3.3无线电通信-3.4电磁波家族 学案（2020年沪科版高中物理选修3-4）

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1、3.3 无线电通信无线电通信 3.4 电磁波家族电磁波家族 学习目标 1.了解无线电波的发射、传播和接收过程.2.知道调制、调幅、调频、调谐、检波 等概念.3.了解电磁波谱的组成及其各波段的主要特征和主要作用 1无线电广播信号的发射过程：首先把要传递的声音信号转变成电信号并通过音频放大器 进行放大，成为被加载的低频信号(填“高”或“低”)，然后将此低频音频信号通过调制器 加载到由振荡器产生的等幅的高频信号上， 成为随音频信号而改变的高频信号， 再通过高频 放大器进行放大，最后通过发射塔发射出去 2无线电波主要有地波传播、天波传播和直线传播三种方式中、长波的波长较长，能绕 过地球表面上的一般障碍

2、物，即能够沿着地球表面进行传播，因此采用地波传播；短波和部 分中波的波长较短， 难以绕过地球表面上的一般障碍物， 但能够在地面与电离层之间来回反 射进行传播，因此采用天波传播；而微波的波长更短，并且能够穿透电离层，只能从发射天 线直接传播到接收天线，因此采用直线传播 3电磁波是一个大家族，把各种电磁波按波长或频率的大小顺序排列起来，就组成了电磁 波谱若按波长由大到小的顺序排列划分为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、 射线六个波段. 一、无线电波的发射 导学探究 1广播电台的播音是声音信号，这种信号是怎样发射出去的呢？ 答案 先将声音信号转变成电信号，再将此电信号加载到高频信号上，并进

3、行放大，再通过 发射塔发射出去 2你知道无线电波的传播方式有哪些吗？ 答案 地波、天波和直线传播等 知识深化 1无线电波的发射 (1)无线电广播信号的发射过程 (2)振荡器的作用：产生等幅高频信号 (3)无线电波的调制 调制 在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术 分类 调幅(AM) 使高频电磁波的振幅随低频信号的强弱而变化的调制技术 调频(FM) 使高频电磁波的频率随低频信号的强弱而变化的调制技术 2.无线电波的传播方式 无线电波的传播方式与其自身的波长或频率有关， 主要有地波传播、 天波传播和直线传播三 种方式 延伸思考 电台在发射声音信号时， 为什么不直接将声音信号转变为电信

4、号直接发射出去， 而是加载到 高频信号中发射呢？ 答案 电台向外发射电磁波，要有足够高的频率，而声音信号频率较低，直接把其转变为电 信号后，发射能力较低，而把它加载到高频信号中后就提高了发射能力 例 1 (多选)下列对无线电广播要对电磁波进行调制的原因的说法正确的是( ) A经过调制后的高频电磁波向外辐射能量的本领更强 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在空间传播波长不变 D经过调制后的电磁波在空间传播波长改变 答案 AD 解析 调制是把要发射的信号“加”到高频等幅振荡上去，频率越高，传播信息能力越强， A 对；电磁波在空气中传播速度不变，B 错；由 vf 知，波长与波

5、速和传播频率有关，C 错，D 对 例 2 (多选)关于无线电波的传播，下列说法正确的是( ) A发射出去的电磁波，可以传到无限远处 B无线电波遇到导体，就可以在导体中激起同频率的振荡电流 C波长越短的电磁波，越接近直线传播 D移动电话是利用无线电波进行通信的 答案 BCD 解析 无线电波在传播过程中，遇到障碍物就会被吸收一部分，遇到导体，会在导体内产生 涡流(同频率的振荡电流)，故 A 错、B 正确波长越短，传播方式越接近光的直线传播，移 动电话发射或接收的电磁波属于无线电波的高频段故 C、D 正确 二、无线电波的接收 导学探究 在我们周围弥漫着各种电台、电视台及无线电设备发出的电磁波，我们若

6、想收 听某一电台的广播时，需要调节收音机的旋钮选台，你知道“选台”的作用吗？ 答案 “选台”是为了使想收听的某一电台发射的电磁波的频率与收音机的接收电路的固 有频率相同 知识深化 1无线电波的接收原理：电磁波在空间的传播过程中如果遇到导体，就会使导体中产生感 应电流，因此，空间中的导体可以用来接收电磁波 2电谐振与调谐 (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 (2)调谐：使接收电路产生电谐振的过程它使我们从诸多电磁波中挑选出某一频率的电磁 波 3检波：从接收到的高频振荡信号中“检”出所承载的低频信号的过程 例 3 (多选)关于电磁波的

7、接收，下列说法正确的是( ) A当处于电谐振时，所有的电磁波仍能在接收电路中产生感应电流 B当处于电谐振时，只有被接收的电磁波才能在接收电路中产生感应电流 C由调谐电路接收的感应电流，再经过耳机就可以听到声音了 D由调谐电路接收的感应电流，再经过检波、放大，通过耳机才可以听到声音 答案 AD 解析 当处于电谐振时， 所有的电磁波仍能在接收电路中产生感应电流， 只不过频率跟谐振 电路固有频率相等的电磁波， 在接收电路中激发的感应电流最强 由调谐电路接收的感应电 流，要再经过检波(也就是调制的逆过程)、放大，通过耳机才可以听到声音，故正确答案为 A、D. 三、电磁波谱 导学探究 电磁波是一个大家庭

8、，在生产、生活中有广泛的应用，你能举一些应用电磁波 的例子吗？ 答案 红外线摄影、红外线体温计、利用紫外线工作的验钞机、微波炉利用微波加热食物、 电视信号的传播、医学上的透视 知识深化 不同电磁波的特点及应用 电磁波谱 无线电波 红外线 可见光 紫外线 X 射线 射线 频率 由左向右，频率变化为由小到大 真空中波长 由左向右，波长变化为由长到短 特性 波动性强 热效应强 感光性强 化学作用， 荧 光效应强 穿透 力强 穿透力 最强 用途 通信 广 播、电视、 雷达、 导航 红外遥感、遥 测、加热、红外 摄像、红外制导 照明、照 相等 日 光灯、杀 菌、防伪、治 疗皮肤病等 检查、 探 测、透

9、视、 治疗 探测、 治疗 例 4 下面列出一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象，请将相应的字母填写在 运用这种现象的医疗器械后面的空格上 (1)X 光机，_. (2)紫外线灯，_. (3)理疗医用“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得较好这里的“神灯”是利用_ A光的全反射 B紫外线具有很强的荧光作用 C紫外线具有杀菌消毒作用 DX 射线的很强的穿透力 E红外线具有显著的热效应 F红外线波长较长，易发生衍射 答案 (1)D (2)C (3)E 解析 (1)X 光机是用来透视人体内部器官的，因此需要具有较强穿透力的电磁波，但又不 能对人体造成太大的伤害，因此采用了 X 射线，故选择 D. (2)

10、紫外线灯主要是用来杀菌的，因此它应用的是紫外线的杀菌作用而非荧光作用，故选 择 C. (3)“神灯”又称红外线灯，主要是用于促进局部血液循环，它利用的是红外线的热效应， 使人体局部受热，血液循环加快，故选择 E. 1世界各地有许多无线电台同时广播，用收音机一次只能收听到某一电台的播音，而不是 同时收听到许多电台的播音，其原因是( ) A因为收听到的电台离收音机最近 B因为收听到的电台频率最高 C因为接收到的电台电磁波能量最强 D因为接收到的电台电磁波与收音机调谐电路的频率相同，产生了电谐振 答案 D 解析 选台就是调谐过程，使 f固f电磁波，在接收电路中产生电谐振激起的感应电流最强 2 红外线、 紫外线、 无线电波、 可见光、 射线、 伦琴射线按波长由大到小的排列顺序是( ) A无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、 射线 B红外线、可见光、紫外线、无线电波、 射线、伦琴射线 C 射线、伦琴射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波 D紫外线、红外线， 射线、伦琴射线、无线电波、可见光 答案 A 3(多选)下列关于电磁波谱中各电磁波的应用情况，说法正确的是( ) A红外线的波长比可见光长，可以用来杀菌消毒 B紫外线的波长比可见光短，可以用来杀菌消毒 C红外线的波长比可见光长，可以用来测温摄影 D紫外线的波长比可见光短，可以用来测温摄影 答案 BC