4.3-4.4無線電波的發(fā)射和接收、電磁波譜 課件-高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊

在普通的LC振蕩電路中，電場主要集中在電容器的極板之間，磁場主要集中在線圈內(nèi)部。在電磁振蕩的過程中，電場能和磁場能主要是在電路內(nèi)互相轉(zhuǎn)化，輻射出去的能量很少，怎樣才能有效地發(fā)射電磁波呢？新課導(dǎo)入4.3無線電波的發(fā)射和接收

4.4電磁波譜學(xué)習(xí)任務(wù)一學(xué)習(xí)任務(wù)一無線電波的發(fā)射在電磁波發(fā)射技術(shù)中，使載波隨各種信號而改變的技術(shù)叫作調(diào)制。使高頻電磁波的振幅隨信號的強(qiáng)弱而變，這種調(diào)制叫作調(diào)幅（AM）。使高頻電磁波的頻率隨信號的強(qiáng)弱而變，這種調(diào)制叫作調(diào)頻（FM）。[物理觀念]學(xué)習(xí)任務(wù)一學(xué)習(xí)任務(wù)一無線電波的發(fā)射有效發(fā)射電磁波的條件和方法第一：要有足夠高的振蕩頻率。

振蕩電路向外界輻射能量的本領(lǐng)，與振蕩頻率密切相關(guān)。頻率越高，發(fā)射電磁波的本領(lǐng)就越大。①減小電容C：增大板間距d，減小正對面積S②減小自感系數(shù)L

第二：振蕩電路的電場和磁場必須分散到盡可能大的空間，這樣才能有效地把能量輻射出去。[物理觀念]學(xué)習(xí)任務(wù)一學(xué)習(xí)任務(wù)一無線電波的發(fā)射[物理觀念]無線電的發(fā)射全過程調(diào)制器放大器例1

[2023·鎮(zhèn)海中學(xué)期中]如圖所示為無線電波實際發(fā)射過程的示意圖,如圖甲、乙、丙所示為發(fā)射過程產(chǎn)生的電流圖像,關(guān)于這三種圖像,下列說法中錯誤的是(

)A.圖甲為高頻振蕩器產(chǎn)生的高頻等幅振蕩B.圖乙為人對著話筒說話時產(chǎn)生的低頻信號C.圖丙表示高頻電磁波的振幅隨信號的強(qiáng)弱而變D.圖丙表示高頻電磁波的頻率隨信號的強(qiáng)弱而變學(xué)習(xí)任務(wù)一學(xué)習(xí)任務(wù)一無線電波的發(fā)射D學(xué)習(xí)任務(wù)一[解析]

圖乙為人對著話筒說話時產(chǎn)生的低頻信號,選項B正確;由高頻振蕩器產(chǎn)生的高頻振蕩電流如圖甲所示,選項A正確;圖丙的調(diào)制方法是調(diào)幅,可以使載波的振幅隨信號的強(qiáng)弱而變,選項C正確,D錯誤.1.電磁波的調(diào)制2.電磁波的發(fā)射過程示意圖學(xué)習(xí)任務(wù)一調(diào)制在電磁波發(fā)射技術(shù)中,使載波隨各種信號而改變的技術(shù)方式調(diào)幅使高頻電磁波的振幅隨信號的強(qiáng)弱而變的調(diào)制技術(shù)調(diào)頻使高頻電磁波的頻率隨信號的強(qiáng)弱而變的調(diào)制技術(shù)[物理觀念]如圖所示是我們常用的收音機(jī)中與調(diào)臺旋鈕相連的一個電子器件,它由兩組鋁片組成,一組鋁片固定,稱為靜片;另一組鋁片可以旋轉(zhuǎn),稱為動片.收音機(jī)調(diào)臺時就是調(diào)節(jié)旋鈕改變動片與靜片的正對面積,從而實現(xiàn)選臺目的.你知道調(diào)節(jié)旋鈕改變的是什么嗎?調(diào)節(jié)的目的又是什么?學(xué)習(xí)任務(wù)二學(xué)習(xí)任務(wù)二無線電波的接收[答案]

兩組鋁片組成一個可變電容器,調(diào)節(jié)旋鈕,改變電容器極板的正對面積,從而改變電容器的電容.它是振蕩電路的一部分,調(diào)節(jié)電容C,可以改變振蕩頻率.當(dāng)LC回路振蕩頻率與待接收的電磁波頻率相同時,這個頻率的電磁波就能在調(diào)諧電路里激起較強(qiáng)的感應(yīng)電流,從而將需要的電臺信號選出來.[物理觀念]學(xué)習(xí)任務(wù)二學(xué)習(xí)任務(wù)二無線電波的接收1.接收原理和設(shè)備②設(shè)備：接收天線①原理:電磁感應(yīng)現(xiàn)象接收天線各種信號[物理觀念]學(xué)習(xí)任務(wù)二學(xué)習(xí)任務(wù)二無線電波的接收2.篩選裝置

當(dāng)接收電路的固有頻率跟收到的電磁波的頻率相同時，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)，這種現(xiàn)象叫做電諧振。

f=f0調(diào)諧電路調(diào)諧：使接收電路發(fā)生電諧振的過程[物理觀念]學(xué)習(xí)任務(wù)二學(xué)習(xí)任務(wù)二無線電波的接收調(diào)諧器解調(diào)器放大電路天線無線電的接收全過程[實驗探究]學(xué)習(xí)任務(wù)二學(xué)習(xí)任務(wù)二無線電波的接收無線電波的發(fā)射與接收例2

[2023·北侖中學(xué)月考]某同學(xué)自己繞制天線線圈,制作一個簡單的收音機(jī),用來收聽中波無線電廣播,初步制作后發(fā)現(xiàn)有一個頻率最高的中波電臺收不到,但可以接收其他中波電臺,適當(dāng)調(diào)整后,去戶外使用,假設(shè)空間中存在波長分別為290m、397m、566m的無線電波,下列說法正確的是(

)A.為了能收到頻率最高的中波電臺,應(yīng)增加線圈的匝數(shù)B.為更好接收290m的無線電波,應(yīng)把收音機(jī)的調(diào)諧頻率調(diào)到756kHzC.使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫作解調(diào)D.為了能接收到長波,應(yīng)把電路中電容器的電容調(diào)大一點學(xué)習(xí)任務(wù)二D

學(xué)習(xí)任務(wù)二變式1

在無線電廣播的接收中,調(diào)諧和解調(diào)是兩個必須經(jīng)歷的過程.下列關(guān)于接收過程的順序正確的是(

)A.調(diào)諧→高頻放大→解調(diào)→音頻放大B.解調(diào)→高頻放大→調(diào)諧→音頻放大C.調(diào)諧→音頻放大→解調(diào)→高頻放大D.解調(diào)→音頻放大→調(diào)諧→高頻放大學(xué)習(xí)任務(wù)二A[解析]

調(diào)諧是從眾多的電磁波中選出所需頻率的高頻信號,然后進(jìn)行高頻放大,再從放大后的高頻信號中還原出高頻信號所承載的低頻聲音信號,最后將這些低頻聲音信號放大后通過揚(yáng)聲器播放出來,故A正確.電磁波的發(fā)射、傳播和接收過程(1)調(diào)幅和調(diào)頻是調(diào)制的兩種方式,檢波是解調(diào)的一種特例,調(diào)諧則是解調(diào)的必要條件.(2)調(diào)幅和調(diào)頻都是調(diào)制過程,解調(diào)是調(diào)制的逆過程.(3)電諧振就是電磁振蕩中的“共振”.(4)調(diào)諧與電諧振不同,電諧振是一個物理現(xiàn)象,而調(diào)諧則是一個操作過程.學(xué)習(xí)任務(wù)二學(xué)習(xí)任務(wù)三學(xué)習(xí)任務(wù)三電磁波譜[物理觀念]無線電波：技術(shù)上把波長大于1mm（頻率低于300GHz）的電磁波稱作無線電波。學(xué)習(xí)任務(wù)三學(xué)習(xí)任務(wù)三電磁波譜[物理觀念]無線電波的波段劃分與用途學(xué)習(xí)任務(wù)三學(xué)習(xí)任務(wù)三電磁波譜[物理觀念]學(xué)習(xí)任務(wù)三學(xué)習(xí)任務(wù)三電磁波譜[物理觀念]紅外線：波長比無線電波短，比可見光長。一切物體都在不停地輻射紅外線，物體溫度越高，輻射的紅外線越強(qiáng)。學(xué)習(xí)任務(wù)三學(xué)習(xí)任務(wù)三電磁波譜[物理觀念]紅外線：波長比無線電波短，比可見光長。特性：一切物體都在不停地輻射紅外線，物體溫度越高，輻射的紅外線越強(qiáng)。學(xué)習(xí)任務(wù)三學(xué)習(xí)任務(wù)三電磁波譜[物理觀念]紅外線的應(yīng)用：紅外線夜視儀紅外線遙感紅外線加熱紅外線遙控學(xué)習(xí)任務(wù)三學(xué)習(xí)任務(wù)三電磁波譜[物理觀念]可見光：波長在700nm~400nm；1.可分為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七色光。2.可被視網(wǎng)膜感知。頻率4.3×1014~7.5×1014Hz3.各色可見光在真空中的波長和頻率學(xué)習(xí)任務(wù)三學(xué)習(xí)任務(wù)三電磁波譜[物理觀念]紫外線：波長在400nm~5nm；頻率7.5×1014~6.0×1016Hz特性：有較高的能量，足以破壞細(xì)胞核中的物質(zhì)。學(xué)習(xí)任務(wù)三學(xué)習(xí)任務(wù)三電磁波譜[物理觀念]紫外線的作用滅菌消毒熒光效應(yīng)學(xué)習(xí)任務(wù)三學(xué)習(xí)任務(wù)三電磁波譜[物理觀念]x射線γ射線：波長比紫外線更短的電磁波。特性：有比紫外線更高的能量，有很強(qiáng)的穿透作用。例3

[2023·安吉中學(xué)月考]電磁波在生活中有廣泛的應(yīng)用,下列應(yīng)用的電磁波中,按波長由長到短排列正確的是(

)A.遙控器、手機(jī)、消毒柜、胸透B.手機(jī)、遙控器、消毒柜、胸透C.遙控器、胸透、手機(jī)、消毒柜D.遙控器、手機(jī)、消毒柜、胸透學(xué)習(xí)任務(wù)三學(xué)習(xí)任務(wù)三電磁波譜[解析]

手機(jī)采用的是無線電波,遙控器利用了紅外線,紫外線具有很強(qiáng)的消毒作用,X射線具有穿透性、熒光性和攝影效應(yīng)的特性,所以可以用來做胸透,電磁波譜按波長由長到短依次為無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線,故B正確.B變式2

下列說法中正確的是(

)A.各種電磁波中最容易表現(xiàn)出干涉和衍射現(xiàn)象的是γ射線B.紅外線有顯著的熱效應(yīng),紫外線有顯著的化學(xué)作用C.X射線的穿透本領(lǐng)比γ射線的強(qiáng)D.低溫物體不能輻射紅外線學(xué)習(xí)任務(wù)三B[解析]

干涉和衍射現(xiàn)象是光的波動性的體現(xiàn),波長越長,越容易表現(xiàn)出波動性,而γ射線波長最短,故A錯誤;紅外線有顯著的熱效應(yīng),紫外線有顯著的化學(xué)作用,故B正確;電磁波的頻率越高,穿透本領(lǐng)越強(qiáng),故C錯誤;一切物體都能輻射紅外線,故D錯誤.變式3

(多選)[2020·江蘇卷]電磁波廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代醫(yī)療中.下列屬于電磁波應(yīng)用的醫(yī)用器械有(

)A.殺菌用的紫外燈B.拍胸片的X光機(jī)C.治療咽喉炎的超聲波霧化器D.檢查血流情況的“彩超”機(jī)學(xué)習(xí)任務(wù)三AB[解析]

紫外燈用的是紫外線,屬于電磁波;X光機(jī)用的是X射線,屬于電磁波;超聲波屬于機(jī)械波;彩超利用的是聲波的多普勒效應(yīng),也屬于機(jī)械波,不屬于電磁波.1.電磁波譜:把電磁波按波長由大到小的順序排列起來.順序為無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線.它們共同構(gòu)成了范圍廣闊的電磁波譜.學(xué)習(xí)任務(wù)三2.電磁波的共性與個性(1)共性①都遵守公式v=λf,它們在真空中的傳播速度都是c=3.0×108m/s.②它們的傳播都不需要介質(zhì).③它們都具有反射、折射、衍射和干涉的特性.學(xué)習(xí)任務(wù)三(2)個性①不同電磁波的頻率或波長不同,表現(xiàn)出不同的特性,波長越長則越容易產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象,波長越短則穿透能力越強(qiáng).②同頻率的電磁波在不同介質(zhì)中的傳播速度不同.不同頻率的電磁波在同一種介質(zhì)中傳播時,頻率越大,則波速越小.③產(chǎn)生機(jī)理不同.④用途不同.學(xué)習(xí)任務(wù)三3.不同波長電磁波的比較學(xué)習(xí)任務(wù)三

無線電波紅外線可見光紫外線X射線γ射線主要作用通信熱作用視覺作用化學(xué)作用穿透作用貫穿作用應(yīng)用無線電技術(shù)紅外遙感技術(shù)照明、攝影滅菌消毒檢查、探測、透視醫(yī)學(xué)治療、工業(yè)探傷產(chǎn)生機(jī)理振蕩電路中自由電子周期性運(yùn)動產(chǎn)生原子外層電子受激發(fā)而產(chǎn)生原子內(nèi)層電子受激發(fā)而產(chǎn)生原子核受激發(fā)而產(chǎn)生頻率低→高課堂小結(jié)無線電波的發(fā)射和接收電磁波譜課后習(xí)題1.有4個容易混淆的名詞：調(diào)制、調(diào)幅、調(diào)頻、解調(diào)。請設(shè)計一個結(jié)構(gòu)圖來表明它們的關(guān)系，并說明調(diào)幅與調(diào)頻的區(qū)別。課后習(xí)題2.請向你的同學(xué)描述：調(diào)幅波（經(jīng)調(diào)幅后的電磁波）圖像的形狀是怎樣的？描述時，要求用到“載波”“音頻信號”這兩個名詞。課后習(xí)題3.我國第一顆人造衛(wèi)星用20.009MHz和19.995MHz的電磁波發(fā)送信號，求這兩種電磁波的波長。課后習(xí)題4.某同學(xué)自己繞制天線線圈，制作一個最簡單的收音機(jī)，用來收聽中波的無線電廣播。他發(fā)現(xiàn)有一個頻率最高的中波電臺收不到，但可以接收其他中波電臺。為了收到這個電臺，他應(yīng)該增加還是減少線圈的匝數(shù)？說明理由。課后習(xí)題1.我們根據(jù)什么說電磁波是一種物質(zhì)？課后習(xí)題2.波長為0.6μm的紅光，從10m外的交通信號燈傳到你的眼睛，大約需要多長時間？這個距離是波長的多少倍？課后習(xí)題3．某雷達(dá)站正在跟蹤一架飛機(jī)，此時飛機(jī)正朝著雷達(dá)站方向勻速飛來。某一時刻雷達(dá)發(fā)出一個無線電脈沖，經(jīng)200μs