第4章第2节　第3节　电磁波谱—2020-2021学年新教材鲁科版（2019）高中物理选择性必修第二册讲义

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第2节　电磁波的发射、传播和接收

第3节　电磁波谱

学习目标：1.[科学思维]知道电磁波发射的条件及电磁波传播和接收的原理。　2.

[物理观念]知道调制、调幅、调频、调谐、解调、电谐振等概念。　3.[科学态度与责

任]认识电磁波谱，了解电磁波各波段的特性和主要作用。

阅读本节教材，回答第 89 页“问题”并梳理必要知识点。

教材 P89 问题提示：电磁波的发射要具备足够高的振荡频率和开放电路，无线电波

通常有地波、天波和空间波三种传播途径，电磁波的接收则是电谐振现象。

一、电磁波的发射

1．有效发射条件

(1)振荡频率足够高。

(2)电场、磁场尽可能分布到较大的空间。

2．开放电路：为了满足发射条件，可以减小电容器的极板面积，增大极板间距，

使电容器变成两条长直导线，一条深入高空成为天线，另一条接入地下成为地线。

3．电磁波的调制：

(1)定义：把低频电信号加载到高频等幅振荡电流上称为调制。

(2)分类：

① 调幅：使电磁波的振幅随信号的强弱而改变。

② 调频：使电磁波的频率随信号的强弱而改变。

二、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。

2．传播特点

(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。

三、电磁波的接收

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．调谐电路

(1)定义：能够调谐的接收电路。

(2)应用：调节调谐电路可调电容或电感，改变电路的固有频率，使它与要接收的

电台的电磁波的频率相同。

四、电磁波谱

1．电磁波谱

电磁波包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等，把这些电磁

波按波长或频率顺序排列起来，就构成了电磁波谱。电磁波谱中的各种波有一定的波

长范围，它们都具有反射、折射、衍射和干涉的特性；它们在真空中的传播速度均等

于光速。

2．电磁波的应用

(1)无线电波的应用

① 特点：不同波段内的无线电波具有不同的传播特性。频率越低，传播损耗越小，

覆盖距离越远；频率越高，传播损耗越大，覆盖距离越近。

② 应用：长波主要用于调幅广播及航海导航；中波主要用于调幅广播及通信；短

波主要用于远距离短波通信及调幅广播；微波主要用于调频广播、电视、卫星导航和

雷达，微波炉可利用高功率的微波对食物进行加热。

(2)红外线和紫外线的应用

① 红外线：具有明显的热效应。利用红外线的这种热效应，制成了红外线烤箱、

红外线炉等；利用红外线使特制底片感光的性质还可制成红外摄影仪、红外遥感器等。

② 紫外线：紫外线能使很多物质发出荧光，很容易让底片感光。当适量紫外线照

射人体时，能使人体合成维生素

D ，可以预防佝偻病，但过量的紫外线会伤害人体，

应注意防护。紫外线还具有杀菌作用，医院里的病房利用紫外线消毒；银行利用紫外

线灯鉴别钞票的真伪。

(3)X 射线和 γ射线的应用

①X射线：穿透力较强，在医学上常用 X光照片辅助进行疾病诊断。长期暴露在

X射线下，会对人体造成很大伤害。

②γ射线：从原子核内发出的电磁波，能量较高，穿透力很强，对生物的破坏力很

大。医学上常用来杀死癌细胞。

1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)振荡频率足够高的开放电路才能发射电磁波。 (√)

(2)电磁波波长较长的波贯穿障碍物的能力强。 (×)

(3)电磁波波长较短的波能量大，穿透能力强。 (√)

(4)可见光是整个电磁波谱中极狭窄的一段，其中红光波长最长。 (√)

(5)红外线属于可见光。 (×)

(6)紫外线有明显的热效应。 (×)

2．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．减小电容器极板间距

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

C　[要提高 LC 振荡电路辐射电磁波的本领，应从两个方面考虑，一是提高振荡频

率，二是使电磁场尽可能地分散开，所以 C正确；由 f＝可知，当减小电容器极板间的

距离时，C变大，f减小，A错误；使电容器正对面积变大，C变大，f变小，B错误；

增大回路中的 L、C，f变小，D错误。]

3．(多选）下列说法中正确的是(　　)

A．夏天太阳光把地面晒得发热是因为可见光的热效应在各种电磁波中是最弱的

B．医院里用X射线进行人体透视，是因为它是各种电磁波中穿透本领最大的

C．在热学中所说的热辐射就是指红外线辐射

D．医院里的病房利用紫外线消毒，是因其有杀菌作用

CD　[热效应最强的是红外线，热辐射即红外线辐射，A错误，C正确；穿透本领

最强的是 γ射线，B错误；紫外线具有杀菌作用，D正确。]

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