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.知道有效发射电磁波的条件，知道调制、调幅、调频、调谐、解调、电谐振等概念.2.了解电磁波的应用和在科技、经济、社会发展中的作用.3.认识电磁波谱，了解电磁波各波段的特性和主要作用学习重点：电磁波发射 学习难点：了解电磁波各波段的特性和主要作用预习新课：一、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、 、可见光、 、x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c m/s.(3)它们的传播都 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 。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、治疗二、电磁波的发射和接收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 随信号的强弱而变的调制方法调频(fm)：使高频电磁波的 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 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、导航等三、信息化社会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，辐射的能量最强例1在波长分别为290 m、397 m、566 m的无线电波同时传向收音机的接收天线，当把收音机的调谐电路的频率调到756 khz时，(1)哪种波长的无线电波在收音机激起的感应电流最强？(2)如果想接收到波长为290 m的无线电波，应该把调谐电路中可变电容器的动片旋进一些，还是旋出一些？解析(1)根据公式f，设波长分别为290 m、397 m、566 m的无线电波的频率分别为f1、f2、f3则有f1 hz1 034 khzf2 hz756 khzf3 hz530 khz.所以波长为397 m的无线电波在收音机中激起的感应电流最强(2)要接收波长为290 m的无线电波，应增大调谐电路的固有频率因此，应把调谐电路中可变电容器的动片旋出一些答案(1)波长为397 m的无线电波(2)旋出一些例2图1中a为某火箭发射场，b为山区，c为城市发射场正在进行某型号火箭的发射试验为了转播火箭发射的实况，在发射场建立了发射台用于发射广播与电视信号已知传输无线电广播所用的电磁波波长为550 m，而传输电视信号所用的电磁波波长为0.566 m，为了不让山区挡住信号的传播，使城市居民能收听和收看火箭发射的实况，必须通过建在山顶上的转发站来转发_(填“无线电广播信号”或“电视信号”)这是因为_.图1解析从题中知，传输无线电广播所用电磁波波长为550 m，根据发生明显衍射现象的条件，已知该电磁波很容易发生衍射现象，绕过山坡而传播到城市所在的c区，因而不需要转发装置电视信号所用的电磁波波长为0.566 m，其波长很短，衍射现象很不明显，几乎沿直线传播，能传播到山顶却不能传播到城市所在的c区，要想使信号传到c区，必须通过建在山顶的转发站来转发答案电视信号电视信号波长短，沿直线传播，受山坡阻挡，不易衍射作业：1.(多选)在电磁波中，波长按从长到短排列的是()a无线电波、可见光、红外线b无线电波、可见光、射线c红光、黄光、绿光d紫外线、x射线、射线解析电磁波谱按波长从长到短排列顺序依次是无线电波红外线可见光(红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫)紫外线x射线射线，由此可知b、c、d选项正确答案bcd2.关于电磁波的特性和应用，下列说法正确的是()a红外线和x射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体b过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康c电磁波中频率最大的为射线，最容易用它来观察衍射现象d紫外线和x射线都可以使感光底片感光解析x射线有很高的穿透本领，常用于医学透视人体，红外线没有，选项a错误；过强的紫外线照射对人的皮肤有害，选项b错误；电磁波中频率最大的为射线，其波长最短，最不容易发生衍射现象，选项c错误答案d3.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使振荡电容的正对面积足够小c减小电容器两极板间的距离d增加回路中的电容和电感解析研究表明频率越高，电磁波发射本领越大，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b4.(多选)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(也就是调制的逆过程)、放大，通过耳机才可以听到声音，故正确答案为a、d答案ad5下面列出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射线的很强的贯穿力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光机是用来透视人的体内器官的，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，因此选择e.答案(1)d(2)c(3)e6(多选)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必须把传输信号加到高频电流上d必须使用开放回路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为了有效地向外发射电磁波，必须用开放电路发射，a、c、d正确；而产生电谐振的过程是在接收无线电波，b不正确答案acd7根据电磁波谱选出下列各组电磁波，其中频率互相交错重叠，且频率顺序由大到小排列的是()a微波、红外线、紫外线b射线、x射线、紫外线c紫外线、可见光、红外线d紫外线、x射线、射线解析红外线与紫外线在电磁波谱中不相邻，更不会频率重叠，a错误；紫外线、可见光、红外线虽相邻，但它们三者间有明确的界线，频率也不相重叠，c错误；在电磁波谱中紫外线、x射线、射线有重叠，射线频率最大，紫外线频率最小，故b正确，d错误答案b8(多选)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作用和荧光作用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，红外线波长比可见光长，绕过障碍物能力强，易穿透云雾，故a、d正确，b、c错误答案ad9(多选)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红外线最显著的作用是热作用，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的波动性越显著，干涉、衍射现象越容易发生；从电磁波产生的机理可知射线是原子核受到激发后产生的；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由此可知答案为a、b答案ab10(多选)关于电磁波的应用，下列说法正确的是()a医院里常用x射线对病房和手术进行消毒b工业上利用射线检查金属部件内有无砂眼或裂缝c刑侦上用紫外线拍摄指纹照片，因为紫外线波长短，分辨率高d卫星用红外遥感技术拍摄云图照片，因为红外线衍射能力较强解析医院里用紫外线杀菌消毒，a错误，b、c、d均正确答案bcd11间谍卫星上装有某种遥感照相机，可用来探测军用和民用目标这种照相机能拍到晚上关灯行驶的汽车，即使车已离开，也瞒不过它这种遥感照相机敏感的电磁波属于()a可见光波段b红外波段c紫外波段dx射线波段答案b12(多选)调谐电路的可变电容器的动片从完全旋入到完全旋出仍接收不到较高频率电台发出的电信号，要收到电信号，应()a增大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解析当调谐电路的固有频率等于接收电磁波的频率时，发生电谐振才能较好地收到电台信号本题中收不到信号的原因是调谐电路的固有频率低，由f知，在c无法再调节的情况下，可减小l以提高f，故选项c、d正确答案cd13(多选)下列关于无线电广播要对电磁波进行调制的原因的说法中正确的是()a经过调制后的高频电磁波向外辐射能量的本领更强b经过调制后的电磁波在空间传播得更快c经过调制后的电磁波在空间传播波长不变d经过调制后的电磁波在空间传播波长改变解析调制是把要发射的信号“加”到高频等幅振荡波