高二物理（人教版）学案 选择性必修二 第四章 第3、4节　无线电波的发射和接收　电磁波谱

4/5第3、4节无线电波的发射和接收电磁波谱(强基课—逐点理清物理观念)课标要求学习目标1.知道电磁波的发射、传播和接收。2.认识电磁波谱。知道各个波段的电磁波的名称、特征和典型应用。1.了解调制、调谐和解调的概念。2.观察日常生活中电磁波的发射、传播和接收现象。3.知道什么是电磁波谱,知道电磁波谱中各种电磁波的排列顺序。4.了解不同波长电磁波的特征及主要用途。逐点清(一)无线电波的发射和接收[多维度理解]1．有效发射电磁波的条件(1)要有足够______的振荡频率。(2)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．电磁波的调制(1)载波：用于携带信号的________电磁波。(2)调制：使载波随各种信号而改变的技术。(3)调幅(AM)：使高频电磁波的________随信号的强弱而变。(4)调频(FM)：使高频电磁波的________随信号的强弱而变。3．无线电波的接收(1)接收原理：电磁波在传播时如果遇到____________，会使导体中产生感应电流，空中的导体可以用来接收电磁波，这个导体就是接收________。(2)电谐振：当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率________时，接收电路中产生的振荡电流最________。(3)调谐：使接收电路产生________的过程。(4)解调：把声音或图像信号从__________中还原出来的过程。4．电视广播的发射和接收(1)高频电视信号的传播方式主要有三种地面无线电传输、有线网络传输以及卫星传输。(2)不同的传播方式使用不同频率范围的电磁波，采取不同的调制方式。1．开放电路和调制(1)开放电路能有效地发射电磁波。(2)经过调制的电磁波能够传递信息，调制的方法有调幅和调频。2．电磁波传递信息口诀声音好听传也易，调制载波不能离，开放电路发出去，解调下来才完毕。[典例]关于电磁波的发射与接收，下列说法中正确的是()A．调频与调幅都是用高频载波发送信号，原理相同，无本质区别B．解调是将低频信号加载到高频电磁波上进行发射传送的过程C．手持移动电话与其他用户通话时，要靠较大的固定的无线电台转送D．调谐就是将接收电路的振幅调至与电磁波的振幅相同听课记录：[全方位练明]1．(多选)为了有效地把能量以电磁波形式发射到尽可能大的空间，除了使用开放电路，还可以()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．减少线圈的匝数D．采用低频振荡电流2．(多选)下列关于无线电广播对电磁波进行调制的原因的说法正确的是()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的波长不变D．经过调制后的高频电磁波才能把我们要告知对方的信号有效地传递出去3．(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，要接收到该电信号，应()A．增大调谐电路中线圈的匝数B．加大电源电压C．减小调谐电路中线圈的匝数D．将线圈中的铁芯取走逐点清(二)电磁波谱[多维度理解]1．电磁波谱：按电磁波的波长大小或频率高低的顺序把它们排列成谱，叫作电磁波谱。2．波长排列：按照波长从长到短依次排列为无线电波、______、可见光、______、X射线、γ射线。不同电磁波具有不同的__________，具有不同的特性。3．电磁波的特性及应用(1)无线电波：把波长大于1mm(频率低于300GHz)的电磁波称作无线电波，广泛用于________、广播及其他信号传输。雷达是利用电磁波遇到障碍物要发生________，以此来测定物体位置的无线电设备，其利用的是波长较短的________。(2)红外线①红外线是一种光波，波长比无线电波______，比可见光______。②所有物体都发射红外线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射______。③红外线的应用主要有____________和红外体温计。(3)可见光：能使人的眼睛产生__________的电磁波，可见光的波长在________nm之间，分为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色。不同颜色的光波长(频率)范围________。(4)紫外线：①波长范围在________nm之间，不能引起人的视觉。②具有________的能量，应用于灭菌消毒；具有较强的________效应，用来激发荧光物质发光。(5)X射线和γ射线①X射线波长比紫外线______，有很强的________本领，用来检查金属构件内部的缺陷，医学上用于检查人体的内部器官。②γ射线波长比X射线更短，具有________的能量，穿透力更强，医学上用来治疗某些癌症，工业上用于探测金属构件内部的缺陷。各种电磁波的共性与个性(1)共性①本质上相同，都是电磁波，遵从相同的波动规律。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、明显衍射现象，波长越短穿透能力越强。②相同频率的电磁波，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，速度越小。[典例](2024·济宁高二检测)关于生活中遇到的各种电磁波，下列说法正确的是()A．医院里“CT”机使用的电磁波是γ射线，它具有较强的穿透能力B．紫外线常用于卫星通信、电视等信号的传输，它还可用于消毒C．“浴霸”的取暖灯泡能发出较强的红外线，它具有显著的热效应D．X射线可以摧毁病变的细胞，常用于治疗各种癌症听课记录：/方法技巧/不同电磁波的特性及应用电磁波谱无线电波红外线可见光紫外线X射线γ射线频率由左向右,频率变化为由低到高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、照相等杀菌、防伪、治疗皮肤病等检查、探测、透视探测、治疗[全方位练明]1．(多选)电磁波广泛应用在现代医疗中。下列属于应用电磁波的医用器械有()A．杀菌用的紫外灯B．拍胸片的X光机C．治疗咽喉炎的超声波雾化器D．检查血流情况的“彩超”机2．(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3．(多选)关于电磁波谱，下列说法正确的是()A．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B．γ射线是电磁波谱中波长最短的电磁波，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明显衍射D．在电磁波谱中，无线电波一般可用于通信第3、4节无线电波的发射和接收电磁波谱逐点清(一)[多维度理解]1．(1)高(2)开放2.(1)高频(3)振幅(4)频率3．(1)导体天线(2)相同强(3)电谐振(4)高频电流[典例]选C调频与调幅都是用高频载波发送信号，但是原理不同，故A错误；解调是接收电磁波过程中的步骤，是将低频信号从高频载波信号中分离出来的过程，故B错误；手持移动电话与其他用户通话时，要靠较大的固定的无线电台转送，故C正确；调谐是将接收电路的频率调至与电磁波的频率相同，故D错误。[全方位练明]1．选ABC使用开放电路和提高发射频率是提高电磁波发射能力的两种有效方法；由f＝eq\f(1,2π\r(LC))、C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，选项A、B、C正确，D错误。2．选AD调制就是把含有信息的低频信号加载到高频电磁波上，频率变大，即向外辐射能量的本领变强，易于向外发射，A正确；电磁波在空气中的波速接近光速，调制后传播速度不变，B错误；根据v＝λf可知，速度不变的情况下，频率改变，则波长必然改变，C错误；要把电磁波有效地发射出去，必须有足够高的频率，经过调制之后的电磁波具有较高频率，从而能把我们要告知对方的信号有效地传递出去，D正确。3．选CD当调谐电路的固有频率等于要接收到的电磁波的频率时，才能接收到电台信号，由题意知，收不到高频率电信号的原因是调谐电路固有频率低，由f＝eq\f(1,2π\r(LC))，在可变电容器的动片从完全旋入(正对面积S最大)到完全旋出(正对面积S最小)，即改变电容器的电容C，都未达到该电信号频率，则必须减小电感L，即可通过C、D两选项的操作增大频率，故C、D正确。逐点清(二)[多维度理解]2．红外线紫外线波长(频率)3.(1)通信反射微波(2)①短长②强③红外遥感技术(3)视觉效应400～760不同(4)①5～370②较高荧光(5)①短穿透②很高[典例]选C医院里“CT”机使用的电磁波是X射线，利用X射线能够穿透物质，来检查人体的内部器官，故A错误；无线电波常用于卫星通信、电视等信号的传输，紫外线用于消毒，故B错误；“浴霸”的取暖灯泡能发出较强的红外线，利用红外线的热效应进行取暖，故C正确；γ射线可以摧毁病变的细胞，常用于治疗各种癌症，故D错误。[全方位练明]1．选AB紫外线和X射线从本质上说是电磁波，A、B正确；治疗咽喉炎的超声波雾化器和检查血流情况的“彩超”机用的都是超声波，超声波属于机械波，C、D错误。2．选BCD一切物体均发出红外线，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，A错误；雷达是利用无线电波中的微波来测定物