版选修3_4.ppt

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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,第三章 电磁振荡 电磁波,学习目标,1.了解电磁波各波段的特性和主要作用. 2.了解电磁波的应用和在科技、经济、社会发展中的作用. 3.了解有效地发射电磁波的两个条件. 4.了解调制、调幅、调谐、电谐振在电磁波发射、接收过程中的作用.,内容索引,重点探究 启迪思维 探究重点,达标检测 检测评价 达标过关,自主预习 预习新知 夯实基础,自主预习,一、电磁波谱 电磁波的应用 1.电磁波谱：按电磁波的 大小的顺序把它们排列成谱，叫电磁波谱. 2.电磁波谱按频率由小到大的顺序排列为：_ _. 3.不同电磁波的特点及应用 (1)无线电波：波长从

2、几毫米到几十千米的电磁波，主要用于 、广播及其他信号传播.,波长(或频率),无线电波、红外线、可见光、,紫外线、X射线、射线,通信,(2)红外线 波长位于微波和 之间的电磁波.波长范围在760106 nm. 应用： 、加热、红外线遥感. (3)紫外线 波长范围为60400 nm，不能直接引起视觉. 应用： 、 、有助于人体合成维生素D. (4)X射线 波长比 还短的电磁波. 特点：穿透能力很强. 应用：可用于检查工件内部、 人体.,可见光,遥控,灭菌消毒,防伪,紫外线,透视,(5)射线 比 波长更短的电磁波，波长范围为107102 nm. 特点：穿透能力比 更强. 应用：工业上进行探伤；医学上

3、用来治疗某些疾病.,X射线,X射线,二、无线电波的发射、传播和接收 1.无线电波的发射 (1)要有效地发射电磁波，振荡电路必须具有如下特点： 第一，振荡电路产生的电场和磁场必须分布到广大的 空间中，才能有效地把电磁场的能量传播出去. 第二，要有 的振荡频率. (2)载波：用来“ ”信号的高频等幅波. (3)调制：把传递的信号“加”到 上的过程.,分类,调幅：使高频振荡的 随信号而变. 调频：使高频振荡的 随信号而变.,开放,足够高,运载,载波,振幅,频率,2.无线电波的传播 (1)地波：沿地球 空间传播的无线电波. 适用于能够绕过地面障碍物的 、 和 波.和 不宜用地波传播. (2)天波：依靠

4、电离层的反射来传播的无线电波. 适用于不易吸收和穿过电离层而易被电离层反射的短波. 实验证明：微波易穿过电离层进入太空，长波易被电离层吸收. (3)直线传播：沿直线传播的电磁波，叫做空间波或视波.适用于微波.,表面,长波,中波,中短,短波,微波,3.无线电波的接收 (1)接收原理 电磁波在传播过程中如果遇到导体，会在导体中产生 .因此空中的导体可以用来接收 . (2)电磁谐振(电谐振) 当振荡电路的固有频率跟传播来的电磁波的频率 时，电路中激起的感应电流 . (3)调谐 使接收电路产生 的过程. 调谐电路：能够调谐的接收电路.,感应电流,电磁波,相等,最强,电谐振,即学即用 判断下列说法的正误

5、. (1)各种电磁波中最容易表现出干涉和衍射现象的是射线.( ) (2)X射线的穿透本领比射线更强.( ) (3)低温物体不能辐射红外线.( ) (4)调制就是将低频信号变成高频信号，再放大后直接发射出去.( ) (5)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. ( ),答案,重点探究,一、电磁波谱及电磁波的应用,导学探究 电磁波在我们日常生活中应用相当广泛，请你列举出下列电磁波的应用实例：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和射线.,答案 无线电波：收音机；微波：电视机；红外线：电烤箱；可见光：人可看到的五彩缤纷的世界；紫外线：紫外线消毒灯；X射线：X光透视机

6、；射线：射线探伤.,答案,知识深化 不同电磁波的特性及应用,解析 电磁波谱中的电磁波在本质上是完全相同的，只是波长或频率不同而已.其中最长波长是最短波长的1021倍以上.,例1 (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,答案,解析,解析 X光机是用来透视人体内部器官的，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的伤害的X射线，故选择D.,例2 下面列出一些医疗器械的名称和这些器械

7、运用的物理现象，请将相应的字母填写在运用这种现象的医疗器械后面的空格上. (1)X光机， . 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射线有很强的贯穿力 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,答案,解析,D,解析 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，故选择C.,(2)紫外线灯， . 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射线有很强的贯穿力 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,答案,解析,C,解析 “神灯”又称红外线灯，主要是用于促进局

8、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，故选择E.,(3)理疗医用“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射线有很强的贯穿力 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,答案,解析,E,二、无线电波的发射、传播和接收,导学探究 1.将两根铝管固定在感应圈的两极上，另两根铝管接微安表头并固定在绝缘手柄上，如图1所示. (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，你看到了什么现象？为什么？,答案 微安表头指针偏转，这说明绝缘手柄上的铝

9、管接收到了电磁波.,答案,图1,(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？,答案 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接收到电磁波.因为发射电磁波要有天线.,答案,2.按图2甲，用两个莱顿瓶(附矩形发射框和带氖泡的矩形接收框)、感应圈和直流电源连成电路.如图乙所示，发射框上的铜球与莱顿瓶上的铜球相距约12 cm，氖泡两端分别接莱顿瓶的内壁和外壁金属箔.感应圈高压加在铜球和莱顿瓶上，使铜球间发生火花放电.调节接收框上的可移动的竖直金属滑动杆，使它从最右端慢慢向左移动，观察接收框上的氖泡发光有什么变化？并说明产生这种变化的原因.,答案,图2,答案

10、 在滑动杆向左滑动的过程中，氖泡先变亮后变暗，当矩形接收框与发射框的大小差不多时氖泡最亮.当两框大小相等时，两框的电感接近相等，与莱顿瓶组成的LC振荡电路的固有频率接近相同，发射电路与接收电路发生电谐振，接收框接收到的信号最强，所以氖泡最亮.,知识深化 1.无线电波的发射、传播和接收过程,2.对概念的理解 (1)“调幅”和“调频”都是调制过程，解调是调制的逆过程. (2)电谐振就是电磁振荡中的“共振”. (3)调谐与电谐振不同，电谐振是一个物理现象，而调谐则是一个操作过程.,解析 要增大无线电波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

11、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.,例3 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.增大电感线圈的匝数 D.提高供电电压,答案,解析,答案 改变可变电容器C2的电容，使得C2为50 pF 1.78 MHz,例4 在如图3所示的电路中，C1200 pF，L140 H，L2160 H，怎样才能使回路2与回路1发生电谐振？发生电谐振的频率是多少？,答案,解析,图3,解析 发生电谐振时两电路的固有频率相同.为使回路发生电谐振，可以改变可变电容器C2的电

12、容，使f2f1，,达标检测,1,2,3,4,解析 电磁波谱按波长从长到短的排列顺序依次是无线电波红外线可见光(红、橙、黄、绿、青、蓝、紫)紫外线X射线射线，由此可知B、C、D选项正确.,1.(电磁波谱)(多选)在电磁波中，波长按从长到短排列的是 A.无线电波、可见光、红外线 B.无线电波、可见光、射线 C.红光、黄光、绿光 D.紫外线、X射线、射线,答案,解析,1,2,3,4,2.(电磁波的特性及应用)电磁波在生活中有着广泛的应用.不同波长的电磁波具有不同的特性，因此也有不同的应用.下列器材与其所应用的电磁波对应关系不正确的是 A.雷达无线电波 B.手机X射线 C.紫外消毒柜紫外线 D.遥控器

13、红外线,答案,解析,1,2,3,4,解析 雷达是利用了无线电波中的微波来测距的，故A正确； 手机采用的是无线电波，X射线对人体有很大的辐射，不能用于通信，故B错误； 紫外线具有很强的消毒作用，故C正确； 红外线可以用于遥控器，故D正确.,1,2,3,4,解析 在电磁波的发射过程中，一定要对低频输入信号进行调制，把传输信号加到高频电流上.为了有效地向外发射电磁波，必须使用开放电路，A、C、D正确. 而产生电谐振是在接收过程中，B错误.,3.(电磁波的发射)(多选)关于电磁波的发射过程，下列说法正确的是 A.必须对信号进行调制 B.必须使信号产生电谐振 C.必须把传输信号加到高频电流上 D.必须使

14、用开放回路,答案,解析,1,2,3,4,4.(电磁波的接收)一台收音机可接收中波、短波两个波段的无线电波，打开收音机后盖，在磁棒上能看到两组线圈，其中一组是用细线密绕匝数多的线圈，另一组是用粗线疏绕匝数少的线圈，由此可以判断 A.匝数多的电感大，使调谐电路的固有频率较小，故用于接收中波 B.匝数多的电感小，使调谐电路的固有频率较大，故用于接收短波 C.匝数少的电感小，使调谐电路的固有频率较小，故用于接收中波 D.匝数少的电感大，使调谐电路的固有频率较大，故用于接收短波,答案,解析,1,2,3,4,解析 根据匝数多密绕的线圈电感大、匝数少疏绕的线圈电感小，可排除B、D选项； 根据T 电感越大，回路固有频率越小，可排除C选项； 根据cf，频率越小，波长越长，故用细线密绕匝数多的线圈可用于接收中波，可知A选项是正确的.,