2017-2018学年高中物理 第3章 电磁场与电磁波 3.3 无线电通信 3.4 电磁波家族学案 沪科版选修3-4

1、3.3无线电通信3.4电磁波家族学习目标 1。了解无线电波的传输、传播和接收过程。2.了解调制、调幅、调频、调谐和检测的概念。3.了解电磁波谱的组成及各波段的主要特征和主要功能。1.无线电广播信号的传输过程：首先将待传输的声音信号转换成电信号，经音频放大器放大，成为加载的低频信号(填入“高”或“低”)，然后将低频音频信号通过调制器加载到振荡器产生的等幅高频信号上，成为随音频信号变化的高频信号，再经高频放大器放大，最后通过发射塔传输。2.无线电波主要有三种传播方式：地波传播、天波传播和直线传播。中波和长波的波长较长，可以绕过地球表面的一般障碍物，也就是说，它们可以沿地球表面传播，因此采用地波传播

2、；短波和部分中波波长较短，很难绕过地球表面的一般障碍物，但它们可以在地面和电离层之间来回反射和传播，因此采用天波传播；然而，微波具有较短的波长，可以穿透电离层，并且只能从发射天线直接传播到接收天线，因此它以直线传播。3.电磁波是一个大家庭。根据波长或频率的顺序排列各种电磁波构成了电磁波谱。如果按照波长从大到小的顺序排列，它可以分为六个波段：无线电波、红外线、可见光、紫外线、x光和射线。首先，无线电波的发射引导和探索1.广播电台的广播是一种声音信号。这个信号是如何传输的？答案是将声音信号转换成电信号，然后将电信号加载到高频信号上，放大，然后通过发射塔传输出去。2.你知道无线电波的传播模式吗？答：

3、地波、天波和直线传播等。知识深化1.无线电波的传输(1)无线电广播信号的传输过程(2)振荡器的作用：产生等幅的高频信号(3)无线电波的调制调制在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号变化的技术点班级振幅(调幅)调制技术，使高频电磁波的振幅随低频信号的强度而变化调频(调频)调制技术，使高频电磁波的频率随着低频信号的强度而变化2.无线电波的传播模式无线电波的传播模式与其自身的波长或频率有关，主要有三种模式：地波传播、天波传播和直线传播。延伸思维当一个无线电台发射声音信号时，为什么不直接把声音信号转换成电信号直接发射，而是把它加载到高频信号中进行发射呢？无线电台必须有足够高的频率来发射电磁波，而声音信

4、号的频率很低。在将其直接转换成电信号后，传输能力较低，而将其加载到高频信号中可提高传输能力。例1(多项选择)以下关于无线电广播应该调制电磁波的原因的陈述是正确的()A.调制的高频电磁波具有较强的向外辐射能量的能力B.调制电磁波在空间传播得更快C.调制电磁波在空间中具有相同的传播波长空间传播的调制电磁波的波长发生变化回答广告解析调制是将待传输的信号“叠加”到高频恒幅振荡上。频率越高，传播信息的能力越强。一对；电磁波在空气中的传播速度是恒定的，B是错误的；根据v= f，波长与波速和传播频率有关。c是错的，d是对的。例2(多种选择)关于无线电波的传播，以下陈述是正确的()A.发射的电磁波可以传输到i

5、nfi在传播过程中，遇到障碍物时会部分吸收解析电波，遇到导体时会在导体中产生涡流(同频率的振荡电流)，所以A是错的，B是对的。波长越短，传播模式越接近光的直线传播，手机发射或接收的电磁波属于无线电波的高频带，所以C和D是正确的。第二，无线电波的接收【制导研究】各种电台、电视台和无线电设备发射的电磁波无处不在。如果我们想听某个电台，我们需要调节收音机的旋钮来选择频道。你知道“频道选择”的功能吗？答案“频道选择”就是让你想收听的某个电台发射的电磁波频率与收音机接收电路的自然频率相同。知识深化1.无线电波的接收原理：如果电磁波在空间传播时遇到导体，导体中就会产生感应电流。因此，空间中的导体可以用来接

6、收电磁波。2.电共振和调谐(1)电谐振：当接收电路的固有频率与接收电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强。(2)调谐：使接收电路产生电共振的过程。它使我们能够从许多电磁波中选择某一频率的电磁波。3.检测：从接收到的高频振荡信号中“检测”低频信号的过程。例3(多项选择)关于电磁波的接收，以下陈述是正确的()A.当处于电共振时，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，只有接收到的电磁波才能在接收电路中产生感应电流C.调谐电路接收的感应电流可以通过耳机听到声音D.在通过耳机听到声音之前，调谐电路接收的感应电流可以被检测和放大回答广告分析了在电谐振时，所有电磁波在接收电路

7、中仍能产生感应电流，但与谐振电路固有频率相同的电磁波在接收电路中激发出最强的感应电流。在通过耳机听到声音之前，调谐电路接收的感应电流必须被检测(即调制的反向过程)并被放大，因此正确答案是A和d .第三，电磁波谱制导研究电磁波是一个大家庭，广泛应用于生产和生活中。你能举一些应用电磁波的例子吗？回答红外线摄影、红外线温度计、紫外线验钞机、微波炉用微波加热食物、电视信号传输、医学透视.知识深化不同电磁波的特性和应用电磁的范围无线电波红外线的可见光紫外线x光射线频率从左到右，频率从小到大变化在真空中波长从左到右，波长由长变短特征波动强烈的性欲热效率英强致敏强烈的性欲化学作用，强荧光效应穿透李强穿透最强

8、大的力量使用通信广播，电视，雷达，航行红外遥感，遥测，加热，红外摄像机，红外制导照明、摄影等。荧光灯，杀人细菌、防伪和治疗治疗皮肤病等检查，检测，透视，处理检测，处理例4下面列出了一些医疗器械的名称和使用这些器械的物理现象。请在使用这种现象的医疗器械后面的空白处填写相应的字母。(1) x光机，_ _ _ _ _ _。(2)紫外线灯，_ _ _ _ _ _ _。(3)理疗医用“神灯”能使伤口愈合更好。这里的“神灯”使用_ _ _ _ _。A.光的全反射B.紫外线有很强的荧光效果C.紫外线具有杀菌和消毒作用D.x光的强烈穿透E.红外线有明显的热效应F.红外线波长长，容易衍射回答(1)D (2)C

9、(3)E分析(1)X光机“神灯”，又称红外线灯，主要用于促进局部血液循环。它利用红外线的热效应对人体进行局部加热，加速血液循环.1.全世界有许多广播电台同时广播。一次只能听到一个广播电台，而不是同时听到多个广播电台。原因是()A.因为无线电台离电台最近B.因为无线电频率最高C.因为接收到的无线电电磁波能量最强D.因为接收到的无线电电磁波与无线电调谐电路具有相同的频率，所以会发生电谐振答案D解析信道选择是一个调谐过程，它使F-固体=F-电磁波在接收电路中产生最强的感应电流。2.红外线、紫外线、无线电波、可见光、伽马射线和伦琴射线从波长到波长的顺序是()A.无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射

10、线和伽马射线B.红外线、可见光、紫外线、无线电波、伽马射线和伦琴射线C.伽马射线、伦琴射线、紫外线、可见光、红外线和无线电波紫外线、红外线、伽马射线、伦琴射线、无线电波和可见光回答一3.(多项选择)以下关于电磁波谱中各种电磁波应用的陈述是正确的()A.红外线的波长比可见光长，可用于消毒B.紫外线的波长比可见光的波长短，可用于杀菌C.红外线的波长比可见光长，可用于温度测量摄影D.紫外线的波长比可见光的波长短，可用于温度测量摄影回答BC课堂作业多重选择1.(多种选择)关于无线电波的传输过程，以下陈述是正确的()A.信号必须被调制B.必须使信号产生电共振C.传输信号必须加到高频电流中D.必须使用开路

11、回答自动呼叫分配器在解析电磁波的传输过程中，低频输入信号必须通过开路进行调制和传输。2.(多种选择)关于电磁波的发射和接收，以下陈述是正确的()A.为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，电路必须闭合B.音频电流的频率相对较低，不能直接用于发射电磁波C.当接收电路的固有频率与接收电磁波的频率相同时，接收电路产生的振荡电流最强D.为了在电视屏幕上显示图像，必须有一个检测过程回答BCD为了分析电磁波的有效发射，必须采用开路和高频发射；一般音频电流频率低，不能直接用来发射电磁波；电磁波接收的原理是一种叫做电共振的现象，它类似于机械振动中的共振。当电视显示图像时，必须通过检测过程从高频调制信号中提取有效信

12、号，否则无法显示。因此，甲是错的，乙、丙、丁是对的。3.(多种选择)关于电磁波的传播，以下陈述是正确的()A.电磁波的频率越高，就越容易沿着地面传播B.电磁波的频率越高，就越容易沿直线传播C.电磁波在各种介质中的传播波长是恒定的D.只要有三颗同步卫星在赤道上空传输微波，信号就可以传播到全世界回答BD分析这个问题以检验无线电波的用途和特点。从c= f可以判断，频率越高，波长越短，电磁波的衍射越差，电磁波不适合沿地面传播，但与光的传播相似，沿直线传播，所以b是对的，a是错的；当电磁波在介质中传播时，频率不变，但传播速度变化。从v= f可以判断波长变化，C是错误的；由于同步卫星相对于地面仍在赤道以上

13、3 600公里的高度，只要t根据无线电波的接收原理，A是正确的。5.切换电视频道并选择电视节目，这称为()A.调谐b .调制C.调频调幅回答一分析和改变频道的目的是使电视接收电路的频率与产生电共振的无线电台的频率相同，因此它是调谐的。6.(多项选择)在电磁频谱中，以下陈述是正确的()A.各种电磁波都有明显的频率和波长区域边界B.伽马射线的频率必须大于x射线的频率C.x光的波长可以等于紫外线的波长D.可见光的波长必须比无线电波的波长短应答光盘分析X射线和射线、X射线和紫外线有一些重叠的频率，它们的边界不明显，所以C和D的选择是正确的。7.以下说法是正确的()A.在各种电磁波中，射线最有可能表现出干涉和衍射B.红外线具有显著的热效应，紫外线具有显著的化学效应C.x光的穿