第4章 第3～5节 电磁波谱 无线电波的发射、传播与接收 无线电波与移动互联网（Word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理选择性必修第二册（教科版2019）

　第3～5节　电磁波谱　无线电波的发射、传播与接收无线电波与移动互联网 核心素养导学 物理观念 (1)知道有效地发射电磁波的两个条件。 (2)了解电磁波的发射和接收过程。 (3)了解电磁波谱的构成，知道各波段电磁波的作用及应用。 (4)知道电磁波具有能量，是一种物质。 (5)了解无线电波与移动互联网知识。 科学思维 (1)领会高频电磁波在无线电发射与接收中的重要作用。 (2)通过查阅与电磁波谱中各种频段波的应用相关资料，培养收集信息、加工处理信息的能力。 科学探究 了解电磁波在信息传递中的应用，了解电视广播的发射、接收的原理和过程。 科学态度与责任 体会电磁波的应用对现代社会的影响，明确不同的电磁波具有不同的用途，感悟现代科技的正反两个方面，培养辩证唯物的价值观。 　　　　　　　　　　　　　　　 一、电磁波谱 1．电磁波谱：把无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等，按波长(或频率)排列起来，形成电磁波谱。 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 灭菌消毒、防伪等 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 二、无线电波的发射、传播与接收 1．无线电波的发射 (1)两个条件 ①采用开放电路，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。 ②要有足够高的振荡频率。频率越高，发射电磁波的本领越强。 (2)开放电路：发射电路的电容器的两个极板分开到很远，并且变成两根直线，向下的接入大地，称为地线，向上的高高伸向天空，称为天线。 (3)无线电波发射技术 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。 ③调制的分类： a．调幅：使高频振荡的振幅随信号而变的调制。 b．调频：使高频振荡的频率随信号而变的调制。 2．无线电波的传播 (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。 3．无线电波的接收 (1)接收天线：无线电技术中用来接收电磁波的导体。 (2)电磁谐振：当振荡电路的固有频率与传播来的电磁波的频率相等时，电路中激起的感应电流最强的现象。 (3)调谐：使接收电路产生电谐振的过程。 (4)调谐电路：能够调谐的接收电路。 三、无线电波与移动互联网 1．电磁波与信息技术的演变：用眼睛获取信息——口口相传——邮亭驿站间的人工搬运——电磁波传递信息。 2．蜂窝系统：手机之间的信息传递是借助基站来转接的，每一个基站的工作范围经过合理调配后呈正六边形，排列起来像蜂窝一样，这就是“蜂窝系统”。 3．网络协议：网络通信技术中各种设备必须遵守的共同约定。 4．用电磁波传递二进制数据：用幅度恒定的脉冲电压来表示的数字信号(二进制数据)对载波进行调制后发射出去，用来传递信息。,1.如图是应用电磁波工作的几种设备。判断下列说法的正误。 (1)在医学上常用X光照片辅助进行疾病诊断，是利用X射线穿透本领弱的特性。(×) (2)红外线夜视仪利用的红外线的波长大于可见光的波长。(√) (3)无线路由器是通过电磁波来传递信息的。(√) 2.1895年，一位年轻的意大利人马可尼(公元1874—1937年)发明了无线电通信技术。从此，携带了人类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。电视台发射电视信号为什么要建高耸入云的发射塔呢？ 提示：电视信号要有效地发射出去，必须采用高频开放电路，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。 3.打开收音机的开关，转动选台旋钮，使收音机收不到电台的广播，然后开大音量。接着，按照如图所示的方式，在收音机附近将电池盒的两根引线反复碰触，你会听到收音机中发出“咔咔咔”的响声。为什么会产生这种现象？ 提示：两根引线反复碰触，电路反复接通和断开，会发出无线电波，收音机接收后会产生“咔咔咔”的响声。 4．如图是中国移动通信发射天线和卫星接收天线。 (1)为什么发射天线做成金属杆状？ (2)接收电磁波时，选择特定频率电磁波的原理是什么？ 提示：(1)是为了形成开放电路，有效发射电磁波。 (2)电磁谐振。 5.如图是电视信号接收过程示意图。判断下列说法的正误。 (1)电视接收天线接收到的电磁波中包括图像信号和伴音信号。(√) (2)电视接收天线接收到电磁波，天线上并不产生感应电流。(×) (3)电视机接收到电磁波，通过电子枪的扫描显示电视节目的伴音信号。(×) 新知学习(一)|无线电波的发射和接收