第4章 第3节 无线电波的发射和接收 第4节 电磁波谱（Word教参）-【优化指导】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第二册(人教版2019)

第3节　无线电波的发射和接收 第4节　电磁波谱 课程内容要求 核心素养提炼 1.知道有效发射电磁波的条件，知道调制的概念及调制的两种方法． 2．知道接收所需的电磁波要进行调谐，知道还原信号要进行解调，了解什么是调谐和解调． 3．认识电磁波谱，知道光是电磁波，了解电磁波各波段的特点和主要用途． 1.物理观念：通过调制、调幅、调频、调谐、解调、电谐振等概念，体会物理观念的生成过程． 2．科学思维：利用电磁波的发射及接收原理的分析，体会构建物理模型在探索自然规律中的作用． 3．科学态度与责任：通过电磁波的应用，体会科技发展的过程及对社会的推动作用． [对应学生用书P64] 1．无线电波的发射 (1)要有效地发射电磁波，振荡电路必须具有如下特点： 第一，要有足够高的振荡频率．频率越高，发射电磁波的本领越大． 第二，振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，这样才能有效地把能量辐射出去． (2)调制 ①定义：在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术． ②分类 2．无线电波的接收 (1)原理：电磁波在传播过程中如果遇到导体，会使导体中产生感应电流，因此，空中的导体可以用来接收电磁波． (2)电谐振与调谐 ①电谐振：当接收电路的固有频率跟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，这种现象叫作电谐振． ②调谐：使接收电路产生电谐振的过程． (3)解调：使声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程，它是调制的逆过程． (4)检波：调幅波的解调． 3．电视广播的发射和接收 (1)发射：电视广播信号是一种无线电信号．在现代电视发射系统中，首先将光信号转变为电信号，再通过载波将信号调制成高频信号再进行传播． (2)传播方式：地面无线电传输、有线网络传输以及卫星传输． (3)接收：电视接收端接收到高频电磁波信号后，经过解调处理，就可以将得到的信号通过显示设备转变为图像信息． [思考] 在我们周围弥漫着各种电台、电视台及无线电设备发出的电磁波，我们若想收听某一电台的广播，需要调节收音机的选台旋钮，你知道“选台”的作用吗？ 提示　“选台”是为了使想收听的某一电台发射的电磁波的频率与收音机的接收电路的固有频率相同，使电路中的振荡电流最强． 1．电磁波种类：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等． 2．电磁波谱：按电磁波的波长大小或频率高低的顺序把各种电磁波排列成的谱． 3．电磁波的特性及用途 (1)无线电波：波长大于1 mm(频率小于300 GHz)的电磁波，主要用于通信和广播． (2)红外线：它的波长比无线电波短，比可见光长．所有物体都会发射红外线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强，主要应用于加热或红外摄影． (3)可见光：能使人的眼睛产生视觉效应的电磁波，可见光的波长在400 ～ 760 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)不同． (4)紫外线：波长范围在5 ～ 370 nm之间，紫外线具有较高的能量，足以破坏细胞核中的物质．应用于灭菌消毒；许多物质在紫外线的照射下会发出荧光，可以设计防伪措施． (5)X射线和γ射线 X射线：波长比紫外线更短，穿透本领较强．用来检查人体内部器官，金属构件内部的缺陷． γ射线：波长最短的电磁波，具有很高的能量，穿透能力很强．医学上可以摧毁病变细胞，用来治疗某些癌症，也可用于探测金属构件内部的缺陷． [判断] (1)电磁波只能无线传输．(×) (2)X射线是电磁波，它由速度较高的电子构成．(×) (3)红外线的波长大于可见光的波长．(√) (4)可利用紫外线的荧光效应辨别纸币的真伪．(√) [对应学生用书P65] 探究点一　电磁波的发射和接收 自从人类发明了无线电通信技术，携带各种信息的电磁波开始在空间自由旅行，人们不必依赖电线，就可以在遥远的地方互通信息．电视台为什么要建高耸入云的发射塔用来发射电视信号呢？ 提示　电视信号要有效地发射出去，必须用高频电磁波加载，电视信号所用电磁波的波长比较短，以直线传播为主，遇到障碍物会被阻挡，所以发射天线要架得高一些． 1．无线电波的发射和接收过程 2．“调幅”和“调频”的区别 (1)高频电磁波的振幅随信号的强弱而变的调制方式叫作调幅，一般电台的中波、中短波、短波广播以及电视中的图像信号采用调幅波．电磁波的调幅过程如图所示，其中甲为声音信号的波形，乙为高频等幅振荡电流的波形，丙为经过调幅的变频振荡电流的波形． (2)高频电磁波的频率随信号的强弱而变的调制方式叫作调频，电台的立体声广播和电视中的伴音信号常采用调频波．电磁波的调频过程如图所示，其中甲为声音信号的波形，乙为高频等幅振荡电流的波形，丙为经过调频的高频振荡电流的波形． 3．解调是调制的逆过程 声音、图像等信号频率相对较低，不能直接发射出去，而要