能

11、在接收電當(dāng)處于電諧振時，只有被接收的電磁波才能在接收電 路中產(chǎn)生感應(yīng)電流路中產(chǎn)生感應(yīng)電流 C.由調(diào)諧電路接收的感應(yīng)電流，再經(jīng)過耳機就可以聽到由調(diào)諧電路接收的感應(yīng)電流，再經(jīng)過耳機就可以聽到 聲音了聲音了 D.由調(diào)諧電路接收的感應(yīng)電流，再經(jīng)過檢波、放大，通由調(diào)諧電路接收的感應(yīng)電流，再經(jīng)過檢波、放大，通 過耳機才可以聽到聲音過耳機才可以聽到聲音 解析解析 當(dāng)處于電諧振時，所有的電磁波仍能在接收電當(dāng)處于電諧振時，所有的電磁波仍能在接收電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，只不過頻率跟諧振電路固有頻率路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，只不過頻率跟諧振電路固有頻率相等的電磁波，在接收電路中激發(fā)的感應(yīng)電流最強相等的電磁波，在接收電路中激發(fā)的

12、感應(yīng)電流最強.由由調(diào)諧電路接收的感應(yīng)電流，要再經(jīng)過檢波調(diào)諧電路接收的感應(yīng)電流，要再經(jīng)過檢波(也就是調(diào)制也就是調(diào)制的逆過程的逆過程)、放大，通過耳機才可以聽到聲音，故正確、放大，通過耳機才可以聽到聲音，故正確答案為答案為A、D. 答案答案 AD 返回返回 三、電磁波譜 問題設(shè)計問題設(shè)計 電磁波是一個大家庭，在生產(chǎn)、生活中有廣泛的應(yīng)用，電磁波是一個大家庭，在生產(chǎn)、生活中有廣泛的應(yīng)用，你能舉一些應(yīng)用電磁波的例子嗎？你能舉一些應(yīng)用電磁波的例子嗎？ 答案答案 紅外線攝影、紅外線體溫計、利用紫外線工作紅外線攝影、紅外線體溫計、利用紫外線工作的驗鈔機、微波爐利用微波加熱食物、電視信號的傳的驗鈔機、微波爐利用

13、微波加熱食物、電視信號的傳播、醫(yī)學(xué)上的透視播、醫(yī)學(xué)上的透視 要點提煉要點提煉 不同電磁波的特點及應(yīng)用不同電磁波的特點及應(yīng)用 電磁電磁 無線無線波譜波譜 電波電波 紅外線紅外線 可見光可見光 紫外線紫外線 X射線射線 射線射線 頻率頻率 由左向右，頻率變化為由由左向右，頻率變化為由 小小 到到 大大 真空中真空中 由左向右，波長變化為由由左向右，波長變化為由 長長 到到 短短 波長波長 特性特性 波動波動 熱效熱效 性強性強 應(yīng)強應(yīng)強 化學(xué)作用，化學(xué)作用，穿透穿透感光感光 穿透穿透 熒光效應(yīng)熒光效應(yīng)力最力最性強性強 力強力強 強強 強強 日光燈、日光燈、 檢查、檢查、加加 照明、照明、通信廣播、

14、通信廣播、 遙測、遙測、 殺菌、防殺菌、防 探測、探測、探測、探測、熱熱 、紅外、紅外 照相照相用途用途 電視、雷電視、雷 偽、治療偽、治療 透視、透視、 治療治療 達、導(dǎo)航達、導(dǎo)航 攝像、紅攝像、紅 等等 皮膚病等皮膚病等 治療治療 外制導(dǎo)外制導(dǎo) 紅外遙感紅外遙感 、 例例4 下面列出一些醫(yī)療器械的名稱和這些器械運用的下面列出一些醫(yī)療器械的名稱和這些器械運用的物理現(xiàn)象，請將相應(yīng)的字母填寫在運用這種現(xiàn)象的醫(yī)物理現(xiàn)象，請將相應(yīng)的字母填寫在運用這種現(xiàn)象的醫(yī)療器械后面的空格上療器械后面的空格上. D (1)X光機，光機， .解析解析 X光機是用來透視人體內(nèi)部器官的，因此需要具光機是用來透視人體內(nèi)部器

15、官的，因此需要具有較強穿透力的電磁波，但又不能對人體造成太大的有較強穿透力的電磁波，但又不能對人體造成太大的傷害，因此采用了穿透能力比較強又不會給人體造成傷害，因此采用了穿透能力比較強又不會給人體造成太大的傷害的太大的傷害的X射線，故選擇射線，故選擇D. C (2)紫外線燈，紫外線燈， .解析解析 紫外線燈主要是用來殺菌的，因此它應(yīng)用的是紫外線燈主要是用來殺菌的，因此它應(yīng)用的是紫外線的殺菌作用而非熒光作用，故選擇紫外線的殺菌作用而非熒光作用，故選擇C. (3)理療醫(yī)用理療醫(yī)用“神燈神燈”照射傷口，可使傷口愈合得較好照射傷口，可使傷口愈合得較好.這里的這里的“神燈神燈”是利用是利用 . A.光的

16、全反射光的全反射 B.紫外線具有很強的熒光作用紫外線具有很強的熒光作用 C.紫外線具有殺菌消毒作用紫外線具有殺菌消毒作用 D.X射線的很強的穿透力射線的很強的穿透力 E.紅外線具有顯著的熱效應(yīng)紅外線具有顯著的熱效應(yīng) F.紅外線波長較長，易發(fā)生衍射紅外線波長較長，易發(fā)生衍射 解析解析 “神燈神燈”又稱紅外線燈，主要是用于促進局部又稱紅外線燈，主要是用于促進局部血液循環(huán)，它利用的是紅外線的熱效應(yīng)，使人體局部血液循環(huán)，它利用的是紅外線的熱效應(yīng)，使人體局部受熱，血液循環(huán)加快，故選擇受熱，血液循環(huán)加快，故選擇E. 答案答案 E 返回返回 課堂要點小結(jié) 發(fā)射過程發(fā)射過程 振蕩器的作用：產(chǎn)生等幅高頻信號振蕩

17、器的作用：產(chǎn)生等幅高頻信號 無線電波無線電波 調(diào)調(diào) 作用：把低頻信號加載到高頻信號上作用：把低頻信號加載到高頻信號上 調(diào)幅調(diào)幅 制制 的發(fā)射的發(fā)射 調(diào)制調(diào)制 調(diào)頻調(diào)頻 器器 1.無線電無線電 地波地波 通信通信 無線電波的傳播方式無線電波的傳播方式 天波天波 直線傳播直線傳播 接收原理接收原理 無線電波的接收無線電波的接收 調(diào)諧調(diào)諧 檢波檢波 課堂要點小結(jié) 波譜劃分為六個波段：無線電波、紅外線、可見光、紫波譜劃分為六個波段：無線電波、紅外線、可見光、紫 外線、外線、X射線、射線、射線射線 無線電波：通訊、廣播等無線電波：通訊、廣播等 2.電磁電磁 紅外線：紅外遙感、紅外高空攝影紅外線：紅外遙感

18、、紅外高空攝影 波譜波譜 部分電磁波部分電磁波 可見光：照明、照相可見光：照明、照相,紫外線：殺菌、防偽紫外線：殺菌、防偽 的主要應(yīng)用的主要應(yīng)用 X射線：透視、檢查部件的裂紋和氣孔射線：透視、檢查部件的裂紋和氣孔 射線：探測、治療射線：探測、治療 返回返回 自我檢測區(qū) 1 2 3 1 2 3 1.一臺最簡單的收音機，除了接收天線和揚聲器外，至一臺最簡單的收音機，除了接收天線和揚聲器外，至少還必須具備下列哪幾個單元電路少還必須具備下列哪幾個單元電路( AD ) A.調(diào)諧電路調(diào)諧電路 C.振蕩電路振蕩電路 B.調(diào)制電路調(diào)制電路 D.檢波電路檢波電路 解析解析 簡單的收音機是電磁波的接收裝置，因此需要簡單的收音機是電磁波的接收裝置，因此需要有調(diào)諧電路和檢波電路有調(diào)諧電路和檢波電路. 1 2 3 2.紅外線、紫外線、無線電波、可見光、紅外線、紫外線、無線電波、可見光、射線、倫琴射線射線、倫琴射線按波長由大到小的排列順序是按波長由大到小的排列順序是( A ) A.無線電波、紅外線、可見光、紫外線、倫琴射線、無線電波、紅外線、可見光、紫外線、倫琴射線、射線射線 B.紅外線、可見光、紫外線、無線電波、紅外線、可見光、紫外線、無線電波、射線、倫琴射線射線、倫琴射線 C.射線、倫琴射線、紫外線、可見光、紅外線、無線電波射線、倫琴射線、紫外線、可見