4.3 无线电波的发射和接收4.4 电磁波谱-【帮课堂】2022-2023学年高二物理同步精品讲义（人教版2019选择性必修第二册）

4.3无线电波的发射和接收 4.4电磁波谱 基础导学 要点一、无线电波的发射 1、有效发射无线电波的条件 ①振荡电路产生的电场和磁场必须分布到广大的开放空间中，即采用开放电路． ②要有足够高的振荡频率，研究表明频率越高，振荡电路向外发射电磁波的本领越大． 2、调制 ①载波：用来“运载”信号的高频等幅波． ②调制：把传递的信号“加”到载波上的过程． 常用的调制方法有调幅和调频两种． a．调幅：使高频振荡的振幅随信号而变． b．调频：使高频振荡的频率随信号而变． 要点二、无线电波的传播与接收 1、地波：沿地球表面空间传播的无线电波． 2、天波：依靠电离层的反射来传播的无线电波． 3、直线传播：沿直线传播的电磁波叫空间波或视波． 4、电磁波的接收 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 a．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，接收电路中产生的感应电流最强的现象．它与机械振动中的共振类似． b．调谐：使接收电路中产生电谐振的过程．通常说的选台即为调谐过程．调谐的基本原理就是电谐振． 要点三、对调制、调幅、调频和解调过程的对比 1．无线电波的发射和接收过程 2．“调幅”和“调频”是调制的两个不同的方式 (1)高频电磁波的振幅随信号的强弱而变的调制方式叫调幅，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． (2)高频电磁波的频率随信号的强弱而变的调制方式叫调频，电台的立体声广播和电视中的伴音信号采用调频波． 3．解调是调制的逆过程 声音、图像等信号频率相对较低，不能转化为电信号直接发射出去，而要将这些低频信号加载到高频电磁波信号上去．将声音、图像信号加载到高频电磁波上的过程就是调制．而将声音、图像信号从高频信号中还原出来的过程就是解调． 4．正确理解调谐的作用 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．因此接收信号时，首先要从各种电磁波中把我们需要的选出来，通常叫选台．在无线电技术中是利用电谐振达到该目的的． [特别提醒] (1)电谐振就是电磁振荡中的“共振”． (2)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． 要点四、电磁波的传播特性 传播形式 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 要点五、电磁波谱 1．电磁波谱：按电磁波的波长或频率大小的顺序排列成谱，叫做电磁波谱． 2．按照波长从长到短依次排列为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．不同的电磁波由于具有不同的波长(频率)，才具有不同的特性． 要点六、电磁波的特性及应用 1．无线电波：波长大于1 mm(频率小于300 GHz)的电磁波是无线电波，主要用于通信、广播及其他信号传输． 2．红外线 (1)红外线是一种光波，波长比无线电波短，比可见光长，不能引起人的视觉． (2)所有物体都发射红外线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强． (3)红外线主要用于红外遥感和红外高速摄影． 3．可见光：可见光的波长在760 nm到400 nm之间． 4．紫外线 (1)波长范围在5_nm到370_nm之间，不能引起人的视觉． (2)具有较高的能量，应用于灭菌消毒，具有较强的荧光效应，用来激发荧光物质发光． 5．X射线和γ射线 (1)X射线频率比紫外线高，穿透力较强，用来检查工业部件有无裂纹或气孔，医学上用于人体透视． (2)γ射线频率比X射线还要高，具有很高的能量，穿透力更强，医学上用来治疗癌症，工业上用于探测金属部件内部是否有缺陷． 要点七、电磁波传递能量 电磁波是运动中的电磁场，各种各样的仪器能够探测到许许多多的电磁波，表明电磁波可以传递能量． 要点八、太阳辐射 太阳辐射的能量集中在可见光、红外线和紫外线三个区域，在眼睛最敏感的黄绿光附近，辐射的能量最强． 要点九、电磁波谱 各种电磁波的共性 (1)在本质上都是电磁波，遵循相同的规律，各波段之间的区别并没有绝对的意义． (2)都遵循公式v＝λf，在真空中的传播速度都是c＝3×108 m/s. (3)传播都不需要介质． (4)都具有反射、折射、衍射和干涉的特性． 要点突破 突破一：无线电波的发射 1、 由振荡器(常用LC振荡电路)产生高频振荡电流，用调制器将需要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。 2、一般电台的中波、中短波、短波广播以及电视中的图像信号，都采用调幅波；电台的调频广播和电视中的伴音信号，