人教版选修11 电磁波谱 电磁波的发射和接收 信息化社会 第1课时 学案.docx

4.2电磁波谱4.3电磁波的发射和接收4.4信息化社会学习目标：1.了解有效地发射电磁波的两个条件.2.了解调制、调幅、调频、调谐、解调、电谐振在电磁波发射、接收过程中的作用.3.了解电磁波的应用和在科技、经济、社会发展中的作用.4.知道电磁波谱以及各波段的特性和主要作用 重点：了解有效地发射电磁波的两个条件，了解调制、调幅、调频、调谐、解调、电谐振在电磁波发射、接收过程中的作用难点：知道电磁波谱以及各波段的特性和主要作用预习新课：一、电磁波的发射和接收问题设计1如今在我们周围的空间充满了各种频率不同、传递信息各异的电磁波，这些电磁波是如何发射出去的呢？收音机、电视机、手机又是如何检索出需要的电磁波呢？答案电磁波由巨大的开放电路发射出去，通过调谐选择出需要的电信号，通过解调还原出声音或图象2电台发射的信号，如声音信号，为什么不直接将声音信号转化为电信号发射出去，而是加载到高频信号中发射呢？答案因为声音信号频率较低，而电台要向远处发射电磁波，要有足够高的频率实践证明，只有提高发射频率才能提高发射能力，高频电磁波就是那些有用的低频信号的“载体”，而把频率较低的信号加载到高频电磁波上去的过程就是调制过程要点提炼无线电波的发射和接收过程1电磁波的发射(1)有效地向外发射电磁波时，振荡电路必须具有的两个特点要有足够高的振荡频率采用开放电路(2)实际应用中的开放电路：线圈的一端用导线与大地相连，这条导线叫做地线；线圈的另一端与高高地架在空中的天线相连(3)电磁波的调制在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术包括：调幅(am)：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变的调制方法调频(fm)：使高频电磁波的频率随信号的强弱而变的调制方法2电磁波的接收(1)用天线和地线组成的接收电路来接收电磁波(2)通过电谐振来选台：电谐振：当接收电路的固有频率跟接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的现象相当于机械振动中的共振调谐：使接收电路发生电谐振的过程(3)通过解调获取信号解调：把声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程检波：调幅波的解调也叫检波(4)把解调之后得到的原来的信号，经过放大就可以在扬声器或显像管中重现了3无线电波技术上把波长大于1_mm(频率低于300ghz)的电磁波称做无线电波，并按波长(频率)把无线电波分为若干波段：长波、中波、中短波、短波、微波无线电波可用于广播、电视、导航等二、电磁波与信息化社会问题设计信息的掌握和信息的交流在日常生活和工作、学习中很重要你常采用什么方法收集和交流信息？答案通过广播、电视、移动电话、因特网等要点提炼1电磁波的传播：可以通过电缆、光缆进行有线传输，也可实现无线传输电磁波的频率越高，相同时间内传递的信息量越大2电磁波的应用实例(1)电视广播的发射和接收过程(2)雷达的工作原理雷达是利用微波遇到障碍物的反射现象来测定物体位置，根据发射无线电波到接收反射波的时间t，确定障碍物的距离l，再根据发射无线电波的方向和仰角，可以确定障碍物的位置(3)移动电话、因特网也是利用电磁波来传输信息的三、电磁波谱1按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫做电磁波谱电磁波谱按频率由小到大的顺序排列为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、射线2各种电磁波的共性(1)它们在本质上都是电磁波，它们遵循相同的规律，各波段之间的区别并没有绝对的意义(2)都遵守公式vf，它们在真空中的传播速度都是c3108m/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3不同电磁波的特点及应用电磁波谱无线电波红外线可见光紫外线x射线射线频率由左向右，频率变化为由小到大真空中的波长由左向右，波长变化为由长到短特性波动性强热效应强感光性强化学作用、荧光效应强穿透力强穿透力最强用途通信、广播、天体物理研究遥控、遥测、加热、红外摄像、红外制导照明、照相等日光灯、杀菌、防伪、治疗皮肤病等检查、探测、透视、治疗探测、治疗4.电磁波的能量电磁波是运动中的电磁场，各种各样的仪器能够探测到许许多多电磁波，表明电磁波可以传递能量5太阳辐射的特点太阳辐射的能量集中在可见光、红外线和紫外线三个区域，在眼睛最敏感的黄绿光附近，辐射的能量最强典例分析：一、电磁波的发射和接收例1要提高lc振荡电路辐射电磁波的本领，应该采取的措施是()a增加辐射波的波长b使回路中电容器的正对面积足够小c尽可能使电场和磁场分散开d增加回路中的电容和电感解析理论证明，电磁波辐射的本领与f成正比，电磁场应尽可能扩散到周围空间，形成开放电路f，c，要使f增大，应减小l或c，只有b符合题意答案b例2关于电磁波的接收，下列说法正确的是()a当处于电谐振时，所有的电磁波仍能在接收电路中产生感应电流b当处于电谐振时，只有被接收的电磁波才能在接收电路中产生感应电流c由调谐电路接收的感应电流，再经过耳机就可以听到声音了d由调谐电路接收的感应电流，再经过检波、放大，通过耳机才可以听到声音解析当处于电谐振时，所有的电磁波仍能在接收电路中产生感应电流，只不过频率跟谐振电路固有频率相等的电磁波，在接收电路中激发的感应电流最强由调谐电路接收的感应电流，要再经过检波(也就是解调)、放大，通过耳机才可以听到声音，故正确答案为a、d.答案ad二、信息化社会例3目前雷达发射的电磁波频率多在200mhz至1000mhz的范围内下列关于雷达和电磁波的说法正确的是()a真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0.3m至1.5m之间b电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的c测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离d波长越短的电磁波，反射性能越强解析由公式vf可得，minm0.3m，maxm1.5m，a正确；电磁波是由周期性变化的电场或磁场产生的，b错误；由雷达的工作原理可知c正确；波长越短的电磁波，传播的直线性越好，反射性能越强，d正确答案acd三、电磁波谱例4下面列出了一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象，请将相应的字母填写在运用这种现象的医疗器械后面的空格上(1)x光机，_.(2)紫外线灯，_.(3)理疗医用“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得较好这里的“神灯”是利用_a光的全反射b紫外线具有很强的荧光作用c紫外线具有杀菌消毒作用dx射线有很强的贯穿力e红外线具有显著的热效应f红外线波长较长，易发生衍射解析(1)x光机是用来透视人体内部器官的，因此需要具有较强穿透力的电磁波，但又不能对人体造成太大的伤害，因此采用了穿透能力比较强又不会给人体造成太大的伤害的x射线，故选择d.(2)紫外线灯主要是用来杀菌的，因此它应用的是紫外线的杀菌作用而非荧光作用，故选择c.(3)“神灯”又称红外线灯，主要是用于促进局部血液循环，它利用的是红外线的热效应，使人体局部受热，血液循环加快，故选择e.答案(1)d(2)c(3)e课堂练习：1.(电磁波的发射和接收)关于无线电波的发射过程，下列说法正确的是()a必须对信号进行调制b必须使信号产生电谐振c必须对信号进行解调d必须使用开放电路答案ad解析电磁波的发射过程中，一定要对低频输入信号进行调制，用开放电路发射2(电磁波的发射和接收)要接收到载有信号的电磁波，并通过耳机发出声音，在接收电路中必须经过下列过程中的()a调幅b调频c调谐d解调答案cd解析接收电路中必须通过调谐接收到载有信号的电磁波，再通过解调得到声音信号3(信息化社会)下面关于电视的说法中正确的是()a电视信号的发射、接收过程：景物电信号电磁波电信号图像b摄像机在一秒钟内要传递24张画面c显像管是将电信号还原成景物图像的关键部分d由于画面更换迅速和视觉暂留现象使人们看到的是活动的影像答案acd4(电磁波谱)关于电磁波谱，下列说法中正确的是()ax射线对生命物质有较强的作用，过量的x射线辐射会引起生物体的病变b射线是波长最短的电磁波，它比x射线的频率还要高c紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射d在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是射线答案ab解析x射线对生命物质有较强的作用，过量的x射线辐射会引起生物体的病变，故a正确射线是波长最短的电磁波，它比x射线的频率还要高，故b正确在电磁波谱中从无线电波到射线，波长逐渐减小，频率逐渐增大，而波长越大，越容易发生干涉、衍射现象，因此紫光比紫外线更容易发生干涉和衍射现象，无线电波最容易发生衍射现象，故c、d错误作业：题组一电磁波的发射和接收1为了有效地把磁场的能量以电磁波的形式发射到尽可能大的空间，除了用开放电路，还有()a增大电容器极板间的距离b减小电容器极板的正对面积c减小线圈的匝数d采用低频振荡电流答案abc解析实行开放电路和提高振荡频率是有效的发射电磁波的两种方法由f、c可知，a、b、c选项正确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，接收电路产生的感应电流最强d要使电视机的屏幕上有图像，必须要有检波过程答案bcd解析有效的发射电磁波，必须采用开放电路和高频发射；一般的音频电流的频率较低，不能直接用来发射电磁波；电磁波接收原理是一种叫电谐振的现象，与机械振动中的共振有些相似；电视机显示图像时，必须通过检波过程，把有效的信号从高频调制信号中取出来，否则就不能显示故a错误，b、c、d正确3简单的、比较有效的电磁波的发射装置，至少应具备以下电路中的()调谐电路调制电路高频振荡电路开放振荡电路abcd答案b解析比较有效的发射电磁波的装置应该有调制电路、高频振荡电路和开放振荡电路调制电路是把需要发射的信号装载在高频电磁波上，高频振荡电路能产生高频电磁波，开放振荡电路能把电磁波发送的更远而调谐电路是在接收端需要的电路4调谐电路的可变电容器的动片从完全旋出到完全旋入仍接收不到较高频率的电台发出的电信号，要收到该电台的信号，可采用下列何种办法()a增加调谐电路中线圈的匝数b加大电源电压c减少调谐电路中线圈的匝数d将线圈中的铁芯取走答案cd解析当调谐电路的固有频率等于电台发出信号的频率时发生电谐振才能接收到电台信号由题意知收不到电信号的原因是调谐电路固有频率低，由f可知，在c无法再调节的前提下，可减小自感系数l，即可通过选项c、d的操作升高调谐电路的固有频率5如图1甲所示是一个调谐接收电路，乙、丙、丁为电路中的电流随时间变化的图象，则()图1ai1是l1中的电流图象bi1是l2中的电流图象ci2是l2中的电流图象di3是流过耳机的电流图象答案acd解析l1中由于电磁感应，产生的感应电流的图象应是乙图由于l2和d串联，所以当l2中的电流与d反向时，电路不通，因此这时l2中没有电流，所以l2中的电流图象应是丙图中的i2.高频部分通过c2，通过耳机的电流如同丁图中的i3，只有低频的音频电流，故选项a、c、d正确题组二电磁波谱6在电磁波谱中，红外线、可见光和伦琴射线(x射线)三个波段的频率大小关系是()a红外线的频率最大，可见光的频率最小b伦琴射线的频率最大，红外线的频率最小c可见光的频率最大，红外线的频率最小d伦琴射线的频率最大，可见光的频率最小答案b7下列说法中正确的是()a各种电磁波中最容易表现出干涉和衍射现象的是射线b红外线有显著的热效应，紫外线有显著的化学作用cx射线的穿透本领比射线更强d低温物体不能辐射红外线答案b解析干涉和衍射现象是光的波动性的体现，波长越长，越容易产生，而射线波长最短，故a错误；频率越高，穿透本领越强，故c错误；一切物体都能辐射红外线，故d错误8关于红外线的作用与来源，下列说法正确的是()a一切物体都在不停地辐射红外线b红外线具有很强的热效应和荧光作用c红外线的显著作用是化学作用d红外线容易穿透云雾答案ad解析荧光作用和化学作用都是紫外线的重要用途，红外线波长较可见光长，绕过障碍物的能力强，易穿透云雾9北京时间2003年10月29日14时13分，太阳风暴袭击地球，太阳日冕抛射出的大量带电粒子流击中地球磁场，产生了强磁暴当时，不少地方出现了绚丽多彩的极光太阳风暴袭击地球时，不仅会影响通信，威胁卫星，而且会破坏臭氧层臭氧层作为地球的保护伞，是因为臭氧能吸收太阳辐射中()a波长较短的可见光b波长较长的可见光c波长较短的紫外线d波长较长的红外线答案c解析臭氧层的主要作用就是吸收由太阳射向地球的紫外线，从而有效地保护地球上的动植物，故正确选项是c.10一种电磁波入射到半径为1m的孔上，可发生明显的衍射现象，这种波属于图2中电磁波谱中的()图2a可见光b射线c无线电波d紫外线答案c题组三电磁波与信息化社会11关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是()a电磁波可以传递信息，声波不能传递信息b手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波c太阳光中的可见光和医院“b超”中的超声波传播速度相同d遥控器发出的红外线波长和医院“ct”中的x射线波长相同答案b解析声波、电磁波都能传递能量和信息，a项错误；在手机通话过程中，既涉及电磁波又涉及声波，b项正确；可见光属于电磁波，b超中的超声波是声波，波速