高中物理教科版 (2019)选择性必修 第二册3 电磁波谱背景图ppt课件

这是一份高中物理教科版 (2019)选择性必修 第二册3 电磁波谱背景图ppt课件，共53页。PPT课件主要包含了γ射线，提示都属于电磁波等内容，欢迎下载使用。

必备知识·自主预习储备
知识点一　电磁波谱1．概念：把电磁波按波长(或频率)排列起来。2．电磁波谱的排列：按波长由长到短依次为：________、红外线、______、紫外线、X射线、______。
3．不同电磁波的特点及应用
思考　为什么超远程无线电波利用无线电波中的长波波段，而雷达利用微波段？提示：超远程无线电波用长波是利用波长长，可以绕过障碍物。雷达是利用微波的传播方向性好的特点。
体验1：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)电磁波按照频率由高到低依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。(　　)(2)电磁波的波长越长，相同时间传递的信息量越大。(　　)
知识点二　无线电波的发射1．要有效地发射电磁波、振荡电路必须具有两个条件(1)振荡电路的电场和磁场必须分布到广大的开放空间。(2)要有______的振荡频率。频率越高，发射电磁波的本领越大。
2．发射前(1)载波：用来运载信号的________电磁波。(2)调制：把传递的信号加到载波上的过程。①调幅：使高频振荡的振幅随信号而变。②调频：使高频振荡的频率随信号而变。思考　为什么发射电磁波必须调制？提示：因为传递的声音、图像等信号频率低，不易直接发射出去。
体验2：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)频率越高，振荡电路发射电磁波的本领越大。(　　)(2)电视台发射的电磁波都经过了调制。(　　)
知识点三　无线电波的传播1．地波：沿地球表面空间传播的无线电波叫作地波。____、____和中短波可用作地波。地波在传播过程中____损失较大，传播距离近，一般在几百千米内。2．天波：依靠______的反射来传播的无线电波叫作天波。____最适合以天波的形式传播，可传播到几千千米外的地方。3．直线传播：沿直线传播的电磁波叫作空间波或视波。____适合沿直线传播，传播距离为几十千米，远距离通信时需要设立______。
知识点四　无线电波的接收1．接收原理：电磁波在传播时遇到____会使导体里感应出振荡电流，所以导体可用来接收电磁波，这个导体就是接收____。2．电磁谐振：当振荡电路的________与传播来的电磁波的____相等时，电路中激起的感应电流最强，这种现象叫作电磁谐振，也称为电谐振。3．调谐：使接收电路中产生______的过程叫作调谐。
知识点五　无线电波与移动互联网1．信息技术的核心内容：获取、表达、____和____。2．蜂窝系统：每一个固定的____的工作范围经过合理的调配后呈正六边形，排列起来像蜂窝一样，这就是“蜂窝系统”名字的由来。3．网络协议：无线路由器以及与它相连的各种设备间遵守的一个共同的约定。设备间的连接方式除Wi-Fi外还有蓝牙和近场通信(______)等。
4．用电磁波传递二进制数据：二进制数据也可以通过调幅波或______向外传播。思考　解调的目的是什么？提示：是把声音或图像信号从高频电流中还原出来。
体验3：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)当接收电路的固有频率和电磁波频率相同时，出现电谐振现象。(　　)(2)收音机能够直接接收声波。(　　)
关键能力·情境探究达成
在我们身边到处都有电磁波的影子，它的应用更是比比皆是。下面列出的设备中工作时所发出的波，哪些属于电磁波？(1)微波炉加热食物时发出的波。(2)电视发射塔发出的波。(3)互联网光缆中传播的波。(4)电视机遥控器发出的波。
考点1　电磁波谱1．电磁波的共性(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都是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．电磁波的个性(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。(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)产生机理不同和用途不同
3．电磁波的传播无线电波的分类及传播方式如下表。
【典例1】　下列说法正确的是(　　)A．各种电磁波中，最容易表现出干涉和衍射现象的是γ射线B．红外线有显著的热效应，紫外线有显著的荧光效应C．X射线的穿透本领比γ射线更强D．在电磁波谱中，X射线与γ射线有很大一部分重叠区域，因此两者产生机理应该是一样的
B　[在电磁波谱中最容易发生衍射的是无线电波，波长越长，波动性越明显，故A不符合题意；红外线有显著的热效应，紫外线有显著的荧光效应，故B符合题意；X射线波长比γ射线长，穿透力不及γ射线，故C不符合题意；在电磁波谱中，X射线与γ射线有很大部分重叠区域，但二者产生机理不同，故D不符合题意。]
X射线与γ射线都具有穿透能力，但γ射线的穿透能力最强，X射线能穿透人体，通常用作人体透视，而γ射线可以穿过几厘米厚的铅板，可以用于探测金属内部的缺陷。
[跟进训练]1．(多选)电磁波在医院得到了广泛应用，关于电磁波的某些特性，下列说法正确的是(　　)A．红外线测温仪，是利用了红外线波长较长的特性B．胸透又称荧光透视，是利用X射线具有穿透性，荧光性和摄影效应的特性C．伽玛手术刀治疗癌症是利用γ射线强穿透力，能量高的特性D．医用紫外灭菌灯是利用了紫外线的消毒特性
BCD　[红外线测温仪，是利用了红外线的热效应，故A错误；X射线具有穿透性、荧光性和摄影效应的特性，所以可以用来做胸透，故B正确；γ射线能量高、穿透力强，医院常用γ射线照射癌细胞，治疗癌症，故C正确；医院用紫外线灯照射的方法来消毒灭菌，故D正确。]
考点2　电磁波的发射1．发射电路的两个特点(1)发射频率足够高。(2)应用开放电路。
2．调制(1)使电磁波随各种信号而改变的技术叫作调制。(2)调制方法：调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变。调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变。
甲　调幅波　　乙　调频波
3．无线电波的发射由振荡器(常用LC振荡电路)产生高频振荡电流，用调制器将需传送的电信号调制到振荡电流上，再耦合到一个开放电路中激发出无线电波，向四周发射出去。
【典例2】　(多选)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．减小电容器极板的正对面积B．增大电容器极板的间距C．增大自感线圈的匝数D．向外抽出铁芯
(1)无线电波的发射：由振荡器(常用LC振荡电路)产生高频振荡电流，用调制器将需要传送的电信号调制到振荡电流上，再耦合到一个开放电路中激发出无线电波，向四周发射出去。(2)一般电台的中波、中短波、短波广播以及电视中的图像信号，都采用调幅波；电台的调频广播和电视中的伴音信号，都采用调频波。低频信号类比成货物，高频波类比成运载工具，调制的过程类比成将货物装载到运载工具上。
[跟进训练]2．实际发射无线电波的过程如图所示，高频振荡器产生高频等幅振荡如图甲所示，人对着话筒说话时产生低频信号如图乙所示。则发射出去的电磁波图像应是(　　)
A　　　　　　　　　B
C　　　　　　　　　D
B　[使电磁波随各种信号而改变的技术，叫作调制。调制共有两种方式：一种是调幅，即通过改变电磁波的振幅来实现信号加载；另一种是调频，通过改变频率来实现信号加载，由各选项的图形可知，该调制波为调幅波，即发射信号的振幅随声音信号振幅的变化而变化。故选B。]
考点3　电磁波的接收1．原理利用电磁感应在接收电路产生和电磁波同频率的电流。2．方法(1)利用调谐产生电谐振，使接收电路的感应电流最强。(2)利用解调把接收电路中的有用信号分离出来。(3)调谐和解调的区别：调谐就是一个选台的过程，即选携带有用信号的高频振荡电流，在接收电路中产生最强的感应电流的过程；解调是将高频电流中携带的有用信号分离出来的过程。
【典例3】　(多选)下列说法正确的是(　　)A．当处于电谐振时，所有的电磁波仍能在接收电路中产生感应电流B．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C．由调谐电路接收的感应电流，再经过耳机就可以听到声音了D．由调谐电路接收的感应电流，再经过检波、放大，通过耳机才可以听到声音
AD　[当处于电谐振时，所有的电磁波仍能在接收电路中产生感应电流，只不过频率跟调谐电路固有频率相等的电磁波，在接收电路中激发的感应电流最强。由调谐电路接收的感应电流，要再经过检波(也就是调制的逆过程)、放大，通过耳机才可以听到声音，故选A、D。]
相近概念的辨析技巧(1)调频和调幅：这是调制的两种方式，使电磁波的频率随信号改变的调制方式叫调频；使电磁波的振幅随信号改变的调制方式叫调幅。(2)调制和解调：把低频电信号加载到高频等幅振荡电流上叫调制；把低频电信号从高频载波中检出来叫解调，是调制的逆过程。
[跟进训练]3．(多选)蓝牙设备使用无线电波连接手机和电脑。蓝牙产品包含一块小小的蓝牙模块以及支持连接的蓝牙无线电和软件。当两台蓝牙设备想要相互交流时，它们需要进行配对。并通过蓝牙耳机发出声音，在接收电路中必须经过下列过程中的(　　)A．调幅　　B．调频　　C．调谐　　D．解调CD　[接收电路中必须通过调谐接收到载有信号的电磁波，再通过解调得到声音信号，C和D正确。]
学习效果·随堂评估自测
1．下列关于紫外线的说法正确的是(　　)A．照射紫外线可增进人体对钙的吸收，因此人们应尽可能多地接受紫外线的照射B．一切高温物体发出的光都含有紫外线C．紫外线有很强的荧光效应，常被用来防伪D．紫外线有杀菌消毒的作用，是因为其有热效应
C　[紫外线有显著的生理作用，杀菌能力较强，在医疗上有其应用，但是过多地接受紫外线的照射，对人体来说也是有害的，A、D错误；并不是所有的高温物体发出的光都含有紫外线，B错误；紫外线有很强的荧光效应，可用来防伪，C正确。]
2．简单的、比较有效的电磁波的发射装置，至少应具备以下电路中的(　　)①调谐电路　②调制电路　③高频振荡电路　④开放振荡电路A．①②③B．②③④C．①④D．①②④
B　[比较有效的发射电磁波的装置应该有调制电路、高频振荡电路和开放振荡电路，调制电路是把需要发射的信号装载在高频电磁波上，高频振荡电路能产生高频电磁波，开放振荡电路能把电磁波发送得更远，而调谐电路是在接收端需要的电路，故②③④正确。]
3．转换电视频道，选择自己喜欢的电视节目，称为(　　)A．调幅B．调频C．调制D．调谐D　[就是将调谐电路的频率调节到与需要接受的某个电磁波的频率相同，接受电路产生电谐振的过程为调谐，故选D。]
4．如图所示为电视接收过程示意图，其工作过程顺序正确的是(　　)A．解调——放大——调谐——显示B．调谐——放大——解调——显示C．调谐——解调——放大——显示D．放大——调谐——解调——显示
C　[天线接收电磁波；调谐器选出某一频率的电磁波；经高频放大后，从高频电磁波中取出音频电信号，经检波器后送到扬声器；扬声器把音频电信号转换成声音，故接收过程的顺序为调谐→解调→放大→显示，故选C。]
回归本节知识，自我完成以下问题：(1)电磁波按波长大小排列顺序是怎样的？提示：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。(2)怎样提高发射电磁波的能力？提示：发射频率足够高，采用开放电路。