1、高中物理選修3-4第十四章知識點總結及練習第十四章 電磁波第一節(jié)電磁波的發(fā)現知識點：電磁場理論 變化的電場產生磁場，變化的磁場產生電場例題：關于電磁場理論，下列說法正確的是 ( )a穩(wěn)定的電場周圍能產生磁場b變化的電場周圍產生的磁場一定也是變化c均勻變化的電場周圍產生的磁場一定也是均勻變化d振蕩電場周圍產生同頻率的振蕩磁場練習：1、一個電子向一個固定不動的質子運動過程中， ( )a有可能發(fā)射電磁波 b不可能發(fā)射電磁波c電子和質子組成的系統(tǒng)機械能一定守恒 d電子和質子組成的系統(tǒng)能量一定守恒2、下列關于電磁波與機械波的說法正確的是 ( )a機械波和電磁波的傳播都需要介質 b機械波和電磁波都是橫波c

2、機械波和電磁波都是傳播能量或信息的一種方式 d公式vf都適用3、下列關于電磁波的說法正確的是 ( )a電磁波是電磁場由近及遠的傳播b電磁波在任何介質中的傳播速度都為3108m/sc電磁波也能發(fā)生干涉和衍射現象d電磁波由真空進入某種介質時，波長將變短 1 k 2 c lg第二節(jié)電磁振蕩知識點：電磁振蕩電路 1、實驗右圖所示。將電鍵k扳到1，給電容器充電，然后將電鍵扳到2，此時可以見到g表的指針來回擺動。2、總結：能產生大小和方向都都作周期發(fā)生變化的電流叫 振蕩電流。能產生振蕩電流的電路叫振蕩電路。 其中最簡單的振蕩電路叫l(wèi)c回路。3、振蕩電流是一種交變電流，是一種頻率很高的交變電流，它無法用線圈

3、在磁場中轉動產生，只能是由振蕩電路產生。4、那么振蕩電路中的交變電流有一些什么樣的性質： 甲 乙 丙 丁 戊 （1）介紹振蕩電路中交變電流的一些重要性質：對應的電流圖像 i 0 t t 對應電容器所帶的電量q q 0 t t（2）電路分析：甲圖： 電場能達到最大，磁場能為零，電路感應電流i=0甲乙： 電場能，磁場能，電路中電流i，電路中電場能向磁場能轉化，叫放電過程。乙圖： 磁場能達到最大，電場能為零，電路中電流i達到最大。乙丙： 電場能，磁場能，電路中電流i，電路中電場能向磁場能轉化，叫充電過程。丙圖： 電場能達到最大（與甲圖的電場反向），磁場能為零，電路中電流為零。丙?。?電場能，磁場能，

4、電路中電流i，電路中電場能向磁場能轉化，叫放電過程。丁圖： 磁場能達到最大，電場能為零，回路中電流達到最大（方向與原方向相反），丁戊：電場能，磁場能，電路中電流i，電路中電場能向磁場能轉化，叫充電過程。戊與甲是重合的，從而振蕩電路完成了一個周期。綜述： 充電完畢（充電開始）：電場能達到最大，磁場能為零，回路中感應電流i=0。 放電完畢（放電開始）：電場能為零，磁場能達到最大，回路中感應電流達到最大。 充電過程：電場能在增加，磁場能在減小，回路中電流在減小，電容器上電量在增加。從能量看：磁場能在向電場能轉化。 放電過程：電場能在減少，磁場能在增加，回路中電流在增加，電容器上的電量在減少。從能量看

5、：電場能在向磁場能轉化。 歸納：在振蕩電路中產生振蕩電流的過程中，電容器極板上的電荷，通過線圈的電流，以及跟電流和電荷相聯系的磁場和電場都發(fā)生周期性變化，這種現象叫電磁振蕩。0t1t2t3t4tu例題：在lc回路中，電容器兩端的電壓隨時間的變化關系如圖所示，則 ( )a在t 1時刻電路中的電流達到最大b在t 2時刻電容器極板上的電荷量達到最大c從t 2到t 3的過程中，電容器中的電場能不斷增大d從t 3到t 4的過程中，線圈中的磁場能不斷減小練習：1、關于lc振蕩電路，下列說法正確的是 ( )a電容器放電完畢瞬間，回路中的電流最大，電場能最大b若線圈的電感增大，則充放電過程變慢c若減小電容器兩

6、極板間的距離，則充放電過程變快d每一個周期內，電容器完成一次充、放電過程2、要增大lc振蕩電路的振蕩頻率，下列可行的方法是 ( ) a減少線圈匝數 b在線圈中插入鐵芯c增大電容器兩極板間的距離 d將電容器兩極板間插入電介質3、在lc振蕩電路中，電容器上的電荷量從最大值變化到零的最短時間為 ( )a b c d第3節(jié) 電磁波的發(fā)射和接收知識點：麥克斯韋理論1、變化的磁場產生電場。2、麥克斯韋研究了電現象和磁現象，他預言既然變化的磁場能產生電場，那么變化的電場也能產生磁場。變化的電場產生磁場3、分析 恒定的電場周圍無磁場，恒定的磁場周圍無電場。 均勻變化的電場周圍產生恒定的磁場，均勻變化的磁場周圍

7、產生恒定的電場。 周期性變化的電場周圍存在同周期的磁場，周期性變化的磁場在周圍產生同周期的電場。4、電磁場的形成：變化的電場和變化的磁場是相互聯系著的一個不可分割的統(tǒng)一體，這就是電磁場。 麥克斯韋預言：這種電磁場由發(fā)生區(qū)域向無限遠處的空間傳播就形成了電磁波。且在真空中電磁波的傳播速度跟光速相等。 麥克斯韋的預言最后由物理學家赫子證實了電磁波的存在，并進一步分析電磁波在真空中的傳播速度為c=3.00108m/s 電磁波的波長由v=f得到f=c/5、無線電波：無線電技術中使用的電磁波叫做無線電波。無線電波的波長從幾毫米到幾十千米。通常根據波長或頻率把無線電波分成幾個波段長波、中波、中短波、短波、微

8、波。6.無線電波的接收（1）電諧振：當接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時，接收電路中產生的振蕩電流最強的現象。（2）調諧電路（3）檢波：從接收到的高頻振蕩中“檢”出所攜帶的信號。例題：電磁波傳播需要一段時間，0.48s1某調諧電路的可變電容器的動片從完全旋出到完全旋入，仍接收不到某較低頻率的電臺發(fā)出的信號。則要接收到該信號，可行的方法是 ( )a增大調諧電路中線圈的匝數 b增大電源電壓c在線圈兩端并聯一個較小的電容器 d減小電源電壓練習：1、一臺無線電接收機，當它接收頻率為535khz的信號時，調諧電路中電容器的電容為270pf；若調諧電路的線圈電感不變，則要接收頻率為1605kh

9、z的信號時，調諧電路中電容器的電容應變?yōu)?（ ） a30pf b90pf c150pf d710pf2、目前雷達發(fā)射的電磁波頻率多在200mhz至1000mhz的范圍內，則 ( )a真空中上述雷達發(fā)射的電磁波的波長范圍在0.3m至1.5m之間 b電磁波是由恒定不變的電場或磁場產生的c測出從發(fā)射電磁波到接收反射波的時間間隔可以確定雷達和目標的距離d波長越短的電磁波，反射性越強3、關于無線電波的接收，下列說法中正確的是 ( )a當接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波頻率相同時，該電磁波所帶的信號就被接收了b使接收電路中產生諧振的過程叫做調諧 c收音機的調諧電路是lc振蕩回路 d從接收到的高頻振蕩中“

10、檢”出所攜帶的信號，叫做檢波第四節(jié)電磁波與信息化社會 知識點：電視和雷達電視電視的歷史1927年，美國人研制出最早的電視機。1928年，美國通用公司生產出第一臺電視機。1925年，美國開始試驗發(fā)射一些電視圖像，不僅小，而且模糊不清。1927年，紐約州斯克內克塔迪一家老資格的無線電臺開始每周三次進行試驗性廣播。1939年，全國廣播公司在紐約市試驗廣播。美國最早的電視機，熒光屏是圓形的，只有5-9英寸大，差不多要坐在電視機跟前才能看清。但是，電視很快以驚人的速度沖進了美國人的家庭（第二次世界大戰(zhàn)中，電視的發(fā)展一度陷入停頓。1947年美國家庭中約有14萬臺電視機，1949年達到近100萬臺。1955

11、年，將近3000萬臺，1960年，達6000萬臺，于1951年問世的彩色電視機以及大屏幕電視機也進入美國人家庭。目前美國約有l(wèi)2l億臺電視機，平均不到兩個人就有一臺電視機）。中國最早的電視誕生在1958年3月17日。這天晚上，我國電視廣播中心在北京第一次試播電視節(jié)目，國營天津無線電廠（后改為天津通信廣播公司）研制的中國第一臺電視接收機實地接收試驗成功。這臺被譽為“華夏第一屏”的北京牌820型35cm電子管黑白電視機，如今擺在天津通信廣播公司的產品陳列室里。我國在1958年以前還沒有電視廣播，國內不能生產電視機。1957年4月，第二機械工業(yè)部第十局把研制電視接收機的任務交給國營天津無線電廠，廠領

12、導立即組織試制小組，黃仕機同志主持設計。當年，試制組多數成員只有20歲上下，他們對電視這門綜合電、磁、聲、光的新技術極其生疏，沒有見過電視機，參考資料也很少，通過對資料、國外樣機、樣件的研究，他們根據當時國內元器件生產能力和工藝加工水平，制定了“電視接收和調頻接收兩用、通道和掃描分開供電、采用國產電子管器件”的電視機設計方案。我國第一臺電視機的試制成功，填補了我國電視機生產的空白，是我國電視機生產史的起點，今天我國已成為世界電視機生產大國。電視的錄制電視在電視發(fā)射端，由攝像管（圖18-14）攝取景物并將景物反射的光轉換為電信號。攝像鏡頭把被攝景物的像投射在攝像管的屏上，電子槍發(fā)出的電子束對屏上

13、的圖像進行掃描。掃描的路線如圖所示，從a開始，逐行進行，直到b。電子束把一幅圖像按照各點的明暗情況，逐點變?yōu)閺娙醪煌男盘栯娏?。天線則把帶有圖像信號的電磁波發(fā)射出去。掃描行數：普通清晰度電視（ldtvlow definition television的簡稱）200-300線，標準清晰度電視（sdtv）500-600線，高清晰度電視（hdtv）1000線以上。信號的調制與發(fā)射調制過程見圖18-17甲圖。請注意，攝象機無法在屏幕上顯現聲音信號，因此，這里還有一個同步錄音后，將聲波（機械波）轉換成點信號的過程。最后，圖象（電）信息和聲音（電）信息都要同時調制在高頻載波中去。攝像機在一秒內傳送25張畫

14、面，這些畫面都要通過發(fā)射設備發(fā)射出去。電視接收機也以相同的速率在熒光屏上顯現這些畫面。由于畫面更換迅速，眼睛又有視覺暫留現象，所以我們感覺到的是連續(xù)的活動景像。電視信號的接收在電視接收端，天線收到電磁波后產生感應電流，經過調諧、解調等處理，將得到的圖像信號送到顯像管（圖18-16），還原成景物的像。顯像管里的電子槍發(fā)射的電子束也在熒光屏上掃描，掃描的方式和步調與攝像管的掃描同步。同時，顯像管電子槍發(fā)射電子束的強弱受圖像信號的控制，這樣在熒光屏上便出現了與攝像屏上相同的像。電視機天線接收到的電磁波除了載有圖像信號外，還有伴音信號。伴音信號經解調取出后送到揚聲器。電視技術還廣泛應用在工業(yè)、交通、文

15、化教育、國防和科學研究等各個方面。現代化的辦公室常常用到傳真機。電視傳遞的是活動的圖像，而傳真?zhèn)鬟f的是靜止的圖像，如圖表、書信、照片等。傳真的原理和電視相似，也是把圖像逐點變成電信號，然后通過電話線或其他途經傳送出去。介紹：數字電視和等離子電視數字電視是電視數字化和網絡化后的產物。相對于傳統(tǒng)的模擬電視，它可以同時傳輸和接收多路視頻信號和其他數字化信息，同時令信息數字化存儲以便觀眾隨時調用。其圖像水平清晰度達到線以上，聲音質量也非常高。與傳統(tǒng)的模擬電視相比，數字電視的優(yōu)點體現在：第一，提高了頻率資源的利用率。利用數字壓縮技術可以在一個標準有線電視模擬頻道中傳輸410套電視節(jié)目。第二，提高電視信號

16、的傳輸和接收質量，可以保證用戶接收到和前端播出效果基本相同的電視信號。第三，可以提供數據廣播。第四，逐步改變觀眾傳統(tǒng)的收視習慣，由被動收看到準視頻點播（nvod）收看，以至下一步的收看真正的視頻點播(vod)。頻率資源的增加有利于節(jié)目數量的增加和頻道的專業(yè)化，可滿足不同觀眾群體的需要。我國將在2008年全面推進數字高清晰度電視，2010年基本實現數字化，2015年停止模擬信號的播出。觀眾家里只要能夠收看有線電視，那么，再接上一個機頂盒就可以收看豐富多彩的數字電視了。等離子電視（pdmplasma display monitor的簡稱）: 等離子（pdp）是指通過在兩張薄玻璃板之間充填混合氣體，

17、施加電壓使之產生離子氣體，然后使等離子氣體放電并與基板中的熒光體發(fā)生反應，從而產生彩色影像的電視產品。它以等離子管作為發(fā)光元件，大量的等離子管排列在一起構成屏幕，每個等離子對應的每個小室內都充有氖氙氣體，在等離子管電極間加上高壓后，封在兩層玻璃之間的等離子管小室中的氣體會產生紫外光，并激發(fā)平板顯示屏上的紅綠藍三基色熒光粉發(fā)出可見光。每個等離子管作為一個像素，由這些像素的明暗和顏色變化組合使之產生各種灰度和色彩的圖像，類似顯像管發(fā)光。等離子電視又被稱做“壁掛式電視”，不受磁力和磁場影響，具有機身纖薄、重量輕、屏幕大、色彩鮮艷、畫面清晰、亮度高、失真度小、視覺感受舒適、節(jié)省空間等優(yōu)點。目前，常見的

18、等離子電視有42、52、60寸。雷達雷達是利用無線電波測定物體位置的無線電設備。電磁波如果遇到尺寸明顯大于波長的障礙物就要發(fā)生反射，雷達就是利用電磁波的這個特性工作的波長越短的電磁波，傳播的直線性越好，反射性能越強，因此雷達用的是微波。雷達的天線可以轉動。它向一定的方向發(fā)射不連續(xù)的無線電波（叫做脈沖）。每次發(fā)射的時間不超過1ms，兩次發(fā)射的時間間隔約為這個時間的100倍。這樣，發(fā)射出去的無線電波遇到障礙物后返回時，可以在這個時間間隔內被天線接收。測出從發(fā)射無線電波到收到反射波的時間，就可以求得障礙物的距離，再根據發(fā)射電波的方向和仰角，便能確定障礙物的位置了。 實際上，障礙物的距離等情況是由雷達

19、的指示器直接顯示出來的。當雷達向目標發(fā)射無線電波時，在指示器的熒光屏上呈現一個尖形脈沖；在收到反射回來的無線電波時，在熒光屏上呈現第二個尖形脈沖，如圖所示。根據兩個脈沖的間隔可以直接從熒光屏上的刻度讀出障礙物的距離現代雷達往往和計算機相連，直接對數據進行處理。利用雷達可以探測飛機、艦艇、導彈等軍事目標，還可以用來為飛機、船只導航。在天文學上可以用雷達研究飛近地球的小行星、慧星等天體，氣象臺則用雷達探測臺風、雷雨云。例題：早期電視機接收的頻道為112頻道（48.5223.5mhz），現在的全頻道電視機所接收的頻道除了112頻道以外，還包括1356頻道（470862mhz），試求早期電視機和全頻道

20、電視機所接收的無線電波的波長范圍。早期：1.35m6.19m，全道：0.35m6.19m 8、176m/s練習：1、利用雷達測云層離我們觀察點的距離時，電磁波從發(fā)射到吸收共經歷1ms時間，則該云層到觀察點的距離為 ( )a100km b150km c200km d250km2、在海灣戰(zhàn)爭中，利用紅外線探測儀發(fā)現目標“飛毛腿”導彈，然后將信號發(fā)射給通訊衛(wèi)星，再由通訊衛(wèi)星發(fā)射到美國本部，經過計算機處理再發(fā)出指令，由原來的通道返回戰(zhàn)聲發(fā)射“愛國者”，對導彈進行攔截。設同衛(wèi)星距離地面高度約為3萬6千公里，則該信號在空中傳播所用的時間約為 （ ）a0.1s b0.12s c0.15s d0.24s3、關

21、于電視信號的發(fā)射，下列說法中說法的是 ( )a攝像管輸出的電信號可以直接通過天線向外發(fā)射b攝像管輸出的電信號必須加在高頻等幅振蕩電流上，才能向外發(fā)射c伴音信號和圖像信號是同步向外發(fā)射的d電視臺發(fā)射的是帶有信號的高頻電磁波第5節(jié) 電磁波譜知識點：電磁波譜的各個物理量的排序電磁波譜：波長由長到短排列（頻率由低到高）順序無線電波紅外線可見光紫外線倫琴（x）射線射線 紅 橙 黃 綠 藍 靛 紫波長：由長到短 （紅光最容易衍射，條紋間距最大）頻率：由低到高 （能量由小到大）折射率：由小到大（紫光偏折最大，紅光偏折最?。┡R界角：由大到小 （紫光最容易發(fā)生全反射）在同種介質中的波速：由大到小1）無線電波2）紅外線：一切物體都在輻射紅外線（1）主要性質；最顯著的作用：熱作用，溫度越