高中物理第3章电磁振荡电磁波3电磁波谱电磁波的应用4无线电波的发射、传播和接收教师用书教科版选修3_4

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1、3．电磁波谱　电磁波的应用4．无线电波的发射、传播和接收学习目标知识脉络1.知道电磁波谱以及各组成部分．2．知道无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线的主要作用．(重点、难点)3．知道什么样的电磁振荡电路有利于向外发射电磁波．(重点)4．了解无线电波的调制和发射过程的简单概念，了解调谐、解调及无线电波接收的基本原理．(难点)电磁波谱、电磁波的应用1．电磁波谱(1)电磁波谱按电磁波的波长大小的顺序排列成的波谱．(2)构成电磁波谱包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等．2．几种

2、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：由小到大真空中波长由左向右，波长变化为：由大到小特性波动性强热效应感光性强化学作用、荧光效应、杀菌穿透力强穿透力最强用途通讯、广播、电视红外遥测、红外摄像、红外制导照明、照相等日光灯、杀菌、治疗皮肤病等检查、探测、透视、治疗探测、治疗1．适当的紫外线照射有利于人的身体健康．(√)2．医学上用来做人体透视的是红外线．(×)1．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

3、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．2.红外体温计不用与人体接触便可以迅速测量体温，如图331所示，你知道它的工作原理吗？图331【提示】　根据体温越高，辐射红外线越强的原理．1．对电磁波的理解(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，是一种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的能量，也就是说电磁场的能量通过电磁波来传播．(3)电磁波不需要其他介质就能传播．(4

4、)电磁波能量与频率有关，频率越高，能量越大．(5)电磁波在真空中的传播速度是c＝3.0×108m/s.(6)电磁波能传递信息．2．各种电磁波共性与个性的比较(1)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是c＝3.0×108m/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)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

5、．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．③应用范围不同：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射线检查金属部件的缺陷．④不同电磁波的产生机理不同．无线电波是由LC回路中自由电子的周期性运动产生的，红外线、可见光和紫外线是由原子的外层电子受到激发产生的，X射线是由原子的内层电子受到激发产生的，γ射线是由原子核受到激发产生的．1．关于电磁波谱，下列说法中正确的是(　　)

6、A．X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变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，更容易发生衍射现象的是γ射线E．红外线容易穿透云雾烟尘【解析】　X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变，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

7、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；红外线波长比可见光长，更容易发生衍射、易穿透云雾烟尘，E正确．【答案】　ABE2．某防空雷达发射的电磁波频率为f＝3×103MHz，屏幕上尖形波显示，从发射到接收经历时间Δt＝0.4ms，那么被监视的目标到雷达的距离为________km.该雷达发出的电磁波的波长为________m.【解析】　s＝cΔt＝1.2×105m＝120km，这是电磁波往返的路程，所以目标到雷达的距离为60km.由c＝λf可得λ＝0.1m.【答案】　60　0.1

8、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，根据雷达荧光屏上发射波形和反射波形间的时间间隔，可求得侦察距离．2．根据发射无线电波的方向和仰角，确定被侦察物体的位置．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时间间隔内传播距离的一半．无线电波的发射、传播和接收1．无线电波的发射(1)有效发射无线电波的条件①振荡电路产生的电场和磁场必须分布到广大的开放空间中，即采用开放电路．②要有足够高的振荡频率，研究表明频率越高，振荡电路向