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第2节电磁波的发射、传播和接收第3节电磁波的应用及防护一、电磁波的发射有效发射电磁波，必须满足的两个条件．1．振荡__________足够高．2．振荡电路的磁场和电场尽可能分布到较大的空间，为了满足以上要求，可以减小电容器的极板面积，增大极板间距，使电容器变成两条直导线，一条深入高空成为_______，另一条接入地下成为_______，即形成____________频率天线地线开放电路．二、电磁波的传播无线电波通常有三种传播途径______、______和________.地波天波空间波途径传播方式适用范围地波沿地球表面空间传播长波、中波、中短波天波靠大气层中________的反射传播短波空间波像光束那样沿_______传播超短波和_______电离层直线微波三、电磁波的接收1．当接收电路和发射电路的____________相同时，电磁波会使接收电路中产生最强的电流，这种现象叫做____________与机械振动中的________现象类似．2．在无线电技术中，对空间存在的各种频率的电磁波，需要选择某一种特定的频率接收，这个选择过程叫________，其基本原理是___________振荡频率电谐振现象共振调谐电谐振．四、电磁波谱1．电磁波谱(1)电磁波包括___________、_________、________、___________、__________、_________等，把这些电磁波按波长或频率顺序排列起来，就构成了_______________(2)电磁波谱中的各种波有一定的波长范围，它们都具有________、______、_______和_______的特性；它们在真空中的传播速度均等于________无线电波红外线可见光紫外线X射线γ射线电磁波谱．反射折射衍射干涉光速．(3)从电磁波谱中可以看出，可见光是整个电磁波谱中极狭窄的一段，波长的数量级为_______m，按波长由长到短(频率由低到高)排列，颜色依次为_________________________白光是__________________________________形成的混合光．2．电磁波谱分析(1)红外线的波长比红光的波长要_______红外线具有较强的___________，_________明显．10－7红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫由不同颜色(波长)的光按一定比例长．感光能力热效应(2)紫外线的频率比紫光要高.紫外线能使很多物质发出_______，紫外线还有杀菌、消毒的作用．(3)电磁波谱中，X射线γ射线的波长最短．X射线的________较强，在医学上常用X光照片辅助进行疾病诊断．γ射线的能量_______，________很强，对生物的破坏力很大．医院里用γ射线来_________________荧光穿透力较高穿透力杀死癌细胞．(4)在电磁波谱中，__________的波长最长．按波长的不同被分为_____________________________等波段．五、电磁波的应用1．红外线和紫外线的应用(1)利用红外线的热效应，制成了红外线烤箱、红外线炉等；利用红外线可使特制底片感光的性质，制成了红外摄影仪、红外遥感器等．无线电波长波、中波、短波、超短波(2)紫外线很容易让底片感光；适当照射人体时可预防佝偻病；紫外有杀菌、消毒作用；鉴别钞票的真伪等．2．无线电波的应用(1)移动电话(2)雷达是一种用来检测飞行器、船只等远距离物体位置的系统．雷达天线发射________电磁波，电磁波遇到障碍物会被反射回来，接收机接收________信号，判断远处物体的方位．高频反射六、电磁污染及防护：电磁污染又称电磁波污染或射频辐射污染1．研究发现：电磁辐射会危害人体健康．波长越______，对人体作用越_____，危害越突出．2．电磁辐射的防治涉及科学、技术与社会等诸多方面．从物理学的角度看，可以从____________、____________________、以及_____________这3个方面进行防治．短强电磁波源电磁波的传播途径受辐射的人一、关于电磁波的发射和接收1．调制：信息转化为电信号后，往往由于信号频率低、能量低不能直接用来发射，需要把要传递的电信号“加载”到高频电磁波上再发射出去，就是调制．相当于把货物搭载到卡车或飞机上．调制的方式又可分为调频和调幅．2．电谐振：当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时，接收电路中的振荡电流最强，就是电谐振．相当于机械振动中的共振．空中有许多不同频率的电磁波在传播，为了接收到我们需要的电磁波，要调整接收电路的固有频率，使之与我们需要的电磁波的频率相同(产生电谐振)，这就是调谐．3．解调：从接收到的高频电流中“检出”所携带的信号，相当于把运到目的地的货物从火车、飞机等运载工具上卸载下来，这就是解调．解调是调制的逆过程，又叫检波．即时应用(即时突破，小试牛刀)为了把需要传递的信号(图像、声音等)加载到电磁波上发射出去，必须对振荡电流进行()A．调谐B．放大C．调制D．解调解析：选C.信息(声音或图像等)转化为电信号后，往往由于信号频率低不能直接用来发射，需要把要传递的电信号“加载”到高频电磁波上，这就是调制．故正确答案为C.二、电磁波谱1．电磁波谱组成、特性及用途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：由低到高真空中波长由左向右，波长变化为：由长到短电磁波谱无线电波红外线可见光紫外线X射线γ射线特性波动性强热效应强感光性强化学作用，荧光效应穿透力大穿透力最强用途通讯、广播、导航加热、遥测、遥感、红外摄像等照明、照相等杀菌消毒、治疗皮肤病等检查、探测、透视、疾病诊断探测、治疗2.电磁波的共性各种频率的电磁波都具有各自的特点和用途，但也有它们的共性．(1)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.(2)它们的传播都不需要介质．(3)它们都具有反射、折射、衍射和干涉的特性无线电波的发射要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领，应该采取的措施是()A．增大辐射波的波长B．使振荡电容器的正对面积足够大C．尽可能使电场和磁场分散开D．增大回路中的电容和电感例1【精讲精析】要提高辐射本领，须：(1)提高频率，频率越高，发射本领越高；(2)使电场和磁场尽可能扩散到大的空间．本题若错选A，是没有弄明白波长和频率中的哪一个决定了发射本领．【答案】C变式训练1关于无线电波的发射过程，下列说法不正确的是()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．必须使用开放回路解析：选B.电磁波的发射过程中，一定要对低频输入信号进行调制，用开放电路发射．不正确的是B项．图3－2－1中A为某火箭发射场，B为山区，C为城市．发射场正在进行某型号火箭的发射试验．为了转播火箭发射的实况，在发射场建立了发射台用于发射广播与电视信号．已知传输无线电广播所用的电磁波波长为550m，而传输电视信号所用的电磁波波长为0.566m，为了不让山区挡住信号的传播，使城市居民能收听和收看火箭发射的实况，必须通过建在山顶上的转发站来转发________(选填“无线电广播信号”或“电视信号”)．这是因为________________________例2无线电波的传播图3－2－1【精讲精析】从题中知，传输无线电广播所用电磁波波长为550m，根据波发生明显衍射现象的条件，可知该电磁波很容易发生衍射现象，绕过山区而传播到城市所在的C区，因而不需要转发装置．电视信号所用的电磁波波长为0.566m，其波长很短，衍射现象很不明显，几乎沿直线传播，能传播到山顶却不能传播到城市所在的C区，要想使信号传到C区，必须通过建在山顶的转发站来转发．【答案】见精讲精析【方法总结】根据电磁波的波长确定电磁波的传播途径．变式训练2我们接收的电视节目信号是靠什么方式传播的()A．地波B．天波C．空间波D．地方台是空间波，中央台是天波解析：选C.我们收看的电视节目，它们的信号是超短波和微波，波长特别短，不能以地波形式传播；它可以穿过电离层，不能被电离层反射，不能以天波形式传播；所以我们收到的电视节目信号只能以有线形式传播，是空间波，故A、B都不对，C对．至于地方台，可以直接从发射台到用户，而中央台则要通过卫星中转传播，都是空间波．一台无线电接收机，当它接收频率为535kHz的信号时，调谐电路里电容器的电容是270pF.如果调谐电路的线圈电感不变，要接收频率为1605kHz的信号时，调谐电路里电容器的电容应改变为()A．30pFB．90pFC．150pFD．710pF例3电磁波的接收【自主解答】根据调谐电路的频率公式f＝12πLC，在线圈的电感L不变时，f1f2＝C2C1，则C2＝f12f22C1＝(5351605)2×270pF＝30pE.【答案】A【方法总结】根据接收频率的变化，通过调整C和L调整固有周期(频率)，再结合f＝12πLC，判定C与L的调节情况，是正确解题的基本思路．变式训练3调谐电路的可变电容器的动片从完全旋入到完全旋出仍接收不到较高频率的电台发出的电信号，要接收到电信号，应()①增大调谐电路中线圈的匝数②加大电源电压③减小调谐电路中线圈的匝数④在线圈中插入铁芯A．①③B．②③C．③④D．①④解析：选C.影响自感系数L的因素有线圈匝数、粗细、长短及有无铁芯等．当调谐电路的固有频率等于电台发出信号的频率时，发生电谐振才能接收到电台信号．由题意知接收不到电台信号的原因是调谐电路的固有频率低，由f＝12πLC，可知在调节电容器的电容C无法达到目的时，可减小电感L，即可通过③的操作增大f.故③④正确．关于电磁波的特性和应用，下列说法正确的是()A．红外线和X射线都有很高的穿透本领，医学上常用于透视人体B．过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康C．电磁波中频率最大的为γ射线，最容易用它来观察衍射现象D．紫外线和X射线都可以使感光底片感光例4电磁波谱【精讲精析】医学上不用红外线透视人体，A错误；过强的紫外线照射对人体有害，B错误；γ射线频率很大，波长很短，不容易用它来观察衍射现象，C错误，只有D项说法正确．【答案】D变式训练4下列说法中正确的是()A．各种电磁波最容易表现出干涉和衍射现象的是γ射线B．红外线有显著的热作用，紫外线有显著的化学作用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，因此两者产生的机理应该是一样的解析：选B.干涉现象和衍射现象是光的波动性的体现，根据发生干涉现象和衍射现象的条件，显然波长越长，越易满足．而γ射线能量最大，频率最高，波长最短，故A选项错．C选项和已知客观事实矛盾．关于D选项，应认识到射线产生的机理与在电磁波谱中的区域重叠是两回事，对电磁波谱的排列是人为的，我们是把射线按照频率的大小来排列．产生重叠的原因是：原子内层电子受激发后产生的X射线并不都是同频率的；同样，原子核受激发后发出的γ射线也不都是同频率的，所以导致X射线的较高频率与γ射线的较低频率产生重叠．正确选项为B.人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。