一、電磁波的發(fā)射、傳播和接收1．填一填(1)電磁波的發(fā)射①兩個條件：要有足夠高的 和LC振蕩電路的電場、磁場盡可能分布到 。②開放電路：一條深入高空成為 ，另一條接入地下成為 。③無線電波：無線電技術中使用的電磁波。
④調制、調幅和調頻 把低頻的電信號“加載”到高頻等幅振蕩電流上稱為 。調制的方法有兩種：一是調幅，使高頻電磁波的 隨信號的強弱而變；另一種叫調頻，使高頻電磁波的 隨信號的強弱而變。(2)電磁波的傳播①無線電波的三種傳播方式：地波、天波和直線傳播。
②不同波段無線電波傳播方式及其應用：
(3)電磁波的接收①選臺：在空間彌漫著的許多不同頻率的無線電波中把需要的選出來的過程。②調諧：當接收電路的固有頻率調到與需要接收的無線電波的頻率相同時，該無線電波在接收電路里將激起最強的振蕩電流，該過程稱為調諧。③調諧電路：能夠調諧的接收電路，簡單的調諧電路如圖所示。④檢波：從高頻振蕩電流中“檢”出它所攜帶的 信號電流的過程。檢波是調制的逆過程，所以又叫解調。
2．判一判(1)振蕩電路的頻率越高，發(fā)射電磁波的本領越大。( )(2)要將傳遞的聲音信號向遠距離發(fā)射，必須以高頻電磁波作為載波。( )(3)如圖所示的高頻波為調幅波。( )(4)只有接收電路發(fā)生電諧振時，接收電路中才有振蕩電流。( )
3．想一想打開收音機的開關，轉動選臺旋鈕，使收音機收不到電臺的廣播，然后開大音量。在收音機附近，將電池盒的兩根引線反復碰觸，你會聽到收音機中發(fā)出“喀喀”的響聲。為什么會產生這種現(xiàn)象呢？提示：電磁波是由電磁振蕩產生的，在收音機附近，將電池盒兩引線反復碰觸，變化的電流產生變化的磁場，變化的磁場產生變化的電場，這樣會發(fā)出電磁波，從而導致收音機中發(fā)出“喀喀”聲。
二、電磁波譜1．填一填(1)認識電磁波譜①定義：將各種電磁波按波長或頻率大小的順序排列成譜，稱為電磁波譜。②組成：無線電波、 、可見光、紫外線、X射線、γ射線。③產生機理：無線電波是自由電子振蕩產生的，紅外線、可見光、紫外線是原子的 受到激發(fā)后產生的，X射線是原子的內層電子受到激發(fā)后產生的，γ射線是原子核受激發(fā)后產生的。
(2)電磁波家族成員的特性及其應用
2．判一判(1)X射線對生命物質有較強的破壞作用，過量的X射線輻射會引起生物體的病變。( )(2)γ射線是波長最短的電磁波，它比X射線的穿透能力還要強。 ( )(3)紫外線比紫光更容易發(fā)生干涉和衍射。 ( )
3．想一想　如圖，中國女航天員王亞平在“天宮一號”為中小學生授課。思考一下，王亞平授課的視頻是怎樣傳到地面上的？提示：通過電磁波來傳遞。
探究(一)　　無線電波的發(fā)射和接收[問題驅動] 電臺發(fā)射的信號，如聲音信號，為什么不直接將聲音信號轉化為電信號發(fā)射出去，而是加載到高頻信號中發(fā)射呢？提示：因為聲音信號頻率較低，而電臺要向遠處發(fā)射電磁波，要有足夠高的頻率，實踐證明，只有提高發(fā)射頻率才能提高發(fā)射能力，高頻電磁波就是那些有用的低頻信號的“載體”，而把頻率較低的信號加載到高頻電磁波上去的過程就是調制過程?！　　　?
【重難釋解】1．無線電波的發(fā)射和接收過程2．“調幅”和“調頻”是調制的兩個不同的方式(1)調幅：使高頻電磁波的振幅隨信號的強弱而改變的調制技術，如圖所示。
(2)調頻：使高頻電磁波的頻率隨信號的強弱而改變的調制技術，如圖所示。
3．電磁波的接收原理(1)電磁波在空間傳播時，如果遇到導體，就會使導體產生感應電流，感應電流的頻率跟激起它的電磁波的頻率相同。因此利用放在電磁波傳播空間中的導體，就可以接收到電磁波。(2)當接收電路的固有頻率跟接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。
4．無線電波的接收(1)無線電波的接收電路。(2)通過電諧振來選臺。(3)通過解調獲取信號。(4)放大電路：經解調取出攜帶的信號，放大后再通過揚聲器和顯示設備還原成聲音或圖像的過程。
典例1 (多選)下列對無線電廣播要對電磁波進行調制的原因的說法正確的是(　　)A．經過調制后的高頻電磁波向外輻射能量的本領更強B．經過調制后的電磁波在空間傳播得更快C．經過調制后的電磁波在空間傳播波長不變D．經過調制后的電磁波在空間傳播波長改變[解析]　調制是把要發(fā)射的信號“加”到高頻等幅振蕩電流上去，頻率越高，傳播信息能力越強，A對；電磁波在空氣中以接近光速傳播，B錯；由v＝λf，知波長與波速和傳播頻率有關，C錯，D對。[答案]　AD
相近概念的辨析技巧(1)調頻和調幅：這是調制的兩種方式，使電磁波的頻率隨信號改變的調制方式叫調頻；使電磁波的振幅隨信號改變的調制方式叫調幅。(2)調制和解調：把低頻電信號加載到高頻等幅振蕩電流上叫作調制；把低頻電信號從高頻載波中還原出來叫解調，是調制的逆過程。
【素養(yǎng)訓練】1．有一個LC接收電路，原來接收較低頻率的電磁波，現(xiàn)在要想接收較高頻率的電磁波，下列調節(jié)正確的是(　　)A．增加電源電壓B．使用調頻的調制方式C．把可動電容器的動片適當旋出一些D．在線圈中插入鐵芯
2．世界各地有許多無線電臺同時廣播，用收音機一次只能收聽到某一電臺的播音，而不是同時收聽到許多電臺的播音，其原因是 (　)A．因為收聽到的電臺離收音機最近B．因為收聽到的電臺頻率最高C．因為接收到的電臺電磁波能量最強D．因為接收到的電臺電磁波與收音機調諧電路的固有頻率相同，產生了電諧振解析：選臺就是調諧過程，使f固＝f電磁波，在接收電路中產生電諧振，激起的感應電流最強，D正確。答案：D　
3．實際發(fā)射無線電波如圖所示，高頻振蕩器產生高頻等幅振蕩電流如圖甲所示，人對著話筒說話產生低頻振蕩電流信號如圖乙所示，根據(jù)這兩個圖像，發(fā)射出去的電磁波圖像應是圖中的(　　)
解析：高頻振蕩器產生高頻等幅振蕩電流，話筒里面有碳膜電阻，它的阻值隨壓力變化而變化。當我們對著話筒說話時，空氣對它的壓力隨著聲音信號的變化而變化，那么它的電阻也就隨聲音信號的變化而變化，振蕩電流的振幅也就隨著聲音信號的變化而變化，這就是調制。它不但影響了正半周，也影響了負半周，故選B。答案：B　
探究(二)　　各種電磁波的特性[問題驅動](1)白光經三棱鏡后發(fā)生色散，形成光譜，各種色光按波長大小如何排列的？(2)為什么有些動物在夜間也可以“看到”物體，紅外線主要有哪些作用呢？提示：(1)各種色光按波長由大到小排列為：紅橙黃綠青藍紫。(2)因為一切物體都不停地發(fā)射紅外線，溫度越高的物體發(fā)射的紅外線越強，有些動物能感知紅外線，所以就能在夜間看清物體；紅外線的作用有：①紅外遙感：勘測地熱、尋找水源、人體檢查等；②紅外遙控：家用電器的遙控器；③加熱物體：紅外線很容易使物體的溫度升高?！　　　?br/>【重難釋解】1．共性(1)它們在本質上都是電磁波，它們的行為服從相同的規(guī)律，各波段之間的區(qū)別并沒有絕對的意義。(2)都遵循公式v＝λf，它們在真空中的傳播速度都是c＝3.0×108 m/s。(3)它們的傳播都不需要介質。(4)它們都具有反射、折射、衍射和干涉的特性。2．個性(1)不同電磁波的頻率或波長不同，表現(xiàn)出不同的特性，波長越長越容易產生干涉、衍射現(xiàn)象，波長越短穿透能力越強。
(2)同頻率的電磁波，在不同介質中傳播速度不同。不同頻率的電磁波，在同一種介質中傳播時，頻率越大折射率越大，速度越小。(3)產生機理不同(4)用途不同：無線電波用于通信和廣播，紅外線用于加熱和遙感技術，紫外線用于殺菌消毒，X射線應用于醫(yī)學上的X光照片，γ射線檢查金屬部件的缺陷等。
典例2 下列說法正確的是(　　)A．只有物體溫度較高時才能向外輻射紅外線B．紫外線的主要作用是熱作用C．可見光比紅外線容易發(fā)生衍射現(xiàn)象D．X射線穿透力強，可用來進行人體透視[解析]　任何物體在任何溫度下均會向外輻射紅外線，A錯誤；紫外線的主要作用是化學作用和熒光作用，B錯誤；可見光的波長小于紅外線的波長，故可見光相對紅外線不容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，C錯誤；X射線穿透力強，醫(yī)學上常用于人體透視，D正確。[答案]　D
不同的電磁波具有不同的特點，會有不同的用途，要熟知它們的特點和在現(xiàn)代科技、生活中的應用，還要將它們與學過的有關知識聯(lián)系起來。
【素養(yǎng)訓練】1．電磁波包含了γ射線、紅外線、紫外線、無線電波等，按波長由長到短的排列順序是(　　)A．無線電波、紅外線、紫外線、γ射線B．紅外線、無線電波、γ射線、紫外線C．γ射線、紅外線、紫外線、無線電波D．紫外線、無線電波、γ射線、紅外線解析：電磁波的頻率由小到大的順序依次是無線電波、紅外線、紫外線和γ射線，這也是波長由長到短的順序。故A正確。答案：A　
2．(多選)下列說法符合實際的是(　　)A．醫(yī)院里常用X射線對病房和手術室消毒B．醫(yī)院里常用紫外線對病房和手術室消毒C．在人造地球衛(wèi)星上對地球進行拍攝是利用紫外線有較好的分辨能力D．在人造地球衛(wèi)星上對地球進行拍攝是利用紅外線有較好的穿透云霧煙塵的 能力解析：紫外線具有殺菌、消毒的作用，X射線穿透能力較強，因此醫(yī)院里常用紫外線對病房和手術室進行消毒，用X射線透視人體；在人造地球衛(wèi)星上對地球進行拍攝利用了紅外線的衍射能力較強、容易透過云霧煙塵的特性，所以正確選項為B、D。答案：BD　
3．(2021·廣州高二檢測)(多選)關于物理知識在生活中的應用，下列說法正確的是(　　)A．機場、車站所用的測量人體溫度的測溫儀應用的是紫外線B．雷達是利用無線電波中的微波來測定物體位置的無線電設備C．γ射線可以用來治療某些癌癥D．醫(yī)院給病人做的腦部CT應用的是X射線的穿透本領較強
解析：一切物體均發(fā)出紅外線，隨著溫度不同，輻射強度不同，測量人體溫度的測溫儀應用的是紅外線，故A錯誤；雷達是利用無線電波中的微波來測定物體位置的，故B正確；γ射線可以破壞生命物質，可以用來治療某些癌癥，故C正確；給病人做的腦部CT應用的是X射線的穿透本領較強，故D正確。答案：BCD　
探究(三)　　雷達的原理及應用【重難釋解】1．雷達的原理：利用電磁波遇到障礙物發(fā)生反射的特性。2．雷達的構造及特點：一般由天線系統(tǒng)、發(fā)射裝置、接收裝置、輸出裝置(顯示器)、電源、用于控制雷達工作和處理信號的計算機以及防干擾設備等構成。(1)雷達既是無線電波的發(fā)射端，又是無線電波的接收端。(2)雷達使用的無線電波是直線性好、反射性能強的微波波段。
典例3 一個雷達向遠處發(fā)射無線電波，每次發(fā)射的時間為1 μs，兩次發(fā)射的時間間隔為100 μs，在指示器的熒光屏上呈現(xiàn)出的尖形波如圖所示，已知圖中刻度 ab＝bc，則障礙物與雷達之間的距離是多大？[解題指導]　應用ab段為無線電波發(fā)射到返回的時間，可求出電磁波的路程，即可求出障礙物與雷達之間的距離。
雷達偵察問題的解決方法(1)電磁波在空中的傳播速度可認為等于真空中的光速c，根據(jù)雷達熒光屏上發(fā)射波形和反射波形間的時間間隔，可求得偵察距離。(2)根據(jù)發(fā)射無線電波的方向和仰角，確定被偵察物體的位置。(3)雷達的最大偵察距離應等于電磁波在雷達發(fā)射相鄰兩個脈沖的時間間隔內傳播距離的一半。
【素養(yǎng)訓練】1．(多選)關于電磁波的傳播，下列敘述正確的是(　　)A．電磁波頻率越高，越宜用地波傳播B．電磁波頻率越高，越易沿直線傳播C．短波適宜以天波形式傳播D．電磁波在各種介質中傳播時波長恒定解析：由v＝λf可知，電磁波頻率越高，波長越短，衍射能力越差，不宜用地波傳播，頻率高的電磁波的傳播跟光的傳播相似，沿直線傳播，故選項B正確，A錯誤；電離層對短波吸收少反射多，故短波適宜以天波形式傳播，選項C正確；電磁波在不同介質中傳播時，速度改變，頻率不變，由v＝λf，可判斷出波長改變，選項D錯誤。答案：BC　
2．(多選)關于無線電波的傳播，下列說法正確的是(　　)A．發(fā)射出去的電磁波，可以傳到無限遠處B．無線電波遇到導體，就可以在導體中激起同頻率的振蕩電流C．波長越短的電磁波，越接近直線傳播D．移動電話是利用無線電波進行通信的解析：無線電波在傳播過程中，遇到障礙物就會被吸收一部分，遇到導體，會在導體內產生感應電流(同頻率的振蕩電流)，故選項A錯誤，B正確；波長越短，傳播方式越接近直線傳播，移動電話發(fā)射或接收的電磁波屬于無線電波的高頻段，故選項C、D正確。答案：BCD　
3．一雷達站探測敵機時熒光屏上出現(xiàn)的記錄圖像如圖所示，A是發(fā)射時的雷達探索波的脈沖波形，B是敵機反射回來的脈沖波形，則敵機距雷達站的距離是(　　)A．9×105 m　　　　　　B．4.5×105 mC．3×105 m D．無法確定
一、培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維1．北京出租車某司機在開車時喜歡聽中央廣播音樂之聲FM90 MHz、文藝廣播FM87.6 MHz和有線古典音樂FM97.4 MHz三個文藝廣播電臺，但是在上午他喜歡聽中央廣播音樂之聲FM90 MHz的節(jié)目，這三種無線電波同時傳向車載收音機的接收天線。(1)上午他應該把收音機的調諧電路的頻率調到多少？(2)中央廣播音樂之聲FM90 MHz的無線電波的波長是多少？(3)如果想接收到有線古典音樂FM97.4 MHz的信號，應該把調諧電路中可變電容器的動片旋進一些還是旋出一些？
二、注重學以致用和思維建模2．雷達是用來對目標進行定位的現(xiàn)代化定位系統(tǒng)，海豚也具有完善的聲吶系統(tǒng)，它能在黑暗中準確而快速地捕捉食物，避開敵害，遠遠優(yōu)于現(xiàn)代化的無線電系統(tǒng)。海豚的定位、雷達的定位分別利用了自身發(fā)射的(　　)A．電磁波　次聲波　　　　B．紅外線 光線C．次聲波　紅外線 D．超聲波 電磁波解析：海豚能發(fā)射超聲波，它是一種頻率高于2×104 Hz的聲波，它的波長非常短，因而能定向發(fā)射，而且在水中傳播時因能量損失小，要比無線電波傳播得遠。海豚就是靠自身發(fā)出的超聲波的回聲，在混濁的水里準確確定遠處小魚的位置而猛沖過去吞食的。雷達是一個電磁波的發(fā)射和接收系統(tǒng)，因而是靠發(fā)射電磁波來定位的。答案：D　
3．驗鈔機發(fā)出的“光”能使鈔票上的熒光物質發(fā)光；家用電器的遙控器發(fā)出的“光”，能用來控制電風扇、電視機、空調器等電器的開啟與關閉。對于它們發(fā)出的“光”，下列說法中正確的是(　　)A．驗鈔機和遙控器發(fā)出的“光”都是紫外線B．驗鈔機發(fā)出的“光”是紫外線，遙控器發(fā)出的“光”是紅外線C．驗鈔機和遙控器發(fā)出的“光”都是紅外線D．驗鈔機發(fā)出的“光”是紅外線，遙控器發(fā)出的“光”是紫外線解析：紫外線可以使鈔票上的熒光物質發(fā)光，所以驗鈔機發(fā)出的“光”是紫外線，紅外線可以用在遙控器上，遙控器發(fā)出紅外線，實現(xiàn)了無線控制家中的用電器，方便人們的生活。答案：B　
4.2020年新冠疫情席卷全球，給國家的生產，人們的生活都帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)，在全國人民的團結下，我們終于控制住了疫情，人們也恢復了正常的生活。但是在疫情面前，依然不能掉以輕心，商場門口利用紅外線熱像儀來對顧客進行體溫的測量，紅外線熱像儀通過紅外線遙感，可檢測出經過它時的發(fā)熱人群，從而可以有效控制疫情的傳播。關于紅外線熱像儀，下列說法中正確的是(　　)A．選擇紅外線進行檢測，主要是因為紅外線光子能量小，可以節(jié)約能量B．紅外線熱像儀通過發(fā)射紅外線照射人體來檢測體溫C．紅外線熱像儀同時還具有殺菌作用D．紅外線熱像儀根據(jù)物體在不同溫度下發(fā)射的紅外線的頻率和強度不同的原 理來檢測體溫

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