2017 2018高中物理33 34無(wú)線電通信電磁波家族課件滬科版選修3 4

1、第3章 電磁場(chǎng)與電磁波 3.3-3.4 無(wú)線電通信 電磁波家族 學(xué)習(xí)目標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)定位 1.了解無(wú)線電波的發(fā)射、傳播和接收過(guò)程了解無(wú)線電波的發(fā)射、傳播和接收過(guò)程. 2.知道調(diào)制、調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)諧、檢波等概念知道調(diào)制、調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)諧、檢波等概念. 3.了解電磁波譜的組成及其各波段的主要特征和主要了解電磁波譜的組成及其各波段的主要特征和主要作用作用. 知識(shí)儲(chǔ)備區(qū) 知識(shí)鏈接知識(shí)鏈接 1.干涉干涉 衍射衍射 跟波長(zhǎng)差不多跟波長(zhǎng)差不多 比波長(zhǎng)小比波長(zhǎng)小 知識(shí)儲(chǔ)備區(qū) 新知呈現(xiàn)新知呈現(xiàn) 2.電電 低低 低低 調(diào)制器調(diào)制器 振蕩器振蕩器 高高 發(fā)射塔發(fā)射塔 3.地波地波 天波天波 直線直線 較長(zhǎng)較長(zhǎng) 地波

2、地波 較短較短 天波天波 更短更短 直線直線 4.電磁波譜電磁波譜 紅外線紅外線 紫外線紫外線 X射線射線 學(xué)習(xí)探究區(qū) 一、無(wú)線電波的發(fā)射一、無(wú)線電波的發(fā)射 二、無(wú)線電波的接收二、無(wú)線電波的接收 三、電磁波譜三、電磁波譜 一、無(wú)線電波的發(fā)射 問(wèn)題設(shè)計(jì)問(wèn)題設(shè)計(jì) 1.廣播電臺(tái)的播音是聲音信號(hào)，這種信號(hào)是怎樣發(fā)射出去廣播電臺(tái)的播音是聲音信號(hào)，這種信號(hào)是怎樣發(fā)射出去的呢？的呢？ 答案答案 先將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，再將此電信號(hào)加載到先將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，再將此電信號(hào)加載到高頻信號(hào)上，并進(jìn)行放大，再通過(guò)發(fā)射塔發(fā)射出去高頻信號(hào)上，并進(jìn)行放大，再通過(guò)發(fā)射塔發(fā)射出去. 2.你知道無(wú)線電波的傳播方式有哪些嗎

3、？你知道無(wú)線電波的傳播方式有哪些嗎？ 答案答案 地波、天波和直線傳播等地波、天波和直線傳播等. 要點(diǎn)提煉要點(diǎn)提煉 1.無(wú)線電波的發(fā)射無(wú)線電波的發(fā)射 (1)無(wú)線電廣播信號(hào)的發(fā)射過(guò)程無(wú)線電廣播信號(hào)的發(fā)射過(guò)程 聲音聲音 信號(hào)信號(hào) 低頻低頻 信號(hào)信號(hào) 音頻放大器音頻放大器 調(diào)制調(diào)制調(diào)調(diào) 調(diào)幅調(diào)幅 信號(hào)信號(hào) 高頻放高頻放 高頻高頻 制制 大器大器 信號(hào)信號(hào) 器器 調(diào)頻調(diào)頻 振蕩器振蕩器 發(fā)發(fā) 發(fā)發(fā) 射射 射射 器器 (2)振蕩器的作用：產(chǎn)生等幅高頻信號(hào)振蕩器的作用：產(chǎn)生等幅高頻信號(hào) (3)無(wú)線電波的調(diào)制無(wú)線電波的調(diào)制 調(diào)制調(diào)制 在電磁波發(fā)射技術(shù)中，使電磁波隨各種信號(hào)在電磁波發(fā)射技術(shù)中，使電磁波隨各種信號(hào)

4、而改變的技術(shù)而改變的技術(shù) 調(diào)幅調(diào)幅 使高頻電磁波的使高頻電磁波的 振幅振幅 隨低頻信號(hào)的強(qiáng)弱而隨低頻信號(hào)的強(qiáng)弱而分分 (AM) 變化的調(diào)制技術(shù)變化的調(diào)制技術(shù) 類類 調(diào)頻調(diào)頻 使高頻電磁波的使高頻電磁波的 頻率頻率 隨低頻信號(hào)的強(qiáng)弱而隨低頻信號(hào)的強(qiáng)弱而(FM) 變化的調(diào)制技術(shù)變化的調(diào)制技術(shù) 2.無(wú)線電波的傳播方式無(wú)線電波的傳播方式 頻率頻率有關(guān)，主要有關(guān)，主要 無(wú)線電波的傳播方式與其自身的無(wú)線電波的傳播方式與其自身的波長(zhǎng)波長(zhǎng) 或或 直線直線 傳播三種方式傳播三種方式. 地波地波 傳播、傳播、 天波天波 傳播和傳播和 有有 延伸思考延伸思考 電臺(tái)在發(fā)射聲音信號(hào)時(shí)，為什么不直接將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)電臺(tái)在發(fā)射

5、聲音信號(hào)時(shí)，為什么不直接將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)直接發(fā)射出去，而是加載到高頻信號(hào)中發(fā)變?yōu)殡娦盘?hào)直接發(fā)射出去，而是加載到高頻信號(hào)中發(fā)射呢？射呢？ 答案答案 電臺(tái)向外發(fā)射電磁波，要有足夠高的頻率，而電臺(tái)向外發(fā)射電磁波，要有足夠高的頻率，而聲音信號(hào)頻率較低，直接把其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)后，發(fā)射聲音信號(hào)頻率較低，直接把其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)后，發(fā)射能力較低，而把它加載到高頻信號(hào)中后就提高了發(fā)射能力較低，而把它加載到高頻信號(hào)中后就提高了發(fā)射能力能力. 例例1 下列對(duì)無(wú)線電廣播要對(duì)電磁波進(jìn)行調(diào)制的原因的下列對(duì)無(wú)線電廣播要對(duì)電磁波進(jìn)行調(diào)制的原因的說(shuō)法正確的是說(shuō)法正確的是( ) A.經(jīng)過(guò)調(diào)制后的高頻電磁波向外輻射能量的本領(lǐng)更強(qiáng)

6、經(jīng)過(guò)調(diào)制后的高頻電磁波向外輻射能量的本領(lǐng)更強(qiáng) B.經(jīng)過(guò)調(diào)制后的電磁波在空間傳播得更快經(jīng)過(guò)調(diào)制后的電磁波在空間傳播得更快 C.經(jīng)過(guò)調(diào)制后的電磁波在空間傳播波長(zhǎng)不變經(jīng)過(guò)調(diào)制后的電磁波在空間傳播波長(zhǎng)不變 D.經(jīng)過(guò)調(diào)制后的電磁波在空間傳播波長(zhǎng)改變經(jīng)過(guò)調(diào)制后的電磁波在空間傳播波長(zhǎng)改變 解析解析 調(diào)制是把要發(fā)射的信號(hào)調(diào)制是把要發(fā)射的信號(hào) “加加”到高頻等幅振蕩到高頻等幅振蕩上去，頻率越高，傳播信息能力越強(qiáng)，上去，頻率越高，傳播信息能力越強(qiáng)，A對(duì)；對(duì)； 電磁波在空氣中傳播速度不變，電磁波在空氣中傳播速度不變，B錯(cuò)；錯(cuò)； 由由vf知，波長(zhǎng)與波速和傳播頻率有關(guān)，知，波長(zhǎng)與波速和傳播頻率有關(guān)，C錯(cuò)，錯(cuò)，D對(duì)對(duì).

7、答案答案 AD 例例2 關(guān)于無(wú)線電波的傳播，下列說(shuō)法正確的是關(guān)于無(wú)線電波的傳播，下列說(shuō)法正確的是( ) A.發(fā)射出去的電磁波，可以傳到無(wú)限遠(yuǎn)處發(fā)射出去的電磁波，可以傳到無(wú)限遠(yuǎn)處 B.無(wú)線電波遇到導(dǎo)體，就可以在導(dǎo)體中激起同頻率的振無(wú)線電波遇到導(dǎo)體，就可以在導(dǎo)體中激起同頻率的振 蕩電流蕩電流 C.波長(zhǎng)越短的電磁波，越接近直線傳播波長(zhǎng)越短的電磁波，越接近直線傳播 D.移動(dòng)電話是利用無(wú)線電波進(jìn)行通信的移動(dòng)電話是利用無(wú)線電波進(jìn)行通信的 解析解析 無(wú)線電波在傳播過(guò)程中，遇到障礙物就會(huì)被吸收無(wú)線電波在傳播過(guò)程中，遇到障礙物就會(huì)被吸收一部分，遇到導(dǎo)體，會(huì)在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生渦流一部分，遇到導(dǎo)體，會(huì)在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生渦流(同

8、頻率的振蕩同頻率的振蕩電流電流)，故，故A錯(cuò)、錯(cuò)、B正確正確. 波長(zhǎng)越短，傳播方式越接近光的直線傳播，移動(dòng)電話發(fā)波長(zhǎng)越短，傳播方式越接近光的直線傳播，移動(dòng)電話發(fā)射或接收的電磁波屬于無(wú)線電波的高頻段射或接收的電磁波屬于無(wú)線電波的高頻段.故故C、D正確正確. 答案答案 BCD 二、無(wú)線電波的接收 問(wèn)題設(shè)計(jì)問(wèn)題設(shè)計(jì) 在我們周圍彌漫著各種電臺(tái)、電視臺(tái)及無(wú)線電設(shè)備發(fā)在我們周圍彌漫著各種電臺(tái)、電視臺(tái)及無(wú)線電設(shè)備發(fā)出的電磁波，我們?nèi)粝胧章?tīng)某一電臺(tái)的廣播時(shí)，需要出的電磁波，我們?nèi)粝胧章?tīng)某一電臺(tái)的廣播時(shí)，需要調(diào)節(jié)收音機(jī)的旋鈕選臺(tái)，你知道調(diào)節(jié)收音機(jī)的旋鈕選臺(tái)，你知道“選臺(tái)選臺(tái)”的作用嗎？的作用嗎？ 答案答案 “選

9、臺(tái)選臺(tái)”是為了使想收聽(tīng)的某一電臺(tái)發(fā)射的電是為了使想收聽(tīng)的某一電臺(tái)發(fā)射的電磁波的頻率與收音機(jī)的接收電路的固有頻率相同磁波的頻率與收音機(jī)的接收電路的固有頻率相同. 要點(diǎn)提煉要點(diǎn)提煉 1.無(wú)線電波的接收原理：電磁波在空間的傳播過(guò)程中如無(wú)線電波的接收原理：電磁波在空間的傳播過(guò)程中如感應(yīng)電流感應(yīng)電流 ，因此，空，因此，空果遇到導(dǎo)體，就會(huì)使導(dǎo)體中產(chǎn)生果遇到導(dǎo)體，就會(huì)使導(dǎo)體中產(chǎn)生 間中的導(dǎo)體可以用來(lái)接收電磁波間中的導(dǎo)體可以用來(lái)接收電磁波. 2.電諧振與調(diào)諧電諧振與調(diào)諧 固有頻率固有頻率 跟收到的電磁波的跟收到的電磁波的 (1)電諧振：當(dāng)接收電路的電諧振：當(dāng)接收電路的 頻率頻率 相同時(shí)，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電

10、流最強(qiáng)的現(xiàn)象相同時(shí)，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)的現(xiàn)象. 電諧振電諧振 的過(guò)程的過(guò)程.它使我們從諸它使我們從諸(2)調(diào)諧：使接收電路產(chǎn)生調(diào)諧：使接收電路產(chǎn)生 多電磁波中挑選出某一頻率的電磁波多電磁波中挑選出某一頻率的電磁波. 3.檢波：從接收到的高頻振蕩信號(hào)中檢波：從接收到的高頻振蕩信號(hào)中“檢檢”出所承載的出所承載的 低頻信號(hào)低頻信號(hào) 的過(guò)程的過(guò)程. 例例3 關(guān)于電磁波的接收，下列說(shuō)法正確的是關(guān)于電磁波的接收，下列說(shuō)法正確的是( ) A.當(dāng)處于電諧振時(shí)，所有的電磁波仍能在接收電路中產(chǎn)當(dāng)處于電諧振時(shí)，所有的電磁波仍能在接收電路中產(chǎn) 生感應(yīng)電流生感應(yīng)電流 B.當(dāng)處于電諧振時(shí)，只有被接收的電磁波才能

11、在接收電當(dāng)處于電諧振時(shí)，只有被接收的電磁波才能在接收電 路中產(chǎn)生感應(yīng)電流路中產(chǎn)生感應(yīng)電流 C.由調(diào)諧電路接收的感應(yīng)電流，再經(jīng)過(guò)耳機(jī)就可以聽(tīng)到由調(diào)諧電路接收的感應(yīng)電流，再經(jīng)過(guò)耳機(jī)就可以聽(tīng)到 聲音了聲音了 D.由調(diào)諧電路接收的感應(yīng)電流，再經(jīng)過(guò)檢波、放大，通由調(diào)諧電路接收的感應(yīng)電流，再經(jīng)過(guò)檢波、放大，通 過(guò)耳機(jī)才可以聽(tīng)到聲音過(guò)耳機(jī)才可以聽(tīng)到聲音 解析解析 當(dāng)處于電諧振時(shí)，所有的電磁波仍能在接收電當(dāng)處于電諧振時(shí)，所有的電磁波仍能在接收電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，只不過(guò)頻率跟諧振電路固有頻率路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，只不過(guò)頻率跟諧振電路固有頻率相等的電磁波，在接收電路中激發(fā)的感應(yīng)電流最強(qiáng)相等的電磁波，在接收電路中激發(fā)的

12、感應(yīng)電流最強(qiáng).由由調(diào)諧電路接收的感應(yīng)電流，要再經(jīng)過(guò)檢波調(diào)諧電路接收的感應(yīng)電流，要再經(jīng)過(guò)檢波(也就是調(diào)制也就是調(diào)制的逆過(guò)程的逆過(guò)程)、放大，通過(guò)耳機(jī)才可以聽(tīng)到聲音，故正確、放大，通過(guò)耳機(jī)才可以聽(tīng)到聲音，故正確答案為答案為A、D. 答案答案 AD 返回返回 三、電磁波譜 問(wèn)題設(shè)計(jì)問(wèn)題設(shè)計(jì) 電磁波是一個(gè)大家庭，在生產(chǎn)、生活中有廣泛的應(yīng)用，電磁波是一個(gè)大家庭，在生產(chǎn)、生活中有廣泛的應(yīng)用，你能舉一些應(yīng)用電磁波的例子嗎？你能舉一些應(yīng)用電磁波的例子嗎？ 答案答案 紅外線攝影、紅外線體溫計(jì)、利用紫外線工作紅外線攝影、紅外線體溫計(jì)、利用紫外線工作的驗(yàn)鈔機(jī)、微波爐利用微波加熱食物、電視信號(hào)的傳的驗(yàn)鈔機(jī)、微波爐利用

13、微波加熱食物、電視信號(hào)的傳播、醫(yī)學(xué)上的透視播、醫(yī)學(xué)上的透視 要點(diǎn)提煉要點(diǎn)提煉 不同電磁波的特點(diǎn)及應(yīng)用不同電磁波的特點(diǎn)及應(yīng)用 電磁電磁 無(wú)線無(wú)線波譜波譜 電波電波 紅外線紅外線 可見(jiàn)光可見(jiàn)光 紫外線紫外線 X射線射線 射線射線 頻率頻率 由左向右，頻率變化為由由左向右，頻率變化為由 小小 到到 大大 真空中真空中 由左向右，波長(zhǎng)變化為由由左向右，波長(zhǎng)變化為由 長(zhǎng)長(zhǎng) 到到 短短 波長(zhǎng)波長(zhǎng) 特性特性 波動(dòng)波動(dòng) 熱效熱效 性強(qiáng)性強(qiáng) 應(yīng)強(qiáng)應(yīng)強(qiáng) 化學(xué)作用，化學(xué)作用，穿透穿透感光感光 穿透穿透 熒光效應(yīng)熒光效應(yīng)力最力最性強(qiáng)性強(qiáng) 力強(qiáng)力強(qiáng) 強(qiáng)強(qiáng) 強(qiáng)強(qiáng) 日光燈、日光燈、 檢查、檢查、加加 照明、照明、通信廣播、

14、通信廣播、 遙測(cè)、遙測(cè)、 殺菌、防殺菌、防 探測(cè)、探測(cè)、探測(cè)、探測(cè)、熱熱 、紅外、紅外 照相照相用途用途 電視、雷電視、雷 偽、治療偽、治療 透視、透視、 治療治療 達(dá)、導(dǎo)航達(dá)、導(dǎo)航 攝像、紅攝像、紅 等等 皮膚病等皮膚病等 治療治療 外制導(dǎo)外制導(dǎo) 紅外遙感紅外遙感 、 例例4 下面列出一些醫(yī)療器械的名稱和這些器械運(yùn)用的下面列出一些醫(yī)療器械的名稱和這些器械運(yùn)用的物理現(xiàn)象，請(qǐng)將相應(yīng)的字母填寫(xiě)在運(yùn)用這種現(xiàn)象的醫(yī)物理現(xiàn)象，請(qǐng)將相應(yīng)的字母填寫(xiě)在運(yùn)用這種現(xiàn)象的醫(yī)療器械后面的空格上療器械后面的空格上. D (1)X光機(jī)，光機(jī)， .解析解析 X光機(jī)是用來(lái)透視人體內(nèi)部器官的，因此需要具光機(jī)是用來(lái)透視人體內(nèi)部器

15、官的，因此需要具有較強(qiáng)穿透力的電磁波，但又不能對(duì)人體造成太大的有較強(qiáng)穿透力的電磁波，但又不能對(duì)人體造成太大的傷害，因此采用了穿透能力比較強(qiáng)又不會(huì)給人體造成傷害，因此采用了穿透能力比較強(qiáng)又不會(huì)給人體造成太大的傷害的太大的傷害的X射線，故選擇射線，故選擇D. C (2)紫外線燈，紫外線燈， .解析解析 紫外線燈主要是用來(lái)殺菌的，因此它應(yīng)用的是紫外線燈主要是用來(lái)殺菌的，因此它應(yīng)用的是紫外線的殺菌作用而非熒光作用，故選擇紫外線的殺菌作用而非熒光作用，故選擇C. (3)理療醫(yī)用理療醫(yī)用“神燈神燈”照射傷口，可使傷口愈合得較好照射傷口，可使傷口愈合得較好.這里的這里的“神燈神燈”是利用是利用 . A.光的

16、全反射光的全反射 B.紫外線具有很強(qiáng)的熒光作用紫外線具有很強(qiáng)的熒光作用 C.紫外線具有殺菌消毒作用紫外線具有殺菌消毒作用 D.X射線的很強(qiáng)的穿透力射線的很強(qiáng)的穿透力 E.紅外線具有顯著的熱效應(yīng)紅外線具有顯著的熱效應(yīng) F.紅外線波長(zhǎng)較長(zhǎng)，易發(fā)生衍射紅外線波長(zhǎng)較長(zhǎng)，易發(fā)生衍射 解析解析 “神燈神燈”又稱紅外線燈，主要是用于促進(jìn)局部又稱紅外線燈，主要是用于促進(jìn)局部血液循環(huán)，它利用的是紅外線的熱效應(yīng)，使人體局部血液循環(huán)，它利用的是紅外線的熱效應(yīng)，使人體局部受熱，血液循環(huán)加快，故選擇受熱，血液循環(huán)加快，故選擇E. 答案答案 E 返回返回 課堂要點(diǎn)小結(jié) 發(fā)射過(guò)程發(fā)射過(guò)程 振蕩器的作用：產(chǎn)生等幅高頻信號(hào)振蕩

17、器的作用：產(chǎn)生等幅高頻信號(hào) 無(wú)線電波無(wú)線電波 調(diào)調(diào) 作用：把低頻信號(hào)加載到高頻信號(hào)上作用：把低頻信號(hào)加載到高頻信號(hào)上 調(diào)幅調(diào)幅 制制 的發(fā)射的發(fā)射 調(diào)制調(diào)制 調(diào)頻調(diào)頻 器器 1.無(wú)線電無(wú)線電 地波地波 通信通信 無(wú)線電波的傳播方式無(wú)線電波的傳播方式 天波天波 直線傳播直線傳播 接收原理接收原理 無(wú)線電波的接收無(wú)線電波的接收 調(diào)諧調(diào)諧 檢波檢波 課堂要點(diǎn)小結(jié) 波譜劃分為六個(gè)波段：無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫波譜劃分為六個(gè)波段：無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫 外線、外線、X射線、射線、射線射線 無(wú)線電波：通訊、廣播等無(wú)線電波：通訊、廣播等 2.電磁電磁 紅外線：紅外遙感、紅外高空攝影紅外線：紅外遙感

18、、紅外高空攝影 波譜波譜 部分電磁波部分電磁波 可見(jiàn)光：照明、照相可見(jiàn)光：照明、照相,紫外線：殺菌、防偽紫外線：殺菌、防偽 的主要應(yīng)用的主要應(yīng)用 X射線：透視、檢查部件的裂紋和氣孔射線：透視、檢查部件的裂紋和氣孔 射線：探測(cè)、治療射線：探測(cè)、治療 返回返回 自我檢測(cè)區(qū) 1 2 3 1 2 3 1.一臺(tái)最簡(jiǎn)單的收音機(jī)，除了接收天線和揚(yáng)聲器外，至一臺(tái)最簡(jiǎn)單的收音機(jī)，除了接收天線和揚(yáng)聲器外，至少還必須具備下列哪幾個(gè)單元電路少還必須具備下列哪幾個(gè)單元電路( AD ) A.調(diào)諧電路調(diào)諧電路 C.振蕩電路振蕩電路 B.調(diào)制電路調(diào)制電路 D.檢波電路檢波電路 解析解析 簡(jiǎn)單的收音機(jī)是電磁波的接收裝置，因此需要簡(jiǎn)單的收音機(jī)是電磁波的接收裝置，因此需要有調(diào)諧電路和檢波電路有調(diào)諧電路和檢波電路. 1 2 3 2.紅外線、紫外線、無(wú)線電波、可見(jiàn)光、紅外線、紫外線、無(wú)線電波、可見(jiàn)光、射線、倫琴射線射線、倫琴射線按波長(zhǎng)由大到小的排列順序是按波長(zhǎng)由大到小的排列順序是( A ) A.無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、倫琴射線、無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、倫琴射線、射線射線 B.紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、無(wú)線電波、射線、倫琴射線射線、倫琴射線 C.射線、倫琴射線、紫外線、可見(jiàn)光、紅外線、無(wú)線電波射線、倫琴射線、紫外線、可見(jiàn)