023选择性必修第二册 第四章 电磁振荡与电磁波第3-4节

PAGE1PAGE解密无线电波的发射和接收难点题型难度高考中的地位重点1.对无线电波发射与接收过程的理解。2.对调制、调幅、调频、调谐、解调等概念的理解。选择属于容易题本节内容比较简单，高考很少单独考查，一般与其他知识一起考查。难点对无线电波接收电路的分析理解【问题探究】我们说话的声音一般只能传几百米，而我们的声音通过无线电广播却可以传到几百几千米以外，甚至传遍全球，为什么?要点提示：我们说话的声音是在空气中传播的声波，能量很低，而且在空气中传播时损耗很大，传播不太远的距离就损耗殆尽了，而无线电广播中的声音信号是搭载在高频电磁波上的，高频电磁波的能量很高，而且在空气中损耗很小，因而能传播很远的距离。无线电波的发射1.有效发射电磁波的条件（1）要有足够高的振荡频率理论研究证明，振荡电路向外界辐射能量的本领与振荡频率密切相关。频率越高，振荡电路发射电磁波的本领越大，越容易向外界辐射能量。因此，要发射电磁波，就需要用振荡器产生很高频率的电磁振荡。（2）要采用开放电路研究发现，振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，也就是要采用开放电路才能有效地把能量辐射出去。如图所示：图甲：是普通的LC振荡电路，电场主要集中在电容器的极板之间，磁场主要集中在线圈内部。在电磁振荡的过程中，电场能和磁场能主要是在电路内互相转化，辐射出去的能量很少，所以不能有效地发射电磁波。图乙、丙：将电容器两个极板拉开，增大电容器极板间的距离，同时减小极板间的正对面积，从而可以使电场和磁场扩展到电容器的外部，这样就能有效地把能量辐射出去。对于乙、丙图中这样的振荡电路，也被称为开放电路。图丁：开放电路甚至可以演化成为一条导线，这样就可以更加有效地把电磁波发射出去了。【特别提醒】如图，实际应用中的开放电路，线圈的一端用导线与大地相连，这条导线叫作地线；线圈的另一端与高高地架在空中的天线相连。无线电波就能由这样的开放电路有效地发射出去。【问题思考】无论广播、电视还是无线电通信都离不开电磁波，怎样把这些信息加载并且有效地把包含信息的电磁波发射出去呢？要点提示：把包含信息的电磁波（例如传递声音、电视图像）进行调制，把调制好的电磁波用开放电路发射出去。2.电磁波的调制为了利用电磁波传递信号，例如传递声音、电视图像，就要让高频的电磁波随着被传递的信号而改变。这种用来携带信号的高频电磁波叫作载波。在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制，调制的装置如图所示。目前，调制方法主要有2种：（1）调幅（AM）使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变的调制技术。甲：声音信号的波形乙：高频等幅振荡电流的波形丙：经过调幅的高频振荡电流的波形（2）调频（FM）使高频电磁波的频率随信号的强弱而变的调制技术。甲：声音信号的波形乙：高频等幅振荡电流的波形丙：经过调频的高频振荡电流的波形3.无线电波的发射过程电磁波的发射示意图由振荡器（常用LC振荡电路）产生高频振荡电流，用调制器将需传送的电信号调制到振荡电流上，再耦合到一个开放电路中激发出无线电波，向四周发射出去。【思考与升华】1.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？要点提示：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。2.为什么在飞机起飞和降落时不能使用手机？要点提示：因为飞机在起飞和降落时需要利用导航系统对跑道进行定位，而手机在使用时，会向外发射电磁波，从而影响导航系统的使用，有些空难的发生就跟这有关，所以为了飞行安全，在飞机起飞和降落时不能使用手机。【情境探究】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。我们应该如何从众多信号中选出所需要的信号？另外，在城市里我们可以看见各种天线，它们的作用又是什么？无线电波的接收1.接收原理电磁波在传播时如果遇到导体，会使导体中产生感应电流，因此，空中的导体可用来接收电磁波，这就是接收天线。【注意】接收天线，形状虽然有所不同，但都是用于接收空中的电磁波的。关于“我们应该如何从众多信号中选出所需要的信号”这个问题：在无线电技术中，可以通过电谐振来选台，并通过解调来获取信号，从而使我们可以轻松地从众多信号中选出所需要的信号。2.通过电谐振来选台（1）电谐振当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，这种现象叫电谐振。电谐振是电磁振荡中的“共振现象”。（2）调谐接收电路的固有频率可以在一定范围内连续改变，将接收电路的频率调节到与需要接收的某个频率的电磁波相同，使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐。【特别说明】•调谐与电谐振不同：电谐振是一个物理现象，而调谐则是一个操作过程。•收音机的选台就相当于通过改变电容C来改变接收频率，而波段转换则相当于通过改变自感系数L来改变接收频率。3.通过解调获取信号把声音或图像等信号，从高频振荡电流中还原出来的过程，叫做解调。解调是调制的逆过程，调幅波的解调也叫检波。4.电磁波的接收过程接收电路示意图天线接收到的所有的电磁波，经调谐选择出所需要的电磁波，再经解调（检波）取出携带的信号，放大后再还原成声音或图像的过程。【总结提升】相近概念辨析：调谐与解调（1）利用调谐：可以产生电谐振，从而使接收电路的感应电流最强。（2）利用解调：可以把接收电路中的有用信号分离出来。（3）调谐和解调的区别：调谐就是一个选台的过程，也就是使携带有用信号的高频振荡电流，在接收电路中产生最强的感应电流的过程；解调是将高频电流中携带的有用信号分离出来的过程。【思考与升华】1.在电磁波的接收过程中，为什么要进行“选台”？“选台”的原理是什么？要点提示：天空中有各种频率的电磁波，携带着各种信号，这些电磁波在天线中均会产生感应电流，如果把它们都接收下来，那必然是混乱的信号，因此要进行“选台”。选台的原理是利用“电谐振”，也就是让接收电路的固有频率与某电磁波的频率相同，则该电磁波的振荡电流最强。2.如图所示为电视接收过程示意图，其工作过程顺序正确的是（）A.解调——放大——调谐——显示B.调谐——放大——解调——显示C.调谐——解调——放大——显示D.放大——调谐——解调——显示【答案】C【解析】电视广播信号的发射和接收就是电磁波的典型应用实例，遵循无线电波发射和接收的原理。所以，本题题图是电视接收过程，对应电磁波的接收过程，其工作过程顺序就是：调谐——解调——放大——显示，故C正确。为了增大无线电台向空间发射无线电波的能力，对LC振荡电路的结构，可采用下列哪些措施（）A.减小电容器极板的正对面积B.增大电容器极板的间距C.增大自感线圈的匝数D.向外抽出铁芯【思路分析】本题是对电磁波有效发射条件的考查。有效发射电磁波的条件：（1）要有足够高的振荡频率；（2）要采用开放电路。那么，根据题意，为了增大电台向空间发射无线电波的能力，必须采用开放电路，提高振荡频率，因此要正确掌握振荡频率的表达式f＝，明确式中各字母的含义。【答案】ABD【解析】由f＝知，减小电感L或电容C，都可以提高振荡频率f。如果要减小电感L可采取减少线圈匝数、向外抽出铁芯的办法，C和D选项都正确。如果要减小电容C，根据平行板电容器的决定式，可以采取增大极板间距、减小极板正对面积、减小介电常数的办法，所以A选项也是正确的。实际发射无线电波如图所示，其中高频振荡器产生的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（）【思路分析】本题考查电磁波的调制过程，解答本题应掌握声音信号调制的过程：首先要将声音信号转换成音频电信号，然后再通过调制器将音频信号加载到高频电流上，利用天线发射到空中。【答案】B【解析】调制共有两种方式：一种是调幅，就是通过改变电磁波的振幅来实现信号加载；另一种是调频，则是通过改变电磁波的频率来实现信号加载的。由各选项的图形可知，该调制波为调幅波，也就是说这里是发射信号的振幅随声音信号振幅的变化而变化，故B正确、ACD错误。【题后总结】3组相近概念的辨析技巧结合无线电波的发射和接收过程图，有助于辨析理解相近概念。（1）调幅和调频这是电磁波调制的两种方式，使电磁波的振幅随信号改变的调制方式叫调幅；使电磁波的频率随信号改变的调制方式叫调频。（2）调制和解调•把低频电信号加载到高频等幅振荡电流上的过程，叫做调制。注意：调制器的作用是把低频信号加载到高频振荡信号上去，这是因为低频信号不利于直接从天线发射，所以需要将低频信号加载到高频信号上去，并不是将低频信号变成高频信号。•把低频电信号从高频载波中分离还原出来的过程叫做解调，解调是调制的逆过程。（3）调谐和解调——电磁波接收的两个主要过程①调谐：由于空中传来的电磁波很多，要让需要接收的电磁波产生电谐振，使之产生振荡的电流最强。②解调：由于接到的电磁波是经过调制的高频信号，所以要使声音或图像信号从高频电流中还原出来，这个还原的过程就叫做解调。常见易错问题剖析关于无线电波的发送和接收，下列说法正确的是（）A.为了将信号发送出去，先要进行调谐B.为了从各个电台发出的电磁波中将需要的选出来，就要进行调制C.为了从高频电流中取得声音信号，就要进行调频D.以上说法都不对【错解】A或B或C【错因分析】不能准确理解电磁波发射与接收的过程，对发射和接收过程中几组概念的具体意义理解不清，从而导致各种错选。【正确答案】D【解析】结合无线电波的发射和接收过程图，有助于辨析理解相近概念。为了将信号发送出去，先要进行调制，A项错误。为了从各个电台发出的电磁波中选出需要的，就要进行调谐，B选项错误。为了从高频电流中取得声音信号，就要进行解调，C选项也错误，因此正确答案选择D。【特别提醒】•电磁波发射过程要进行调制，调制是把信号加到高频载波上的过程。•电磁波接收过程要经过调谐和解调两个主要过程，其中调谐就是产生电谐振，选出所需要的电磁波，解调则是把声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程。（答题时间：30分钟）1.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频率相同，产生了电谐振2.为了有效地把能量以电磁波形式发射到尽可能大的空间，除了使用敞露空间的电路，还可以（）A.增大电容器极板间的距离B.减小电容器极板的面积C.减小线圈的匝数D.采用低频振荡电流3.一首乐曲从电台“出发”开始到从收音机的调频台播放出来为止，下列选项都描述了该过程，其中顺序正确的是（）A.调制—发射—调谐—解调—播放B.调频—发射—解调—调谐—播放C.调幅—调谐—发射—解调—播放D.调频—调谐—发射—解调—播放4.手机信息的接收和发射、对讲机信息的接收和发射都靠电磁波，则关于手机和对讲机发射的两列电磁波，下列叙述正确的是（）A.频率一定相等 B.波长一定相等C.能量一定相等 D.波速一定相等5.关于移动电话，下列说法正确的是（）A.随身携带的移动电话（手机）内，只有无线电接收装置，没有无线电发射装置B.随身携带的移动电话（手机）内，既有无线电接收装置，又有无线电发射装置C.两个携带手机的人，可以不通过固定的基地台转接，相互通话D.无线寻呼机（BP机）内只有无线电接收装置，没有无线电发射装置6.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7.如图所示为调幅振荡电流图像，此电流存在于电磁波发射和接收中的哪些阶段（）A.经调制后 B.经调谐后C.经检波后 D.耳机中8.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.增多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9.电视机的室外天线能把电信号接收下来，是因为（）A.天线处于变化的电磁场中，天线中产生感应电流，相当于电源，通过馈线输送给LC回路B.天线只处于变化的电场中，天线中产生感应电流，相当于电源，通过馈线输送给LC回路C.天线只是有选择地接收某电台的信号，而其他电视台信号则不接收D.天线将电磁波传输到电视机内10.各地接收卫星电视讯号的抛物面天线如图所示，天线顶点和焦点的连线（OO′）与水平面间的夹角为仰角α，OO′在水平面上的投影与当地正南方的夹角为偏角β，接收定位于东经105.5°的卫星电视讯号（如CCTV－5）时，OO′连线应指向卫星，则我国各地接收天线的取向情况是（我国自西向东的经度约为73°～135°）（）A.有可能β＝0，α＝90°B.与卫星经度相同的各地，α随纬度增加而减小C.经度大于105°的各地，天线是朝南偏东的D.在几十甚至几百平方千米的范围内，天线取向几乎是相同的11.用一自感系数为L的线圈和一电容器构成一半导体的调谐电路，要使该调谐电路能接收到波长为λ的无线电波，则电容器的电容应为（已知无线电波在空气中的速度为c）（）A. B.C. D.12.关于电磁波的发射，下列说法中正确的是（）A.各种频率的电磁振荡都能发射电磁波，只是发射的能量所占振荡总能量的比例不同罢了，振荡周期越大，越容易发射电磁波B.为了有效向外发射电磁波，振荡电路必须采用开放电路，同时提高振荡频率C.为了有效向外发射电磁波，振荡电路不必采用开放电路，但要提高振荡频率D.提高振荡频率和电路开放是发射电磁波的必要手段，振荡电路开放的同时，其振荡频率也随之提高13.如图所示为电视接收过程示意图，其工作过程顺序正确的是（）A.解调——放大——调谐——显示B.调谐——放大——解调——显示C.调谐——解调——放大——显示D.放大——调谐——解调——显示14.LC振荡电路电容器的电容为3×10－5μF，线圈的自感系数为3mH，它与开放电路耦合后，（1）发射出去的电磁波的频率是多大？（2）发射出去的电磁波的波长是多大？15.有波长分别为290m、397m、566m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756kHz时，则：（1）哪种波长的无线电波在收音机中产生的振荡电流最大？（2）如果想接收到波长为290m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？

1.【答案】D【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。2.【答案】ABC【解析】采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，又f＝，C＝，可知选项A、B、C正确。3.【答案】A【解析】一首乐曲从电台“出发”开始到从收音机的调频台播放出来为止，首先要进行调制，即把声音信号加到高频电磁波信号上去，然后进行发射；载波信号被收音机接收后首先要进行调谐选出该信号，然后进行解调，从高频信号中把声音信号取出来，最后通过喇叭播放；故选A。4.【答案】D【解析】电磁波的频率、波长和能量均由波源决定，而电磁波在相同介质中的传播速度相同，D正确。5.【答案】BD【解析】由于手机既能听到对方说话，又能说话让对方听到，因而既是发射装置又是接收装置，而寻呼机只能接收外来信号，不能向外发射，因而B、D对，但手机信号必须经过基地台处理转接才能收到，C错。6.【答案】AD【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AD。7.【答案】AB【解析】为了把信号传递出去，需要将信号“加”到高频振荡电流上，这就是调制.而将信号加上后使高频振荡电流的振幅随信号变化，这叫调幅.在接收电路中，经过调谐，回路中将出现调幅振荡电流，经检波后，低频信号从高频电流中还原出来，而在耳机中只有低频信号电流，故A、B正确。8.【答案】CD【解析】影响电感L的因素有线圈匝数、粗细、长短及有无铁芯等，而对铁芯和匝数分析的题目较多。当调谐电路的固有频率等于电台发出信号的频率时，发生电谐振才能收听到电台信号。由题意知收不到电信号的原因是调谐电路固有频率低，由以上分析可知在C无法调节的前提下，可减小电感L，即可通过C、D的操作增大f。9.【答案】A【解析】根据无线电波的接收原理，可知A正确。10.【答案】BD【解析】如图所示，α随纬度的增大而减小，我国不在赤道上，α不可能为零，经度大于105°的各地，天线应该朝南偏西，由于地球很大，卫星距地面很高，几十甚至几百平方千米的范围内天线取向几乎是相同的。11.【答案】D【解析】由λ＝可得波长为λ的无线电波的频率f＝，故调谐电路的频率也为f，又f＝，所以＝，得C＝，故D正确。12.【答案】B【解析】电磁波的发射应该采用开放电路，同时频率越高，发射范围越大。B正确。13.【答案】C【解析】电视接收机首先利用电谐振通过调谐把空间高频电流选出来，然后解调，取下信号，最后经放大后再传给显像管显像，所以正确的顺序是C。14.【答案】（1）531kHz（2）565m【解析】LC振荡电路与开放电路耦合后，振荡电路中产生的高频振荡电流通过两个电路线圈间的互感作用，使开放电路中也产生同频率的振荡电流，振荡电流在开放电路中激发出无线电波，向四周发射，所以发射出电磁波的频率就等于LC振荡电路中电磁振荡的频率。（1）发射出去的电磁波的频率f＝＝Hz≈531kHz。（2）发射出去的电磁波的波长λ＝＝m≈565m。15.【答案】（1）波长为397m的无线电波（2）旋出一些【解析】（1）设波长分别为290m、397m、566m的无线电波的频率分别为f1、f2、f3，根据公式f＝，则有f1＝＝Hz≈1034kHzf2＝＝Hz≈756kHzf3＝＝Hz≈530kHz所以波长为397m的无线电波在收音机中产生的振荡电流最大。（2）要接收波长为290m的无线电波，应增大调谐电路的固有频率，由公式f＝可知，应使电容C减小，调节可变电容器的动片可以改变两极板的正对面积，因此应把调谐电路中可变电容器的动片旋出一些。

电磁波谱大揭秘重难点题型难度高考中的地位重点1.认识电磁波谱2.知道各个波段电磁波的名称、特点及典型应用选择属于容易题属于识记的基本内容，高考中很少单独命题。难点不同波段电磁波的特性及应用电磁波谱1.概念通过学习，我们已经知道电磁波包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等。而不同电磁波具有不同的波长（频率），具有不同的特性。电磁波谱就是按电磁波的波长大小或频率高低的顺序把它们排列成的谱。2.电磁波谱的排列按波长由长到短依次为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。3.不同电磁波的特点及应用（1）无线电波技术上，人们把波长大于1mm的电磁波称为无线电波。无线电波被广泛应用于通信、广播及其他信号传输，比如：①广播电台和电视台都有发射无线电波的设备，雷达也是利用无线电波来测定物体位置的无线电设备。电磁波遇到障碍物要发生反射，雷达就是利用电磁波的这个特性工作的。波长短的电磁波，由于衍射现象不明显，传播的方向性好，有利于用电磁波定位，因此雷达用的是微波。②移动电话也应用了无线电波。每一部移动电话都是一个无线电台，它将用户的信息转变为高频电信号发射到空中；同时它又捕捉空中的电磁波，使用户接收到对方送来的信息。③许多自然过程也辐射无线电波，天文学家用射电望远镜接收天体辐射的无线电波，进行天体物理研究。【生活中的物理】传真机原理分析传真是利用无线电波传送图表、书信、照片的一种方法。无线电传真的示意图如下图所示，试简要说明无线电传真的过程、器件及其作用。要点提示：（1）发射机上装有光电管，将文字、图表转化为电信号，然后将其附加在高频无线电波上发射出去。（2）接收机利用电谐振原理将其接收，通过辉光管转化为原来的文字、图表，并在复印纸上复印出来。特别提醒：无线电波和电磁振荡密切联系，不论发射和接收都和振荡电路相联系。T＝2π，f＝经常使用。（2）红外线红外线是一种光波，它的波长比无线电波短，比可见光长。红外线不是可见光，不能引起人的视觉。注意：•一切物体都在不停地辐射红外线。•物体温度越高，辐射红外线的本领越强。•红外线主要特点是热作用强，因此主要有以下应用：①红外线遥感：可以在飞机或人造卫星上勘测地热、寻找水源、监视森林火情等。②红外线遥控：家用电器配套的遥控器发出红外线脉冲信号，受控机器就会按指令改变工作状态。③加热物体：红外线很容易使物体的温度升高，如市场上的“远红外烤箱”。（3）可见光能使人的眼睛产生视觉效应的电磁波，称为可见光。可见光的波长为400〜760nm。科学研究发现，波长（频率）范围不同的光表现为不同的颜色。不同颜色的可见光按波长由长到短的排列为：红光、橙光、黄光、绿光、青光、蓝光、紫光。【生活中的物理】1.为什么傍晚的太阳颜色发红呢？要点提示：傍晚的太阳颜色发红，是因为大气对波长较短的光的吸收比较强：当傍晚的阳光穿过厚厚的大气层时，波长较短的蓝光、紫光大部分被吸收掉了，剩下的红光、橙光波长较长，不容易被吸收，所以就能透过大气层射入我们的眼睛。2.为了避免敌军的雷达发现我们战机的行踪，人们研制了隐形战机。问：我们用肉眼能不能看到隐形战机？为什么？要点提示：能看到。隐形战机不反射敌方雷达的探测波，对雷达“隐形”，但可以反射可见光，肉眼能直接看到。（4）紫外线紫外线也不是可见光，其波长比紫光还短，波长范围约为5～370nm。一切高温物体发出的光中都含有紫外线。紫外线的显著特征是化学作用，能杀死多种细菌，具有消毒功能，在紫外线的照射下，许多物质会发出荧光。另外，紫外线可以促使人体合成维生素D，维生素D能促进人体对钙的吸收，所以经常晒太阳可以在一定程度上预防佝偻病，但过强的紫外线对人体有害（如夏季的阳光），所以要进行防护，不能过多照射。【生活中的物理】为什么高原上的人皮肤都比较黝黑？要点提示：高原上空气稀薄，对紫外线的反射作用很弱，而太阳光中含有大量的紫外线，因此导致高原上的人皮肤黝黑。（5）X射线和γ射线X射线和γ射线的波长都比紫外线短。X射线具有穿透作用，可以用于人体透视，也可以检查金属部件内部有无缺陷。γ射线具有更强的穿透作用，可以在医学上用来治疗癌症，也可以检查金属部件的缺陷。【总结提升】各种电磁波的特性及应用一览表从无线电波到γ射线都是本质相同的电磁波，其行为遵从共同的波动规律，但因波长（或频率）不同又表现出不同的特点：特点用途无线电波波动性强通讯、广播、导航等红外线热作用强加热、遥测、遥感、红外线制导等可见光感光性强照明、照相等紫外线化学作用、荧光效应杀菌消毒、治疗皮肤病等X射线穿透力强检查、探测、透视、治疗等γ射线穿透力最强探测、治疗等电磁波的能量各种各样的仪器能够探测到许许多多的电磁波，说明电磁波具有能量，研究发现：（1）电磁波是物质存在的一种特殊形式；（2）电磁波具有能量；（3）电磁波具有的能量跟f有关，f越高，能量越高。【特别说明】太阳辐射的特点太阳光中含有可见光、无线电波、红外线、紫外线、X射线、γ射线。但是，太阳辐射的能量主要集中在可见光、红外线和紫外线三个区域，如下图所示。而且要特别注意，太阳光在眼睛最敏感的黄绿光附近，辐射的能量最强。各种电磁波的共性与区别1.电磁波的共性（1）从无线电波到γ射线，它们在本质上都是电磁波，都遵从相同的波动规律。（2）都遵守公式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.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）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，折射率越大，速度越小。（3）产生机理不同无线电波振荡电路中电子周期性运动产生红外线、可见光和紫外线原子的外层电子受激发后产生X射线原子的内层电子受激发后产生γ射线原子核受激发后产生（4）用途不同•无线电波主要用于通信和广播•红外线主要用于加热和遥感技术•紫外线主要用于杀菌消毒•X射线主要应用于医学上的X光照片•γ射线主要用于检查金属部件的缺陷等例题1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横线上。（1）X光机___________。（2）紫外线灯__________________。（3）用理疗“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D.X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【思路分析】本题主要考查不同波段电磁波的特点及应用，熟记不同波段电磁波的特点及典型应用是解决此类问题的关键。【答案】（1）D（2）C（3）E【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伤害的X射线，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，因此选择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。【题后总结】一表搞定：电磁波谱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γ射线特性波动性强热作用强感光性强化学作用荧光效应穿透力强穿透力最强用途通信、广播、导航加热、遥测遥感、红外摄像、红外制导照明、照相等杀菌消毒、治疗皮肤病等检查、探测、透视、治疗探测、治疗产生机理振荡电路中自由电子的周期性运动原子外层电子受到激发原子内层电子受到激发原子核受激发递变规律―→频率变大，衍射能力减弱例题25G是“第五代移动通信网络”的简称，目前世界各国正大力发展5G网络。5G网络使用的无线电波通信频率在3.0GHz以上的超高频段和极高频段，比目前4G及以下网络（通信频率在0.3GHz～3.0GHz间的特高频段）拥有更大的带宽和更快的传输速率。未来5G网络的传输速率（指单位时间传送的数据量大小）可达10Gbps（bps为bitspersecond的英文缩写，即比特率、比特/秒），是4G网络的50﹣100倍。关于5G网络使用的无线电波，下列说法正确的是（）A.在真空中的传播速度更快 B.在真空中的波长更长 C.衍射的本领更强 D.频率更高，相同时间传递的信息量更大【思路分析】本题主要考查对电磁波谱的认识以及电磁波在真空中的传播速度及波长与频率的关系。【答案】D【解析】A.任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，故传播速度相同，A错误；B.因5G信号的频率更高，由c＝λf知，5G信号波长小，故B错误；C.因5G信号的频率更高，所以波长更小，衍射本领更弱。故4G信号更容易发生明显的衍射现象，故C错误。D.无线电波频率更高，相同时间传递的信息量更大，故D正确。故选：D。【特别提醒】电磁波在生产、生活和国防中应用广泛，联系实际的试题较多，平时要注意积累一些电磁波在生产和生活中的常见应用，还要提高自己应用知识的能力，在学习过程中多积累相关素材，并加以分析利用。例题3我们的生活已经离不开电磁波，如：GPS定位系统使用频率为10.23MHz（1MHz＝106Hz）的电磁波，手机工作时使用频率为800～1900MHz的电磁波，家用5GWi﹣Fi使用频率约为5725MHz的电磁波，地铁行李安检时使用频率为1018Hz的电磁波。关于这四种电磁波的说法正确的是（）A.家用5GWi﹣Fi电磁波的衍射现象最明显 B.GPS定位系统使用的电磁波的能量最强 C.地铁行李安检时使用的电磁波利用了其穿透本领 D.手机工作时使用的电磁波是纵波且不能产生偏振现象【思路分析】本题还是考查不同波段电磁波的性质及应用，并要知道一些电磁波在生产和生活中的常见应用。【答案】C【解析】A.家用5GWi﹣Fi电磁波的频率较高，所以其波长较短，故其衍射现象不明显，故A错误；B.GPS定位系统使用的电磁波比家用5GWi﹣Fi使用的电磁波的频率要低，根据电磁波的频率越高，能量越大，所以GPS定位系统使用的电磁波的能量不是最强，故B错误；C.地铁行李安检时使用频率为1018Hz的电磁波，频率非常高，所以利用了电磁波的穿透本领，故C正确；D.手机工作时使用的电磁波均为横波，能产生偏振现象，故D错误。故选：C。常见易错问题剖析下列能说明电磁波具有能量的依据是（）A.可见光射入人的眼睛仍看到物体。B.放在红外线区域的温度计升温很快。C.收音机调到某个台时调谐电路发生电谐振。D.γ射线具有很强的贯穿能力【错解】漏选A或C或D【错因分析】认为温度计升温很快，说明红外线具有能量，但却错误认为，其余选项都不对，只有B选项正确。没有考虑到，人眼看见物体、电谐振、贯穿能力均是电磁波具有能量的体现。【正确答案】ABCD【解析】A.人眼看到物体，说明人眼感受到了可见光的能量，A选项正确。B.红外线具有热作用，说明红外线具有能量，B选项正确。C.电谐振时，在调谐电路中的感应电流的能量来源于空中的无线电波，C选项正确。D.γ射线的贯穿能力很强，说明γ射线具有很高的能量，D选项也正确。（答题时间：30分钟）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2.关于电磁波的特性和应用，下列说法正确的是（）A.发射无线电波时需要对电磁波进行调制和解调B.电视机的遥控器发射紫外线C.电磁波中频率最大的为γ射线，用它最容易观察到衍射现象D.雷达使用微波是因为微波波长较短能沿直线传播3.雷达在搜寻目标时，接收到回波所用时间为1.2×10－4s，则此目标距雷达（）A.36km B.72kmC.18km D.9km4.我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑。米波雷达发射无线电波的波长在1～10m范围内，则对该无线电波的判断正确的是（）A.米波的频率比厘米波频率高B.和机械波一样须靠介质传播C.同光波一样会发生反射现象D.不可能产生干涉和衍射现象5.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，即使车队离开也瞒不过它。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