电磁波应用及电磁波谱

1、高二物理选修高二物理选修3 34 4教学系列教学系列第十四章第十四章 电磁波电磁波第第3 3节节 电磁波应用及电磁波谱电磁波应用及电磁波谱 一、课前复习一、课前复习电磁波的发现电磁波的发现麦克斯韦电磁场理论麦克斯韦电磁场理论电磁波电磁波的频率与波电磁波电磁波的频率与波长的关系长的关系 电磁振荡电磁振荡振荡电流振荡电流振荡电路振荡电路 电磁波和电磁振荡电磁波和电磁振荡电磁振荡的规律电磁振荡的规律LC电磁振荡周期电磁振荡周期电磁波是怎样传递信息的呢？电磁波是怎样传递信息的呢？二、电磁波的发射二、电磁波的发射1 1、要有效发射电磁波的条件、要有效发射电磁波的条件A A、足够高的振荡频率、足够高的振荡

2、频率B B、开放电路、开放电路二、电磁波的发射二、电磁波的发射2 2、电磁波的调制、电磁波的调制调制调制调频调频调幅调幅二、电磁波的发射二、电磁波的发射2 2、电磁波的调制、电磁波的调制调幅波的形成：调幅波的形成：二、电磁波的发射二、电磁波的发射 在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变叫调制。号而改变叫调制。使高频振荡的振幅随信号而改变叫做调幅；使高频振荡的振幅随信号而改变叫做调幅；使高频振荡的频率随信号而改变叫做调频使高频振荡的频率随信号而改变叫做调频调幅广播调幅广播(AM)：中波和短波波段；：中波和短波波段；调频广播调频广播(FM)：微波（甚高频和

3、超高：微波（甚高频和超高频波段）频波段）二、电磁波的发射二、电磁波的发射2 2、电磁波的调制、电磁波的调制 接收电路接收电路 在无线电技术中，用天线和地线组在无线电技术中，用天线和地线组成的接收电路来接收电磁波成的接收电路来接收电磁波选台选台 （电谐振电谐振 ）调谐调谐三、电磁波的接收三、电磁波的接收调谐调谐利用利用“电谐振电谐振” 现象现象检波（解调）检波（解调）接收接收三、电磁波的接收三、电磁波的接收三、电磁波的接收三、电磁波的接收1）电谐振：当接收电路的固有频率跟接收到的）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磁波的频率相同时，接收电路中产生的振

4、荡电流最强，这种现象叫做电谐振，相当于机械电流最强，这种现象叫做电谐振，相当于机械振动中的共振。振动中的共振。2）使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐，）使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐，能够调谐的接收电路叫做调谐电路。能够调谐的接收电路叫做调谐电路。3 3）检波：从接收到的高频振荡中）检波：从接收到的高频振荡中“检检”出所出所携带的信号，叫做检波，它是调制的逆过程，携带的信号，叫做检波，它是调制的逆过程，因此也叫解调。因此也叫解调。三、电磁波的接收三、电磁波的接收电磁波的发射与接收全过程示意图低频电信号低频电信号高频载波信号高频载波信号调制调制发射发射接收接收_调谐调谐解调解调检波检波还原还

5、原四、电磁波与信息化社会四、电磁波与信息化社会1、电视、电视四、电磁波与信息化社会四、电磁波与信息化社会1、电视、电视 显像管的电子束显像管的电子束也在屏幕上扫描，也在屏幕上扫描，扫描的方式与步扫描的方式与步调与摄像管的扫调与摄像管的扫描描同步同步，同时，同时，显像管电子枪发显像管电子枪发射的电子束的强射的电子束的强弱弱受图象信号的受图象信号的控制控制。四、电磁波与信息化社会四、电磁波与信息化社会1、电视、电视四、电磁波与信息化社会四、电磁波与信息化社会1、电视、电视 雷达在军事、飞机导雷达在军事、飞机导航、气象预测方面有巨航、气象预测方面有巨大作用。大作用。四、电磁波与信息化社会四、电磁波与

6、信息化社会2、雷达、雷达测距：发射接收利用发射与接收之间的时间差，计算出物体的距离。四、电磁波与信息化社会四、电磁波与信息化社会2、雷达、雷达四、电磁波谱四、电磁波谱1、无线电波、无线电波无线电波的传播方式：无线电波的传播方式：长波长波短波短波微波微波 一切物体一切物体, ,都在辐射红外线都在辐射红外线. . 物体温度越高物体温度越高, ,辐射的红外线越强辐射的红外线越强. . 物体温度越高物体温度越高, ,辐射的红外线波辐射的红外线波长越短长越短. . 热辐射热辐射-即红外线辐射即红外线辐射, ,热传递方式之一热传递方式之一在电在电磁波中，能够作用于人的眼睛并引起视觉的，只是磁波中，能够作用

7、于人的眼睛并引起视觉的，只是一个很窄的波段，通常叫做可见光。一个很窄的波段，通常叫做可见光。 其中波长最短的是紫光，波长约为其中波长最短的是紫光，波长约为400nm400nm波长波长最长的是红光，波长约为最长的是红光，波长约为770nm. 770nm. 波长更长的光不能波长更长的光不能引起视觉，叫做红外线，红外线的波长范围很宽引起视觉，叫做红外线，红外线的波长范围很宽. . 约为约为770nm770nm10106 6nmnm四、电磁波谱四、电磁波谱2、红外线、红外线利用灵敏的红外线探利用灵敏的红外线探测器接收物体发出的测器接收物体发出的红外线，用电子仪器红外线，用电子仪器对收到的信号进行处对收

8、到的信号进行处理，就可以知道被测理，就可以知道被测物体的信息物体的信息 红外线主要作红外线主要作用是热作用，可以用是热作用，可以利用红外线来加热利用红外线来加热物体和进行红外线物体和进行红外线遥感遥感 红外线技红外线技术的应用术的应用注意注意: : 烤箱中的红光烤箱中的红光, ,不是不是红外线红外线, ,红外线是看不见红外线是看不见的的. . 紫外线也是不可见光，他的波长比紫光还短，大约为紫外线也是不可见光，他的波长比紫光还短，大约为5nm5nm40nm40nm紫外线有荧光作用，有些物质受到紫外线紫外线有荧光作用，有些物质受到紫外线照射时可以发出可见光照射时可以发出可见光 紫外线可以促使人体合

9、成维生素紫外线可以促使人体合成维生素D D，有助于人体对钙，有助于人体对钙的吸收，所以儿童经常晒太阳能够预防缺钙引起的佝偻的吸收，所以儿童经常晒太阳能够预防缺钙引起的佝偻病，但是过多的紫外线会使皮肤粗糙，甚至诱发皮肤病，但是过多的紫外线会使皮肤粗糙，甚至诱发皮肤癌癌 紫外线能够杀灭多种细菌，可以用紫外线进行消毒紫外线能够杀灭多种细菌，可以用紫外线进行消毒注意：红外线与紫外线人眼都是看不到的注意：红外线与紫外线人眼都是看不到的四、电磁波谱四、电磁波谱3、紫外线、紫外线 画面上可以清晰的看到钱画面上可以清晰的看到钱币上的防伪标记币上的防伪标记 紫外线紫外线注意注意: 消毒灯、验钞机灯看起消毒灯、验

10、钞机灯看起来是淡蓝色的。这不是紫外来是淡蓝色的。这不是紫外线。线。 紫外线看不见。紫外线看不见。 消毒灯、验钞机灯除发消毒灯、验钞机灯除发出紫外线外，还发出少量紫出紫外线外，还发出少量紫光和蓝光光和蓝光 波长比紫外线更短的光叫做伦琴射线，也叫波长比紫外线更短的光叫做伦琴射线，也叫X X射线射线. .是德国物理学家伦琴在是德国物理学家伦琴在18951895年发现年发现的他的穿透能力很强，能使包在黑纸里的照的他的穿透能力很强，能使包在黑纸里的照像底片感光，下图是产生像底片感光，下图是产生X X射线的装置，叫做射线的装置，叫做X X射线管：射线管：1 1、K K是阴极是阴极2 2、A A是阳极是阳极

11、（也叫对阴极）（也叫对阴极）四、电磁波谱四、电磁波谱4、紫外线、紫外线 此外还有比伦琴射线波长此外还有比伦琴射线波长更短的电磁波，那就是更短的电磁波，那就是射线，射线，我们将在以后学习我们将在以后学习点击画面观看动画点击画面观看动画电磁波谱电磁波谱波长短波长长频率高频率低 按频率由小到大（波长由大到小）排列形按频率由小到大（波长由大到小）排列形成的电磁波谱是：无线电波、红外线、可见光、成的电磁波谱是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、紫外线、伦琴射线、射线射线 这些频率不同的电磁波本质是相同的它这些频率不同的电磁波本质是相同的它们的行为服从共同的规律，们的行为服从共同的规律， 但是他

12、们产生的机理不同，因而具有不同但是他们产生的机理不同，因而具有不同的特性在观察方法和应用上也有所不同的特性在观察方法和应用上也有所不同 关于电磁波谱的几点强调关于电磁波谱的几点强调 1 1不同电磁波产生的机理不同电磁波产生的机理 无线电波是振荡电路中自由电子作周期性无线电波是振荡电路中自由电子作周期性的运动产生的的运动产生的 红外线、可见光、紫外线是原子外层电子红外线、可见光、紫外线是原子外层电子受激发产生的受激发产生的 伦琴射线是原子内层电子受激发产生的伦琴射线是原子内层电子受激发产生的 射线是原子核受激发产生的射线是原子核受激发产生的关于电磁波谱的几点强调关于电磁波谱的几点强调 2 2、频率、频率( (波长波长) )不同的电磁波表现出作用不同不同的电磁波表现出作用不同 红外线主要作用是热作用，可以利用红外线红外线主要作用是热作用，可以利用红外线来加热物体和进行红外线遥感；来加热物体和进行红外线遥感； 紫外线主要作用是化学作用，可用来杀菌和紫外线主要作用是化学作用，可用来杀菌和消毒；