第四章 第3、4、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）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册（教科版2019）

第3节　电磁波谱 第4节　无线电波的发射、传播与接收 第5节　无线电波与移动互联网 课程内容要求 核心素养提炼 1．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． 2．知道有效发射电磁波的条件，知道调制的概念及调制的两种方法． 3．知道接收需要的电磁波要进行调谐，知道还原信号要进行解调，了解什么是调谐和解调． 4．了解移动互联网和现代信息技术的应用． 1．物理观念：认识电磁波谱，掌握调制、调幅、调频、调谐、解调、电谐振等概念，体会物理观念的生成过程． 2．科学思维：利用对电磁波的发射及接收原理的分析，体会构建物理模型在探索自然规律中的作用． 3．科学态度与责任：通过电磁波的应用，体会科技发展的过程及其对社会的推动作用． [对应学生用书P71] 1．概念：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)的顺序排列起来，就形成了电磁波谱． 2．不同波长(或频率)的电磁波 (1)可见光：作用于人的眼睛并引起视觉的电磁波，可见光的波长在400 ～ 760 nm之间，它包含赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色，不同颜色的光波长(或频率)不同． (2)无线电波：波长大于1 mm(频率小于300 GHz)的电磁波，主要用于通信和广播． (3)红外线：波长位于微波和可见光之间的电磁波．所有物体都会发射红外线，温度高的物体辐射的红外线比温度低的物体辐射的红外线强，主要应用于加热和红外摄影． (4)紫外线：波长范围在60 ～ 400 nm，紫外线具有较高的能量，足以破坏细胞核中的物质．应用于灭菌消毒；某些物质在紫外线的照射下会发出荧光，可以用来做防伪标志． (5)X射线和γ射线 X射线：波长比紫外线更短，穿透本领较强．用来检查人体内部器官，金属构件内部的缺陷． γ射线：波长最短的电磁波，具有很高的能量．穿透能力很强．医学上可以杀死病态细胞，治疗某些癌症． [判断]　(对的画“√”，错的画“×”) 　(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纸币的真伪.(　√　) 1．无线电波的发射 (1)要有效地发射电磁波，振荡电路必须具有如下特点： 第一，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，才能有效地把电磁场的能量辐射出去． 第二，要有足够高的振荡频率．频率越高，振荡电路向外发射电磁波的本领越强． (2)调制 ①定义：把传递的信号“加”到载波上的过程． ②分类 2．无线电波的传播 无线电波有三种主要传播方式，包括地波、天波和直线传播． 3．无线电波的接收 (1)原理：电磁波在传播过程中遇到导体时，会在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)电磁谐振与调谐 ①电磁谐振：当振荡电路的固有频率跟传播来的电磁波的频率相同时，电路中产生的感应电流就最强，这种现象叫作电磁谐振． ②调谐：使接收电路产生电谐振的过程． (3)解调：使声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程，它是调制的逆过程． (4)检波：调幅波的解调． [思考] 在我们周围弥漫着电台、电视台及无线电设备发出的各种电磁波，我们若想收听某一个电台的广播，需要调节收音机的选台旋钮，你知道“选台”的作用吗？ 提示　“选台”是为了使收音机的接收电路的固有频率与想收听的某一电台发射的电磁波的频率相同，使电路中的振荡电流最强． 1．电磁波与信息技术的演变 (1)1895年，波波夫和马可尼的无线电报机问世，开创了无线通信的先河． (2)世纪之交，互联网走进我们的生活． (3)今天，人类迈入移动互联时代． 2．移动互联网包括蜂窝系统、网络协议(如Wi­Fi、蓝牙和近场通信等). 3．移动互联网可利用电磁波传递包含二进制数据的调幅波或调频波． [对应学生用书P72] 探究点一　电磁波谱和电磁波的应用 　(1)无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线构成了范围非常广阔的电磁波谱．电磁波谱一般是按波长由大到小(频率由小到大)的顺序排列的，电磁波谱中的各部分有没有严格的分界线？ (2)红外体温计不用与人体接触便可以迅速测量体温，如图所示，你知道它的工作原理吗？ 提示　(1)没有． (2)人的体温越高，辐射出的红外线越强． 1．电磁波的共性 (1)波速、波长、频率之间具有同样的关系v＝λf，它们在真空中的传播速度都是c＝3.0×108 m/s. (2)它们的传播都不需要介质． (3)它们都能发生反射、折射、衍射和干涉． 2．各种电磁波的特点及应用 电磁波谱 无线 电波 红外 线 可见 光 紫外线 X 射线 γ 射线 频率(Hz) 由左向右，频率由小到大 真空中 波长 由左向右，波长由长