第四章 第三、四节电磁波的发射、传播和接收 电磁波谱（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（粤教版2019）

第三节　电磁波的发射、传播和接收 第四节　电磁波谱 课程内容要求 核心素养提炼 1．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． 2．知道接收需要的电磁波要进行调谐，知道还原信号还要进行解调，了解什么是调谐和解调． 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 1．物理观念：知道有效地发射电磁波的两个条件． 2．物理观念：了解调制、调幅、调频、调谐、解调、电谐振在电磁波发射、接收过程中的作用． 3．科学思维：通过查阅与电磁波谱中各种频段波的应用相关的资料，培养学生收集信息、加工处理信息的能力． 4．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的不同用途和危害，感悟现代科技的正反两个方面，培养学生辩证唯物的价值观 [对应学生用书P92] 1．电磁波的发射 (1)要有效地发射电磁波，振荡电路必须具有两个特点：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，应采用开放电路，振荡电路的电场和磁场必须分散到足够大的空间． (2)开放电路：实际的开放电路，线圈的一端用导线与大地相连，这条导线叫作地线，线圈的另一端与高高地架在空中的天线相连． (3)调制：在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术． (4)调制的方法： ①调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变，如图中甲是调幅波； ②调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变，如图中乙为调频波． 2．电磁波的传播 (1)无线电波的分类 无线电波可分为若干波段，不同波段用途不同．无线电波的波段划分如下表所示． 波段 波长/m 频率/MHz 传播方式 主要用途 长波 30 000～ 3 000 0.01～ 0．1 地波 广播、 导航 中波 3 000～ 200 0.1～ 1．5 地波和 天波 中短波 200～50 1.5～6 天波 调幅(AM) 广播、导航 短波 50～10 6～30 微波 米波 (VHF) 10～1 30～300 近似直 线传播 调频(FM) 广播、电 视、导航 分米波 (UHF) 1～0.1 300～3 000 直线传播 电视、雷达、导航、移动通信、 射电天文 厘米波 0.1～0.01 3 000～ 30 000 毫米波 0.01～ 0．001 30 000～ 300 000 (2)无线电波的传播方式 不同波长的电磁波在地球表面、大气层中传播时，衍射和被吸收的情况不同，在传播方式上也各不相同． ①地波传播：沿地球表面传播的无线电波叫地波．地面上的障碍物一般不是太大，长波能很好地绕过，容易发生衍射现象，中波和中短波也能较好地绕过，短波和微波波长较短，绕过障碍物本领很差． ②天波传播：依靠大气层中的电离层的反射来传播的无线电波叫天波．对于微波，电离层能让它穿过；对于长波，电离层基本把它吸收；对于中波、中短波和短波，波长越短，电离层对它吸收越少、反射越多，因此短波主要以天波形式传播． ③直线传播：微波既不能以地波形式传播(易被吸收)，也不能以天波形式传播(穿透电离层)，只能像光一样沿直线传播． 3．电磁波的接收 (1)接收原理：电磁波能使导体中产生感应电流，所以导体可用来接收电磁波，这个导体就是接收天线． (2)电谐振：当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相等时，接收电路里产生的振荡电流最强，这种现象叫作电谐振． (3)调谐：使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐． (4)解调：使声音或图像信号从接收到的高频电流中还原出来，这个过程是调制的逆过程，叫作解调． (5)检波：调幅波的解调． [思考] 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． 1．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：按电磁波的波长大小或频率高低顺序把各种电磁波排列成的谱． 2．电磁波特性及其应用： (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，主要应用于加热或红外摄影．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． (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440～760 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，紫外线具有较高