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粤教版 (2019)选择性必修 第二册第四章 电磁震荡与电磁波第三节 电磁波的发射、传播和接收图片ppt课件
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这是一份粤教版 (2019)选择性必修 第二册第四章 电磁震荡与电磁波第三节 电磁波的发射、传播和接收图片ppt课件，共55页。PPT课件主要包含了关键能力合作探究，课堂检测素养达标，课时作业巩固演练，足够高，低频的电信号，低频信号电流，无线电波，可见光，γ射线，答案BC等内容，欢迎下载使用。
必备知识 自主学习
[知识梳理]一、电磁波的发射1．要有效地发射电磁波，LC振荡电路必须具备以下两个条件：(1)要有 的振荡频率。频率越高，发射电磁波的本领越大。(2)LC振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间。
2．开放电路为了满足以上两个条件，应将LC振荡电路进行改造。可以 电容器极板间的距离， 电容器两极板的正对面积， 自感线圈的匝数，甚至演化为一条导线，使 和 扩展到电容器的外部，这样的振荡电路称为开放电路。
3．无线电技术(1)在无线电技术中使用的电磁波称为无线电波。(2)把 “加载”在高频振荡电流上的过程称为调制。调制的方法有两种：一是调幅，使高频电磁波的 随信号的强弱而改变；另一种叫调频，使高频电磁波的 随信号的强弱而改变。
二、电磁波的传播和接收1．无线电波的传播方式主要有三种： 、 和直线传播。2．电磁波的接收(1)原理：在空间传播的电磁波如果遇到导体，会在导体中产生微弱的感应电流，感应电流的频率与激起它的电磁波的频率 。因此，可以用导体制成的天线和地线组成接收电路来接收电磁波。
(2)调谐：当接收电路的固有频率被调到与需要接收的无线电波的频率 时，这个频率的无线电波在接收电路里将激起最 的振荡电流，这个过程称为 。(3)检波：从高频振荡电流中“检”出它所携带的 的过程称为检波。
三、电磁波谱1．概念：按电磁波的 或 大小的顺序把它们排列成谱。2．电磁波谱的排列：按波长由长到短依次为： 、红外线、 、紫外线、X射线、 。
3．电磁波家族成员的特性及其使用
[自主评价]1．判断正误(1)频率越高，振荡电路发射电磁波本领越大。( )(2)电视台发射的电磁波都经过了调制。( )(3)当接收电路的固有频率和电磁波频率相同时，出现谐振现象。( )(4)收音机能够直接接收声波。( )(5)电磁波按照频率由高到低依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。( )(6)电磁波的波长越长，相同时间传递的信息量越大。( )
2．情景思考(1)对于“神舟号”系列飞船的成功发射及正常运行，载人航天测控通信系统立下了很大的功劳，它通过国内外的地面测控站和遍布三大洋的4艘远洋测量船，保证地面指挥员及时与飞船取得联系。你知道各测控站点是通过什么途径对飞船传递指令的吗？
(2)红外体温计不用与人体接触便可以迅速测量体温，如图所示，你知道它的工作原理吗？提示：(1)各测控站点和飞船之间通过发射和接收载有指令信号的电磁波实现对飞船的测控。(2)根据体温越高，辐射红外线越强的原理。
(1)接通感应圈电源，把手柄上两铝管平行靠近感应圈上的两铝管，你看到什么现象了？为什么？(2)当把感应圈两极上的铝管拆掉后，把手柄靠近感应圈有什么现象？为什么？提示：(1)微安表头指针偏转，这说明绝缘手柄上的铝管收到了电磁波。(2)没有装铝管时，微安表头指针不偏转，说明绝缘手柄上的铝管没有收到电磁波。因为发射电磁波要有天线。
1．发射电磁波的条件(1)要有足够高的振荡频率。理论研究表明，振荡电路向外辐射能量的本领，即单位时间内辐射出去的能量，与振荡频率密切相关，频率越高，发射电磁波的本领越大。(2)开放电路，要使振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间。
2．电磁波的发射示意图(如图所示)
针对训练1．为了增大无线电台向空间发射无线电波的能力，对LC振荡电路的结构可采用的措施是( )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．提高供电电压
解析：要增大无线电台向空间发射电磁波的能力，必须提高其振荡频率，即减小L或减小C，要减小L，可通过减小线圈匝数、向外抽铁芯的方法；要减小C，可采用增大板间距、减小极板正对面积、减小介电常数的办法，故B正确。答案：B
2．为了把需要传递的信号(图像、声音等)加载到电磁波上发射出去，必须对振荡电流进行________。(选填“调谐”“调制”或“解调”)解析：信息(声音或图像等)转化为电信号后，往往由于信号频率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，这就是调制。答案：调制
提示：调节旋钮调改变的是可变电容器的电容，可以改变调谐电路的频率，使它跟要接收的电台发出的电磁波的频率相同，这个频率的电磁波在调谐电路里激起较强的感应电流，这样就选出了这个电台。
1．原理利用电磁感应在接收电路产生和电磁波同频率的电流。2．方法(1)利用调谐产生电谐振，使接收电路的感应电流最强。(2)利用解调把接收电路中的有用信号分离出来。(3)调谐和解调的区别：调谐就是一个选台的过程，即选携带有用信号的高频振荡电流，在接收电路中产生最强的感应电流的过程；解调是将高频电流中携带的有用信号分离出来的过程。
[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。[答案] AD
针对训练3．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
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时激起的感应电流最强。答案：D
4．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，其调节方式应把可动电容器的动片适当________(选填“旋出”或“旋入”)一些。 答案：旋出
提示：电磁波在真空中的传播速度是光速；无线电波的波长比可见光的波长长；还有红外线、紫外线、X射线、γ射线等。
1．电磁波的共性(1)它们在本质上都是电磁波，它们的行为服从相同的规律，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＝3.0×108 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。
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，频率越大折射率越大，速度越小。
(4)用途不同：无线电波用于通信和广播，红外线用于加热和遥感技术，紫外线用于杀菌消毒，X射线应用于医学上的X光照片，γ射线用于检查金属部件的缺陷等。
(3)用理疗“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D．X射线的很强的贯穿力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
[解析] (1)X光机是用来透视人的体内器官的，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，因此采用了穿透能力比较强又不会给人体造成太大伤害的X射线，选择D。(2)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，因此选择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，因此选择E。[答案] (1)D (2)C (3)E
X射线与γ射线都具有穿透能力，但γ射线的穿透能力最强，X射线能穿透人体，通常用作人体透视，而γ射线可以穿过几厘米厚的铅板，可以用于探测金属内部的缺陷。
针对训练5．(多选)关于电磁波谱，下列说法正确的是( )A．波长不同的电磁波在本质上完全相同B．电磁波的波长若差异太大则会出现本质不同的现象C．电磁波谱的频带很宽D．电磁波的波长很短，所以电磁波的频带很窄
解析：电磁波谱中的电磁波在本质上是完全相同的，只是波长、频率不同而已。其中波长最长的波跟波长最短的波之间频率相差1020倍。答案：AC
6．无线电波的中波波长范围为200～3 000 m。求该波段的频率范围。
科学思维——雷达侦察问题的解决方法1．电磁波在空中的传播速度可认为等于真空中的光速c，由波速、波长和频率三者间的关系可求得频率。2．根据雷达荧光屏上发射波形和反射波形间的时间间隔，即可求得侦察距离，为此反射波必须在下一个发射波发出前到达雷达接收器。3．雷达的最大侦察距离应等于电磁波在雷达发射相邻两个脉冲的间隔时间内传播距离的一半。
[答案] 1.5×109 Hz 3×104 m
1．下列关于紫外线的说法正确的是( )A．照射紫外线可增进人体对钙的吸收，因此人们应尽可能多地接受紫外线的照射B．一切高温物体发出的光都含有紫外线C．紫外线有很强的荧光效应，常被用来防伪D．紫外线有杀菌消毒的作用，是因为其有热效应
解析：紫外线有显著的化学作用，杀菌能力较强，在医疗上有其应用，但是过多地接受紫外线的照射，对人体来说也是有害的，A、D错误；并不是所有的高温物体发出的光都含有紫外线，B错误；紫外线有很强的荧光效应，可用来防伪，C正确。答案：C
2．(多选)关于电磁波谱，下列说法中正确的是( )A．在真空中各种电磁波的传播速度都相同B．γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高C．紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射D．在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是γ射线
解析：电磁波在真空中的速度都为3.0×108 m/s，故A正确；γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高，故B正确；在电磁波谱中从无线电波到γ射线，波长逐渐减小，频率逐渐增大，而波长越大，波动性越强，越容易发生干涉、衍射现象，因此紫光比紫外线更容易发生干涉和衍射现象，无线电波最容易发生衍射现象，故C、D错误。答案：AB
3．如图所示为电视接收过程示意图，其工作过程顺序正确的是( )A．解调—放大—调谐—显示B．调谐—放大—解调—显示C．调谐—解调—放大—显示D．放大—调谐—解调—显示解析：电磁波的接收过程是调谐—解调—放大—显示，故C正确。答案：C
4．关于电磁波的发射与接收，下列说法中正确的是( )A．调频与调幅都是用高频载波发送信号，原理相同，无本质区别B．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C．手持移动电话与其他用户通话时，要靠较大的固定的无线电台转送D．调谐就是将接收电路的振幅调至与电磁载波的振幅相同
解析：调频与调幅都是用高频载波发送信号，但是原理不同，故A错误；解调是接收电磁波过程中的步骤，是将低频信号从高频载波信号中分离出来的过程，故B错误；手持移动电话与其他用户通话时，要靠较大的固定的无线电台转送，故C正确；调谐是将接收电路的频率调至与电磁波的频率相同，故D错误。答案：C
5．(新情景题)手机A的号码为13811111111，手机B的号码为13022222222。当手机A拨打手机B时，能听见B发出响声并且看见B上来电显示A的号码为13811111111。若将手机A置于透明真空罩中，再用手机B拨打手机A，则( )A．能听见A发出响声，但看不到A上显示B的号码B．能听见A发出响声，也能看到A上显示B的号码13022222222C．既不能听见A发出响声，也看不到A上显示B的号码D．不能听见A发出响声，但能看到A上显示B的号码13022222222
必备知识 自主学习
[知识梳理]一、电磁波的发射1．要有效地发射电磁波，LC振荡电路必须具备以下两个条件：(1)要有 的振荡频率。频率越高，发射电磁波的本领越大。(2)LC振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间。
2．开放电路为了满足以上两个条件，应将LC振荡电路进行改造。可以 电容器极板间的距离， 电容器两极板的正对面积， 自感线圈的匝数，甚至演化为一条导线，使 和 扩展到电容器的外部，这样的振荡电路称为开放电路。
3．无线电技术(1)在无线电技术中使用的电磁波称为无线电波。(2)把 “加载”在高频振荡电流上的过程称为调制。调制的方法有两种：一是调幅，使高频电磁波的 随信号的强弱而改变；另一种叫调频，使高频电磁波的 随信号的强弱而改变。
二、电磁波的传播和接收1．无线电波的传播方式主要有三种： 、 和直线传播。2．电磁波的接收(1)原理：在空间传播的电磁波如果遇到导体，会在导体中产生微弱的感应电流，感应电流的频率与激起它的电磁波的频率 。因此，可以用导体制成的天线和地线组成接收电路来接收电磁波。
(2)调谐：当接收电路的固有频率被调到与需要接收的无线电波的频率 时，这个频率的无线电波在接收电路里将激起最 的振荡电流，这个过程称为 。(3)检波：从高频振荡电流中“检”出它所携带的 的过程称为检波。
三、电磁波谱1．概念：按电磁波的 或 大小的顺序把它们排列成谱。2．电磁波谱的排列：按波长由长到短依次为： 、红外线、 、紫外线、X射线、 。
3．电磁波家族成员的特性及其使用
[自主评价]1．判断正误(1)频率越高，振荡电路发射电磁波本领越大。( )(2)电视台发射的电磁波都经过了调制。( )(3)当接收电路的固有频率和电磁波频率相同时，出现谐振现象。( )(4)收音机能够直接接收声波。( )(5)电磁波按照频率由高到低依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。( )(6)电磁波的波长越长，相同时间传递的信息量越大。( )
2．情景思考(1)对于“神舟号”系列飞船的成功发射及正常运行，载人航天测控通信系统立下了很大的功劳，它通过国内外的地面测控站和遍布三大洋的4艘远洋测量船，保证地面指挥员及时与飞船取得联系。你知道各测控站点是通过什么途径对飞船传递指令的吗？
(2)红外体温计不用与人体接触便可以迅速测量体温，如图所示，你知道它的工作原理吗？提示：(1)各测控站点和飞船之间通过发射和接收载有指令信号的电磁波实现对飞船的测控。(2)根据体温越高，辐射红外线越强的原理。
(1)接通感应圈电源，把手柄上两铝管平行靠近感应圈上的两铝管，你看到什么现象了？为什么？(2)当把感应圈两极上的铝管拆掉后，把手柄靠近感应圈有什么现象？为什么？提示：(1)微安表头指针偏转，这说明绝缘手柄上的铝管收到了电磁波。(2)没有装铝管时，微安表头指针不偏转，说明绝缘手柄上的铝管没有收到电磁波。因为发射电磁波要有天线。
1．发射电磁波的条件(1)要有足够高的振荡频率。理论研究表明，振荡电路向外辐射能量的本领，即单位时间内辐射出去的能量，与振荡频率密切相关，频率越高，发射电磁波的本领越大。(2)开放电路，要使振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间。
2．电磁波的发射示意图(如图所示)
针对训练1．为了增大无线电台向空间发射无线电波的能力，对LC振荡电路的结构可采用的措施是( )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．提高供电电压
解析：要增大无线电台向空间发射电磁波的能力，必须提高其振荡频率，即减小L或减小C，要减小L，可通过减小线圈匝数、向外抽铁芯的方法；要减小C，可采用增大板间距、减小极板正对面积、减小介电常数的办法，故B正确。答案：B
2．为了把需要传递的信号(图像、声音等)加载到电磁波上发射出去，必须对振荡电流进行________。(选填“调谐”“调制”或“解调”)解析：信息(声音或图像等)转化为电信号后，往往由于信号频率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，这就是调制。答案：调制
提示：调节旋钮调改变的是可变电容器的电容，可以改变调谐电路的频率，使它跟要接收的电台发出的电磁波的频率相同，这个频率的电磁波在调谐电路里激起较强的感应电流，这样就选出了这个电台。
1．原理利用电磁感应在接收电路产生和电磁波同频率的电流。2．方法(1)利用调谐产生电谐振，使接收电路的感应电流最强。(2)利用解调把接收电路中的有用信号分离出来。(3)调谐和解调的区别：调谐就是一个选台的过程，即选携带有用信号的高频振荡电流，在接收电路中产生最强的感应电流的过程；解调是将高频电流中携带的有用信号分离出来的过程。
[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。[答案] AD
针对训练3．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
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时激起的感应电流最强。答案：D
4．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，其调节方式应把可动电容器的动片适当________(选填“旋出”或“旋入”)一些。 答案：旋出
提示：电磁波在真空中的传播速度是光速；无线电波的波长比可见光的波长长；还有红外线、紫外线、X射线、γ射线等。
1．电磁波的共性(1)它们在本质上都是电磁波，它们的行为服从相同的规律，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＝3.0×108 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。
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，频率越大折射率越大，速度越小。
(4)用途不同：无线电波用于通信和广播，红外线用于加热和遥感技术，紫外线用于杀菌消毒，X射线应用于医学上的X光照片，γ射线用于检查金属部件的缺陷等。
(3)用理疗“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D．X射线的很强的贯穿力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
[解析] (1)X光机是用来透视人的体内器官的，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，因此采用了穿透能力比较强又不会给人体造成太大伤害的X射线，选择D。(2)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，因此选择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，因此选择E。[答案] (1)D (2)C (3)E
X射线与γ射线都具有穿透能力，但γ射线的穿透能力最强，X射线能穿透人体，通常用作人体透视，而γ射线可以穿过几厘米厚的铅板，可以用于探测金属内部的缺陷。
针对训练5．(多选)关于电磁波谱，下列说法正确的是( )A．波长不同的电磁波在本质上完全相同B．电磁波的波长若差异太大则会出现本质不同的现象C．电磁波谱的频带很宽D．电磁波的波长很短，所以电磁波的频带很窄
解析：电磁波谱中的电磁波在本质上是完全相同的，只是波长、频率不同而已。其中波长最长的波跟波长最短的波之间频率相差1020倍。答案：AC
6．无线电波的中波波长范围为200～3 000 m。求该波段的频率范围。
科学思维——雷达侦察问题的解决方法1．电磁波在空中的传播速度可认为等于真空中的光速c，由波速、波长和频率三者间的关系可求得频率。2．根据雷达荧光屏上发射波形和反射波形间的时间间隔，即可求得侦察距离，为此反射波必须在下一个发射波发出前到达雷达接收器。3．雷达的最大侦察距离应等于电磁波在雷达发射相邻两个脉冲的间隔时间内传播距离的一半。
[答案] 1.5×109 Hz 3×104 m
1．下列关于紫外线的说法正确的是( )A．照射紫外线可增进人体对钙的吸收，因此人们应尽可能多地接受紫外线的照射B．一切高温物体发出的光都含有紫外线C．紫外线有很强的荧光效应，常被用来防伪D．紫外线有杀菌消毒的作用，是因为其有热效应
解析：紫外线有显著的化学作用，杀菌能力较强，在医疗上有其应用，但是过多地接受紫外线的照射，对人体来说也是有害的，A、D错误；并不是所有的高温物体发出的光都含有紫外线，B错误；紫外线有很强的荧光效应，可用来防伪，C正确。答案：C
2．(多选)关于电磁波谱，下列说法中正确的是( )A．在真空中各种电磁波的传播速度都相同B．γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高C．紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射D．在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是γ射线
解析：电磁波在真空中的速度都为3.0×108 m/s，故A正确；γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高，故B正确；在电磁波谱中从无线电波到γ射线，波长逐渐减小，频率逐渐增大，而波长越大，波动性越强，越容易发生干涉、衍射现象，因此紫光比紫外线更容易发生干涉和衍射现象，无线电波最容易发生衍射现象，故C、D错误。答案：AB
3．如图所示为电视接收过程示意图，其工作过程顺序正确的是( )A．解调—放大—调谐—显示B．调谐—放大—解调—显示C．调谐—解调—放大—显示D．放大—调谐—解调—显示解析：电磁波的接收过程是调谐—解调—放大—显示，故C正确。答案：C
4．关于电磁波的发射与接收，下列说法中正确的是( )A．调频与调幅都是用高频载波发送信号，原理相同，无本质区别B．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C．手持移动电话与其他用户通话时，要靠较大的固定的无线电台转送D．调谐就是将接收电路的振幅调至与电磁载波的振幅相同
解析：调频与调幅都是用高频载波发送信号，但是原理不同，故A错误；解调是接收电磁波过程中的步骤，是将低频信号从高频载波信号中分离出来的过程，故B错误；手持移动电话与其他用户通话时，要靠较大的固定的无线电台转送，故C正确；调谐是将接收电路的频率调至与电磁波的频率相同，故D错误。答案：C
5．(新情景题)手机A的号码为13811111111，手机B的号码为13022222222。当手机A拨打手机B时，能听见B发出响声并且看见B上来电显示A的号码为13811111111。若将手机A置于透明真空罩中，再用手机B拨打手机A，则( )A．能听见A发出响声，但看不到A上显示B的号码B．能听见A发出响声，也能看到A上显示B的号码13022222222C．既不能听见A发出响声，也看不到A上显示B的号码D．不能听见A发出响声，但能看到A上显示B的号码13022222222
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