4.3无线电波的发射和接收-【堂堂清】2023-2024学年高二物理同步易混易错（人教版2019选择性必修第二册）

第四章 电磁振荡与电磁波 第三节 无线电波的发射和接收 [核心素养·明目标] 核心素养 学习目标 物理观念 知道调制、调幅、调频、调谐、解调、电谐振等概念。 科学思维 知道电磁波发射的条件及电磁波传播和接收的原理。 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 认识电磁波谱，了解电磁波各波段的特性和主要作用，感悟科学技术的对生活和生产的影响。 知识点一　电磁波的发射、传播和接收 1.电磁波的发射 (1)有效发射条件 ①振荡频率足够高。 ②电场、磁场尽可能分布到较大的空间。 (2)开放电路：为了满足发射条件，可以减小电容器的极板面积，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等幅振荡电流上称为调制。 ②分类： a.调幅：使电磁波的振幅随信号改变，频率始终保持不变。 b.调频：使电磁波的频率随信号而改变。 2.电磁波的传播 (1)无线电波通常有三种传播途径：地波、天波和空间波。 (2)传播特点 ①地波：沿地球表面空间传播的无线电波。在无线电技术中，通常采用地波的形式传播长波、中波和中短波。 ②天波：靠大气层中电离层的反射传播的无线电波。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通信，此外卫星中继通信、卫星电视转播等也主要是利用空间波为传输途径。 3.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。 知识点二　　知识点二　电磁波谱 情景导学： (1)天空为什么是蓝的？ (2)为什么傍晚的阳光比较红？ 答案提示：(1)因为大气把阳光向四面八方散射，而波长较短的光比波长较长的光更容易被大气散射，再加上空气分子对紫光吸收能力比较强和人的眼睛对紫光不太敏感，所以天空看起来是蓝色的。 (2)大气对波长较短的光吸收较强，傍晚的阳光在穿过厚厚的大气层时，蓝光、紫光等大部分被吸收掉了，剩下红光、橙光透过大气层射入我们的眼睛，所以傍晚的阳光比较红。 1.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顺序排列起来，就构成了电磁波谱。电磁波谱中的各种波有一定的波长范围，它们都具有反射、折射、衍射和干涉的特性；它们在真空中的传播速度均等于光速。 2.电磁波的应用 ①无线电波的应用 a.特点：不同波段内的无线电波具有不同的传播特性。频率越低，传播损耗越小，覆盖距离越远；频率越高，传播损耗越大，覆盖距离越近。 b.应用：长波主要用于调幅广播及航海导航；中波主要用于调幅广播及通信；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 a.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。 b.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。 ③X射线和γ射线的应用 a.X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。 b.γ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。医学上常用来杀死癌细胞。 易错易混点1.对电磁波的发射、传播和接收的理解 易错易混点辨析： 1.电磁波的发射：由振荡器(常用LC振荡电路)产生高频振荡电流，用调制器将需传送的电信号调制到振荡电流上，再耦合到一个开放电路中激发出无线电波，向四周发射出去，如图所示。 2.“调幅”和“调频”是调制的区别 (1)高频电磁波的振幅随信号的强弱而变的调制方式叫调幅，一般电台的中波、中短波、短波广播以及电视中的图像信号采用调幅波。如图所示是调幅的作用，其中甲为声音信号的波形；乙为高频等幅振荡电流的波形；丙为经过调幅的变频振荡电流的波形。 (2)高频电磁波的频率随信号的强弱而变的调制方式叫调频，电台的立体声广播和电视中的伴音信号，采用调频波。如图所示调频的作用，其中甲为