第四章 第三节&第四节 电磁波的发射、传播和接收 电磁波谱-【高考领航】2023-2024学年高中物理选择性必修第二册同步核心辅导与测评（粤教版）

第三节　电磁波的发射、传播和接收 第四节　电磁波谱 核心素养要求 核心素养呈现 1.知道有效地发射电磁波的两个条件． 2.了解调制、调幅、调频、调谐、解调在电磁波发射、接收过程中的作用． 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. 　电磁波的发射 1．要有效地发射电磁波，LC振荡电路必须具有以下两个条件： 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，要使LC振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间． 2．调制 (1)定义：在电磁波发射技术中，必须把低频的电信号“加载”在高频振荡电流上，这个过程叫作调制． (2)分类 　电磁波的传播 波长不同的电磁波有着不同的传播特性． 1．地波传播：沿地球表面传播无线电波的方式． 2．天波传播：利用大气中电离层的反射来传播无线电波的方式． 3．直线传播：沿直线传播无线电波的方式，又叫作空间波． 　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，可以用导体制成的天线和地线组成接收电路来接收电磁波． 2．调谐与调谐电路 (1)调谐：当接收电路的固有频率被调到与需要接收的无线电波的频率相同时，这个频率的无线电波在接收电路里将激起最强的振荡电流， 这个过程称为调谐． (2)调谐电路：能够调谐的接收电路． 3．检波：从高频振荡电流中“检”出它所携带的低频信号电流的过程称为检波．检波是调制的逆过程，又叫解调． 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，需要调节收音机的旋钮选台，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． 　认识电磁波谱 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：按电磁波的波长或频率大小的顺序把各种电磁波排列成的谱． 3．电磁波的产生机理 (1)无线电波：自由电子振荡产生． (2)红外线、可见光、紫外线：原子的外层电子受到激发后产生． (3)X射线：原子的内层电子受到激发后产生． (4)γ射线：原子核受到激发后产生． 　电磁波家族成员的特性及其应用 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440～770 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5～400 nm之间，紫外线具有较大的能量，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，穿透本领很强．用来检查人体内部器官，金属部件内部的缺陷． γ射线：波长最短的电磁波，具有很高的能量．穿透能力很强．主要应用：医学上用于摧毁病变细胞，用来治疗某些癌症，也可用于探测金属部件内部的缺陷． (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人民币的真伪．(√) 电磁波的发射 [思考探究] 将两根铝管固定在感应圈的两极上，另两根铝管接微安表头并固定在绝缘手柄上，如图所示． (1)接通感应圈电源，把手柄上两铝管平行靠近感应圈上的两铝管，你看到了什么现象？为什么？ 提示：微安表头指针偏转，这说明绝缘手柄上的铝管接收到了电磁波． (2)当把感应圈两极上的铝管拆掉后，把手柄靠近感应圈有什么现象？为什么？ 提示：没有装铝管时，微安表头指针不偏转，说明绝缘手柄上的铝管没有接收到电磁波．因为发射电磁波要有天线． [思维深化] 1．要想有效地发射电磁波，应增大电磁波的频率，且使电磁场分布到尽可能大的空间，实际应用中常用地线和天线形成敞开的电容器，和线圈组成高频振荡电路． 2．为发射有用信号，需对电磁波进行调制，把要传递的信号“加”到高频等幅振荡电流上，使电磁波随各种信号而改变．其中使高频振荡电流的振幅随调制信号而改变的调制方法叫作调幅(AM)；使高频振荡电流的频率随调制信号而改变的调制方法叫作调频(FM)． 　为了增大无线电台向空间发射无线电波的能力，对LC振荡电路的结构可采用下列哪种措施(　　) A．增大电容器极板的正对面积 B．增大电容器极板的间距 C．增大自感线圈的匝数 D．提高供电电压 【解析】　要增大无线电波向空间发射电磁波的能力，必须提高其振荡频率，即减小L或减小C，要减小L，