物理選擇性必修第二冊(cè)·滬科版第八章電磁振蕩與電磁波第3節(jié)電磁波的傳播和接收科學(xué)探究通過實(shí)物展示電視廣播的接收過程，鍛煉學(xué)生對(duì)實(shí)際問題的研

討能力。體會(huì)電磁波的應(yīng)用對(duì)現(xiàn)代社會(huì)的影響，明確不同的電磁波具有的不同用途和危害，引發(fā)學(xué)生對(duì)波動(dòng)現(xiàn)象的好奇心。物理觀念理解調(diào)制、調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)諧、解調(diào)、電諧振等概念，能看懂無線電波接收示意圖。了解什么是電磁波譜及不同

波長(或頻率)范圍

的電磁波的特性以及應(yīng)用?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任通過電磁波的應(yīng)用，體會(huì)科技的發(fā)展對(duì)社會(huì)的推動(dòng)作用。引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并嘗試歸納現(xiàn)象的學(xué)習(xí)習(xí)慣，激發(fā)學(xué)生勇于探索的積極性?？茖W(xué)思維學(xué)會(huì)分析無線電波接收的工作原理，領(lǐng)會(huì)無線電波在實(shí)際生活生產(chǎn)中的應(yīng)

用流程。了解電磁波譜中各波段的主要特性和在科技、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展中的應(yīng)用。學(xué)習(xí)目標(biāo)——物理學(xué)科素養(yǎng)1.了解無線電波的特點(diǎn)，知道電磁波波長λ、頻2.知道什么是電磁波譜，知道電磁波譜中各種電磁波的排列順序，不同波長電磁波的特征及主要用途(重點(diǎn))。3.理解調(diào)制(調(diào)幅、調(diào)頻)、電諧振、調(diào)諧、解調(diào)在電磁波接收過程中的作用(難點(diǎn))。率f及波速c之間的關(guān)系為

(重點(diǎn))。教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)當(dāng)A、B兩金屬球間產(chǎn)生電火花時(shí)就會(huì)產(chǎn)生變化的電磁場，這種變化的電磁場傳播到導(dǎo)線環(huán)時(shí)，在導(dǎo)線環(huán)中激發(fā)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，使導(dǎo)線環(huán)上

兩小球間也產(chǎn)生電火花。這個(gè)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在。如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，當(dāng)接在高壓感應(yīng)圈上的兩金屬球間有電火花時(shí)，導(dǎo)線環(huán)上兩小球間也會(huì)產(chǎn)生電火花，這是為什么?這個(gè)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了什么?課堂引入知識(shí)點(diǎn)1電磁波的特性如果在空間某區(qū)域有周期性變化的電場，就會(huì)在周圍引起變化的磁場，變化的電場和磁場又會(huì)在較遠(yuǎn)的空間引起新的變化的電場和磁場。這樣

變化的電場和磁場由近及遠(yuǎn)地向周圍傳播，就形成了電磁波。電磁波雖

然也與機(jī)械波一樣有反射、折射、干涉、衍射等波的普遍特征，不過電

磁波與機(jī)械波之間卻有著本質(zhì)上的區(qū)別。類比機(jī)械波的特點(diǎn)，電磁波有哪些特點(diǎn)?知識(shí)點(diǎn)1:電磁波的特性

探究新知知識(shí)點(diǎn)1:電磁波的特性

探究新知1.電磁波的產(chǎn)生：變化的電

場和磁

場交替產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)地向周圍傳播，形

成電磁波。2.電磁波的特點(diǎn)(1)電磁波在真空傳播時(shí)，它的電場強(qiáng)度E

與磁感應(yīng)

強(qiáng)度B互相垂直且均與傳播方向垂直。如圖所示。(2)電磁波的傳播

不需要

介質(zhì)，在真空中電磁波的傳播速度跟光速相同，即

真空=c=3.0×108m/s。(3)電磁波能產(chǎn)生反射、折射、干涉、偏振和衍射等現(xiàn)象，電磁波也是傳播能

量的一種形式。(4)電磁波波長λ、頻率f及波速c之間的關(guān)系為知識(shí)點(diǎn)2無線電波的傳播收音機(jī)

電視

紅外線理療儀紫外線消毒燈(1)什么是無線電波?X射線膠片

伽馬刀(2)它是如何劃分的?(3)它有哪些特性?又有哪些應(yīng)用?不同的電磁波具有不同的波長(頻率),具有不同的特性。按電磁波的波長大小或頻率高低的順序把它們排列成譜，叫作電磁波譜。如圖所示：可見光無線電波長波中波短波

微波

紅外線

紫外線

X射線

γ射線波長/m102

10°10-210-410-610-810-

1010-12知識(shí)點(diǎn)2:無線電波的傳播

探究新知(1)無線電波：把波長大于1mm(頻率低于300GHz)的電磁波稱作無線電波。知識(shí)點(diǎn)2:無線電波的傳播

探究新知波段波長/m頻率/MHz傳播方式主要用途長波30000～30000.01～0.1地波廣播、導(dǎo)航中波3000～2000.1～1.5地波和天波中短波200～501.5～6天波調(diào)幅

(

A

M)

廣播、導(dǎo)航短波50～106～30微

波米

波(

V

H

F

)10～130～300近似直線傳播調(diào)

頻

(

F

M

)廣播、電視、導(dǎo)航分

米

波(

U

H

F

)1～0.1300～3000直線傳播電視雷達(dá)移動(dòng)通信導(dǎo)航射電天文厘米波0.1～0.013000～30000毫米波0.01～0.00130000～300000(

2)按波長(頻率)可以把無線電波劃分為若干波段。不同波段的無線電波的傳播特點(diǎn)不一樣，發(fā)射、接收所用的設(shè)備和技術(shù)也不盡相同，因此各有不同的用途。我國無線電波的部分波段劃分如下表所示：知識(shí)點(diǎn)2:無線電波的傳播

探究新知(3)無線電波的傳播能力很強(qiáng)，傳播過程中的波動(dòng)性比較明顯。廣泛應(yīng)用于通信、廣播及其他信號(hào)傳輸。無線電波的波長差別很大，其衍射和反射能力也各不相同，相應(yīng)地有三種傳播方式：地波(地面?zhèn)鞑?、天波(電離層反射傳播)和空間知識(shí)點(diǎn)2:無線電波的傳播

探究新知波(直線傳播)?？臻g波示意圖天波示意圖地波示意圖知識(shí)點(diǎn)3電磁波的接收從理論上說，在空間傳播的電磁波，遇到任何導(dǎo)體，都能通過電磁感應(yīng)使導(dǎo)體中產(chǎn)生與其頻率相同的振蕩電流，把一部分能量傳遞給這個(gè)導(dǎo)體。無線電通信是怎樣利用電磁波來傳遞信號(hào)呢?1.無線電波的發(fā)射(1)調(diào)制：把要傳遞的信號(hào)“加”到高頻等幅振蕩電流上，使載波隨各種

信號(hào)而

改變。甲

載

波-…知識(shí)點(diǎn)3:電磁波的接收

探究新知乙

信

號(hào)(2)調(diào)制的分類①調(diào)幅(AM):使高頻電磁波的振幅隨信號(hào)的強(qiáng)弱

而改變的調(diào)制技術(shù)，如圖所示。②調(diào)頻(FM):

使高頻電磁波的頻率隨信號(hào)的強(qiáng)弱

而改變的調(diào)制技術(shù)，如圖所示。知識(shí)點(diǎn)3:電磁波的接收

探究新知丁調(diào)頻波丙

調(diào)幅波知識(shí)點(diǎn)3:電磁波的接收發(fā)射的電磁波是如何被接收到的呢?實(shí)驗(yàn)表明：當(dāng)兩個(gè)矩形線框面積相等時(shí)，振蕩電流最大。探究新知當(dāng)電磁波的頻率和振蕩電路的固有頻率相同時(shí)，振蕩電流的振幅最大，接收到的能量最大，這個(gè)現(xiàn)象叫做電諧振。使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫知識(shí)點(diǎn)3:電磁波的接收

探究新知如何還原聲音與圖像信號(hào)?作調(diào)

諧。知識(shí)點(diǎn)3:電磁波的接收

探究新知1.接收原理：電磁波在傳播時(shí)如果遇到導(dǎo)

體

，會(huì)使導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，空中的導(dǎo)體可以用來接收電磁波，這個(gè)導(dǎo)體就是接收天線。2.接收方法(1)解調(diào)：把聲音或圖像信號(hào)從高

頻電

流中還原出來的過程。調(diào)幅波的

解調(diào)也叫檢波。(2)無線電波的接收過程：接收電路——調(diào)諧——電諧振——檢波。無線電廣播的是如何發(fā)射和接收的呢?3.電視廣播的發(fā)射和接收(1)電視廣播信號(hào)是一種無線電信號(hào)，實(shí)際傳播中需要通過載波將信號(hào)調(diào)

制成高頻信號(hào)再進(jìn)行傳播。(2)電視信號(hào)的接收：在電視接收端，接收到的高頻電磁波信號(hào)經(jīng)過解調(diào)

將得到的電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閳D像信號(hào)和伴音信號(hào)。知識(shí)點(diǎn)3:電磁波的接收

探究新知載波發(fā)生器調(diào)制器

和放大器(a)發(fā)射過程(b)接收過程選臺(tái)

和解調(diào)示例廣播電視、移動(dòng)通信等通信方式都需要頻率資源，占用一定的頻率帶寬，通常一套電視信號(hào)的頻帶寬度為8MHz,若某多媒體廣播電視的中心頻率為411MHz,請(qǐng)計(jì)算這一廣播電視頻率范圍對(duì)應(yīng)的波長范圍。答案0.723~0.737m知識(shí)點(diǎn)3:電磁波的接收

探究新知解析電視信號(hào)的中心頻率411MHz、

頻率寬度8MHz,

可知該電視信號(hào)的電磁波頻率范圍是407~415MHz,

當(dāng)頻率為f?=407MHz=4.07×10?Hz知識(shí)點(diǎn)3:電磁波的接收

探究新知因此，該廣播電視對(duì)應(yīng)的電磁波波長范圍為0.723~0.737m。當(dāng)頻率為f?=415MHz=4.15×108Hz對(duì)應(yīng)的電磁波波長對(duì)應(yīng)的電磁波波長m≈0.723m一

、電磁波的特性二、無線電波的傳播三、電磁波的接收課堂總結(jié)

電場和磁場相互垂直不需要介質(zhì)，速度為光速關(guān)系：λ=三種傳播方式：調(diào)制發(fā)射

接收

解調(diào)地波天波空間波電磁波

的傳播

和接收課內(nèi)知識(shí)通關(guān)練

鞏固新知1.

(多選)下列關(guān)于無線電廣播對(duì)電磁波進(jìn)行調(diào)制的原因的說法正確的是(A.

經(jīng)過調(diào)制后的高頻電磁波向外輻射能量的本領(lǐng)更強(qiáng)B.經(jīng)過調(diào)制后的電磁波在空間傳播得更快C.經(jīng)過調(diào)制后的電磁波在空間傳播的波長不變D.經(jīng)過調(diào)制后的高頻電磁波才能把我們要告知對(duì)方的信號(hào)有效地傳遞出去課內(nèi)知識(shí)通關(guān)練

鞏固新知答案

AD解析

調(diào)制是把低頻信號(hào)加到高頻電磁波上增強(qiáng)發(fā)射能力，也就是把含有信

息的低頻信號(hào)加載到高頻電磁波上，頻率變大，即輻射能量的本領(lǐng)變強(qiáng)，易于向外發(fā)射，A正確；電磁波在空氣中的波速接近光速，傳播速度不變，B錯(cuò)誤；根據(jù)

v=λf可知，傳播速度不變，頻率改變，則波長必然改變，

C錯(cuò)誤；要把電磁波有效地發(fā)射出去，必須有足夠高的頻率，經(jīng)過調(diào)制之后的波具有較高頻率，從而把我們要告知對(duì)方的信號(hào)有效地傳遞出去，D正確。的中波電臺(tái)收不到，但可以接收其他中波電臺(tái)。下列說法或做法正確的是(A.為了收到這個(gè)電臺(tái)，他應(yīng)該增加線圈的匝數(shù)B.將可變電容器的動(dòng)片旋出一些后將接收到波長更大的電信號(hào)

C

調(diào)節(jié)“調(diào)頻”旋鈕的目的是使調(diào)諧電路的固有頻率跟接收的

電磁波頻率相同D.收音機(jī)經(jīng)過調(diào)諧電路后就可以得到我們所需要的聲音信號(hào)課內(nèi)知識(shí)通關(guān)練

鞏固新知2.收音機(jī)的調(diào)諧電路如圖所示，旋轉(zhuǎn)收音機(jī)面板上的“調(diào)頻”旋鈕可以改變可變電容器C的電容，進(jìn)而改變調(diào)諧電路的頻率。某同學(xué)發(fā)現(xiàn)一個(gè)頻率最高答案

C解析收不到高頻電臺(tái)的信號(hào)，因此需要增加調(diào)諧電路的固有頻率，根據(jù)可知，減小線圈匝數(shù)，會(huì)導(dǎo)致自感系數(shù)減小，從而使固有頻率增加，所以應(yīng)該減小線圈匝數(shù)，故A錯(cuò)誤；電容器的動(dòng)片旋出一些相當(dāng)于電容減小，因此固有頻率會(huì)增加，根據(jù)公式

知，頻率越大，波長越小，所以電容器的動(dòng)片旋出一些后將接收到波長更小的電信號(hào)，故B

錯(cuò)誤；調(diào)節(jié)“調(diào)頻”旋鈕的目的是達(dá)到共振，使調(diào)諧電路的固有頻率跟接收的電磁波頻率相同，故C

正確；收音機(jī)經(jīng)過調(diào)諧課內(nèi)知識(shí)通關(guān)練

鞏固新知課內(nèi)知識(shí)通關(guān)練

鞏固新知電路后還需要通過解調(diào)才能得到我們需要的聲音信號(hào)，故D

錯(cuò)誤。課內(nèi)知識(shí)通關(guān)練