第3章 第2讲 电磁波的发射、传播和接收 电磁波的应用及防护-【创新设计】2019版同步课堂讲义物理（鲁科版选修3-4）

第2讲　电磁波的发射、传播和接收　电磁波的应用及防护 [目标定位]　1.知道有效发射电磁波的条件，了解电磁波的发射、传播和接收过程.2.认识电磁波谱，了解电磁波各波段的特性和主要作用.3.了解电磁波的应用和在科技、经济、社会发展中的作用． 一、电磁波的发射、传播和接收 1．电磁波的发射 (1)为了有效地发射电磁波，振蒎电路必须满足两个条件： ①振荡频率足够高； ②电场、磁场尽可能分布到较大的空间． (2)开放电路：电容器变成两条长的直导线，一条深入高空成为天线，另一条接入地下成为地线，形成开放电路． 2．电磁波的传播 (1)地波：沿地球表面空间传播的无线电波，适用于长波、中波和中短波． 短波和微波不宜采用地波的形式传播． (2)天波：靠大气中电离层的反射传播的无线电波．短波最适合采用天波的形式传播． (3)空间波：像光束那样沿直线传播的无线电波，适合于超短波和微波通信．卫星中继通信、卫星电视转播等也主要以空间波为传播途径． 3．电磁波的接收 (1)电谐振现象：两个电路的振荡频率相同，电磁波使接收电路中产生最强的电流的现象． (2)调谐：选择某一种特定的频率接收空间电磁波的过程，调谐的基本原理是电谐振． (3)调谐电路：能够进行调谐的接收电路．[来源:Z_xx_k.Com] 二、电磁波的应用及防护 1．电磁波谱 (1)定义：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，把这些电磁波按波长或频率排列起来，就构成了电磁波谱． (2)电磁波谱中的各种波有一定的波长范围，它们都具有反射、折射、衍射和干涉的特性；它们在真空中的传播速度均等于光速． 2．电磁波的应用 (1)红外线：波长比红光的波长要长． 性质：具有较强的感光能力，热效应明显． 应用： ①利用红外线的热效应，制成红外线烤箱、红外线炉等． ②利用红外线可使特制底片感光的性质，制成红外摄影仪、红外遥感器等． (2)紫外线：波长比紫光的波长短． 性质：有些物体在紫外线的照射下会发生荧光． 应用： ①紫外线能使很多物质发出荧光，很容易让底片感光，银行利用紫外线灯鉴别钞票的真伪． ②当紫外线照射人体时，能促使人体合成维生素D，可以预防佝偻病． ③紫外线具有杀菌作用，医院里的病房利用紫外线消毒． (3)X射线：波长范围为0.6～2nm. 性质：穿透力较强 应用：在医学中常用X光照片辅助进行疾病诊断． (4)γ射线：波长在1nm以下，在电磁波谱中的波长最短． 特点：能量较高，穿透能力很强，对生物的破坏力很大． 应用：医院里用γ射线杀死细胞．[来源:学&科&网Z&X&X&K] (5)无线电波的应用 ①无线电通信的发展过程[来源:学科网ZXXK] 1895年，意大利的马可尼成功地进行了距离约3km的无线电通信，几乎与马可尼同时，俄罗斯的波波夫也研制成功了无线电发报机． ②雷达 原理：雷达天线发射高频电磁波，电磁波遇到障碍物会被反射回来，接收机接收反射信号，根据信号的返回时间和方向，可判断远处物体的方位． 作用：检测飞行器、船只等远距离物体的位置，预防天气、绘制地图等． 3．电磁污染及防护[来源:Z&xx&k.Com] (1)电磁污染又称电磁波污染或射频辐射污染． (2)危害：危害人体健康；使电视图象不清晰或变形；干扰通信系统． (3)防治：电磁辐射的防治可以从电磁波源、电磁波的传播途径以及受辐射的人这三个方面进行防治． 一、无线电波的发射、传播和接收 1．无线电波的发射、传播和接收过程 2．对概念的理解 (1)“调幅”和“调频”都是调制过程，解调是调制的逆过程． (2)电谐振就是电磁振荡中的“共振”． (3)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． 3．电磁波的传播特性 传播形式[来源:学科网ZXXK] 适合的波段 特点 地波 沿地球表面空间传播 长波、中波、中短波 衍射能力较强 天波 靠大气电离层的反射传播 中短波、短波 反射能力较强 空间波 沿直线传播 短波、超短波、微波 穿透能力较强 例1　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，用开放电路发射．为了有效地向外发射电磁波，必须使电路开放，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　ACD 例2　关于电磁波的传播，下列叙述正确的是(　　) A．电磁波频率越高，越易沿地面传播 B．电磁波频率越高，越易沿直线传播 C．电磁波在各种介质中传播波长恒定 D．只要有三颗同步卫星在赤道上空传递微波，就可把信号传遍全球[来源:Z。xx。k.Com] 解析　由c＝λf可判定：电磁波频率