第8.3节 电磁波的传播和接收-【帮课堂】2023-2024学年高二物理同步学与练（沪科版2020上海选择性必修第二册）

第八章·电磁振荡与电磁波 第3节 电磁波的传播和接收 ◎目标导航 知识要点 难易度 1．电磁波的传播规律：波速=波长×频率 2．地波、天波、空间波 3．电磁波和声波的区别 4．电磁波的接收：电谐振 ★★ ★ ★★★ ★ ◎知识精讲 一、电磁波的特性 1．电磁波的形成 周期性变化的电场和磁场交替产生，形成电磁场，电磁场由近及远传播，形成电磁波． 2．电磁波的特点 (1)电磁波的传播不需要介质．在真空中传播速度等于光速c＝3×108 m/s. (2)电磁场储存电磁能，电磁波的发射过程就是辐射能量的过程． (3)只有周期性变化的电场和磁场相互激发才能形成电磁波． (4)电磁波是电磁场在空间中的传播，电磁场是一种客观存在的物质——场物质． 3．电磁波的波速：λ表示电磁波的波长、f表示频率、c表示波速，则有c＝λf. 4. 电磁波与机械波的比较 名称 项目　　 电磁波 机械波 产生 由周期性变化的电场、磁场产生 由质点(波源)的振动产生 传播介质 不需要介质(在真空中仍可传播) 必须有介质(真空中不能传播) 波的种类 横波 既有横波也有纵波 速度特点 由介质和频率决定， 真空光速(c＝3×108 m/s) 仅由介质决定 不同介质 频率不变 频率不变 介质中波速 与频率、波长有关。 同种介质，v红> v紫 （色散的原因） 与频率、波长无关 能量 都能携带能量并传播能量 速度公式 v＝λ f 遵循规律 都能发生反射、折射、干涉、衍射等现象 二、无线电波的传播方式 在无线电通信中使用的电磁波称为无线电波。 根据波长或频率的范围，通常把无线电波分为长波、中波、短波等，其参数和用途如表所示。 无线电波的波长差别很大，其衍射和反射能力也各不相同，相应地有三种传播方式： 地波（地面传播）、天波（电离层反射传播）和空间波（直线传播） 定义 波段 距离 用途 示意图 地波 沿地球表面空间传播的无线电波 长波、中波、中短波 几百千米 通讯、广播 天波 依靠电离层的反射来传播的无线电波 中波、中短波、短波 几千千米 广播 空间波 从发射点经空间直线传播到接收点的无线电波 微波 全世界 电视、雷达、导航 三、 无线电波的接收 1．无线电波的接收 无线电波的接收过程是：调谐电路利用电谐振的原理接收所需的电磁波，再通过检波器检波得到电磁波所携带的信号． （1）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，这种现象叫电谐振． （2）使接收电路产生电谐振的过程叫调谐． （3）把信号加到高频电路中的过程叫调制；从接收到的高频电路中“检出”所携带信号的过程叫叫解调，它是调制的逆过程．常见的调制方法由两种：调幅（简称 AM）和调频（简称 FM） 2．电视的基本原理 在电视发射端，由摄像管摄取景物并将反射的光转变为电信号的过程就叫摄像，这个过程由摄像管完成．在电视接收端，由电视接收机的显像管把电信号还原成景物的像，这一过程中要进行调谐、检波等过程．电视信号的传播主要通过无线传播． 3．雷达的基本原理 雷达是用电磁波来判定物体位置的电子设备．雷达向某一方向发射电磁波时，在显示器的荧光屏上呈现发射的尖形波，无线电波遇到障碍物反射回来，被雷达接收，在显示器的荧光屏上出现第二个尖形波，根据两个尖形波的距离，可得到障碍物到雷达的距离，再根据发射电磁波的方向和仰角，便可判定障碍物的位置．利用多普勒效应可测出移动物体的速度．雷达是利用电磁波的微波段工作的． ◎例题精讲 例1.（多选）下列说法正确的是（ ） A．发射出去的无线电波，可以传播到无限远 B．无线电波遇到导体，就可在导体中激起同频率的振荡电流 C．波长越短的无线电波，越接近直线传播 D．移动电话也是通过无线电进行通讯的 例2.（多选）目前雷达发射的电磁波频率多在至的范围内．下列关于雷达和电磁波说法正确的是（ ） A．真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在至之间 B．电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的 C．测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离 D．波长越短的电磁波，反射性能越强 例3. 关于电磁波传播速度的表达式v＝λf，下列结论中正确的是（　　） A．电磁波的传播速度只与传播介质有关 B．同一种介质中，频率越高，传播速度就越大 C．发射能量越大，传播速度就越大 D．同一种介质中，波长越长，传播速度就越大 例4.（多选）下列说法正确的是（　　） A．LC振荡回路中，振荡电流相邻两次为零的时间间隔等于振荡周期的一半 B．LC振荡回路中，振荡电流为零时，电场能为零 C．在电磁波接收过程中，把声音信号或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫调制