第三章 第3、4节 电磁波谱 电磁波的应用 无线电波的发射、传播和接收.ppt

第3 4节 理解教材新知 把握热点考向 应用创新演练 第三章 知识点一 知识点二 考向二 考向一 随堂基础巩固 课时跟踪训练 考向三 1 在电磁波谱中波长由长到短的排列顺序为 无线电波 红外线 可见光 紫外线 X射线 射线 不同的电磁波 频率不同 特性不同 产生机理也不同 2 要有效地发射电磁波必须具备两个条件 1 开放电路 2 足够高的振荡频率 3 将要传递的信号加到载波上的过程叫调制 调制有调幅和调频两种 4 要接收传递的信号 必须经过调谐和解调过程 调谐过程是选择信号的过程 解调过程是分离有用信号的过程 自学教材 1 电磁波谱按波长 或频率 的顺序把所有电磁波排列起来 称之为 按照波长从长到短依次排列为 电磁波谱 无线 电波 红外线 可见光 紫外线 X射线 射线 2 不同电磁波的比较 重点诠释 1 电磁波的共性 1 它们在本质上都是电磁波 它们的行为服从相同的规律 各波段之间的区别并没有绝对的意义 2 都遵守公式v f 它们在真空中的传播速度都是c 3 0 108m s 3 它们的传播都不需要介质 4 它们都具有反射 折射 衍射和干涉的特性 2 电磁波的个性 1 不同电磁波的频率或波长不同 表现出不同的特性 波长越长越容易产生干涉 衍射现象 波长越短穿透能力越强 2 同频率的电磁波 在不同介质中速度不同 不同频率的电磁波 在同一种介质中传播时 频率越大折射率越大 速度越小 3 产生机理不同 1 电磁波包含了 射线 红外线 紫外线 无线电波等 按波长由长到短的排列顺序是 A 无线电波 红外线 紫外线 射线B 红外线 无线电波 射线 紫外线C 射线 红外线 紫外线 无线电波D 紫外线 无线电波 射线 红外线解析 在电磁波家族中 按波长由长到短分别为无线电波 红外线 可见光 紫外线 X射线 射线等 所以A项对 答案 A 自学教材 1 无线电波的发射 1 有效地向外发射电磁波 振荡电路必须具有的特点 采用电路 用开放电路可以使振荡电路的电磁场尽可能地分散到大的空间 要有足够高的 频率越高 发射电磁波的本领越 开放 振荡频率 大 2 载波 用来 运载 信号的波 3 调制 把传递的信号 加 到上的过程 4 调制分类 调幅 使高频振荡的随信号的强弱而改变的技术 调频 使高频振荡的随信号而改变的调制技术 2 无线电波的传播 1 传播途径 无线电波通常有3种传播途径 地波 天波和空间波 高频等幅 载波 振幅 频率 2 对比 电离层 直线 中波 衍射 反射 3 无线电波的接收 1 接收原理 电磁波在传播过程中如果遇到导体 会在导体中感应出 2 电谐振与调谐 电谐振 当振荡电路的固有频率跟传播来的电磁波的频率时 接收电路中产生的振荡电流的现象 叫电磁谐振 也叫电谐振 调谐 使接收电路产生的过程 3 调谐电路 能够调谐的接收电路 振荡电流 相等 最强 电谐振 重点诠释 1 无线电波的发射和接收过程 2 调幅 和 调频 都是调制过程 1 高频电磁波的振幅随信号的强弱而变的调制方式叫调幅 一般电台的中波 中短波 短波广播以及电视中的图像信号采用调幅波 2 高频电磁波的频率随信号的强弱而变的调制方式叫调频 电台的立体声广播和电视中的伴音信号 采用调频波 3 解调是调制的逆过程声音 图像等信号频率相对较低 不能转化为电信号直接发射出去 而要将这些低频信号加载到高频电磁波信号上去 将声音 图像信号加载到高频电磁波中的过程就是调制 而将声音 图像信号从高频信号中还原出来的过程就是解调 4 调谐的作用世界上有许许多多的无线电台 电视台及各种无线电信号 如果不加选择全部接收下来 那必然是一片混乱 分辨不清 因此接收信号时 首先要从各种电磁波中把我们需要的选出来 通常叫选台 在无线电技术中利用电谐振达到目的 2 为了使需要传递的信息 如声音 图像等 加载在电磁波上发射到远方 必须对振荡电流进行 A 调谐B 放大C 调制D 检波解析 声音 图像信号的频率很低 不能直接发射出去 只有高频电磁波才能向外发射 所以要用高频带着低频向外发射 而把低频信号加到高频电磁波上去的过程叫调制 故应选C 答案 C 例1 下列有关电磁波的说法中正确的是 A 电磁波谱中最难发生衍射的是无线电波B 电磁波谱中最难发生衍射的是 射线C 频率大于可见光的电磁波表现为沿直线传播D 以上说法都不正确 解析 波长越长 越容易发生衍射现象 在电磁波中 无线电波波长最长 射线的波长最短 故选项A错误 B正确 波长越短 频率越大的电磁波 其衍射现象不明显 传播的直线性越好 故C项正确 答案 BC 借题发挥 掌握电磁波不但要掌握它们的排列顺序 还应掌握部分电磁波的波长 频率 界线 如无线电波 红外线 紫外线等 还要了解有些电磁波间没有明显界线而重叠 如紫外线与X射线 X射线与 射线间 1 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 可见光是原子的外层电子受激发后产生的C 伦琴射线和 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 波长越长的无线电波波动性越显著 干涉 衍射现象易发生 从电磁波产生的机理可知 射线是原子核受激发后产生的 不论物体温度高低如何 都能辐射红外线 物体的温度越高 它辐射的红外线越强 选项A B正确 答案 AB 例2 某一战斗机正以一定的速度朝雷达的正上方水平匀速飞行 已知雷达发射相邻两次电磁波之间的时间间隔为5 10 4s 某时刻在雷达荧光屏上显示的波形如图3 3 1 a 所示 t 173s后雷达向正上方发射和接收的波形如图3 3 1 b 所示 雷达监视相邻刻线间表示的时间间隔为10 4s 电磁波的传播速度为c 3 108m s 则该战斗机的飞行速度大约为多少 图3 3 1 思路点拨 解答本题时应注意以下两点 1 飞机与雷达的位置关系 2 飞机与雷达的距离与飞机位移的关系 答案 335m s 借题发挥 雷达侦察问题的解决方法 电磁波在空中的传播可认为等于真空中的光速c 由波速 波长和频率三者间的关系可求得频率 根据雷达荧光屏上发射波形和反射波形间的间隔 即可求得侦察距离 为此反射波必须在下一个发射波发出前到达雷达接收器 可见 雷达的最大侦察距离应等于电磁波在雷达发射相邻两个脉冲的间隔时间内传播距离的一半 2 对于雷达指示器的荧光屏上出现的尖形波如图3 3 2所示 下列说法正确的是 两个尖形波都是雷达向目标发射的无线电波形成的 两个尖形波都是雷达收到反射回来的无线电波形成的 第一个尖形波是雷达向目标发射的无线电波形成的 第二个尖形波是雷达收到反射回来的无线电波形成的A B C D 图3 3 2 解析 第一个尖形波振幅大能量大 是发射的无线电波形成的 第二个尖形波振幅小 能量小 是反射回来的无线电波形成的 故C正确 答案 C 例3 如图3 3 3所示 是一个调谐接收电路 a b c 为电路中的电流随时间变化的图像 则 A i1是L1中的电流图像B i1是L2中的电流图像C i2是L2中的电流图像D i3是流过耳机的电流图像 思路点拨 解答本题时应注意以下四点 1 电谐振的原理 2 电磁感应 3 电磁波的接收过程 4 晶体二极管的作用 解析 L1中由于电磁感应 产生的感应电动势的图像是同 a 图相似的 但是由于L2和D串联 所以当L2的电压与D反向时 电路不通 因此这时L2没有电流 所以L2中的电流图像应是 b 图 高频部分通过C2 通过耳机的电流如同 c 图中的i3 只有低频的音频电流 故选项A C D正确 答案 ACD 借题发挥 1 L1和C1组成的回路为调谐电路 其作用是选出携带所需信号的电磁波 2 L2 C2和D构成检波回路 其作用是去掉高频信号 选出所需的低频信号 3 如图3 3 4所示为收音机接收电磁波的电路 由线圈L1与可变电容器C1组成 它相当于一个LC振荡电路 当各个无线电台发射的电磁波都通过磁棒后 会在L1中不同程度地产生感应电流 振荡电流