电磁波的发射、传播和接收PPT课件免费下载2023

鲁科版 (2019)高中物理选择性必修 第二册课文《电磁波的发射、传播和接收》,完整版PPT课件免费下载，优秀PPT背景图搭配，精美的免费ppt模板。轻松备课，欢迎免费下载使用。
一、【课程的主要内容】一、电磁波的发射和传播【思考】请同学们讨论，在普通LC振荡电路中能否有效地发射电磁波？提示：在普通LC振荡电路中，电场主要集中在电容器的极板之间，磁场主要集中在线圈内部。在电磁振荡过程中，电场能和磁场能的相互转化主要是在电路内部完成的，辐射出去的能量很少。不能有效地发射电磁波。
1.有效发射电磁波必须满足的两个条件：(1)振荡电路产生的电场和磁场必须分布到广大的_________中。 为了满足以上要求，可以_____电容器极板间的距离，_____极板的面积，同时_____自感线圈的匝数，使原来集中在电容中的电场和集中在线圈中的磁场扩散到外部空间中去。这种使电场和磁场扩展到外部空间的振荡电路叫_________。 
(2)要有足够高的_________，频率越高，振荡电路向外发射电磁波的本领越大。 
LC振荡电路由闭合电路演变为开放电路示意图
2.电磁波的调制：(1)调制：把传递的信号“加”到_____上的过程。 (2)调制的分类。①调幅：使高频振荡的_____随信号而变。 ②调频：使高频振荡的_____随信号而变。
3.无线电波的传播：无线电波通常有三种传播途径：地波、天波和空间波。
二、电磁波的接收【思考】你知道收音机是如何进行选台的吗？提示：收音机中的LC调谐电路是由电感线圈和可变电容器组成的，通过调节可变电容器的电容，改变LC电路的固有频率，使得当它的固有频率与某一电磁波的频率相同时，产生电谐振，从而把该频率的电磁波接收下来。
1.电谐振现象：当接收电路的_________跟收到的电磁波的频率相同时，电磁波会使接收电路中产生___________。2.调谐：选择某一种特定_____电磁波接收的过程。3.调谐电路：能够进行调谐的接收电路。4.检波：从高频载波中把音频信号“检”出来的过程，是调制的_______，也叫解调。
三、电磁波的应用及防护【思考】为什么超远程无线电利用无线电波中的长波波段，而雷达利用微波波段？提示：根据波的衍射特性，波长越长，越容易绕过障碍物，所以超远程无线电利用长波波段。微波波长短，传播时直线性好，雷达正是利用了微波直线传播性好的特点。
1.电磁波谱的构成：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。它们都具有反射、折射、干涉和衍射的特性，在真空中的传播速度均等于光速。
2.各种电磁波的特点及应用对比：
3.电磁污染及防护：(1)电磁污染：又称___________或射频辐射污染。研究发现，波长越___，对人体作用越强，危害越突出。(2)电磁辐射的防护：涉及科学、技术与社会等诸多方面。从物理学的角度看，可以从_________、_________________以及___________这三个方面进行防护。
一 电磁波的发射与接收1.电磁波的发射——调制：信息转化为电信号后，往往由于信号频率低、能量低不能直接用来发射，需要把要传递的电信号“加载”到高频电磁波上再发射出去，相当于把货物搭载到火车或飞机上，这就是调制。调制的方式又可分为调频和调幅。
2.电磁波的接收：(1)原理：电磁波在空间传播时，如果遇到导体，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)调谐：空中有许多不同频率的电磁波在传播，为了接收到我们需要的电磁波，要调整接收电路的固有频率，使之与我们需要的电磁波的频率相同(产生电谐振)，这就是调谐。
(3)解调：从接收到的高频电流中“检”出所携带的信号，相当于把运到目的地的货物从火车、飞机等运载工具上卸载下来，这就是解调。解调是调制的逆过程，又叫检波。
【特别提醒】(1)电磁波的发射和接收过程中，发射的是加载电信号的高频电磁波，接收的是携带电信号的高频电磁波，不是直接发射、接收电信号。(2)解调是调制的逆过程，调制是把要传递的信号“加载”到高频电磁波上；解调是从接收到的高频电磁波中“检”出所携带的信号。
【思考·讨论】 如图是中国移动通信发射天线和卫星接收天线。(1)为什么发射天线做成金属杆状？(科学思维)(2)接收电磁波时，选择特定频率电磁波的原理是什么？(物理观念)提示：(1)是为了有效发射电磁波，形成开放电路。(2)电谐振原理。
【典例示范】(多选)下列关于无线电广播的叙述，正确的是( )A.发射无线电广播信号必须采用调频方式B.发射无线电广播信号必须进行调制C.接收无线电广播信号必须进行调谐D.接收到无线电广播信号必须进行解调才能由扬声器播放
【解析】选B、C、D。发射无线电广播信号必须经过调制，可以采用调频，也可以采用调幅，所以A错误，B正确。接收无线电广播信号必须经过调谐也就是选台，C正确。由于无线电波中有高频信号，所以要经过解调将低频信号检出来，才能由扬声器播放，D正确。故正确选项为B、C、D。
【素养训练】1.下列关于无线电广播要对电磁波进行调制的原因说法正确的是( )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时波长才能不变D.经过调制后的高频电磁波才能把我们要告知对方的信号传递过去【解析】选D。声音信号的频率很低，衰减快，不能直接发射，高频电磁波衰减慢、辐射能力强，适合发射，A、C错，D对。经过调制后的电磁波在空间传播的速度不变，故B错。
2.(多选)关于电磁波的接收，下列说法正确的是( )A.当处于电谐振时，所有的电磁波都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
【解析】选A、D。当处于电谐振时，所有的电磁波都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，故正确选项为A、D。
【补偿训练】实际发射无线电波的过程如图所示。高频振荡器产生高频等幅振荡电流如图甲所示，人对着话筒说话时产生低频信号如图乙所示。根据图像，发射出去的电磁波图像应是( )
【解析】选B。低频信号不能直接发射，必须把低频的电信号“加载”到高频等幅振荡电流上才能发射出去，故选B。二、【拓展学习】
二 对电磁波的认识1.对电磁波的认识：(1)电磁波是一种物质，像电场、磁场一样，它是客观存在的真实物质，是物质存在的另一种形式。(2)电磁波具有能量，以电磁场的形式存在，也就是说电磁场的能量通过电磁波来传播。(3)电磁波能传递信息。
2.各种电磁波共性与个性的比较：
【思考·讨论】无线电波、红外线、紫外线、X射线等都是电磁波。但是，无线电波主要应用于通讯，红外线主要应用于遥感、红外摄像和红外制导，紫外线主要应用于杀菌消毒，而X射线主要应用于透视，这是为什么呢？(科学思维)提示：这是由于不同波段的电磁波表现出不同的特性，性质决定它们的用途。
【典例示范】2020年新冠疫情席卷全球，给国家的生产，人们的生活都带来了严峻的挑战，在中国人民的团结下，我们终于控制住了疫情，人们也恢复了正常的生活。但是在疫情面前，依然不能掉以轻心，商场门口利用红外线热像仪来对顾客进行体温的测量，红外线热像仪通过红外线遥感，可检测出经过它时的发热人群，从而可以有效控制疫情的传播。关于红外线热像仪，下列说法中正确的是( )
A.选择红外线进行检测，主要是因为红外线光子能量小，可以节约能量B.红外线热像仪通过发射红外线照射人体来检测体温C.红外线热像仪同时还具有杀菌作用D.根据物体在不同温度下发射的红外线的频率和强度不同的原理来检测体温
【解析】选D。一切物体均能发出红外线，因此使用红外线进行检测，这里与能量小没有关系，故A错误；红外线热像仪通过接收到人体发出的红外线照射从而来检测体温，故B错误。紫外线热像仪具有杀菌作用。红外线能量小得多，没有杀菌作用；故C错误。一切物体都能发射红外线，且物体在不同温度下发射的红外线的频率和强度不同，根据此原理来检测体温，选项D正确。
【素养训练】1.(多选)关于紫外线的作用和性质，下列说法正确的是( )A.一切物体都在不停地辐射紫外线B.紫外线能杀菌消毒是因为紫外线具有较高的能量，可以穿透细胞膜C.紫外线具有较强的穿透能力，可以穿透人的皮肤，破坏内脏器官D.紫外线具有荧光作用
【解析】选B、D。并不是一切物体都不停地辐射紫外线，所以A错误；紫外线穿透能力较强，可以穿透细胞膜，具有杀菌消毒作用，但并不能穿透人的皮肤，破坏内脏器官，所以B正确，C错误；紫外线能使很多物质发出荧光，具有荧光作用，所以D正确。
2.(多选)(2020·江苏高考)电磁波广泛应用在现代医疗中。下列属于电磁波应用的医用器械有( )A.杀菌用的紫外灯B.拍胸片的X光机C.治疗咽喉炎的超声波雾化器D.检查血流情况的“彩超”机
【解析】选A、B。紫外灯的频率高，能量强，所以用于杀菌，属于电磁波的应用，A正确；X光的穿透能力较强，所以用于拍胸片，属于电磁波的应用，B正确；超声波雾化器是超声波的应用，与电磁波无关，C错误；“彩超”机属于超声波的应用，与电磁波无关，D错误。
【补偿训练】1.关于电磁波的特性和应用，下列说法正确的是( )A.红外线具有很强的穿透本领，常用来在医学上做人体透视B.适量的紫外线照射有利于人的健康C.紫外线热效应显著，制成了紫外线炉D.γ射线最容易用来观察衍射现象
【解析】选B。红外线具有很强的热效应，制成了红外线炉，穿透能力很差，A、C项错；适量的紫外线照射有利于人的健康，过量照射有害身体健康，B项对；γ射线波长很短，不容易用来观察衍射现象，D项错。
2.(多选)电视机在室内接收电视台向空中发射的电磁信号时，下列判断正确的是( )A.当电视机在离电视发射塔较近时，用室内天线也可以接收到信号，这是电磁波的衍射现象B.用室内天线接收时，电视机安放在室内不同位置接收效果不同，这是电磁波在室内反射后产生的干涉现象C.离电视发射塔较远处要用架设室外天线的方法接收信号，这是由于发送电视信号用的是微波，波长短，基本上是直线传播D.有线电视的信号也是通过电磁波传送的
【解析】选A、B、C。当电视机在离电视发射塔较近时，用室内天线也可以接收到信号，这是电磁波的衍射现象，A正确；用室内天线接收时，电视机安放在室内不同位置接收效果不同，这是电磁波在室内反射后出现频率相同的电磁波而产生的干涉现象，B正确；离电视发射塔较远处要用架设室外天线的方法接收信号，这是由于发送电视信号用的是微波，波长短，基本上是直线传播，C正确；有线电视的信号是通过有线线路传送的，D错误。三、【整合提升】
【拓展例题】考查内容：电磁波的应用——雷达测距【典例】某雷达站正在跟踪一架飞机，此时飞机正朝着雷达站方向匀速飞来。某一时刻雷达发射出一个雷达波脉冲，经过2×10-4 s后收到反射波；再隔0.8 s后再发出一个脉冲波，经过1.98×10-4 s收到反射波，问：(1)雷达波是超声波还是电磁波？波速为多少？(2)若雷达波的频率为1.5×1010 Hz，此波的波长为多少？ (3)飞机的飞行速度为多少？
【解析】(1)雷达波是电磁波，其波速等于光速，即v=3.0×108 m/s。(2)
(3)s1= = ×3.0×108×2×10-4 m=3×104 ms2=c× = ×3.0×108×1.98×10-4 m=2.97×104 m =375 m/s
答案：(1)电磁波 3.0×108 m/s(2)0.02 m (3)375 m/s
1.为了使需要传递的信息(如声音、图像等)加载在电磁波上发射到远方，必须对振荡电流进行( ) A.调谐B.放大C.调制D.解调【解析】选C。根据调谐、调制、解调的定义易知选项C正确。
2.据报道，新型增强型红外夜视镜已经应用于军事，红外夜视镜是利用了( )A.红外线波长长，易绕过障碍物的特点B.红外线热效应强的特点C.一切物体都在不停地辐射红外线的特点D.红外线肉眼不可见的特点【解析】选C。红外线比可见光波长长，更容易发生衍射，则容易绕过障碍物，但红外夜视镜是利用一切物体都在不停地辐射红外线的特点，从而放大转化为可见光，故C正确，A、B、D错误。故选C。
3.(多选)下列说法中正确的是( )A.北斗导航系统是利用电磁波进行定位和导航的B.微波炉能快速加热食物是利用红外线具有显著的热效应C.常用的电视机遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机D.天文学家用射电望远镜接收天体辐射的无线电波进行天体物理研究【解析】选A、D。北斗导航系统是利用电磁波工作的，A正确；食物中的水分子在微波的作用下热运动加剧，温度升高，内能增加，B错误；常用的电视机遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机，C错误；天文学家用射电望远镜接收天体辐射的无线电波进行天体物理研究，D正确。
4.(多选)下列关于科学技术的运用的说法正确的是( )A.交通警察用监视器测量汽车的速度时可利用多普勒效应B.用声呐探测水中的暗礁、潜艇，利用了波的反射C.在摄像机中，摄像管的作用是摄取景物的图像并将其转换为电信号D.雷达是利用超声波来测定物体位置的无线电设备
【解析】选A、B、C。交通警察用监视器测量汽车的速度时可利用多普勒效应，选项A正确；用声呐探测水中的暗礁、潜艇，利用了波的反射，选项B正确；在摄像机中，摄像管的作用是摄取景物的图像并将其转换为电信号，选项C正确；雷达是利用无线电波来测定物体位置的无线电设备，选项D错误。四、【拓展培优】
5.关于电磁波的发射，下列说法中正确的是( )A.各种频率的电磁振荡都能辐射电磁波，只是辐射的能量所占振荡总能量的比例不同罢了，振荡周期越大，越容易辐射电磁波B.为了有效向外辐射电磁波，振荡电路必须采用开放电路，同时提高振荡频率C.为了有效向外辐射电磁波，振荡电路不必采用开放电路，但要提高振荡频率D.提高振荡频率和电路开放是发射电磁波的必要手段，振荡电路开放的同时，其振荡频率也随之提高
【解析】选B。根据振荡频率f= 知，振荡周期越大，振荡频率越小，越不容易辐射电磁波，故A错误；为了有效向外辐射电磁波，振荡电路必须采用开放电路，同时提高振荡频率，故B正确，C错误；提高振荡频率和电路开放是发射电磁波的必要手段，振荡电路开放的同时，振荡频率不变，故D错误。
6.(多选)为了增大无线电台向空间辐射无线电波的能力，对LC振荡电路的结构可采取下列哪些措施( )A.增大电容器极板的正对面积B.增大电容器极板的间距C.增大自感线圈的匝数D.采取开放电路
【解析】选B、D。要增大无线电台向空间辐射电磁波的能力，必须提高其振荡频率，由 知，可减小L和C以提高f。要减小L可采取减少线圈匝数，向外抽或抽出铁芯的办法，要减小C可采取增大极板间距，减小极板正对面积，减小介电常数的办法，故选项B正确，选项A、C错误。开放电路向外辐射能量的能力强，故选项D正确。
【新思维·新考向】我国制造的首款具有“隐身能力”和强大攻击力的第五代作战飞机“歼-20”列装部队后，已经开展编队训练。隐形飞机的原理是：在飞机研制过程中设法降低其可探测性，使之不易被敌方发现、跟踪和攻击。问题：根据你所学的物理知识请解释一下飞机隐形的原理。