2018-2019版物理新导学笔记选修3-4第十四章--2.docxVIP

2　电磁波的发射和接收　电磁波与信息化社会　电磁波谱 [学习目标] 1.了解有效地发射电磁波的两个条件.2.了解调制、调幅、调频、调谐、解调、电谐振在电磁波发射、接收过程中的作用.3.了解电磁波的应用和在科技、经济、社会发展中的作用.4.知道电磁波谱以及各波段的特性和主要作用． 一、电磁波的发射和接收 [导学探究]　1.如今在我们周围的空间充满了各种频率不同、传递信息各异的电磁波，这些电磁波是如何发射出去的呢？收音机、电视机、手机又是如何检索出需要的电磁波呢？ 答案　电磁波由巨大的开放电路发射出去，通过调谐选择出需要的电信号，通过解调还原出声音或图像． 2．电台发射的信号，如声音信号，为什么不直接将声音信号转化为电信号发射出去，而是加载到高频信号中发射呢？ 答案　因为声音信号频率较低，而电台要向远处发射电磁波，要有足够高的频率．实践证明，只有提高发射频率才能提高发射能力，高频电磁波就是那些有用的低频信号的“载体”，而把频率较低的信号加载到高频电磁波上去的过程就是调制过程． [知识梳理] 　无线电波的发射和接收过程 1．电磁波的发射 (1)要有效地向外发射电磁波，振荡电路必须具有的两个特点． ①要有足够高的振荡频率． ②采用开放电路． (2)实际应用中的开放电路：线圈的一端用导线与大地相连，这条导线叫做地线；线圈的另一端与高高地架在空中的天线相连． (3)电磁波的调制 在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术． 包括：①调幅(AM)：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变的调制方法． ②调频(FM)：使高频电磁波的频率随信号的强弱而变的调制方法． 2．电磁波的接收 (1)用天线和地线组成的接收电路来接收电磁波． (2)通过电谐振来选台： 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．相当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 解调：把声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程． 检波：调幅波的解调也叫检波． (4)把解调之后得到的原来的信号，经过放大就可以在扬声器或显像管中重现了． 3．无线电波 技术上把波长大于1_mm(频率低于300 GHz)的电磁波称做无线电波，并按波长(频率)把无线电波分为若干波段：长波、中波、中短波、短波、微波．无线电波可用于广播、电视、导航等． 二、电磁波与信息化社会 [导学探究]　信息的掌握和信息的交流在日常生活和工作、学习中很重要．你常采用什么方法收集和交流信息？ 答案　通过广播、电视、移动电话、因特网等． [知识梳理] 1．电磁波的传播：可以通过电缆、光缆进行有线传输，也可实现无线传输．电磁波的频率越高，相同时间内传递的信息量越大． 2．电磁波的应用实例 (1)电视广播的发射和接收过程 eq \x(摄像管：摄取景物的图像并将其转换为电信号) ? eq \x(调制和发射) ? eq \x(接收机接收高频信号，调谐、解调) ? eq \x(显像管：还原出与摄像管屏上相同的图像) (2)雷达的工作原理 雷达是利用微波遇到障碍物的反射现象来测定物体位置，根据发射无线电波到接收反射波的时间t，确定障碍物的距离l＝eq \f(ct,2)，再根据发射无线电波的方向和仰角，可以确定障碍物的位置． (3)移动电话、因特网也是利用电磁波来传输信息的． 三、电磁波谱 1．按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫做电磁波谱．电磁波谱按频率由小到大的顺序排列为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线． 2．各种电磁波的共性 (1)它们在本质上都是电磁波，它们遵循相同的规律，各波段之间的区别并没有绝对的意义． (2)都遵守公式v＝λf，它们在真空中的传播速度都是c＝3×108 m/s. (3)它们的传播都不需要介质． (4)它们都具有反射、折射、衍射和干涉的特性． 3．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 γ射线 频率 由左向右，频率变化为由小到大 真空中的波长 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、天体物理研究 遥控、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、透视、治疗 探测、治疗 4.电磁波的能量 电磁波是运动中的电磁场，各种各样的仪器能够探测到许许多多电磁波，表明电磁波可以传递能量． 5．太阳辐射的特点 太阳辐射的能量集中在可见光、红外线和紫外线三个区域，在眼睛最敏感的黄绿光附近，辐射的能量最强． 一、电磁波的发射和接收 例1　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．增加辐射波的波长 B．使回路中电容