2018-2019學年高中物理 第3章 電磁波 第2講 電磁波的發(fā)射、傳播和接收 電磁波的應(yīng)用及防護課件 魯科版選修3-4.ppt

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第3章——,電磁波,,第2講電磁波的發(fā)射、傳播和接收電磁波的應(yīng)用及防護,目標定位1.知道有效發(fā)射電磁波的條件，了解電磁波的發(fā)射、傳播和接收過程.2.認識電磁波譜，了解電磁波各波段的特性和主要作用.3.了解電磁波的應(yīng)用和在科技、經(jīng)濟、社會發(fā)展中的作用．,,欄目索引CONTENTSPAGE,一、電磁波的發(fā)射、傳播和接收,1．電磁波的發(fā)射(1)為了有效地發(fā)射電磁波，振蒎電路必須滿足兩個條件：①振蕩頻率足夠；②電場、磁場盡可能分布到的空間．(2)開放電路：電容器變成兩條長的直導線，一條深入高空成為，另一條接入地下成為地線，形成開放電路．,較大,天線,高,2．電磁波的傳播(1)地波：沿地球空間傳播的無線電波，適用于波、波和波．波和波不宜采用地波的形式傳播．(2)天波：靠大氣中電離層的傳播的無線電波．波最適合采用天波的形式傳播．(3)空間波：像光束那樣沿傳播的無線電波，適合于波和波通信．衛(wèi)星中繼通信、衛(wèi)星電視轉(zhuǎn)播等也主要以空間波為傳播途徑．,表面,長,中,中短,短,微,反射,短,直線`,超短,微,3．電磁波的接收(1)電諧振現(xiàn)象：兩個電路的振蕩頻率，電磁波使接收電路中產(chǎn)生的電流的現(xiàn)象．(2)調(diào)諧：選擇某一種特定的接收空間電磁波的過程，調(diào)諧的基本原理是.(3)調(diào)諧電路：能夠進行的接收電路．,相同,最強,頻率,電諧振,調(diào)諧,二、電磁波的應(yīng)用及防護,1．電磁波譜(1)定義：電磁波包括無線電波、紅外線、可見光、、X射線、γ射線等，把這些電磁波按或排列起來，就構(gòu)成了電磁波譜．(2)電磁波譜中的各種波有一定的波長范圍，它們都具有反射、折射、和的特性；它們在真空中的傳播速度均等于,紫外線,波長,頻率,衍射,干涉,光速,,2．電磁波的應(yīng)用(1)紅外線：波長比紅光的波長要.性質(zhì)：具有較強的能力，明顯．應(yīng)用：①利用紅外線的熱效應(yīng)，制成紅外線烤箱、紅外線爐等．②利用紅外線可使特制底片感光的性質(zhì)，制成紅外攝影儀、紅外遙感器等．,長,感光,熱效應(yīng),(2)紫外線：波長比紫光的波長.性質(zhì)：有些物體在紫外線的照射下會發(fā)生.應(yīng)用：①紫外線能使很多物質(zhì)發(fā)出熒光，很容易讓底片感光，銀行利用紫外線燈鑒別鈔票的真?zhèn)危诋斪贤饩€照射人體時，能促使人體合成維生素D，可以預防佝僂?。圩贤饩€具有作用，醫(yī)院里的病房利用紫外線消毒．,短,熒光,殺菌,(3)X射線：波長范圍為0.6～2nm.性質(zhì)：較強應(yīng)用：在醫(yī)學中常用X光照片輔助進行.(4)γ射線：波長在1nm以下，在電磁波譜中的波長最短．特點：能量較高，很強，對生物的破壞力很大．應(yīng)用：醫(yī)院里用γ射線殺死細胞．,穿透力,疾病診斷,穿透能力,(5)無線電波的應(yīng)用①無線電通信的發(fā)展過程1895年，意大利的馬可尼成功地進行了距離約3km的，幾乎與馬可尼同時，俄羅斯的波波夫也研制成功了.,無線電通信,無線電發(fā)報機,②雷達原理：雷達天線發(fā)射高頻電磁波，電磁波遇到障礙物會被回來，接收機接收反射信號，根據(jù)信號的返回時間和方向，可判斷遠處物體的方位．作用：檢測飛行器、船只等遠距離物體的，預防天氣、繪制地圖等．,反射,位置,3．電磁污染及防護(1)電磁污染又稱電磁波污染或射頻輻射污染．(2)危害：危害人體健康；使電視圖象不清晰或變形；干擾系統(tǒng)．(3)防治：電磁輻射的防治可以從、以及受輻射的人這三個方面進行防治．,通信,電磁波源,電磁波的傳播途徑,一、無線電波的發(fā)射、傳播和接收,,1．無線電波的發(fā)射、傳播和接收過程,2．對概念的理解(1)“調(diào)幅”和“調(diào)頻”都是調(diào)制過程，解調(diào)是調(diào)制的逆過程．(2)電諧振就是電磁振蕩中的“共振”．(3)調(diào)諧與電諧振不同，電諧振是一個物理現(xiàn)象，而調(diào)諧則是一個操作過程．,3．電磁波的傳播特性,例1關(guān)于無線電波的發(fā)射過程，下列說法正確的是()A．必須對信號進行調(diào)制B．必須使信號產(chǎn)生電諧振C．必須把傳輸信號加到高頻電流上D．必須使用開放回路,解析電磁波的發(fā)射過程中，一定要對低頻輸入信號進行調(diào)制，用開放電路發(fā)射．為了有效地向外發(fā)射電磁波，必須使電路開放，A、C、D正確．而產(chǎn)生電諧振的過程是在接收無線電波，B不正確．答案ACD,例2關(guān)于電磁波的傳播，下列敘述正確的是()A．電磁波頻率越高，越易沿地面?zhèn)鞑．電磁波頻率越高，越易沿直線傳播C．電磁波在各種介質(zhì)中傳播波長恒定D．只要有三顆同步衛(wèi)星在赤道上空傳遞微波，就可把信號傳遍全球,解析由c＝λf可判定：電磁波頻率越高，波長越短，衍射能力越差，不宜沿地面?zhèn)鞑?，而跟光的傳播相似，沿直線傳播，故選項B正確，選項A錯誤；電磁波在介質(zhì)中傳播時，頻率不變，而傳播速度改變，由v＝λf，可判斷波長改變，選項C錯誤；由于同步衛(wèi)星相對地面靜止在赤道上空36000km高的地方，用它作為微波中繼站，只要有三顆，就能覆蓋全球，選項D正確．答案BD,二、各種電磁波的特點及應(yīng)用,用途,例3關(guān)于電磁波的特性和應(yīng)用，下列說法正確的是()A．紅外線和X射線都有很高的穿透本領(lǐng)，常用于醫(yī)學上透視人體B．過強的紫外線照射有利于人的皮膚健康C．電磁波中頻率最大的為γ射線，最容易用它來觀察衍射現(xiàn)象D．紫外線和X射線都可以使感光底片感光,解析X射線有很高的穿透本領(lǐng)，常用于醫(yī)學透視人體，紅外線沒有，選項A錯誤；過強的紫外線照射對人的皮膚有害，選項B錯誤；電磁波中頻率最大的為γ射線，其波長最短，最不容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，選項C錯誤．答案D,三、雷達,1．雷達是利用電磁波中的微波遇到障礙物發(fā)生反射的特性工作的．2．雷達既是無線電波的發(fā)射端，又是無線電波的接收端．,例4某地的雷達站正在跟蹤一架向雷達站勻速飛來的飛機．設(shè)某一時刻從雷達發(fā)出電磁波后到再接收到反射波歷時200μs，經(jīng)4s后又發(fā)出一列電磁波，雷達站從發(fā)出電磁波到再接收到反射波歷時186μs，則該飛機的飛行速度多大？,答案525m/s,1．要提高LC振蕩電路輻射電磁波的本領(lǐng)，應(yīng)該采取的措施是()A．增加輻射波的波長B．使振蕩電容的正對面積足夠小C．減小電容器兩極板間的距離D．增加回路中的電容和電感,電磁波的發(fā)射、傳播和接收,,答案B,2．圖1中A為某火箭發(fā)射場，B為山區(qū)，C為城市．發(fā)射場正在進行某型號火箭的發(fā)射試驗．為了轉(zhuǎn)播火箭發(fā)射的實況，在發(fā)射場建立了發(fā)射臺用于發(fā)射廣播與電視信號．已知傳輸無線電廣播所用的電磁波波長為550m，而傳輸電視信號所用的電磁波波長為0.566m，為了不讓山區(qū)擋住信號的傳播，使城市居民能收聽和收看火箭發(fā)射的實況，必須通過建在山頂上的轉(zhuǎn)發(fā)站來轉(zhuǎn)發(fā)________(填“無線電廣播信號”或“電視信號”)．這是因為_________________________________________________________,圖1,解析從題中知，傳輸無線電廣播所用電磁波波長為550m，根據(jù)發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件，知該電磁波很容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，繞過山坡而傳播到城市所在的C區(qū)，因而不需要轉(zhuǎn)發(fā)裝置．電視信號所用的電磁波波長為0.566m，其波長很短，衍射現(xiàn)象很不明顯，幾乎沿直線傳播，能傳播到山頂卻不能傳播到城市所在的C區(qū)，要想使信號傳到C區(qū)，必須通過建在山頂?shù)霓D(zhuǎn)發(fā)站來轉(zhuǎn)發(fā)．答案電視信號電視信號波長短，沿直線傳播，受山坡阻擋，不易衍射,電磁波的特點及應(yīng)用,3．下面列出一些醫(yī)療器械的名稱和這些器械運用的物理現(xiàn)象，請將相應(yīng)的字母填寫在運用這種現(xiàn)象的醫(yī)療器械后面的空格上．(1)X光機，________.解析X光機是用來透視人的體內(nèi)器官的，因此需要具有較強穿透力的電磁波，但又不能對人體造成太大的傷害，因此采用了穿透能力比較強又不會給人體造成太大的傷害的X射線，故選擇D.,D,(2)紫外線燈，_____.解析紫外線燈主要是用來殺菌的，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C.,C,(3)理療醫(yī)用“神燈”照射傷口，可使傷口愈合得較好，這里的“神燈”是利用________．A．光的全反射B．紫外線具有很強的熒光作用C．紫外線具有殺菌消毒作用D．X射線的很強的貫穿力E．紅外線具有顯著的熱效應(yīng)F．紅外線波長較長，易發(fā)生衍射,解析“神燈”又稱紅外線燈，主要是用于促進局部血液循環(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，因此選擇E.答案E,4．關(guān)于雷達的特點，下列說法正確的是()A．雷達所用無線電波的波長比短波更長B．雷達只有連續(xù)發(fā)射無線電波，才能發(fā)現(xiàn)目標C．雷達的顯示屏上可以直接讀出障礙物的距離D．雷達在能見度低的黑夜將無法使用,解析雷達是利用無線電波的反射來工作的，因此它利用的無線電波處于微波段，目的是為了增加反射，減少衍射．雷達大約每隔0.1ms發(fā)射時間短于1μs的脈沖信號，根據(jù)屏上顯示的發(fā)射信號和接收到的反射信號可以直接讀出障礙物的距離，故C對．答案C,