第4章 第2节 第3节 电磁波谱-【优学精讲】2024-2025学年高中物理选择性必修第二册教用课件(鲁科版)

第2节　电磁波的发射、传播和接收 第3节　电磁波谱 1 1．能说出电磁波的发射、传播和接收的过程。　2.知道无线电通信的基本原理。　3.能通过实验收集关于电磁波如何发射与接收的信息。 返回导航 课前　知识梳理 1 课堂　深度探究 2 内容 索引 随堂　巩固落实 3 课前　知识梳理 PART 01 第一部分 4 一、电磁波的发射、传播和接收 1．电磁波的发射 (1)为了有效地发射电磁波，振荡电路必须满足两个条件：______________足够高；电场、磁场尽可能分布到较大的空间。为了满足以上要求，可以采用____________电路。 振荡频率 开放 返回导航 课前　知识梳理 (2)电磁波的调制 调制 把低频电信号加载到高频等幅振荡电流上 分类 调幅 (AM) 使电磁波的________随信号改变，频率始终保持不变的调制方式 调频 (FM) 使电磁波的________随信号而改变的调制方式 振幅 频率 返回导航 课前　知识梳理 2.电磁波的传播 ________不同的电磁波有不同的传播特性。无线电波通常有三种传播途径：地波、天波和____________。 波长 空间波 返回导航 课前　知识梳理 3．电磁波的接收 (1)电谐振现象：当振荡电路的固有频率与要接收的电磁波的频率相同时，电路中激起的电流最大。 (2)调谐：在无线电技术中，对空间存在的各种频率的电磁波，需要选择某一种特定的频率接收，这个选择过程称为调谐。调谐的基本原理就是____________。 (3)调谐电路：能进行调谐的__________。 (4)检波：从高频载波中把音频信号“检”出来的过程称为检波，是调制的逆过程，也叫解调。 电谐振 接收电路 返回导航 课前　知识梳理 二、电磁波谱 1．认识电磁波谱 (1)电磁波谱：把电磁波按波长或频率顺序排列起来，就构成了电磁波谱。 (2)按照波长从长到短依次排列为无线电波、____________、可见光、____________、____________、γ射线。不同的电磁波由于具有不同的波长(频率)，具有不同的特性。 红外线 紫外线 X射线 返回导航 课前　知识梳理 2．不同电磁波的特点及应用 电磁波 特点 用途 无线电波 波动性强 通信、广播、导航 红外线 热作用强 加热、遥测、遥感、红外线制导 可见光 感光性强 照明、照相等 紫外线 化学作用荧光效应 杀菌消毒、治疗皮肤病等 X射线 穿透力较强 检查、探测、透视、治疗 γ射线 穿透力最强 探测、治疗 返回导航 课前　知识梳理 判断下列说法是否正确。 (1)振荡电路发射电磁波需要足够高的振荡频率。(　　) (2)当接收电路的固有频率和电磁波频率相同时，出现电谐振现象。(　　) (3)要使电视机的屏幕上出现图像，必须将电视机接收到的无线电信号解调。(　　) (4)红外线有显著的热效应，紫外线具有杀菌作用。(　　) (5)X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会对人体造成伤害。(　　) (6)γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高。(　　) √ √ √ √ √ √ 返回导航 课前　知识梳理 课堂　深度探究 PART 02 第二部分 12 知识点一　无线电波的发射和接收 1．无线电波的发射 (1)发射电路的两个特点 ①发射频率足够高。 ②应用开放电路。 返回导航 课堂　深度探究 (2)调制 ①使电磁波随各种信号而改变的技术叫作调制。 ②调制方法 调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变。 调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变。 (3)无线电波的发射 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。 返回导航 课堂　深度探究 2．无线电波的接收 (1)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同时，接收电路中产生的振荡电流最强的现象，类似于机械振动中的共振。 (2)调谐：使接收电路发生电谐振的过程。 (3)通过解调获取信号 ①解调：把声音或图像等信号从高频振荡电流中还原出来的过程。 ②检波：调幅波的解调叫作检波。 返回导航 课堂　深度探究 　　　(2023·浙江丽水期中)如图为磁共振无线充电的示意图，当接收电路的固有频率与发射电路线圈产生的磁场振动频率一致的时候，产生磁共振，从而进行能量的传递。该过程类似于无线电发射与接收环节中的(　　) A．调幅 B．调频 C．调谐 D．解调 [解析]　调谐是指调节一个振荡电路的频率使它与另一个正在发生振荡的振荡电路(或电磁波)发生电谐振，所以C正确，A、B、D错误。 √ 返回导航 课堂　深度探究 　　　(2023·江苏东海县期中)电磁辐射是一种复合的电磁波， 以相互垂直的电场和磁场随时间的变化而传递能量。人体生 命活动包含一系列的生物电活动，这些生物电对环境的电磁 波非常敏感，因此，电磁辐射可以对人体造成影响和损害。《环境电磁波卫生标准》等法规规定：当电磁辐射强度(单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量)不超过0.15 W/m2时，对人体没有任何影响。某办公区域内采用如图所示的无线路由器，若它的电磁辐射功率是7.5 W，则人体与该装置的安全距离至少为(计算时，可以将该无线路由器视为发出球面电磁波的波源)(　　) A．2.0 m B．3.0 m C．4.0 m D．6.0 m √ 返回导航 课堂　深度探究 返回导航 课堂　深度探究 知识点二　电磁波谱 1．电磁波谱及介绍 无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线合起来便构成了范围非常广阔的电磁波谱。如图所示的是按波长由长到短(频率由低到高)的顺序排列的电磁波谱。 返回导航 课堂　深度探究 2．各种电磁波的共性 (1)在本质上都是电磁波，遵循相同的规律，各波段之间的区别并没有绝对的意义。 (2)都遵循公式v＝λf，在真空中的传播速度都是c＝3×108 m/s。 (3)传播都不需要介质。 (4)都具有反射、折射、衍射和干涉的特性。 返回导航 课堂　深度探究 3．电磁波的比较 电磁波 产生机理 特征 主要应用 无线 电波 振荡电路中自由电子周期性运动产生的 波动性强，易发生衍射 无线电技术 红外线 原子外层电子受激发而产生的 热效应强 红外线遥感 可见光 引起视觉效应 照明、摄影 紫外线 化学效应强，荧光效应强，能杀菌 医用消毒 X射线 原子内层电子受激发而产生的 穿透性强 检查、探测、医用透视　 γ射线 原子核受激发而产生的 穿透本领最强 工业探伤、医用治疗 返回导航 课堂　深度探究 　　　下列说法正确的是(　　) A．无线电波波速在任何情况下都等于真空中的光速 B．微波在传播过程中遇到金属导体时，会在其中产生相应的感应电动势或感应电流 C．手机所用的微波在传播过程中比无线电广播所用的中波更容易绕过障碍物 D．在无线电通信中，声音信号通常要通过检波加载在高频信号上后，才向外发射 √ 返回导航 课堂　深度探究 [解析]　电磁波只有在真空中速度才等于真空中的光速，在其他介质中传播时速度小于真空中的光速，故A错误； 微波和无线电波传播的是变化的电磁场，变化的磁场在传播过程中遇到金属导体时，会产生电磁感应现象，故B正确； 波长越长，越容易发生衍射现象，微波的波长比无线电波短，微波在传播过程中与无线电广播所用的中波相比不容易绕过障碍物，故C错误； 声音信号通常要通过调制加载在高频信号上后，才向外发射，故D错误。 返回导航 课堂　深度探究 　　　下列有关电磁波的各种应用中，利用了“红外线具有显著热效应”这一特性的是(　　) [解析]　体温计利用了红外线具有显著热效应，故A正确； 手机利用微波传输信号，故B错误； 紫外线消毒灯利用紫外线的杀菌作用，故C错误； 遥控器利用了红外线的遥控技术制成，故D错误。 √ 返回导航 课堂　深度探究 　　　佩戴“红外夜视仪”，在夜间也能清楚地看清目标，主要是因为(　　) A．“红外夜视仪”发射出强大的红外线，照射被视物体 B．一切物体均在不停地辐射红外线 C．只有高温物体才能不停地辐射红外线 D．“红外夜视仪”发射出X射线，被照射物体受到激发而发出红外线 [解析]　一切物体都在不停地向外辐射红外线，不同物体辐射出来的红外线不同，采用“红外夜视仪”可以清楚地分辨出物体的形状、大小和位置，不受白天和夜晚的影响，故B正确，A、C、D错误。 √ 返回导航 课堂　深度探究 　　　关于电磁波的特性和应用，下列说法正确的是(　　) A．红外线和X射线都有很强的穿透本领，常用于医学上透视人体 B．过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康 C．电磁波频率最高的是γ射线，用它来观察衍射现象最容易 D．紫外线和X射线都可以使感光底片感光 √ 返回导航 课堂　深度探究 [解析]　X射线有很强的穿透本领，常用于医学上透视人体，红外线没有，A错误； 过强的紫外线照射对人的皮肤有害，B错误； 电磁波中频率最大的是γ射线，其波长最短，最不容易发生衍射现象，C错误； 紫外线和X射线都可以使感光底片感光，D正确。 返回导航 课堂　深度探究 随堂　巩固落实 PART 03 第三部分 28 √ 1．(无线电波的发射和接收)关于无线电广播要进行调制的原因，下列说法正确的是(　　) A．经过调制后的高频电磁波才能有效地向外传播出去 B．经过调制后的电磁波在空间传播得更快 C．经过调制后的电磁波波长和频率不变 D．经过调制后的电磁波可以让节目更精彩 解析：经过调制后的高频电磁波才能有效地向外传播出去，A正确； 经过调制后的电磁波的波速不变，波长和频率可能改变，调制与节目是否精彩没有关系，B、C、D错误。 返回导航 随堂　巩固落实 2．(无线电波的发射和接收)有一个LC接收电路，原来接收较低频率的电磁波，现在要想接收较高频率的电磁波，下列调节正确的是(　　) A．增加电源电压 B．使用调频的调制方式 C．把可动电容器的动片适当旋出一些 D．在线圈中插入铁芯 √ 返回导航 随堂　巩固落实 把可动电容器的动片适当旋出一些，减小了电容，符合题目要求，C正确； 在线圈中插入铁芯，增大了自感系数，不合题意，D错误。 返回导航 随堂　巩固落实 √ 3．(电磁波谱)各种不同频率范围的电磁波按频率由大到小的排列顺序是(　　) A．γ射线、紫外线、可见光、红外线 B．γ射线、红外线、紫外线、可见光 C．紫外线、可见光、红外线、γ射线 D．红外线、可见光、紫外线、γ射线 解析：在电磁波谱中，各电磁波按照频率从小到大的排列顺序是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，A正确。 返回导航 随堂　巩固落实 √ 4．(电磁波谱)臭氧层之所以能保护地球上的生命，是因为(　　) A．臭氧层能吸收太阳光的可见光部分 B．臭氧层能吸收太阳光的紫外线部分 C．臭氧层能吸收太阳光的红外线部分 D．臭氧层能提供氧气 解析：臭氧层的主要作用就是吸收由太阳射向地球的紫外线，从而有效地对地球上的动植物起保护作用。 返回导航 随堂　巩固落实 5．(电磁波谱)关于电磁波的特性，下列说法正确的是(　　) A．X射线可深入骨骼，杀死病变细胞 B．红外遥感是利用了红外线波长较长的特点 C．验钞机检验钞票真伪体现了紫光的荧光作用 D．一切物体都在不停地辐射紫外线，温度越高，辐射越强 √ 返回导航 随堂　巩固落实 解析：在人体内杀死病变细胞是利用了γ射线的放射作用，X射线可用来检查人体器官，A错误； 红外线波长较长，能够发生明显衍射，红外遥感是利用了红外线波长较长的特点，B正确； 钞票上有荧光物质，验钞机发出的紫外线具有荧光作用，可以使荧光物质发光，C错误； 一切物质都在辐射红外线，辐射本领和物体温度有关，D错误。 返回导航 随堂　巩固落实 6．(电磁波谱)下列关于X射线的叙述，正确的是(　　) ①X射线可用来为饮用水消毒　②X射线由高速移动的中子组成　③X射线可使照相胶卷感光　④X射线可用于电视广播　⑤X射线可用于消灭害虫　⑥X射线可用于探测隐藏在行李中的武器　⑦X射线可用于搜索在泥石流倾泻中被埋的生还者 A．只有①和③ B．只有③⑥和⑦ C．只有①和④ D．只有②和③ √ 返回导航 随堂　巩固落实 解析：X射线有很强的穿透力，主要应用于医学检查、工业探伤等领域，故③⑥⑦正确。饮用水可用紫外线结合其他消毒剂消毒；X射线是由原子的内层电子受激发产生的电磁波；电视广播一般用无线电波；γ射线有很高的能量，能破坏生命物质，用于照射食品，消灭其中的害虫、细菌，①②④⑤错误。 返回导航 随堂　巩固落实 $