資源簡介

(共43張PPT)
在普通的LC振蕩電路中，電場主要集中在電容器的極板之間，磁場主要集中在線圈內部。在電磁振蕩的過程中，電場能和磁場能主要是在電路內互相轉化，輻射出去的能量很少，怎樣才能有效地發射電磁波呢？
新課導入
4.3 無線電波的發射和接收 4.4電磁波譜
學習任務一
學習任務一　無線電波的發射
在電磁波發射技術中，使載波隨各種信號而改變的技術叫作調制。
使高頻電磁波的振幅隨信號的強弱而變，這種調制叫作調幅（AM）。
使高頻電磁波的頻率隨信號的強弱而變，這種調制叫作調頻（FM）。
[物理觀念]
學習任務一
學習任務一　無線電波的發射
有效發射電磁波的條件和方法
第一：要有足夠高的振蕩頻率。
振蕩電路向外界輻射能量的本領，與振蕩頻率密切相關。頻率越高，發射電磁波的本領就越大。
①減小電容C：增大板間距d，減小正對面積S
②減小自感系數L
第二：振蕩電路的電場和磁場必須分散到盡可能大的空間，這樣才能有效地把能量輻射出去。
[物理觀念]
學習任務一
學習任務一　無線電波的發射
[物理觀念]
無線電的發射全過程
調制器
放大器
例1 [2023·鎮海中學期中] 如圖所示為無線電波實際發射過程的示意圖,如圖甲、乙、丙所示為發射過程產生的電流圖像,關于這三種圖像,下列說法中錯誤的是(　)
A.圖甲為高頻振蕩器產生的高頻等幅振蕩
B.圖乙為人對著話筒說話時產生的低頻信號
C.圖丙表示高頻電磁波的振幅隨信號的強弱而變
D.圖丙表示高頻電磁波的頻率隨信號的強弱而變
學習任務一
學習任務一　無線電波的發射
D
學習任務一
[解析] 圖乙為人對著話筒說話時產生的低頻信號,選項B正確;
由高頻振蕩器產生的高頻振蕩電流如圖甲所示,選項A正確;
圖丙的調制方法是調幅,可以使載波的振幅隨信號的強弱而變,選項C正確,D錯誤.
1.電磁波的調制
2.電磁波的發射過程示意圖
學習任務一
調制 在電磁波發射技術中,使載波隨各種信號而改變的技術
方式 調幅 使高頻電磁波的振幅隨信號的強弱而變的調制技術
調頻 使高頻電磁波的頻率隨信號的強弱而變的調制技術
[物理觀念] 如圖所示是我們常用的收音機中與調臺旋鈕相連的一個電子器件,它由兩組鋁片組成,一組鋁片固定,稱為靜片;另一組鋁片可以旋轉,稱為動片.收音機調臺時就是調節旋鈕改變動片與靜片的正對面積,從而實現選臺目的.你知道調節旋鈕改變的是什么嗎 調節的目的又是什么
學習任務二
學習任務二　無線電波的接收
[答案] 兩組鋁片組成一個可變電容器,調節旋鈕,改變電容器極板的正對面積,從而改變電容器的電容.它是振蕩電路的一部分,調節電容C,可以改變振蕩頻率.當LC回路振蕩頻率與待接收的電磁波頻率相同時,這個頻率的電磁波就能在調諧電路里激起較強的感應電流,從而將需要的電臺信號選出來.
[物理觀念]
學習任務二
學習任務二　無線電波的接收
1.接收原理和設備
②設備：接收天線
①原理:電磁感應現象
接收天線
各種信號
[物理觀念]
學習任務二
學習任務二　無線電波的接收
2.篩選裝置
當接收電路的固有頻率跟收到的電磁波的頻率相同時，接收電路中產生的振蕩電流最強，這種現象叫做電諧振。
f=f0
調諧電路
調諧：使接收電路發生電諧振的過程
[物理觀念]
學習任務二
學習任務二　無線電波的接收
調諧器
解調器
放大電路
天線
無線電的接收全過程
[實驗探究]
學習任務二
學習任務二　無線電波的接收
無線電波的發射與接收
例2 [2023·北侖中學月考] 某同學自己繞制天線線圈,制作一個簡單的收音機,用來收聽中波無線電廣播,初步制作后發現有一個頻率最高的中波電臺收不到,但可以接收其他中波電臺,適當調整后,去戶外使用,假設空間中存在波長分別為290 m、397 m、566 m的無線電波,下列說法正確的是(　)
A.為了能收到頻率最高的中波電臺,應增加線圈的匝數
B.為更好接收290 m的無線電波,應把收音機的調諧頻率調到756 kHz
C.使接收電路產生電諧振的過程叫作解調
D.為了能接收到長波,應把電路中電容器的電容調大一點
學習任務二
D
[解析] 為了能收到頻率最高的中波電臺,應增大調諧電路的固有頻率,根據f=可知,應減少線圈的匝數,故A錯誤;
為更好接收290 m的無線電波,應把收音機的調諧頻率調到f== Hz
≈1034 kHz,故B錯誤;
使接收電路產生電諧振的過程叫作調諧,故C錯誤;
為了能接收到長波,即接收到頻率更低的電磁波,根據f=可知,應把電路中電容器的電容調大一點,故D正確.
學習任務二
變式1 在無線電廣播的接收中,調諧和解調是兩個必須經歷的過程.下列關于接收過程的順序正確的是(　)
A.調諧→高頻放大→解調→音頻放大
B.解調→高頻放大→調諧→音頻放大
C.調諧→音頻放大→解調→高頻放大
D.解調→音頻放大→調諧→高頻放大
學習任務二
A
[解析] 調諧是從眾多的電磁波中選出所需頻率的高頻信號,然后進行高頻放大,再從放大后的高頻信號中還原出高頻信號所承載的低頻聲音信號,最后將這些低頻聲音信號放大后通過揚聲器播放出來,故A正確.
電磁波的發射、傳播和接收過程
(1)調幅和調頻是調制的兩種方式,檢波是解調的一種特例,調諧則是解調的必要條件.
(2)調幅和調頻都是調制過程,解調是調制的逆過程.
(3)電諧振就是電磁振蕩中的“共振”.
(4)調諧與電諧振不同,電諧振是一個物理現象,而調諧則是一個操作過程.
學習任務二
學習任務三
學習任務三　電磁波譜
[物理觀念]
無線電波：技術上把波長大于1mm（頻率低于300GHz）的電磁波稱作無線電波。
學習任務三
學習任務三　電磁波譜
[物理觀念]
無線電波的波段劃分與用途
學習任務三
學習任務三　電磁波譜
[物理觀念]
學習任務三
學習任務三　電磁波譜
[物理觀念]
紅外線：波長比無線電波短，比可見光長。
一切物體都在不停地輻射紅外線，物體溫度越高，輻射的紅外線越強。
學習任務三
學習任務三　電磁波譜
[物理觀念]
紅外線：波長比無線電波短，比可見光長。
特性：一切物體都在不停地輻射紅外線，物體溫度越高，輻射的紅外線越強。
學習任務三
學習任務三　電磁波譜
[物理觀念]
紅外線的應用：
紅外線夜視儀
紅外線遙感
紅外線加熱
紅外線遙控
學習任務三
學習任務三　電磁波譜
[物理觀念]
可見光：波長在700nm~400nm；
1.可分為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七色光。
2.可被視網膜感知。
頻率4.3×1014~7.5×1014Hz
3.各色可見光在真空中的波長和頻率
學習任務三
學習任務三　電磁波譜
[物理觀念]
紫外線：波長在400nm~5nm；
頻率7.5×1014~6.0×1016Hz
特性：有較高的能量，足以破壞細胞核中的物質。
學習任務三
學習任務三　電磁波譜
[物理觀念]
紫外線的作用
滅菌消毒
熒光效應
學習任務三
學習任務三　電磁波譜
[物理觀念]
x射線γ射線：波長比紫外線更短的電磁波。
特性：有比紫外線更高的能量，有很強的穿透作用。
例3 [2023·安吉中學月考] 電磁波在生活中有廣泛的應用,下列應用的電磁波中,按波長由長到短排列正確的是(　)
A.遙控器、手機、消毒柜、胸透
B.手機、遙控器、消毒柜、胸透
C.遙控器、胸透、手機、消毒柜
D.遙控器、手機、消毒柜、胸透
學習任務三
學習任務三　電磁波譜
[解析] 手機采用的是無線電波,遙控器利用了紅外線,紫外線具有很強的消毒作用,X射線具有穿透性、熒光性和攝影效應的特性,所以可以用來做胸透,電磁波譜按波長由長到短依次為無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線,故B正確.
B
變式2 下列說法中正確的是(　)
A.各種電磁波中最容易表現出干涉和衍射現象的是γ射線
B.紅外線有顯著的熱效應,紫外線有顯著的化學作用
C.X射線的穿透本領比γ射線的強
D.低溫物體不能輻射紅外線
學習任務三
B
[解析] 干涉和衍射現象是光的波動性的體現,波長越長,越容易表現出波動性,而γ射線波長最短,故A錯誤;
紅外線有顯著的熱效應,紫外線有顯著的化學作用,故B正確;
電磁波的頻率越高,穿透本領越強,故C錯誤;
一切物體都能輻射紅外線,故D錯誤.
變式3 (多選)[2020·江蘇卷] 電磁波廣泛應用在現代醫療中.下列屬于電磁波應用的醫用器械有(　 )
A.殺菌用的紫外燈
B.拍胸片的X光機
C.治療咽喉炎的超聲波霧化器
D.檢查血流情況的“彩超”機
學習任務三
AB
[解析] 紫外燈用的是紫外線,屬于電磁波;X光機用的是X射線,屬于電磁波;超聲波屬于機械波;彩超利用的是聲波的多普勒效應,也屬于機械波,不屬于電磁波.
1.電磁波譜:把電磁波按波長由大到小的順序排列起來.順序為無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線.它們共同構成了范圍廣闊的電磁波譜.
學習任務三
2.電磁波的共性與個性
(1)共性
①都遵守公式v=λf,它們在真空中的傳播速度都是c=3.0×108 m/s.
②它們的傳播都不需要介質.
③它們都具有反射、折射、衍射和干涉的特性.
學習任務三
(2)個性
①不同電磁波的頻率或波長不同,表現出不同的特性,波長越長則越容易產生干涉、衍射現象,波長越短則穿透能力越強.
②同頻率的電磁波在不同介質中的傳播速度不同.不同頻率的電磁波在同一種介質中傳播時,頻率越大,則波速越小.
③產生機理不同.
④用途不同.
學習任務三
3.不同波長電磁波的比較
學習任務三
無線電波 紅外線 可見光 紫外線 X射線 γ射線
主要 作用 通信 熱作用 視覺作用 化學作用 穿透作用 貫穿作用
應用 無線電技術 紅外遙感技術 照明、攝影 滅菌消毒 檢查、探測、透視 醫學治療、工業探傷
產生 機理 振蕩電路中自由電子周期性運動產生 原子外層電子受激發而產生 原子內層電子受激發而產生 原子核受激發而產生
頻率 低→高 課 堂 小 結
無線電波的發射和接收
電磁波譜
課后習題
1.有4個容易混淆的名詞：調制、調幅、調頻、解調。請設計一個結構圖來表明它們的關系，并說明調幅與調頻的區別。
課后習題
2.請向你的同學描述：調幅波（經調幅后的電磁波）圖像的形狀是怎樣的？描述時，要求用到“載波”“音頻信號”這兩個名詞。
課后習題
3.我國第一顆人造衛星用20.009MHz和19.995MHz的電磁波發送信號，求這兩種電磁波的波長。
課后習題
4.某同學自己繞制天線線圈，制作一個最簡單的收音機，用來收聽中波的無線電廣播。他發現有一個頻率最高的中波電臺收不到，但可以接收其他中波電臺。為了收到這個電臺，他應該增加還是減少線圈的匝數？說明理由。
課后習題
1.我們根據什么說電磁波是一種物質？
課后習題
2.波長為0.6μm的紅光，從10m外的交通信號燈傳到你的眼睛，大約需要多長時間？這個距離是波長的多少倍？
課后習題
3．某雷達站正在跟蹤一架飛機，此時飛機正朝著雷達站方向勻速飛來。某一時刻雷達發出一個無線電脈沖，經200μs后收到反射波；隔0.8s后再發出一個脈沖，經198μs收到反射波。求飛機的飛行速度。
課后習題
4.除了可見光外，紅外線、紫外線、無線電波（中波、短波、微波）、X射線、γ射線，都是電磁波大家族的成員。請在這些看不見的電磁波中，每種選一個與你關系最密切的，或者令你印象最深的實例，按照波長由長至短的順序列舉出來。
課后習題
5.在長長的電磁波譜中，能夠引起視覺的只是波長為400760nm這樣很窄的一部分。有趣的是，太陽輻射的各種波長的電磁波中，也是這部分最強。你怎樣解釋這種“巧合”？

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