4.3和4.4电磁波传播-2022-2023学年高二物理素养提升学案（人教版2019选择性必修第二册）

选择性必修二学案 第四章 电磁振荡与电磁波 4.3　无线电波的发射和接收 4.4电磁波谱 一、新课标要求 1．知道有效发射电磁波的两个条件。 2．知道电磁波的调制、调谐、解调在发射和接收过程中的作用。 3．认识电磁波谱，了解电磁波各波段的特点及主要用途。 二、科学素养要求 1.物理观念：电磁波谱 2.科学思维：培养归纳总结、分析推理能力。 3.科学探究：通过实验，体验科学探究过程。 4.科学态度与责任：学习科学家的科学精神，实事求是的科学态度，培养探究科学的兴趣。 三、教材研习 知识点一　无线电波的发射 [情境导学] 移动通信的发射天线如图所示，为什么发射天线做成金属杆状？ 提示：是为了形成开放电路，这样就可以有效地发射电磁波。 [知识梳理] 1．要有效地发射电磁波，振荡电路必须具有两个特点 (1)要有足够高的振荡频率。频率越高，发射电磁波的本领越大。 (2)应采用开放电路。振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间。 2．开放电路 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。 3．无线电发射技术 (1)载波：携带要传递的信号的高频电磁波。 (2)调制：使载波随各种信号而改变的技术。 (3)调制的分类： 调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变的调制。 调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而变的调制。 [初试小题] 1．判断正误。 (1)振荡电路的频率越高，发射电磁波的本领越大。(√) (2)要将传递的声音信号向远距离发射，必须以高频电磁波作为载波。(√) (3)调制就是将低频信号变成高频信号，再放大后直接发射出去。(×) (4)调制的方法分为调幅和调频。(√) 2．为了使需要传递的信息(如声音、图像等)加载在电磁波上发射到远方，必须对电磁波进行(　　) A．调谐　　　　　　　　　　 B．放大 C．调制 D．检波 知识点二　无线电波的接收 [情境导学] 电视、雷达和手机都是通过电磁波传递信息的，请你从它们自身是否是发射端或接收端比较它们有什么不同？ 提示：电视仅仅是接收端，它接收来自电视台的无线电信号。雷达自身发射信号，遇到障碍物反射回来，通过接收反射波来确定物体的位置，因此雷达既是发射端又是接收端。手机接收来自基站的信号，同时它又向基站发射信号，它既是接收端也是发射端。 [知识梳理] 1．接收原理 电磁波在传播时遇到导体，会使导体中产生感应电流，所以导体可用来接收电磁波，这个导体就是接收天线。 2．电谐振 当接收电路的固有频率跟接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的现象。 3．调谐 使接收电路产生电谐振的过程。 4．解调 使声音或图像信号从接收到的高频感应电流中还原出来的过程，这个过程是调制的逆过程。调幅波的解调也叫检波。 5．高频电视信号的传播方式有三种：地面无线电传输、有线网络传输以及卫星传输。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。 [初试小题] 1．判断正误。 (1)制作天线必须用导体。(√) (2)只有接收电路发生电谐振时，接收电路中才有振荡电流。(×) (3)解调是调制的逆过程。(√) (4)不同传播方式需要使用不同频率范围的电磁波。(√) 2．电台将播音员的声音转换成如图甲所示的电信号，再加载到如图乙所示的高频载波上，使高频载波的振幅随电信号改变(如图丙所示)。这种调制方式称为(　　) A．调频　　 B．调谐　　　 C．调幅　　 D．解调 知识点三　电磁波谱 [情境导学] 如图所示的四种用电器分别用的是哪种波段的电磁波？它们各自的特性是什么？ 提示：甲图中的手机用的是无线电波，无线电波波动性强，可以用来传输信号；乙图中的测温仪，用的是红外线，因为一切物体都在不停地辐射红外线且热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强；丙图的消毒柜，是利用紫外线，因为紫外线具有较高的能量，可以利用紫外线灭菌消毒；丁图是医用的CT机，所用的是X射线，因为X射线的穿透本领强。 [知识梳理] 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的谱。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射线等。 2．不同电磁波的特点及应用 特点 用途 无线电波 波动性强 通信、广播、导航 红外线 热作用强 加热、遥测、遥感、红外线制导 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 γ射线 穿透力最强 探测、治疗 [初试小题] 1．判断正误。 (1)按波长由短到长顺序排列的是紫外线、可见光、红外线。(√) (2)电磁波的频率越高，它的波长就越长。(×) (3)紫外线在真空中的传播速度大于可见光