第4章 第2节 电磁波的发射、传播和接收&第3节　电磁波谱-【正禾一本通】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修2同步课堂高效讲义教师用书（鲁科版）

第2节　电磁波的发射、传播和接收 第3节　电磁波谱 【核心素养目标】 物理观念 调制、调谐、检波、电磁波谱。 科学思维 利用发射与接收装置，分析电磁波工作的主要过程。 科学探究 用电磁波各波段特点，讨论总结其在生活中的实际应用与防护。 科学态度与责任 通过对无线电波应用原理的基本认识，感悟科学技术的价值和重要性。端正科学态度，培养科学的价值观。 一、电磁波的发射和传播 1．有效发射电磁波必须满足的两个条件 (1)振荡电路产生的电场和磁场尽可能分布到较大的空间。 (2)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大。 为了满足以上要求，可以增大电容器极板间的距离，减小极板的面积，同时减小自感线圈的匝数，使原来集中在电容中的电场和集中在线圈中的磁场扩散到外部空间中去。这种使电场和磁场扩展到外部空间的振荡电路叫开放电路。 2．电磁波的调制 (1)调制：把低频电信号加载到高频等幅振荡电流上的过程。 (2)调制的分类 ①调幅：使电磁波的振幅随信号而变。 ②调频：使电磁波的频率随信号而变。 3．无线电波的传播 无线电波通常有三种传播途径：地波、天波和空间波。 途径 传播形式 适合波段 主要特点 地波 沿地球表面空间传播 长波、中波、中短波 衍射能力较强，但中波和短波能量损失较多 天波 靠大气中电离层的反射传播 短波 反射能力较强，但不够稳定 空间波 像光束那样沿直线传播 超短波和微波 穿透能力较强，但传播距离受限制 二、电磁波的接收 1．电谐振现象：当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率相同时，电磁波会使接收电路中产生最强的电流。 2．调谐：选择某一种特定频率电磁波接收的过程。 3．调谐电路：能够进行调谐的接收电路。 4．检波：从高频载波中把有用信号“检”出来的过程，是调制的逆过程，也叫解调。 三、电磁波的应用及防护 1．电磁波谱的构成：电磁波包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等。它们都具有反射、折射、干涉和衍射的特性，在真空中的传播速度均等于光速。 学生用书第98页 2.各种电磁波的特点及应用对比 电磁波谱 无线电波 红外线 可见光 紫外线 X射线 γ射线 特性 波动性强 热作用强 光感 明显 化学作用，荧光效应 穿透力强 穿透力 最强 用途 通讯、广播、导航等 加热、遥测、遥感、红外摄像、红外制导等 照明、照相等 日光灯、杀菌消毒、治疗皮肤病等 检查、探测、透视、治疗等 探测、治疗等 频率 由左向右，频率变化为：由低到高 真空中波长 由左向右，波长变化为：由长到短 1．判断正误 (1)频率越高，振荡电路发射电磁波本领越大。(　√　) (2)经过调制后的高频电磁波向外辐射能量的本领更强。(　√　) (3)电磁波频率越高，越易沿地面传播。(　×　) (4)当电磁波在空间传播时，能量也随着一起传播。(　√　) (5)电磁波的传播速度与介质无关。(　×　) (6)可见光的波长在红外线与紫外线的波长范围之间。(　√　) (7)电磁波的频率越高，它的波长就越长。(　×　) 2.链接实景 “神舟号”系列飞船的成功发射及正常运行，载人航天测控通信系统立下了很大的功劳，它通过国内外的地面测控站和遍布三大洋的4艘远洋测量船，保证地面指挥员及时与飞船取得联系。你知道各测控站点是通过什么途径对飞船传递指令的吗？ 提示：　各测控站点和飞船之间通过发射和接收载有指令信号的电磁波实现对飞船的测控。 知识点一　无线电波的发射 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，你看到什么现象了？为什么？ (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：　(1)微安表头指针偏转，这说明绝缘手柄上的铝管收到了电磁波。 (2)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收到电磁波。因为发射电磁波要有天线。 1．发射电磁波的条件 (1)要有足够高的振荡频率。理论研究表明，振荡电路向外辐射能量的本领，即单位时间内辐射出去的能量，与振荡频率密切相关，频率越高，发射电磁波的本领越大。 (2)开放电路，要使振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间。 学生用书第99页 2.电磁波的发射示意图(如图所示) (2022·陕西咸阳模拟)关于无线电广播要对电磁波进行调制，下列说法正确的是(　　) A．未经调制的高频电磁波无法向外界发射 B．经过调制后的高频电磁波在空间传播得更快 C．经过调制后的高频电磁波在空间传播时波长才能不变 D．经过调制后的高频电磁波才能把我们要传递的信号发射出去 D　[声音、图像信号的