第4章 第2、3节 电磁波的发射、传播和接收　电磁波谱（Word教参）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（鲁科版 福建专用）

本讲义聚焦电磁波的发射、传播、接收及电磁波谱核心知识点，系统梳理发射条件（开放电路、调制）、传播方式（地波、天波、空间波）、接收过程（电谐振、调谐、检波），并构建电磁波谱组成及各波段特性与应用的知识链，形成完整学习支架。 资料通过“多维度理解”“微点拨”模块深化物理观念，“全方位练明”及典例分析培养科学思维，结合雷达、红外体温计等应用实例渗透科学态度与责任。课中助力教师系统授课，课后通过判断、选择等练习帮助学生查漏补缺，强化知识应用。

第2、3节　电磁波的发射、传播和接收　电磁波谱 (强基课——逐点理清物理观念) 课标要求 学习目标 1.知道电磁波的发射、传播和接收。 2.认识电磁波谱。 3.知道各个波段的电磁波的名称、特征和典型应用。 1.了解调制、调谐、检波的概念及相互关系，知道电磁波谱的组成。 2.利用发射与接收装置，分析电磁波工作的主要过程。 3.利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。 4.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。 逐点清(一)　电磁波的发射、传播和接收 [多维度理解] 1.电磁波的发射 (1)振荡电路必须满足两个条件：振荡频率足够高和电场、磁场尽可能分布到较大的空间。 (2)开放电路：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的直导线，一条深入高空成为天线，另一条接入地下成为地线。 (3)调制、调幅和调频 把低频电信号加载到高频等幅振荡电流上称为调制。调制的方法有两种：一是调幅，使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变;另一种叫调频，使高频电磁波的频率随信号的强弱而变。 2.电磁波的传播 无线电波通常有三种传播途径：地波、天波和空间波。 3.电磁波的接收 (1)电谐振：当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强的现象。它相当于机械振动中的共振。 (2)调谐：使接收电路产生电谐振的过程。 (3)拓展一步：检波 使声音或图像信号从调谐电路接收到的高频电流中还原出来的过程称为检波。它是调制的逆过程，也叫解调。 [微点拨] 1.无线电波的发射和接收过程 2.电磁波的接收原理 (1)电磁波在空间传播时，如果遇到导体，就会使导体产生感应电流，感应电流的频率跟激起它的电磁波的频率相同。因此利用放在电磁波传播空间中的导体，就可以接收到电磁波。 (2)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。 [全方位练明] 1.判断下列说法是否正确。 (1)振荡频率足够高的开放电路才能发射电磁波。 (√) (2)调频与调幅都是用载波发送信号，原理完全相同。 (×) (3)解调是将低频信号加载到高频电磁波上进行发射传送的过程。 (×) (4)调谐就是将接收电路的振幅调至与载波的振幅相同。 (×) 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.增加电磁波的波长 B.使电容器两极板的正对面积足够小 C.减小电容器两极板间距 D.增加回路中的电容和自感 解析：选B　要提高电磁波发射本领应增大频率f，电磁场应尽可能扩散到周围空间，形成开放电路。要使频率f增大，由f=知，应减小自感L与电容C的乘积，由C=知，B正确。 3.实际发射无线电波如图甲所示，高频振荡器产生高频等幅振荡，如图乙所示，人对着话筒说话产生低频振荡如图丙所示，根据这两个图像，发射出去的电磁波图像应是 (　　) 解析：选B　振荡器产生高频等幅振荡，话筒里面有碳膜电阻，它的阻值随压力变化而变化。当我们对着话筒说话时，空气对它的压力随着声音信号的变化而变化，那么它的电阻也就随着声音信号的变化而变化，振荡电流的振幅也就随着声音信号的变化而变化，这就是调制，它不但影响了正半周，也影响了负半周，B正确，A、C、D错误。 逐点清(二)　电磁波谱 [多维度理解] 1.电磁波谱：按电磁波的波长大小或频率高低的顺序排列成的谱，叫作电磁波谱。 2.按照波长从长到短依次排列为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，不同的电磁波由于具有不同的波长(频率)所以具有不同的特性。 [微点拨] 1.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。 2.电磁波的个性 (1)不同电磁波的频率或波长不同，表现出不同的特性，波长越长越容易产生干涉、衍射现象，波长越短穿透能力越强。 (2)同频率的电磁波，在不同介质中速度不同。不同频率的电磁波，在同一种介质中传播时，频率越大，速度越小。 [全方位练明] 1.判断下列说法是否正确。 (1)波长较长的电磁波贯穿障碍物的能力强。 (×) (2)不同波段的电磁波具有不同波长，表现出不同的特性。 (√) (3)电磁波同机械波不一样，但都具有衍射和干涉特性。 (√) (4)不同频率的电磁波在水中具有相同的速度。 (×) 2.下列电磁波，其衍射能力由强到弱的顺序排列正确的是 (　　) A.红外线、可见光、紫外线、γ射线 B.γ射线、可见光、红外线、无线电波 C.可见光、红外线、X射线、γ射线 D.γ射线、紫外线、可见光、红外线 解析：选A　电磁波波长越长，其衍射能力越强，故按衍射能力由强到弱的顺序排列是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，故A正确。 逐点清(三)　电磁波的特性及应用 [多维度理解] 1.无线电波：把波长大于1 mm(频率低于300 GHz)的电磁波称作无线电波，主要用于通信、广播及其他信号传输。雷达是利用电磁波遇到障碍物要发生反射，以此来测定物体位置的无线电设备，其利用的是波长较短的微波。 2.红外线 (1)红外线是一种光波，波长比无线电波短，比可见光长。 (2)所有物体都发射红外线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强。 (3)红外线的应用主要有红外遥感技术和红外体温计。 3.可见光 可见光的波长在400~760 nm之间。 4.紫外线 (1)波长范围在10~400 nm之间，不能引起人的视觉。  (2)具有较高的能量，应用于灭菌消毒;具有较强的荧光效应，用来激发荧光物质发光。 5.X射线和γ射线 (1)X射线波长比紫外线短，有很强的穿透本领，用来检查金属构件内部有无裂纹或气孔，医学上用于检查人体的内部器官。 (2)γ射线波长比X射线更短，具有很高的能量，穿透力更强，医学上用来治疗某些癌症，工业上也可用于探测金属构件内部是否有缺陷。 　　[典例]　(双选)电磁波在生活中得到了广泛的应用，关于电磁波的某些特性，下列说法正确的是 (　　) A.夜视仪利用了红外线波长较长的特性 B.胸透利用了X射线具有穿透性的特性 C.伽马手术刀治疗癌症利用了γ射线穿透力强、能量高的特性 D.医用紫外灭菌灯利用了紫外线的荧光特性 [解析]　夜视仪又叫红外线夜视仪，是利用红外线的热效应来工作的，选项A错误;胸透利用了X射线具有穿透性的特性，选项B正确;伽马手术刀治疗癌症利用了γ射线穿透力强、能量高的特性，选项C正确;医用紫外灭菌灯利用了紫外线的消毒特性，选项D错误。 [答案]　BC 　　[思维建模]　不同电磁波的特点及应用 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 [全方位练明] 1.关于物理知识在科技和生活中的应用，下列各图对应的说法正确的是 (　　) A.图甲中行李安检仪采用α射线来透视安检物品 B.图乙中肥皂泡上不同的颜色是光的衍射造成的 C.图丙中测温仪是利用红外线来感应物体表面温度的 D.图丁中紫外线验钞机利用了紫外线的化学作用 解析：选C　题图甲中行李安检仪采用X射线来透视安检物品，A错误;题图乙中肥皂泡上不同的颜色是光的干涉造成的，B错误;题图丙中测温仪是利用红外线来感应物体表面温度的，C正确;题图丁中紫外线验钞机利用了紫外线的荧光作用，D错误。 2.一雷达站探测敌机时荧光屏上出现的记录图像如图所示，A是发射时的雷达探索波的脉冲波形，B是敌机反射回来的脉冲波形，则敌机距雷达站的距离是 (　　) A.9×105 m　　　　　　 B.4.5×105 m C.3×105 m D.无法确定 解析：选B　由题图知两波形相差3×10-3 s，即敌机与雷达站距离为s=vt=3×108××3×10-3 m=4.5×105 m，B正确。 学科网（北京）股份有限公司 $