第3、4节　无线电波的发射和接收　电磁波谱

1．填一填(1)要有效地发射电磁波，振荡电路必须具有两个特点：①要有

的振荡频率。频率越高，发射电磁波的本领越大。②应采用

电路。振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间。(2)开放电路实际应用中的开放电路，线圈的一端用导线与大地相连，这条导线叫作_____；线圈的另一端与高高地架在空中的

相连。足够高开放地线天线(3)无线电发射技术①载波：携带要传递的信号的

电磁波。②调制：使

随各种信号而改变的技术。③调制的分类：调幅：使高频电磁波的

随信号的强弱而变的调制。调频：使高频电磁波的

随信号的强弱而变的调制。高频载波振幅频率2．判一判(1)振荡电路的频率越高，发射电磁波的本领越大。

(

)(2)要将传递的声音信号向远距离发射，必须以高频电磁波作为载波。

(

)(3)如图所示的高频波为调幅波。

(

)√√√3．选一选为了使需要传递的信息(如声音、图像等)加载到电磁波上发射到远方，必须对电磁波进行

(

)A．调谐 B．放大C．调制

D．检波解析：把要传递的信息(如声音、图像等)加载到电磁波上发射出去的过程叫作调制，故只有C正确；A、B、D三项应是电磁波接收端需进行的过程。答案：C

1．填一填(1)接收原理电磁波在传播时遇到

，会使导体中产生感应电流，所以导体可用来接收电磁波，这个导体就是接收

。(2)电谐振当接收电路的

跟接收到的电磁波的

相同时，接收电路中产生的振荡电流最强的现象。导体天线固有频率频率(3)调谐使接收电路中产生

的过程。(4)解调使声音或图像信号从接收到的高频感应电流中还原出来的过程，这个过程是调制的逆过程。调幅波的解调也叫检波。(5)高频电视信号的传播方式有三种：地面无线电传输、有线网络传输以及______传输。不同的传播方式使用不同频率范围的电磁波，采取不同的_____方式。电谐振卫星调制2．判一判(1)制作天线必须用导体。

(

)(2)只有接收电路发生电谐振时，接收电路中才有振荡电流。

(

)(3)解调是调制的逆过程。

(

)3．想一想打开收音机的开关，转动选台旋钮，使收音机收不到电台的广播，然后开大音量。在收音机附近，将电池盒的两根引线反复碰触，你会听到收音机中发出“喀喀”的响声。为什么会产生这种现象呢？提示：电磁波是由电磁振荡产生的，在收音机附近，将电池盒两引线反复碰触，变化的电流产生变化的磁场，变化的磁场产生变化的电场，这样会发出电磁波，从而导致收音机中发出“喀喀”声。√×√1．填一填(1)电磁波谱：按电磁波的

大小或

高低的顺序把它们排列成的谱。按波长由长到短依次为无线电波、红外线、

、紫外线、

、γ射线等。(2)不同电磁波的特点及应用波长频率可见光X射线2．判一判(1)X射线是电磁波，它不能穿透物质。

(

)(2)紫外线在真空中的传播速度大于可见光在真空中的传播速度。

(

)(3)可利用红外线的荧光效应辨别人民币的真伪。

(

)×××3．想一想为什么超远程无线电利用无线电波中的长波波段，而雷达利用微波波段？提示：根据波的衍射特性，波长越长，越容易绕过障碍物，所以超远程无线电利用长波波段。微波波长短，传播时直线性好，雷达正是利用了微波直线传播性好的特点。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？提示：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。

[重难释解]1．无线电波的发射和接收过程2．“调幅”和“调频”是调制的两个不同的方式(1)调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变的调制技术，如图所示。(2)调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变的调制技术，如图所示。3．电磁波的接收原理(1)电磁波在空间传播时，如果遇到导体，就会使导体产生感应电流，感应电流的频率跟激起它的电磁波的频率相同。因此利用放在电磁波传播空间中的导体，就可以接收到电磁波。(2)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。4．无线电波的接收(1)无线电波的接收电路。(2)通过电谐振来选台。(3)通过解调获取信号。(4)放大电路：经解调取出携带的信号，放大后再通过扬声器和显示设备还原成声音或图像的过程。[解析]

调制是把要发射的信号“加”到高频等幅振荡电流上去，频率越高，传播信息能力越强，A对；电磁波在空气中以接近光速传播，B错；由v＝λf，知波长与波速和传播频率有关，C错，D对。[答案]

AD相近概念的辨析技巧(1)调频和调幅：这是调制的两种方式，使电磁波的频率随信号改变的调制方式叫调频；使电磁波的振幅随信号改变的调制方式叫调幅。(2)调制和解调：把低频电信号加载到高频等幅振荡电流上叫作调制；把低频电信号从高频载波中还原出来叫解调，是调制的逆过程。[素养训练]1．有一个LC接收电路，原来接收较低频率的电磁波，现在要想接收较高频率的电磁波，下列调节正确的是

(

)A．增加电源电压

B．使用调频的调制方式C．把可动电容器的动片适当旋出一些

D．在线圈中插入铁芯2．世界各地有许多无线电台同时广播，用收音机一次只能收听到某一电台的播音，而不是同时收听到许多电台的播音，其原因是(

)A．因为收听到的电台离收音机最近B．因为收听到的电台频率最高C．因为接收到的电台电磁波能量最强D．因为接收到的电台电磁波与收音机调谐电路的固有频率相同，产生了电谐振解析：选台就是调谐过程，使f固＝f电磁波，在接收电路中产生电谐振，激起的感应电流最强，D正确。答案：D

3．实际发射无线电波如图所示，高频振荡器产生高频等幅振荡电流如图甲所示，人对着话筒说话产生低频振荡电流信号如图乙所示，根据这两个图像，发射出去的电磁波图像应是图中的

(

)解析：高频振荡器产生高频等幅振荡电流，话筒里面有碳膜电阻，它的阻值随压力变化而变化。当我们对着话筒说话时，空气对它的压力随着声音信号的变化而变化，那么它的电阻也就随声音信号的变化而变化，振荡电流的振幅也就随着声音信号的变化而变化，这就是调制。它不但影响了正半周，也影响了负半周，故选B。答案：B

波段波长频率传播方式主要用途

米波10～1米30～300兆赫近似直线传播调频广播、电视、导航微波分米波10～1分米300～3000兆赫直线传播电视、雷达、导航厘米波10～1厘米3000～30000兆赫毫米波10～1毫米30000～300000兆赫2．雷达的原理及应用(1)雷达的原理利用电磁波遇到障碍物发生反射的特性。(2)雷达的构造及特点一般由天线系统、发射装置、接收装置、输出装置(显示器)、电源、用于控制雷达工作和处理信号的计算机以及防干扰设备等构成。①雷达既是无线电波的发射端，又是无线电波的接收端。②雷达使用的无线电波是直线性好、反射性能强的微波波段。[解题指导]应用ab段为无线电波发射到返回的时间，可求出电磁波的路程，即可求出障碍物与雷达之间的距离。雷达侦察问题的解决方法(1)电磁波在空中的传播速度可认为等于真空中的光速c，根据雷达荧光屏上发射波形和反射波形间的时间间隔，可求得侦察距离。(2)根据发射无线电波的方向和仰角，确定被侦察物体的位置。(3)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时间间隔内传播距离的一半。[素养训练]1．(多选)关于电磁波的传播，下列叙述正确的是

(

)A．电磁波频率越高，越宜用地波传播B．电磁波频率越高，越易沿直线传播C．短波适宜以天波形式传播D．电磁波在各种介质中传播时波长恒定解析：由v＝λf可知，电磁波频率越高，波长越短，衍射能力越差，不宜用地波传播，频率高的电磁波的传播跟光的传播相似，沿直线传播，故选项B正确，A错误；电离层对短波吸收少反射多，故短波适宜以天波形式传播，选项C正确；电磁波在不同介质中传播时，速度改变，频率不变，由v＝λf，可判断出波长改变，选项D错误。答案：BC

2．(多选)关于无线电波的传播，下列说法正确的是

(

)A．发射出去的电磁波，可以传到无限远处B．无线电波遇到导体，就可以在导体中激起同频率的振荡电流C．波长越短的电磁波，越接近直线传播D．移动电话是利用无线电波进行通信的解析：无线电波在传播过程中，遇到障碍物就会被吸收一部分，遇到导体，会在导体内产生感应电流(同频率的振荡电流)，故选项A错误，B正确；波长越短，传播方式越接近直线传播，移动电话发射或接收的电磁波属于无线电波的高频段，故选项C、D正确。答案：BCD

3．一雷达站探测敌机时荧光屏上出现的记录图像如图所示，A是发射时的雷达探索波的脉冲波形，B是敌机反射回来的脉冲波形，则敌机距雷达站的距离是

(

)A．9×105m

B．4.5×105mC．3×105m D．无法确定(1)白光经三棱镜后发生色散，形成光谱，各种色光按波长大小如何排列的？(2)为什么有些动物在夜间也可以“看到”物体，红外线主要有哪些作用呢？提示：(1)各种色光按波长由大到小排列为：红橙黄绿青蓝紫。(2)因为一切物体都不停地发射红外线，温度越高的物体发射的红外线越强，有些动物能感知红外线，所以就能在夜间看清物体；红外线的作用有：①红外遥感：勘测地热、寻找水源、人体检查等；②红外遥控：家用电器的遥控器；③加热物体：红外线很容易使物体的温度升高。

[重难释解]1．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)都遵循公式v＝λf，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．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，在不同介质中传播速度不同。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(4)用途不同：无线电波用于通信和广播，红外线用于加热和遥感技术，紫外线用于杀菌消毒，X射线应用于医学上的X光照片，γ射线检查金属部件的缺陷等。A．只有物体温度较高时才能向外辐射红外线B．紫外线的主要作用是热作用C．可见光比红外线容易发生衍射现象D．X射线穿透力强，可用来进行人体透视[解析]任何物体在任何温度下均会向外辐射红外线，A错误；紫外线的主要作用是化学作用和荧光作用，B错误；可见光的波长小于红外线的波长，故可见光相对红外线不容易发生衍射现象，C错误；X射线穿透力强，医学上常用于人体透视，D正确。[答案]

D不同的电磁波具有不同的特点，会有不同的用途，要熟知它们的特点和在现代科技、生活中的应用，还要将它们与学过的有关知识联系起来。[素养训练]1．电磁波包含了γ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、γ射线B．红外线、无线电波、γ射线、紫外线C．γ射线、红外线、紫外线、无线电波D．紫外线、无线电波、γ射线、红外线解析：电磁波的频率由小到大的顺序依次是无线电波、红外线、紫外线和γ射线，这也是波长由长到短的顺序。故A正确。答案：A

2．(多选)下列说法符合实际的是

(

)A．医院里常用X射线对病房和手术室消毒B．医院里常用紫外线对病房和手术室消毒C．在人造地球卫星上对地球进行拍摄是利用紫外线有较好的分辨能力D．在人造地球卫星上对地球进行拍摄是利用红外线有较好的穿透云雾烟尘的能力解析：紫外线具有杀菌、消毒的作用，X射线穿透能力较强，因此医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒，用X射线透视人体；在人造地球卫星上对地球进行拍摄利用了红外线的衍射能力较强、容易透过云雾烟尘的特性，所以正确选项为B、D。答案：BD

3．(多选)关于物理知识在生活中的应用，下列说法正确的是

(

)A．机场、车站所用的测量人体温度的测温仪应用的是紫外线B．雷达是利用无线电波中的微波来测定物体位置的无线电设备C．γ射线可以用来治疗某些癌症D．医院给病人做的脑部CT应用的是X射线的穿透本领较强解析：一切物体均发出红外线，随着温度不同，辐射强度不同，测量人体温度的测温仪应用的是红外线，故A错误；雷达是利用无线电波中的微波来测定物体位置的，故B正确；γ射线可以破坏生命物质，可以用来治疗某些癌症，故C正确；给病人做的脑部CT应用的是X射线的穿透本领较强，故D正确。答案：BCD

一、培养创新意识和创新思维1．北京出租车某司机在开车时喜欢听中央广播音乐之声FM90MHz、文艺广播FM87.6MHz和有线古典音乐FM97.4MHz三个文艺广播电台，但是在上午他喜欢听中央广播音乐之声FM90MHz的节目，这三种无线电波同时传向车载收音机的接收天线。(1)上午他应该把收音机的调谐电路的频率调到多少？(2)中央广播音乐之声FM90MHz的无线电波的波长是多少？(3)如果想接收到有线古典音乐FM97.4MHz的信号，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)各种无线电波通过天线时，所有的电磁波都能在接收电路中产生感应电流，调谐电路的固有频率等于90MHz时，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，要再经过解调、放大，通过扬声器才可以听到声音。二、注重学以致