(讲义)第4章 第3节 电磁波的发射、传播和接收 第4节 电磁波谱-【提分教练】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 1．知道电磁波发射的条件及电磁波传播和接收的原理。 2．了解调制、调幅、调频、调谐、解调、电谐振在电磁波发射、接收过程的作用。 3．认识电磁波谱，了解电磁波各波段的特性以及应用。 知识点一　电磁波的发射 1．有效发射条件 (1)振荡频率足够高。 (2)LC振荡电路的电场、磁场分散到尽可能大的空间。 2．开放电路：为了满足发射条件，可以减小电容器两极板的正对面积，增大极板间距，使电容器变成两条长直导线，一条深入高空成为天线，另一条接入地下成为地线。 3．电磁波的调制 (1)定义：把低频电信号“加载”到高频振荡电流上的过程称为调制。 (2)分类 ①调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变。 ②调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变。 知识点二　电磁波的传播 1．无线电波的三种传播方式 地波、天波和直线传播。 2．传播特点 (1)地波：沿地球表面空间传播的无线电波。在无线电通信和导航中，通常采用地波的形式传播长波、中波和中短波。 (2)天波：利用大气层中电离层的反射来传播的无线电波。短波最适合采用天波的形式传播。 (3)空间波：像光束那样沿直线传播的无线电波。这种传播方式适用于超短波和微波，此外卫星中继通信，卫星电视转播等也主要是利用空间波作为传输途径。 知识点三　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，接收电路中产生电流最强的现象。与机械振动中的共振现象类似。 2．调谐：在无线电技术中，对空间存在的各种频率电磁波，需要选择某一特定的频率接收的过程。 3．调谐电路 (1)定义：能够调谐的接收电路。 (2)应用：调节调谐电路可调电容或电感，改变电路的固有频率，使它与要接收的电台的电磁波的频率相同。 4．解调：从高频振荡电流中筛选出所携带的低频信号电流的过程。 知识点四　电磁波谱 1．认识电磁波谱 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，把这些电磁波按波长或频率大小的顺序排列起来，就构成了电磁波谱。 2．电磁波的特性及应用 (1)无线电波。 ①特点：波长大于1 mm(频率小于300 GHz)。 ②应用：长波主要用于超远程无线电通信和导航；中波主要用于调幅广播、电报及通信；短波主要用于远距离短波通信及调幅广播；微波主要用于调频广播、电视、卫星导航和雷达，微波炉可利用高功率的微波对食物进行加热。 (2)红外线和紫外线的应用。 ①红外线：具有明显的热效应。利用红外线的这种热效应，制成了红外线烤箱、红外线炉等；利用红外线使特制底片感光的性质还可制成红外摄影仪、红外遥感器等。 ②紫外线：紫外线能使很多物质发出荧光，很容易让底片感光。当适量紫外线照射人体时，能使人体合成维生素D，可以预防佝偻病，但过量的紫外线会伤害人体，应注意防护。紫外线还具有杀菌作用，医院里的病房利用紫外线消毒；银行利用紫外线灯鉴别钞票的真伪。 (3)X射线和γ射线的应用。 ①X射线：穿透力较强，在医学上常用X光照片辅助进行疾病诊断。长期暴露在X射线下，会对人体造成很大伤害。 ②γ射线：从原子核内发出的电磁波，能量较高，穿透力很强，对生物的破坏力很大。医学上常用来摧毁病变的癌细胞。 1．思考判断(正确的画“√”，错误的画“×”) (1)振荡频率足够高的开放电路才能发射电磁波。 (√) (2)电磁波波长较长的波贯穿障碍物的能力强。 (×) (3)电磁波波长较短的波能量大，穿透能力强。 (√) (4)可见光是整个电磁波谱中极狭窄的一段，其中红光波长最长。 (√) (5)红外线属于可见光。 (×) (6)紫外线有明显的热效应。 (×) 2．要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领，应该采取的措施是(　　) A．减小电容器极板间距 B．使振荡电容器的正对面积足够大 C．尽可能使电场和磁场分散开 D．增大回路中的电容和电感 C　[要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领，应从两个方面考虑，一是提高振荡频率，二是使电场和磁场尽可能地分散开，C正确；由f＝可知，当减小电容器极板间的距离时，C变大，f减小，A错误；使电容器正对面积变大，C变大，f变小，B错误；增大回路中的L、C，f变小，D错误。] 3．(多选)下列说法正确的是(　　) A．夏天太阳光把地面晒得发热是因为可见光的热效应在各种电磁波中是最强的 B．医院里用X射线进行人体透视，是因为它是各种电磁波中穿透本领最大的 C．在热学中所说的热辐射就是指红外线辐射 D．医院里的病房利用紫外线消毒，是因其有杀菌作用 CD　[热效应最强的是红外线，热辐射即红外线辐射，A错误，C正确；穿透本领最强的是γ射线，B错误；紫外线具有杀菌作用，D正确。] (1)1895年，一位年轻的意大利人马可尼(公元1874～1937年)发明了无线电通信技术。从此