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3.3 无线电通信3.4 电磁波家族学 习 目标知 识 脉 络1.了解电磁波的发射、传播和接收的基本原理.知道调制、调谐、电谐振、解调(检波)等概念的意义及区别.(难点)2.了解无线电波的三种主要传播途径及其特点.(重点)3.知道电磁波谱及其组成部分的特点和作用，知道光是一种电磁波.(重点)4.了解电磁波的利用及其危害的防护措施.无 线 电 波 的 发 射 与 传 播[先填空]1.无线电广播无线电广播传递的是声音信号，无线电广播是先将声音信号转变成电信号，再将此电信号加载到等幅的高频信号上，并进行放大，再通过发射塔发射出去.图3312.振荡器的作用振荡器的作用是产生等幅高频信号.低频音频信号只有加载到高频信号上去，形成随音频信号而改变的高频信号、才能通过发射天线发射出去.3.调制器的作用(1)调制器的作用就是把低频信号加载到高频信号上去.(2)调制方式有调幅和调频.⎩⎪⎨⎪⎧ 调幅是使高频振荡信号的振幅随低频信号变化.调频就是使高频振荡信号的频率随低频信号变化.4.电磁波的传播(1)无线电波通常有三种传播途径：地波、天波和空间波.①地波：沿地球表面空间传播的无线电波.在无线电技术中，通常采用地波的形式传播长波、中波和中短波.②天波：靠大气层中电离层的反射传播的无线电波.短波最适合采用天波的形式传播.③空间波：像光束那样沿直线传播的无线电波.这种传播方式适用于超短波和微波通信，此外卫星中继通信，卫星电视转播等也主要是利用空间波作为传输途径.[再判断]1.摄像管输出的电信号可以直接通过天线向外发射.(×)2.摄像管输出的电信号必须“加”在高频振荡电流上，才能向外发射.(√)3.同步卫星进行无线电通信只能利用微波.(√)[后思考]1.通常情况下如何对电磁波进行调制？【提示】有调幅和调频两种：(1)调幅是使高频振荡信号的振幅随低频信号变化.(2)调频是使高频振荡信号的频率随低频信号变化.2.电磁波的发射过程为什么要采用调制技术？【提示】像声音这样的信号，一般频率相对较低，而电台要向外发射电磁波，要有足够高的频率.实验证明，发射能量与发射频率的4次方成正比，可见只有提高发射频率才能提高发射能量，为此要把这些信号加载到高频信号上去.就好像人的远行能力不足，要乘汽车、飞机一样.这个加载的过程就是调制.[核心点击]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.电磁波的发射示意图(如图332所示)图3323.“调幅”和“调频”都是调制过程(1)高频振荡信号的振幅随低频信号变化的调制方式叫调幅，一般电台的中波、中短波、短波广播以及电视中的图像信号采用调幅波.(2)高频振荡信号的频率随低频信号变化的调制方式叫调频，电台的立体声广播和电视中的伴音信号，采用调频波.1.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.增加辐射波的波长B.增加辐射波的频率C.使振荡电容的正对面积足够小D.尽可能使电场和磁场分散开E.减小回路中的电容和电感【解析】提高电磁波发射本领(功率)应增大f，电磁场应尽可能扩散到周围空间，形成开放电路.f＝12πLC，C＝εr S4πkd，要使f增大，应减小L或C，故正确答案为B、C、E.【答案】BCE2.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________.(选填“调谐”“调制”或“解调”)【解析】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.【答案】调制无线电波的发射及相关问题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.无线电波的接收[先填空]1.电磁波的接收原理电磁波在传播过程中如果遇到接收天线——导体，会在天线上产生微弱的感应电流.这个感应电流的频率跟接收的电磁波的频率相同.2.电谐振现象与调谐(1)电谐振现象：当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生电流最强的现象.与机械振动中的共振现象类似.(2)调谐：在无线电技术中，对空间存在的各种频率电磁波，需要选择某一特定的频率接收的过程.3.检波使声音或图像信号从调谐电路接收到的高频振荡电流中“检”出来的过程，它是调制的逆过程，也叫做解调.[再判断]1.无线电波的接收需要经过调谐、高频放大、检波、音频放大的过程.(√)2.调谐就是使某一频率的电磁波与接收电路产生电谐振.(√)3.检波就是从众多的电磁波中得到我们所需要的信号.(×)[后思考]1.调谐电路能进行调谐的基本原理是什么？【提示】调谐电路能进行调谐的基本原理是电谐振，即让接收电磁波的频率和被接收电磁波的频率相同.2.如何才能从经过调制的电磁波中得到声音、图像信号？【提示】要对接收到的调制信号进行解调，去掉高频成份，只保留声音、图像这些低频信号，即从振荡电流中“检”出声音、图像信号.[核心点击]1.解调是调制的逆过程声音、图像等信号频率相对较低，不能转化为电信号直接发射出去，而要将这些低频信号加载到高频电磁波信号上去.将声音、图像信号加载到高频电磁波中的过程就是调制.而将声音、图像信号从高频信号中还原出来的过程就是解调.2.正确理解调谐的作用世界上有许许多多的无线电台、电视台及各种无线电信号，如果不加选择全部接收下来，那必然是一片混乱，分辨不清.因此接收信号时，首先要从各种电磁波中把我们需要的选出来，通常叫选台.在无线电技术中利用电谐振达到目的.3.关于电磁波的发射和接收，下列说法中正确的是( )A.为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，电路必须是闭合的B.音频电流的频率比较低，不能直接用来发射电磁波C.当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时，接收电路产生的振荡电流最强D.要使电视机的屏幕上有图像，必须要有检波过程E.振荡电路的频率越高，产生的电磁波在空间传播越快【解析】有效发射电磁波，必须采用开放电路和高频发射；一般的音频电流的频率较低，不能直接用来发射电磁波；电磁波接收原理是一种叫电谐振的现象，与机械振动中的共振有些相似；电视机显示图像时，必须通过检波过程，把有效的信号从高频调制信号中取出来，否则就不能显示，B、C、D正确.【答案】BCD4.有一个LC接收电路，原来接收较低频率的电磁波，现在要想接收较高频率的电磁波，其调节方式应把可动电容器的动片适当________一些.【解析】增大LC接收电路的频率，由公式f＝12πLC可知应减小电容或电感；把可动电容器的动片适当旋出一些即可.【答案】旋出5.世界各地有许多无线电台同时广播，用收音机一次只能收听到某一电台的播音，而不是同时收听到许多电台的播音，其原因是因为接收到的电台电磁波与收音机调谐电路的固有频率________，产生了________.【解析】选台就是调谐过程，使f固＝f电磁波，在接收电路中产生电谐振，激起的感应电流最强.【答案】相同电谐振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作调制；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.电磁波家族[先填空]1.电磁波谱按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列起来，就组成了电磁波谱.按波长由长到短依次为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线.2.电磁波家族成员的特性(1)无线电波：波长较长，主要应用于广播、电视、雷达、微波炉等.(2)红外线：不能引起人的视觉，热效应作用较强.波长比可见光长，衍射现象明显.所有物体都能辐射红外线，能在云雾、烟尘中传播得较远.主要应用于红外线摇感或红外高空摄影.(3)可见光：引起人类视觉的部分，万物生长靠太阳.(4)紫外线：频率比可见光要高，不能引起人的视觉.化学作用较强，应用于杀菌消毒；还有较强的荧光效应，用来激发荧光物质发光.(5)X射线：频率比紫外线还高，当高速电子流轰击固体时能发出X射线，又叫伦琴射线.穿透力较强.用来检查工业部件的内部有无裂纹或气孔，医学上用于人体透视.(6)γ射线：频率比X射线还要高，穿透能力更强，主要应用它的穿透能力.[再判断]1.X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变.(√)2.γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高.(√)3.紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射.(×)[后思考]1.为什么超远程无线电利用无线电波中的长波波段，而雷达利用微波波段？【提示】根据波的衍射特性，波长越长，越容易绕过障碍物，所以超远程无线电利用长波波段.微波波长短，传播时直线性好，雷达正是利用了微波直线传播性好的特点.2.红外体温计不用与人体接触便可以迅速测量体温，如图333所示，你知道它的工作原理吗？图333【提示】根据体温越高，辐射红外线越强的原理.[核心点击]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＝3.0×108 m/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)产生机理不同无线电波振荡电路中电子周期性运动产生红外线、可见光和紫外线原子的外层电子受激发后产生X射线原子的内层电子受激发后产生γ射线原子核受激发后产生(4)菌消毒，X射线应用于医学上的X光照片，γ射线检查金属部件的缺陷等.6.无线电波的中波波长范围为200～3 000 m.求该波段的频率范围.【解析】根据频率公式f＝cλ得f1＝cλ1＝3×108200Hz＝1.5×106Hz，f2＝cλ2＝3×1083 000Hz＝1.0×105 Hz，即该波段的频率范围为1.0×105～1.5×106 Hz.【答案】 1.0×105～1.5×106 Hz7.下面列出一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象，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，________.(2)紫外线灯，________.(3)用理疗“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射线的很强的贯穿力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【解析】(1)X光机是用来透视人的体内器官的，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伤害的X射线，选择D.(2)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，因此选择C.(3)“神灯”又称红外线灯，主要是用于促进局部血液循环，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，因此选择E.【答案】(1)D (2)C (3)E巧记电磁波谱的性质1.电磁波谱中都是电磁波，在真空中传播速度相等，都等于光速；2.电磁波谱中都是波，具有波的一切特性.例如，反射、折射、干涉、衍射等；3.由于频率和波长不同，各自特性又有所不同，波长越长衍射现象越明显，频率越高能量越大.。
第4节电磁波的发现及应用学习目标1.了解麦克斯韦电磁场理论的主要观点,知道电磁波的概念及通过电磁波体会电磁场的物质性。
2.认识电磁波谱。
3.了解电磁波谱中各波段的波的特征及它们在科技、经济、社会发展中的作用。
4.知道电磁波是一种物质,具有能量。
自主预习一、电磁场1.麦克斯韦电磁场理论的两个基本观点:;。
2.变化的电场和磁场总是相互联系的,形成一个不可分割的统一的。
二、电磁波1.变化的电场和变化的磁场交替产生,由近及远地向周围传播,形成。
2.1886年通过实验捕捉到了电磁波,证实了麦克斯韦的电磁场理论。
三、电磁波谱1.波速、波长、频率三者之间的关系:。
2.电磁波在真空中的传播速度:。
3.电磁波谱:按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列起来,就是电磁波谱。
4.电磁波谱按波长由长到短依次为、、、、、。
四、电磁波的能量和电磁波通信1.电磁场不仅仅是一种描述方式,而且是真正的存在。
2.微波炉可以加热食物,说明电磁波具有;用收音机能够听到播音员的声音,是因为电台发射的电磁波在收音机的天线里感应出了电流,有电流就有能量。
各种各样的仪器,能够探测到各种电磁波。
所有这些都表明电磁波具有能量,电磁波是一种物质。
3.人们可以通过接入互联网的手机看电影、聊天、购物、查阅资料、视频通话。
这些信息都是通过电磁波来传递的。
电磁波携带的信息,既可以有线传播,也可以传播。
课堂探究[新课导入]电磁波为信息的传递插上了翅膀。
广播、电视、移动通信等通信方式,使古代人“顺风耳、千里眼”的梦想变成了现实。
那么,电磁波是谁发现的?他又是怎样发现的呢?对麦克斯韦电磁场理论的理解[情境设问]通过上节课学习的法拉第电磁感应定律,我们知道在变化的磁场中放入一个闭合电路,电路里会产生感应电流。
对此现象麦克斯韦认为,一定是变化的磁场在线圈中产生电场,而正是这种电场(涡旋电场)在线圈中驱使了自由电子做定向的移动,引起了感应电流。
既然变化的磁场能够产生电场,那么,变化的电场能产生磁场吗?请同学们阅读课本并寻找麦克斯韦的观点。
高中物理《人民教育出版社》普通高中课程标准实验教科书---目录（全）必修1物理学与人类文明第一章运动的描述1 质点参考系和坐标系2 时间和位移3 运动快慢的描述──速度4 实验：用打点计时器测速度课外读物必修2第五章曲线运动1.曲线运动2.平抛运动3.实验：研究平抛运动4.圆周运动5.向心加速度6.向心力7.生活中的圆周运动第六章万有引力与航天1.行星的运动2.太阳与行星间的引力3.万有引力定律4.万有引力理论的成就5.宇宙航行6.经典力学的局限性第七章机械能守恒定律选修二、电流的磁场三、磁场对通电导线的作用四、磁场对运动电荷的作用五、磁性材料第三章电磁感应一、电磁感应现象二、法拉第电磁感应定律三、交变电流四、变压器五、高压输电六、自感现象涡流七、课题研究：电在我家中第四章电磁波及其应用一、电磁波的发现二、电磁波谱三、电磁波的发射与接收四、信息化社会五、课题研究：社会生活中的电磁波课外读物选修1-2五、课题研究：太阳能综合利用的研究课题研究高中物理新课标教材·选修2-1第一章电场直流电路第1节电场第2节电源第3节多用电表第4节闭合电路的欧姆定律第5节电容器第2章磁场第1节磁场磁性材料第2节安培力与磁电式仪表第3节洛伦兹力和显像管第3章电磁感应第1节电磁感应现象第2节感应电动势第3节电磁感应现象在技术中的应用第4章交变电流电机第6节物体平衡的稳定性第2章材料与结构第1节物体的形变第2节弹性形变与范性形变第3节常见承重结构第3章机械与传动装置第1节常见的传动装置第2节能自锁的传动装置第3节液压传动第4节常用机构第5节机械第4章热机第1节热机原理热机效率第2节活塞式内燃机第3节蒸汽轮机燃气轮机第4节喷气发动机第5章制冷机第1节制冷机的原理第2节电冰箱第3节空调器课题研究第1节天然放射现象原子结构第2节原子核衰变第3节放射性同位素的应用第4节射线的探测和防护第6章核能与反应堆技术第1节核反应和核能第2节核裂变和裂变反应堆第3节核聚变和受控热核反应课题研究高中物理新课标教材·选修3-1第一章静电场1 电荷及其守恒定律2 库仑定律3 电场强度4 电势能和电势5 电势差6 电势差与电场强度的关系7 静电现象的应用高中物理新课标教材·选修3-2第四章电磁感应1 划时代的发现2 探究感应电流的产生条件3 楞次定律4 法拉第电磁感应定律5 电磁感应现象的两类情况6 互感和自感7 涡轮流、电磁阻尼和电磁驱动第五章交变电流1 交变电流2 描述交变电流的物理量3 电感和电容对交变电流的影响4 变压器5 电能的输送第六章传感器1 传感器及其工作原理2 传感器的应用3 实验：传感器的应用3 热力学第一定律能量守恒定律4 热力学第二定律5 热力学第二定律的微观解释6 能源和可持续发展课题研究普通高中课程标准实验教科书物理选修3-4第十一章机械振动1 简谐运动2 简谐运动的描述3 简谐运动的回复力和能量4 单摆5 外力作用下的振动第十二章机械波1 波的形成和传播2 波的图象3 波长、频率和波速4 波的衍射和干涉5 多普勒效应第十六章动量守恒定律1 实验：探究碰撞中的不变量2 动量和动量定理3 动量守恒定律4 碰撞5 反冲运动火箭第十七章波粒二象性1 能量量子化2 光的粒子性3 粒子的波动性4 概率波5 不确定性关系第十八章原子结构1 电子的发现2 原子的核式结构模型3 氢原子光谱4 玻尔的原子模型第十九章原子核1 原子核的组成2 放射性元素的衰变。
高二物理第四章电磁波及其应用知识点总结1、变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场2、变化的电场和磁场交替产生，由近及远的传播。
麦克斯韦方程组深刻指出，这种电场和磁场的传播是一种波动过程。
由此，一个伟大的预言诞生了：空间可能存在电磁波!3、与机械波不同，电磁波可以在真空中传播，这是因为电磁波的传播靠的是电场和磁场的相互激发，而电场和磁场本身就是一种形式的物质。
4、那么，电磁波以多大的速度传播?麦克斯韦推算出一个出人意料的*:电磁波的速度等于光速!他还由此提出了光的电磁理论:光是以波动形式传播的一种电磁振动。
5、赫兹*实了麦克斯韦关于光的电磁理论。
6、波速=波长频率7、电磁波的频率范围很广。
无线电波、光波、x*线*线都是电磁波。
其中，可以看见的光波可见光，只是电磁波中的一小部分。
按电磁波的波长或频率大小的顺序把他们排列成谱，叫做电磁波谱。
8、无线电波:波长大于一频率小于三9、无线电波：波长大于1mm(频率小于300000mhz)的电磁波是无线电波。
(广播，微波炉，电视，*电望远镜)红外线：所有物体都发*红外线，热物体的红外辐*比冷物体的红外辐*强。
紫外线：人眼看不到比紫外线波长更短的电磁波。
可以灭菌，发出荧光，可防伪。
x*线：x*线对生命物质有较强的作用，x*线能够穿透物质，可以用来检查人体内部器官，在工业上，利用x*线检查金属内部有无缺陷。
y*线：波长最短的电磁辐*是y*线，它具有很高的能量。
y*线能破坏生命物质。
可以治疗某些癌症，也可以用于探测金属部件内部的缺陷。
10、电磁波具有能量，电磁波是一种物质。
11、波长在黄绿光附近，辐*的能量最强。
我们的眼睛正好能感受这个区域的电磁辐*。
12、把信息加到载波上，就是使载波随信号而变化，这种技术叫做调制。
13、一种常见的调制方式是使高频载波的振幅随信号改变，这种调制叫做调幅。
14、另一种调制方式是使高频载波的频率随信号改变，这种调制方式叫做调频。
15、我们转动收音机的旋钮选择电台，实际上是在选择我们需要的电波，这在技术上叫做调谐。
电磁波的发射和接收知识集结知识元电磁波的发射和接收知识讲解电磁波的发射与接收一、无线电波的发射1．振荡器：能产生频率很高的交变电流的器件。
2．载波：振荡器产生的高频交变电流，是用来携带声音、图象等信息的，叫做载波。
3．调制：把信息加到载波上，使载波随信号而改变的技术叫调制。
4．调制的两种方式：调幅和调频。
5．调幅波：高频载波的振幅随信号而改变叫调幅波。
中波和短波波段的无线电广播，微波段的电视广播的图象信号使用。
6．调频波：高频载波的振频率随信号而改变叫调频波。
调频波优点：振幅不变，抗干扰能力强，失真较小。
缺点：接收机结构复杂，服务半径比较小。
7．发射电磁波的条件：①振荡电路要有足够高的频率．②振荡电路应采用开放电路．发射电磁波需经过调制过程，调制的方法分为调频和调幅．接收电磁波需经过解调过程，解调是调制的逆过程．二、无线电波的接收1．调谐：从众多的电磁波中选出所要的电台的技术叫做调谐。
2．解调：从接收的载波中将声音、图象等信息“取”出来叫做解调三、电磁波的应用广播、电视、雷达、无线通信等都是电磁波的具体应用。
电视:在电视接收端,天线接收到高频信号后,经过调谐、解调，将得到的图象信号送到显像管。
摄像机在1s内要传送25幅画面雷达：无线电定位的仪器，波位越短的电磁波，传播的直线性越好，反射性能强，多数的雷达工作于微波波段。
缺点，沿地面传播探测距离短。
中、长波雷达沿地面的探测距离较远，但发射设备复杂。
例题精讲电磁波的发射和接收例1.下列说法正确的是（）A．声波在空气中传播时，空气分子不随声波的传播向外迁移B．两列机械横波相遇，在相遇区一定会出现稳定的干涉现象C．无论机械波还是电磁波由空气向水中传播时，其频率均不变D．赫兹不仅通过实验证实了电磁波的存在，还测出了电磁波在真空中的速度为c E．电磁波的偏振现象说明它具有波动性，实际上所有波动形式都可以发生偏振现象例2.下列说法正确的是（）A．照相机镀膜镜头呈现的淡紫色是由光的偏振引起的B．在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制C．原子核X发生a衰变后变成新原子核Y，衰变方程可表示为X→Y He例3.在调谐电路中由于电感的调节不方便，因此一般采用调节____的方法来改变。
4电磁波的发现及应用[学习目标] 1.了解麦克斯韦电磁场理论的基本内容以及在物理学发展史上的意义.2.了解电磁波的基本特点及其发现过程，通过电磁波体会电磁场的物质性．(重点)3.理解振荡电流、振荡电路及LC电路的概念，了解LC回路中振荡电流的产生过程．(难点)4.了解电磁振荡的周期与频率，会求LC电路的周期与频率．一、电磁波的发现1．麦克斯韦电磁理论的两个基本假设(1)变化的磁场能够在周围空间产生电场(如图甲所示)．(2)变化的电场能够在周围空间产生磁场(如图乙所示)．2．电磁场：变化的电场和变化的磁场交替产生，形成不可分割的统一体，称为电磁场．3．电磁波(1)电磁波的产生：变化的电场和磁场交替产生而形成的电磁场是由近及远地传播的，这种变化的电磁场在空间的传播称为电磁波．(2)电磁波的特点：①电磁波是横波，电磁波在空间传播不需要介质；②电磁波的波长、频率、波速的关系：v＝λf，在真空中，电磁波的速度c＝3．0×108m/s.(3)电磁波能产生反射、折射、干涉和衍射等现象．4．赫兹的电火花(1)赫兹实验的分析和高压感应线圈相连的抛光金属球间产生电火花时，空间出现了迅速变化的电磁场，这种变化的电磁场以电磁波的形式传到了导线环，导线环中激发出感应电动势，使与导线环相连的金属球间也产生了电火花．这个导线环实际上是电磁波的检测器．结论：赫兹实验证实了电磁波的存在，检验了麦克斯韦电磁场理论的正确性．(2)赫兹的其他成果赫兹观察到了电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象．测量证明了电磁波在真空中具有与光相同的速度c，证实了麦克斯韦关于光的电磁场理论．二、电磁振荡1．振荡电流：大小和方向都随时间做周期性迅速变化的电流．2．振荡电路：能够产生振荡电流的电路．最基本的振荡电路为LC振荡电路．3．电磁振荡：在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量，电路中的电流，电场和磁场周期性相互转变的过程也就是电场能和磁场能周期性相互转化的过程．4．电磁振荡的周期与频率(1)周期：电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间．(2)频率：1 s内完成周期性变化的次数．振荡电路里发生无阻尼振蒎时的周期和频率分别叫作固有周期、固有频率．(3)周期和频率公式：T＝2πLC，f＝12πLC.1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)变化的电场一定产生变化的磁场．(×)(2)恒定电流周围产生磁场，磁场又产生电场．(×)(3)电磁波和光在真空中的传播速度都是3.0×108 m/s. (√)(4)麦克斯韦预言并验证了电磁波的存在．(×)(5)在振荡电路中，电容器充电完毕磁场能全部转化为电场能．(√)2．下列关于电磁波的叙述中，正确的是()A．电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播B．电磁波在任何介质中的传播速度均为3×108 m/sC．电磁波由真空进入介质传播时，波长变短D．电磁波不能产生干涉、衍射现象E．电磁波具有波的一切特征ACE[电磁波是交替产生呈周期性变化的电磁场由发生区域向远处传播而产生，故A项正确；电磁波只有在真空中传播时，其速度为3×108m/s，故B 项不正确；电磁波在传播过程中其频率f不变，由波速公式v＝λf知，由于电磁波在介质中的传播速度比在真空中的传播速度小，所以可得此时波长变短，故C 正确；电磁波是一种波，具有波的一切特性，能产生干涉、衍射等现象，故E 项正确，D项不正确．]3.如图所示，LC电路的L不变，C可调，要使振荡的频率从700 Hz变为1 400 Hz，则把电容________到原来的________．[解析]由题意，频率变为原来的2倍，则周期就变为原来的12，由T＝2πLC，L不变，当C＝14C0时符合要求．[答案]减小1 4对电磁波的理解1.如果在空间某处有周期性变化的电场，那么这个变化的电场就在它周围空间产生周期性变化的磁场，这个变化的磁场又在它周围空间产生变化的电场——变化的电场和变化的磁场是相互联系着的，形成不可分割的统一体，这就是电磁场．2．对麦克斯韦电磁场理论的理解恒定的电场不产生磁场恒定的磁场不产生电场均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场振荡电场产生同频率的振荡磁场振荡磁场产生同频率的振荡电场机械波电磁波研究对象力学现象电磁现象周期性变化的物理量位移随时间和空间做周期性变化电场强度E和磁感应强度B随时间和空间做周期性变化传播传播需要介质，波速与介质有关，与频率无关传播无需介质，在真空中波速总是c，在介质中传播时，波速与介质及频率都有关系产生由质点(波源)的振动产生由周期性变化的电流(电磁振荡)激发干涉可以发生可以发生衍射可以发生可以发生横波可以是是纵波可以是不是A．变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路无关B．周期性变化的磁场产生同频率变化的电场C．变化的电场和变化的磁场相互关联，形成一个统一的场，即电磁场D．电场周围一定存在磁场E．磁场周围一定存在电场ABC[]电磁波的特点(1)电磁波有波的一切特点：能发生反射、折射现象；能产生干涉、衍射等现象．(2)电磁波是横波．在电磁波中，每处的电场强度和磁感应强度方向总是互相垂直的，并且都跟那里的电磁波的传播方向垂直．(3)电磁波可以在真空中传播，向外传播的是电磁能．1．关于电磁波，下列说法正确的是()A．只要有电场和磁场，就能产生电磁波B．电磁波在真空和介质中传播速度不相同C．均匀变化的磁场能够在空间形成电磁波D．赫兹证明了电磁波的存在E．电磁波在真空中具有与光相同的速度BDE[若只有电场和磁场，而电场和磁场都稳定或电场、磁场仅均匀变化都不能产生电磁波，A、C错；光也是电磁波，在真空和介质中传播的速度不同，可判断B、E正确；赫兹证明了电磁波的存在，D项正确．]电磁振荡1.时刻(时间) 工作过程q E i B 能量0→T4放电过程q m→0E m→00→i m0→B m E电→E磁T 4→T2充电过程0→q m0→E m i m→0B m→0E磁→E电T 2→3T4放电过程q m→0E m→00→i m0→B m E电→E磁3T4→T 充电过程0→q m0→E m i m→0B m→0E磁→E电3．板间电压u、电场能E E、磁场能E B随时间变化的图象(如图所示)u、E E规律与q-t图象相对应；E B规律与i-t图象相对应4．分类分析(1)同步关系在LC振荡回路发生电磁振荡的过程中，电容器上的物理量：电量q、电场强度E、电场能E E是同步变化的，即：q↓→E↓→E E↓(或q↑→E↑→E E↑)振荡线圈上的物理量：振荡电流i、磁感应强度B、磁场能E B也是同步变化的，即：i↓→B↓→E B↓(或i↑→B↑→E B↑)(2)同步异变关系在LC振荡过程中，电容器上的三个物理量q、E、E E与线圈中的三个物理量i、B、E B是同步异向变化的，即q、E、E E同时减小时，i、B、E B同时增大，且它们的变化是同步的，也即：q、E、E E↑同步异向变化,i、B、E B↓.注意：自感电动势E的变化规律与q-t图象相对应．【例2】LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，则下列说法正确的是()A．若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电B．若电容器正在充电，则电容器下极板带正电C．若电容器上极板带正电，则线圈中电流正在增大D．若电容器正在放电，则自感电动势正在阻碍电流增大E．若电容器正在充电，则自感电动势正在阻碍电流增大BCD[本题考查各物理量发生变化的判断方法．由电流的磁场方向和安培定则可判断振荡电流方向，由于题目中未标明电容器两极板的带电情况，可分两种情况讨论：(1)若该时刻电容器上极板带正电，则可知电容器处于放电阶段，电流增大，则C对，A错；(2)若该时刻电容器下极板带正电，可知电容器处于充电状态，电流在减小，则B对，由楞次定律可判定D对E错．故正确答案为BCD.]解决电磁振荡问题的基本思路分析电磁振荡的过程时，可以结合图象，这样会使问题更直观．首先依据题意找出振荡图象的初状态，然后画出其电流或电荷量随时间变化的图象，根据时间关系，可以大体找出该时刻在图象上对应的位置，从而确定处于充电还是放电状态，最后再依据充、放电过程中各物理量的变化规律求解具体问题．2.如图所示，L为一电阻可忽略的线圈，D为一灯泡，C为电容器，开关S 处于闭合状态，灯D正常发光，现突然断开S，并开始计时，画出反映电容器a 极板上电荷量q随时间变化的图象(q为正值表示a极板带正电)．[解析]开关S处于闭合状态时，电流稳定，又因L电阻可忽略，因此电容器C两极板间电压为0，所带电荷量为0，S断开的瞬间，D灯立即熄灭，L、C 组成的振荡电路开始振荡，由于线圈的自感作用，此后的T时间内，线圈给电容4器充电，电流方向与线圈中原电流方向相同，电流从最大逐渐减为0，而电容器极板上电荷量则由0增为最大，根据电流流向，此T时间里，电容器下极板b带4时间内，a极板带负电，由0增为最大．正电，所以此T4[答案]课堂小结知识脉络1.麦克斯韦电磁场理论的内容.2.电磁波的特点及其发现过程.3.振荡电路及振荡电流.4.电磁振荡的周期和频率.1．根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是()A．电场一定能产生磁场，磁场也一定能产生电场B．变化的电场一定产生磁场C．稳定的电场也可以产生磁场D．变化的磁场一定产生电场E．变化的电场和变化的磁场相互联系在一起，形成一个统一的、不可分割的电磁场BDE[根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场和变化的磁场相互联系在一起，形成一个统一的、不可分割的电磁场，E项正确；变化的电场一定产生磁场，稳定的电场不产生磁场，故A、C项错误，B项正确．同理知D正确．] 2．不能发射电磁波的电场是()ABC[由麦克斯韦电磁场理论，当空间出现恒定的电场时(如A图)，由于它不激发磁场，故无电磁波产生；当出现均匀变化的电场(如B图、C图时)，会激发出磁场，但磁场恒定，不会在较远处激发出电场，故也不会产生电磁波；只有周期性变化的电场(如D、E图)，才会激发出周期性变化的磁场，它又激发出周期性变化的电场……如此不断激发，便会形成电磁波．]3.根据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场可以产生电场，当产生的电场的电场线如图所示时，可能是向上的磁场在________或向下的磁场在________．[解析]在电磁感应现象的规律中，当一个闭合电路中的磁通量发生变化时，回路中就有感应电流产生，回路中并没有电源，电流的产生是由于磁场的变化造成的．麦克斯韦把以上的观点推广到不存在闭合电路的情况，即变化的磁场产生电场．向上的磁场增强时，感应电流的磁场阻碍原磁场的增强而方向向下，根据安培定则可判断出感应电流方向如题图中E的方向所示，同理，当向下的磁场减小时，也会得到图中电场的方向．[答案]增强减弱。
3.4 电磁波的技术应用经过学习，我对电磁波有了一定的了解。
不仅掌握了电磁波的一些基础知识，还学习到与电磁波产生与传输、辐射与散射、脉冲电磁波、遥感与合成孔径雷达等的相关知识。
首先，根据我平时的知识积累，知道电磁波与我们的日常生活息息相关：电视、电脑、电冰箱、广播、手机、洗衣机、微波炉、超波治疗仪等都与电磁波有关，同时在医学凡方面也起到至关重要的作用。
但通过学习才对电磁波有了一个更加系统的认知。
如：电磁波的信息应用有通信和雷达、遥感和勘测、计算机和集成等；非信息应用有功率传输和武器、加热和催化、治疗和生态环境等.其次，我将就我比较感兴趣的话题——合成孔径雷达做一些介绍。
合成孔径雷达（SAR，Synthetic Aperture Radar）是一种高分辨率二维成像雷达, 主要利用信号处理技术合成孔径和脉冲压缩以小的真实孔径天线来达到高分辨力成像的目的。
侧视成像雷达通过主动发射微波脉冲, 接收目标物体对雷达波束的后向散射, 根据回波强度成像。
为了进一步提高雷达图像分辨率, 20 世纪50 年代后期诞生了合成孔径的概念。
合成孔径技术的基本思想是用一个小天线沿一直线方向不断移动, 在移动中每个位置上发射一个信号, 天线接收相应发射位置的回波信号存储下来, 存储时必须同时保存接收信号的振幅和相位。
当天线移动一段距离L后,存储的信号与长度为L 的天线阵列诸单元所接收的信号非常相似, 对记录的信号进行光学相关处理得到地面的实际图像。
这样,利用多普勒频移现象“合成”一个更大的孔径, 达到“增加天线长度”的效果, 提高雷达图像的方位向( 沿雷达飞行方向) 分辨率。
合成孔径雷达原理最初由美国一所大学于1953年证明，并得出第一张非聚焦的合成孔径雷达图像。
此后合成孔径雷达受到许多学者关注，经过不断的深入研究探索，1957年第一台聚焦式光学处理的机载合成孔径雷达系统研制成功，从此合成孔径雷达进入实用性运用，并获得空前的发展。
电磁波的发射和接收电磁波与信息化社会电磁波谱电磁波的发射(1)要有效地发射电磁波，振荡电路必须具有两个特点：①要有足够高的振荡频率，频率越高，发射电磁波的本领越大；②应采用开放电路，振荡电路的电场和磁场必须分散到足够大的空间。
(2)开放电路：实际的开放电路，线圈的一端用导线与大地相连，这条导线叫做地线，线圈的另一端高高地架在空中，叫做天线。
(3)电磁波的调制：使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制。
调制的方法有两种，一是调幅，使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变；另一种叫调频，使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变。
[释疑难·对点练]1．无线电波的发射和接收过程2．“调幅”和“调频”是调制的两个不同的方式(1)高频电磁波的振幅随信号的强弱而变的调制方式叫调幅，一般电台的中波、中短波、短波广播以及电视中的图象信号采用调幅波。
(2)高频电磁波的频率随信号的强弱而变的调制方式叫调频，电台的立体声广播和电视中的伴音信号，采用调频波。
[试身手]1．为了使需要传递的信息(如声音、图象等)载在电磁波上发射到远方，必须对振荡电流进行( )A．调谐B．放大C．调制 D．检波解析：选C 把要传递的信息(如声音、图象等)加载到电磁波上发射出去的过程叫做调制，故只有C正确，A、B、D三项是电磁波接收端需进行的过程。
1．接收原理电磁波在传播时遇到导体会使导体中产生感应电流，所以导体可用来接收电磁波，这个导体就是接收天线。
2．电谐振当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相等时，接收电路里产生的震荡电流最强，这种现象叫做电谐振。
3．调谐使电路中产生电谐振的过程叫做调谐。
4．解调使声音或图象信号从接收到的感应电流中还原出来，这个过程是调制的逆过程，叫做解调。
5．无线电波波长大于1_mm(频率低于300 GHz)的电磁波叫作无线电波。
并按波长分成若干个波段，像长波、中波、短波、微波等。
不同波段所用的设备和技术不同，因此有不同的用途。
第四节 电磁波的技术应用第五节 科学、技术与社会的协调1.(1)1895年，意大利的马可尼利用电磁波成功地实现了无线电通信，揭开了人类通信史上的新篇章．(2)电磁波最重要、最广泛的应用是用来进行信息传递．①无线电广播和电视：通过振荡电路将声音和图画转变为音频和视频信号，放大后搭载到高频电磁波上，然后由天线向周围空间发送；接收机上的天线接收到所有电磁波，然后经调谐器选择出所需要的电磁波，再经检波取出携带的信号，放大后还原成声音或图画．②雷达：雷达是利用电磁波进行测距、定位的仪器．③移动电话：无绳电话、无线对讲机、移动电话均是通过电磁波实现信号的发射与接收的．2．思考判断(1)摄像机摄像管实际上是一种将光信号转变为电信号的装置．(√)(2)雷达用的是中波波段的无线电波．(×)(3)移动电话是利用无线电波进行通信的．(√)3．探究交流飞机上为什么禁止使用手机？【提示】 因为手机在使用时会发射电磁波，对飞机的导航系统产生电磁干扰，容易造成事故．1.基本知识(1)科学技术推动社会发展科学技术的进步使人们不仅能探索地球上的一切，还能通过研究来自宇宙的电磁辐射来探索宇宙的奥秘．(2)科学技术是一把“双刃剑”电磁污染是科学技术发展带来的负面影响之一，电磁污染的方式是电磁辐射．2．思考判断(1)医院里常用紫外线对病房进行消毒．(√)(2)电磁波不会污染环境．(×)3．探究交流当我们用手机与千里之外的亲友互致问候时，当我们从荧屏上看到“神舟”5号飞船上杨利伟那充满自信的微笑时，当我们接收到“勇气”号穿越亿万千米的太空从火星上传回的高清晰度照片时，你知道是什么在其中发挥了重要作用吗？【提示】电磁波的发现为信息插上了飞翔的翅膀，电磁波帮助人类实现了飞向太空的梦想，掌握着飞船的“举动”，传递着天上人间的信息．“电磁波”是现代文明的神经中枢．1.无线电波是怎样发射的？2.无线电波是怎样接收的？1．无线电波的发射(1)发射电磁波的条件①要有足够高的振荡频率．理论研究表明，振荡电路向外辐射能量的本领，即单位时间内辐射出去的能量与频率的四次方成正比，频率越高，发射电磁波的本领越大．②开放电路．只有使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间，才能有效地把电磁场的能量传播出去．用开放电路可以把电磁波发射出去．(2)发射电磁波的电路特点在如图341(a)～(d)所示的发射无线电波的装置中，由闭合电路变成开放电路的变化过程．在实际发射无线电波的装置中，在开放电路旁还需加一个振荡器电路与之耦合(如图341(e)，振荡电路产生的高频振荡电流．通过L 1和L 2的互感作用，使L 1也产生同频率的振荡电流，振荡电流在开放电路中激发无线电波，向四周发射)．图341无线电波的发射过程 产生高频交变电流的振荡电路→载波和调制→能够把电磁波发射出去的振荡电路2．无线电波的接收(1)选台与电谐振①选台：接收电磁波时，从诸多的电磁波中把我们需要的选出来，通常叫选台．②电谐振：当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，这种现象叫电谐振．(2)调谐与调谐电路①调谐：使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐．②调谐电路：能够调谐的接收电路叫做调谐电路．(3)解调从接收到的高频电磁波中“检”出所携带的信号，叫做检波，也叫解调，它是调制的逆过程．(4)无线电波的接收天线收到的所有的电磁波，经调谐器选择出所需要的电磁波，再经过检波取出携带的信号，放大后还原成声音或图象的过程．关于无线电波的发射和接收，下列说法正确的是( )A．为了将信号发送出去，先要进行解调B．为了从各个电台发出的电磁波中将需要的电磁波选出来，就要进行解调C．为了从高频电流中取出声音信号，就要进行调频D．利用开放电路可以有效地把电磁波发射出去【解析】为了将信号发送出去，首先要进行调制；从各个电台发出的电磁波中将需要的电磁波选出来，要进行调谐；从高频电流中取出声音信号，需要解调；利用开放电路可以有效地发射电磁波．故只有D正确．【答案】 D1．无线电波的接收过程如下：无线电波的接收→调谐→电谐振→检波.2．在电磁波发射和接收的过程中要明确调制、调谐的含义，不能混淆．1．下面说法中正确的是( )A．调制的目的是为了让高频电磁波携带低频信号B．调频是让高频电磁波的频率随时间周期性变化C．调幅是让高频电磁波的频率随时间周期性变化D．发射广播信号时进行调制是没有必要的【解析】进行无线电通信必须利用调制电路将信号加载到高频电磁波上，并经放大发射出去，调制的目的是为了让高频电磁波携带低频信号，故A正确，D错误；调制可分为调频和调幅，调频就是使高频载波的频率随声音或图象信号的变化而变化，调幅就是使高频载波的振幅随声音或图象信号的变化而变化，而非它们随时间周期性变化，故B、C错误．【答案】 A1.电磁辐射有哪些危害？2.火力发电及废旧电池有哪些危害？1．科学技术创造了巨大的物质财富2．科学技术对人类和自然界产生的负面影响(1)电磁污染电磁辐射：电力、电子设备都会向外辐射电磁波，称为电磁辐射．电磁污染：指各种电器设备所产生的，对其他仪器设备的正常工作产生干扰或者对人、动物、植物等生物体产生损害的电磁辐射．电磁污染源：广播电视系统的发射设备、通信设备、焊接设备、高压输变电系统、高频设备、手机、电脑、家用电器等工作时都是电磁污染源．电磁污染的危害：干扰通信系统，损害人(动物)的中枢神经系统、心血管系统、内分泌系统、生殖系统等，表现出头晕、失眠、易疲劳、记忆力减退、情绪不佳等症状．(2)火力发电造成的环境污染温室效应、水资源污染、酸雨、空气污染等．(3)废旧电池造成的污染水土污染，重金属污染和硫酸化合物污染，重金属铅、汞、镉、锰等能损害动物和人的神经系统和造血功能，导致血液中毒．关于电磁辐射，以下说法中正确的是( )A．电子设备不论是否使用，都向外辐射电磁波B．长期、过量的电磁辐射会对人体造成较大的伤害C．电磁辐射对电器设备的影响不大D．由于电磁辐射会影响人的健康，因此人们不应使用手机等电器【审题指导】电子设备只有工作时才会产生电磁辐射，电磁辐射会干扰电子设备的工作，损害生物体．【解析】逐项分析如下：2．下列设备不属于电磁辐射污染源的是( )A．高压变电站B．电视发射塔C．移动电话发射塔D．电灯【解析】电灯中通过的交变电流的频率很低电流很小，不会产生电磁污染．【答案】 D【备课资源】电击枪美国的泰瑟国际公司从美军特种部队和特警队请来了60位志愿者，让他们“以身试枪”．技术人员手持一种新奇的枪向志愿者射击，结果有效率为100%.中枪者像被点了要害穴位一样，半秒钟之内全都动弹不得，这便是著名的电击枪试验，试验的是M26型电击枪．M26型电击枪是美国泰瑟国际公司的产品，1998年面世，它没有子弹，靠发射带电的像飞镖似的探针制服目标．命中目标后，目标浑身肌肉痉挛，痛得缩成一团，泰瑟“电流飞镖”的速度为60 m/s，因此目标反应速度再快，也无法躲避．1．(多选)下列对电磁波在发射技术中应用的理解，正确的是( )A．使发射的信号振幅随高频振荡信号而改变叫调幅B．使高频振荡信号振幅随发射的信号而改变叫调幅C．使发射的信号频率随高频振荡信号而改变叫调频D．使高频振荡信号的频率随发射的信号而改变叫调频【解析】熟悉发射接收流程是解题关键．【答案】BD2．(多选)如图342为调幅振荡电流图象，此电流存在于电磁波发射和接收的哪些阶段( )图342A．经调制后B．经调谐后C．经检波后D．耳机中【解析】为了把信号传递出去，需要将信号“加”到高频振荡电流上，这就是调制．调制的方法之一是使高频振荡电流的振幅随信号的变化而变化，成为调幅振荡电流，这就是调幅．在接收电路中，经过调谐，回路将出现调幅振荡电流，经检波后，调幅振荡电流将波“切”去一半，变为单向脉冲电流，而在耳机中只有随信号变化的音频电流．【答案】AB3．(多选)雷达采用微波的原因是( )A．微波具有很高的频率B．微波具有沿直线传播的特性C．微波的反射性强D．微波比其他无线电波(长波、中波、短波等)传播的距离更远【解析】微波具有频率高、反射性强、沿直线传播的特点，A、B、C正确．【答案】ABC4．手机是现代人们最常用的通信工具之一，手机间通话和收发信息是利用( ) A．电磁波传送B．超声波传送C．光纤传送D．空气传送【解析】手机相当于一个小型电磁波发射台，又相当于一个接收台，捕捉空中的电磁波，使用户接收到通过对方送来的信息．选项A正确．【答案】 A。
