电磁振荡
【教学目标】
1．理解振荡电路和振荡电流的定义。
2．知道等幅振荡和减幅振荡概念。
3．会分析振荡电流变化过程中，电场能和磁场能的相互转化的规律，并会分析振荡电流在一个周期变化过程中，电容器上电荷的变化情况及电感线圈中电流大小和方向的变化情况。
4．理解振荡电流产生的原因及本质。
【教学重难点】
1．通过实验总结概念：振荡电路、振荡电流、减幅振荡以及等幅振荡等。
2．分析LC回路中振荡电流的产生过程是本节的重点和难点，电磁振荡产生的物理过程较为抽象，所以重点放在电路中电场能和磁场能的相互转化规律。还必须明确回路电流与电容器板上电荷的变化情况恰好相反，电流增大，电荷减少；电流最大，电荷最小（为零），以及回路中各个物理量之间的变化规律。
3．理解振荡电流产生的原因及本质。
【教学方法】
举例、提问、小组实验、多媒体课件、讨论等。
【实验器材】
电容C、电感L、电流表G、电池组、导线、开关等
【教学过程】
（1）新课引入
日常生活中打电话是通过什么传播实现信息交互？利用电磁波。简单举例生活中电磁波的应用，提出电磁波到底如何产生的？类比机械波，电磁波和机械波一样，产生需要一个波源。那么这个“波源”究竟是什么呢？复习回顾麦克斯韦电磁场理论：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场。要产生电磁波，空间需要一个周期性变化的电场或磁场。那么如何才能产生这样一个周期性变化的电场或磁场呢？这就是今天我们学习的内容：电磁振荡。
（2）新课教学
1．小组实验：
介绍仪器：电容C、电感L、电流表G、电池组Ec、晶体管振荡器、示波器。
实验过程：接入LC电路，接着把开关扳到电池组一边，给电容器充电，稍后再把开关扳到线圈端，让电容器放电。（提醒学生注意观察电流表指针的变化）
现象和分析：
现象：电流表指针左右摆动。
表明：电路中产生大小和方向做周期性变化的电流。
引出概念：
振荡电流——大小和方向交替变化的电流。
振荡电路——能产生振荡电流的电路。（LC振荡电路）
传感器中的I-t图像显示（进行能量补充后观察示波器波形）
减幅振荡和等幅振荡
1．任何振荡电路中，总存在能量损耗，使振荡电流的振幅逐渐减少，叫做减幅振荡。
（1）电阻热效应，部分能量转化为内能。
（2）电磁辐射，部分能量以电磁波的形式辐射。
2．振荡电路中，若没有能量损耗，则振荡电流的振幅将不变，叫做等幅振荡。
（1）回路电阻可忽略
（2）电磁辐射可不计
现象：若理想LC回路，则产生的振荡电流按正弦规律周期性变化。
表明：振荡电流实质就是高频的交流电。
2．分析振荡电流的产生过程
（1）电场能与电容器上的电荷有关，q↑、电场能E电↑，q↓、电场能E电↓
（2）磁场能与流过线圈的电流有关，i↑、磁场能E磁↑，i↓、磁场能E磁↓
（3）q↑、i↓，q↓、i↑
（4）放电过程是电场能转换磁场能的过程。
（5）充电过程是磁场能转换电场能的过程。
在理想的LC振荡电路中，在任何时刻，电场能和磁场能的总和不变。
q-t以及I-t图像描述：
电磁振荡的周期和频率：
周期：电磁振荡完成一次周期性变化的时间。
频率：一秒内完成周期性变化的次数。
电磁振荡的变化规律本质：电场能与磁场能交替转化
一个周期内振荡电流的方向变化两次，电场能（磁场能）
完成两次周期性变化（充放电各2次）。
思考与讨论：
电容较大时，电容器充电、放电的时间长些还是短些？线圈的自感系数较大时，电容器充电、放电时间长些还是短些？
根据上面的讨论结果，定性地讲，LC电路的周期（频率）与电容C、电感L的大小有什么关系？
理论分析及图像分析：LC电路的周期（频率）
（1）T、f 、L、C的单位分别是s、Hz、H、F。
（2）周期（频率）仅由L、C决定。
课堂小结：
1．理想LC振荡电路中的振荡电流按正弦规律变化。
2．电磁振荡分减幅振荡和等幅振荡。
3．电磁振荡的原因和本质。
4．LC振荡电路中电磁振荡的固有周期
5．LC振荡电路中电磁振荡的频率
课堂练习：
1．在LC振荡电路中，当电容器上电量最大（充电完毕）的瞬间：（ ）
A．电场能正在向磁场能转化；
B．磁场能正在向电场能转化；
C．电场能向磁场能转化刚好完毕；
D．磁场能向电场能转化刚好完毕。
2．LC回路中电容器两端电压u随时间t的变化关系如图所示，则（ ）
A．在时刻t1电路中电流最大；
B．在时刻t2电路中的磁场能最大；
C．从时刻t2至t3，电路中的电场能不断增大；
D．从时刻t3至t4，电容器的带电量不断增大。
课件33张PPT。电磁振荡 复习电磁波的发现麦克斯韦的电磁场理论
电磁波LCωK电路图GCLKGLCωK电路图+ + + +
_ _ _ _GLCωK电路图+ + + +
_ _ _ _GLCωK电路图G+ + + +
_ _ _ _大小和方向都做周期性变化的电流叫振荡电流 产生振荡电流的电路叫振荡电路振荡电流:振荡电路:LC回路：由线圈L和电容C组成的最简单振荡电路。理想的LC振荡电路：只考虑电感、电容的作用，而忽略能量损耗LCLC振荡电路振荡原理分析LC_ _ _
+ + +ACBLLC_ _ _
+ + +CC
LD 放电充电放电充电_ _
+ ++ +
_ _LC}I
磁场能}q
电场能ωω小 结BUE第二第一整体感知LC_ _
+ +LC_+电源 用电器用电器放电：电场能磁场能磁场能电场能充电：例:1此图正处充电过程还是放电过程？+ + + _ _ _ 此图正处充电过程还是放电过程？答:放电例2：此图是处充电过程，则电容器上极板带正电还是负电？答：正电电磁振荡种类itit（1）（2）B、阻尼振荡，任何振荡电路中，总存在能量损耗，使振荡电流 i 的振幅逐渐减小，这种振荡叫阻尼振荡。如图(2)A、振荡电路中，若没有能量损耗，则振荡电流的振幅将不变 ，这种振荡叫无阻尼振荡。如图(1)
无阻尼振荡和阻尼振荡总结与拓展++_ _+ +— —势能动能势能动能电场能磁场能电场能磁场能+ +_ _势能0itTT3TT424电场能思考题1、如图所示为振荡电路在某一时刻的电容器情况和电感线圈中的磁感线方向情况，由图可知，以下说法正确的是 C
L+ + +
— — —A.电容器正在充电
B.电感线圈的电流正在增大
C.电感线圈中的磁场能正在转变为电容器的电场能
D.自感电动势正在阻碍电流增加2、如图所示，LC电路中电流随时间变化的曲线做出的判断正确的是
A.在t1时刻电容器两端电压最小
B.在t1时刻电容器带的电量为零
C.在t2时刻电路中只有电场能
D.在t2时刻电路中只有磁场能i0tt1t23、已知LC振荡电路中电容器极板1上的电量随时间变化的曲线如图所示则（ ）
A.a、c两时刻电路中电流最大，方向相同
B.a、c两时刻电路中电流最大，方向相反
C.b、d两时刻电路中电流最大，方向相同
D.b、d两时刻电路中电流最大，方向相反4、当LC振荡电路中电流达到最大值时，下列叙述中正确的是（ ）。
A.磁感应强度和电场强度都达到最大值
B.磁感应强度和电场强度都为零
C.磁感应强度最大而电场强度为零
D.磁感应强度是零而电场强度最大 电磁振荡与简谐运动有很多相似之处，它们的运动都有周期性，我们知道自由振动的周期只与振动系统本身的特性有关，那么电磁振荡的周期或频率是由什么因素决定的呢？电磁振荡的周期和频率 1．周期和频率：电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间叫做周期，周期的倒数叫做频率，数值等于单位时间内完成的周期性变化的次数。
LC回路的周期和频率由回路本身的特性决定。这种由振荡回路本身特性所决定的振荡周期（或频率）叫做振荡电路的固有周期（或固有频率），简称振荡电路的周期（或频率）。 2．在一个周期内，振荡电流的方向改变两次；电场能（或磁场能）完成两次周期性变化。大量实验表明：
（1）电容增大时，周期变长（频率变低）；
（2）电感增大时，周期变长（频率变低）；
（3）电压升高时，周期不变（频率不变）．
结果表明，LC回路的周期和频率只与电容C和自感L有关，跟电容器的带电多少和回路电流大小无关。定性解释：
电容越大，电容器容纳电荷就越多，充电和放电所需的时间就越长，因此周期越长，频率越低；自感越大，线圈阻碍电流变化的作用就越大，使电流的变化越缓慢，因此周期越长，频率越低。 LC回路的周期和频率公式 （1）式中各物理量T、L、C、f的单位分别是s、H、F、Hz。
（2）适当地选择电容器和线圈，可使振荡电路物周期和频率符合我们的需要。 对振荡电路，下列说法正确的是（ ） 解析：所以，正确选项为CD。 小 结 LC振荡电路中电磁振荡的固有周期回路的周期 谢 谢电磁场与电磁波
【教学目标】
1．初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想。
2．了解电磁波的产生和电磁波的特点。
3．了解电磁场的物质性。
4．了解麦克斯韦电磁场理论在物理学发展史上的意义。
【教学重难点】
1．电磁振荡中电场能和磁场能的转化。
2．麦克斯韦电磁场理论的基本内容。
【教学过程】
一、新课导入
1．打开收音机的开关，转动选台旋钮，旋到使收音机收不到电台的频道，然后开大音量。在收音机附近，将电池盒的两根引线反复碰撞，你会听到收音机中发出“喀喀”的响声。为什么会产生这种现象呢？打开电扇，将它靠近收音机，看看又会怎样。
提示：电磁波是由电磁振荡产生的，在收音机附近，将电池盒两引线反复碰触，变化的电流产生变化的磁场，变化的磁场产生变化的电场，这样会发出电磁波，从而导致收音机中发出“喀喀”声。若将转动的电扇靠近收音机，因为电扇中电动机内通有交变电流，电动机的运行同样会引起收音机发出“喀喀”声。
2．复习电磁振荡的周期和频率：
（1）电磁振荡的周期T：电磁振荡完成一次周期性变化所用的时间。
（2）电磁振荡的频率f：1s内完成周期性变化的次数。
（3）LC回路的周期公式。
周期公式：T=2πLC。其中：周期T、自感系数L、电容C的单位分别是秒（s）、亨利（H）、法拉（F）。
二、新课教学
（一）电磁场
1．变化的磁场产生电场
即使在变化的磁场中没有闭合电路，也同样要在空间产生电场。
2．变化的电场产生磁场
逐步深入讲解：
1．均匀变化的磁场产生稳定的电场；非均匀变化的磁场产生变化的电场。
周期性变化的磁场产生同频率周期性变化的电场。
2．均匀变化的电场产生稳定的磁场；非均匀变化的电场产生变化的磁场。
周期性变化的电场产生同频率周期性变化的磁场。
英国物理学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象成果的基础上，建立了完整的电磁场理论。可定性表述为变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分离的统一场，这就是电磁场。
（二）电磁波
紧接着电磁场进行讲述：
1．电磁波的产生：变化的电场和磁场由近及远地向周围传播，形成了电磁波。
由于电磁波的传播靠的是电场和磁场的相互“激发”，所以不需要介质，可以在真空中传播。
全局讲解电磁波的形成：
2．电磁波的特点
机械波有横波和纵波之分，且能够传递能量；能发生反射、折射、干涉和衍射；靠介质传播，波速v=λf。
类比机械波的特点，我们可以得出电磁波的特点：
（1）电磁波中的电场和磁场互相垂直，并且都与波的传播方向垂直，即电磁波是横波。光是一种电磁波。在前面学习的光的偏振现象已经证明了这一点。如图所示。
［课件演示：电磁场方向间的关系］
（2）电磁波可以在真空中传播，向周围空间传播电磁能，在传播过程中，电磁波能发生反射、折射、干涉和衍射。
（3）三个特征量的关系：v=λf。在真空中v=3.0×108m/s。
麦克斯韦电磁场理论的建立具有伟大的历史意义，足以根牛顿力学体系相媲美，它是物理学发展史中的一个划时代的里程碑。
3．电磁波的证实
麦克斯韦的电磁场理论还只是一个预言。还有待于科学实验的证明。是赫兹把这个天才的预言变成了世人公认的真理。
（引导学生阅读教材，了解赫兹证实电磁波存在的探索历程）
教师可以向学生介绍赫兹的生平简介，激发学生求知上进的热情，对学生进行物理情感教育。
赫兹生平（Heinrich Rudolf Hertz 1857~1894）
赫兹是德国物理学家，1857年2月22日出生于汉堡。在求学时代，他就被光学和力学实验所吸引。1878年转入柏林大学，1879年在物理竞赛中成绩出众，获金质奖章，第二年获博士学位，当了亥姆霍兹的助手。1885年任卡尔斯鲁高等工业学院物理学教授，1889年接替克劳修斯任波恩大学理论物理学教授，同年当选为柏林科学院通讯院士。
赫兹在物理学上最主要的贡献是用实验成功地证明了电磁波的存在，并且完善了麦克斯韦的电磁场理论。
1888年10月，赫兹在卡尔斯鲁高等工业学院物理实验室用放电线圈做火花放电实验，偶然发现和放电线圈靠得很近的另一个开口的绝缘线圈中有电火花跳过。这引起了他的注意，立即想起以前亥姆霍兹曾提出让他研究验证麦克斯韦电磁场理论的问题。他设计了一个装置来进行实验。他在感应圈C的两个电极上各接一根30cm长的铜棒A、B，每根铜棒一头各接一个黄铜小球，另一头接边长为40cm的正方形黄铜板，让两个黄铜小球相对着，组成发生器。当通电时，发生器的铜球间产生高频振荡火花。另外，他用一段导线弯成环状，两端各接一个铜球作为检波器（如上图），检波器距离电磁波发生器10m。发生器的两个铜球间产生电火花时，他在检波器的两个铜球间隙也看到了电火花。赫兹用这样简单的仪器成功地证明了电磁波的存在。赫兹的实验报告轰动了科学界。
之后，赫兹又设计实验，利用一块锌板反射电磁波，并利用入射波和反射波叠加后产生的驻波波长和发生器振荡频率计算出电磁波的波速。最后的计算结果与麦克斯韦预料的完全相同——等于光速。赫兹还通过实验确认电磁波是横波，具有光波的一切特征：能产生反射、折射、衍射、干涉和有偏振性，从而全面验证了光的电磁理论的正确性。1890年以后，赫兹整理了麦克斯韦的理论，进一步完善了麦克斯韦方程组，使其更加优美、对称，成为麦克斯韦方程组的现代形式。
赫兹还首先发现了光电效应现象，这一发现后来成为爱因斯坦建立光量子理论的实验基础。
赫兹因骨癌于1894年元旦过早地逝世，年仅37岁。他的导师亥姆霍兹赞扬他“才华横溢、性格坚毅，用自己短暂的一生解决了一个世纪以来许多科学家所没有解决的一系列重要的问题”。赫兹的实验为无线电技术的发展开辟了新的道路，他被誉为无线电通讯的先躯。后人为了纪念他，用他的名字命名频率的单位。
（三）拓展学习：机械波与电磁波的比较
机械波
电磁波
对象
研究力学现象
研究电磁现象
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
振荡电流（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
否
三、巩固练习
1．下列说法正确的是（ ）
A．恒定电流能够在周围空间产生稳定的磁场
B．稳定电场能够在周围空间产生稳定的磁场
C．均匀变化的电场能够在周围空间产生稳定的磁场
D．均匀变化的电场和磁场相互激发，形成由近及远的电磁波
2．当电磁波的频率增加时，它在真空中的速度将（ ）
A．减小
B．增大
C．不变
D．减小、增大和不变均有可能
3．为了使发射的电磁波的波长增为原来的2倍，可以将振荡电路的电容（ ）
A．变为原来的4倍
B．变为原来的2倍
C．减为原来的一半
D．减为原来的1/4
4．关于电磁波的传播速度，以下叙述正确的是（ ）
A．波长越长，传播速度越快
B．频率越高，传播速度越快
C．发射量越大，传播速度越快
D．所有电磁波在真空中的传播速度都一样大
5．关于麦克斯韦电磁场理论，下面几种说法正确的是（ ）
A．在电场周围空间一定产生变化的磁场
B．任何变化电场周围空间一定产生变化的磁场
C．均匀变化的电场周围空间能产生变化的磁场
D．振荡电场在它的周围空间一定能产生同频率的振荡磁场
6．在以下几种反映电场随时间变化的图像中，能够产生磁场的是（ ）；能够形成电磁波的是（ ）
答案：
1．AC
2．C
3．A
4．D
5．D
6．BCDE CE
课件14张PPT。电磁场与电磁波 电磁振荡电路中的能量有一部分要以电磁波的形式辐射到周围空间中去，那么，这些电磁波是怎样产生的？一、电磁场 1.变化的磁场产生电场 2.变化的电场产生磁场（即使在变化的磁场中没有闭合电路，
也同样要在空间产生电场。）一、电磁场 1.变化的磁场产生电场均匀变化的磁场产生稳定的电场非均匀变化的磁场产生变化的电场 2.变化的电场产生磁场均匀变化的电场产生稳定的磁场非均匀变化的电场产生变化的磁场周期性变化的磁场产生同频率周期性变化的电场周期性变化的电场产生同频率周期性变化的磁场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电磁场。二、电磁波 1.电磁波的产生 变化的电场和磁场由近及远地向周围传播，形成了电磁波。激发 电磁波的传播靠的是电场和磁场的相互“激发”，所以不需要介质，可以在真空中传播。电磁波形成示意图：非均匀变
化的磁场变化电场若是均匀变化稳定磁场不再激发若非均匀变化变化磁场若是均匀变化稳定电场若非均匀变化激发激发激发二、电磁波 2.电磁波的特点（1）电磁波中的电场和磁场互相垂直，电磁波在与二者均垂直的方向传播，所以电磁波是横波。（2）电磁波在真空中的传播速度等于光在真空中的传播速度，c=3×108m/s。（3）电磁波的传播不需要介质。（4）电磁波也会发生反射、折射、干涉、衍射、和偏振等现象。（光是电磁波）（5）电磁波的发射过程就是辐射能量的过程。二、电磁波 3.电磁波的证实20多年后，1886年，赫兹通过自制的实验装置证实了电磁波的存在。观察到了电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象。测得电磁波在真空中的速度等于光速c，证明了电磁波与光的统一性。1．下列说法正确的是（ ）
A．恒定电流能够在周围空间产生稳定的磁场
B．稳定电场能够在周围空间产生稳定的磁场
C．均匀变化的电场能够在周围空间产生稳定的磁场
D．均匀变化的电场和磁场相互激发，形成由近及远的电磁波AC2．当电磁波的频率增加时，它在真空中的速度将（ ）
A．减小
B．增大
C．不变
D．减小、增大和不变均有可能C3．为了使发射的电磁波的波长增为原来的2倍，可以将振荡电路的电容（ ）
A．变为原来的4倍
B．变为原来的2倍
C．减为原来的一半
D．减为原来的1/4A4．关于电磁波的传播速度，以下叙述正确的是（ ）
A．波长越长，传播速度越快
B．频率越高，传播速度越快
C．发射量越大，传播速度越快
D．所有电磁波在真空中的传播速度都一样大D5．关于麦克斯韦电磁场理论，下面几种说法正确的是（ ）
A．在电场周围空间一定产生变化的磁场
B．任何变化电场周围空间一定产生变化的磁场
C．均匀变化的电场周围空间能产生变化的磁场
D．振荡电场在它的周围空间一定能产生同频率的振荡磁场D6．在以下几种反映电场随时间变化的图像中，能够产生磁场的是（ ）；能够形成电磁波的是（ ）BCDECE无线电波的发射和接收
【教学目标】
1．了解无线电波的发射过程和调制的简单概念。
2．了解调谐、检波及无线电波接收的基本原理。
3．通过观察总结了解无线电波的基本应用，了解现代技术的应用方法，学会基本原理。
4．通过对无线电波应用原理的基本认识感悟科学技术的价值和重要性。端正科学态度，培养科学的价值观。
【教学重点】
1．电磁波有效发射的条件，调制的概念。
2．无线电波接收的原理，调谐、解调的概念。
【教学难点】
1．调制的概念。
2．电谐振、调谐、解调的概念。
【教学过程】
一、复习提问、新课导入
1．前面我们学习了电磁波和电磁振荡，下面请同学们回答下面几个问题：
（1）麦克斯韦的电磁场理论的两大观点
（2）怎样变化的电场才能产生电磁波
（3）振荡电路及电流和电荷的变化
2．观看视频。
视频中有手机通话、对讲机、飞机对地面上各种信号的接收，通过这段视频，我们知道，在信息技术高速发展的今天，电磁波对我们来说越来越重要，前面我们知道了电磁波是怎样产生的、它的性质，怎样用电磁波来接收各种信号呢？本节课我们就带着这个问题来探究电磁波的发射和接收。
二、新课教学
（一）无线电波的发射
请同学们根据课前预习，阅读教材，然后小组讨论探究下面的问题。（3分钟）
问题1：要有效地向外发射电磁波，振荡电路必须具有哪些特点呢？
问题2：振荡电路如何改变，可以更有利与电磁波的发射？
问题3：电台发射的信号，如声音信号，为什么不直接将声音信号转化为电信号发射出去，而是加载到高频信号中发射呢？
各小组代表回答问题（8分钟）
问题1：要有效地向外发射电磁波，振荡电路必须具有哪些特点呢？
学生：要有足够高的振荡频率。
2．振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，只有这样才能有效地把电磁能（电磁波）传播出去。
问题2：振荡电路如何改变，可以更有利与电磁波的发射？
学生：把振荡电路改造变成开放电路。
那么如何改造呢？同学们仔细观察一下，图甲到图丁是如何变化？
师生讨论得出：图乙中，电容器的极板倾斜，张口变大，便于把电磁能辐射出去；线圈的匝数变少，其自感系数变小，便于发射高频率的电磁波。图丙中电容器极板间的距离增大，正对面积减少，线圈匝数进一步减少，便于发射较高频率的电磁波，图丁中电容器极板间的距离进一步增大，正对面积减少至为零，线圈匝数为零，以便能够发射更高频率的电磁波，这样的电路就被称为开放电路。
师：无线电波是由开放电路发射出去的。
讲解：在实际应用中常把开放电路的下端跟地连接。跟地连接的导线叫做地线。线圈上部接到比较高的导线上，这条导线叫做天线。天线和地线形成了一个敞开的电容器，电磁波就是由这样的开放电路发射出去的。电视发射塔要建得很高，是为了使电磁波发射得较远。实际发射无线电波的装置中还需在开放电路旁加一个振荡器电路与之耦合，如图所示。
振荡器电路产生的高频率振荡电流通过L2与L1的互感作用，使L1也产生同频率的振荡电流，振荡电流在开放电路中激发出无线电波，向四周发射。
师：发射电磁波是为了利用它传递某种信号。例如无线电报传递的是电码符号，无线电广播传递的是声音，电视广播传递的不仅有声音，还有图像。这就要求发射的电磁波随信号而改变。电磁波是怎样传递这些信号的呢？
讲解：在电磁波发射技术中，如果把这种电信号“加”到高频等幅振荡电流上，那么，载有信号的高频振荡电流产生的电磁波就载着要传送的信号一起发射出去。把要传递的信号“加”到高频等幅振荡电流上，使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制。
问题3：电台发射的信号，如声音信号，为什么不直接将声音信号转化为电信号发射出去，而是加载到高频信号中发射呢？
学生：声音信号的频率比较低。
发射电磁波是为了利用它传递信号。要想电磁波传得远，就必须使用高频率的电磁波。但我们要传递的信号却是一些低频信号，如：声音信号、图象信号不可能把它们直接发送出去。这就要求发射的电磁波随信号而改变。在电磁波发射技术中，如果把这种电信号“加”到高频等幅振荡电流上，那么，载有信号的高频振荡电流产生的电磁波（也就是载波）就载着要传送的信号一起发射出去．把要传递的信号“加”到高频等幅振荡电流上，使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制。高频振荡电流，类似于运载货物的货车；要传送的信号类似于要发出的货物，调制类似于把货物装载到绑在货车上。
调制的方法有调幅和调频（分步演示调幅和调频，让学生体会到调幅和调频的区别）
（1）调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变叫做调幅。（调幅广播（AM）一般使用中波和短波波段。）
（2）调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而变叫做调频。（调频广播（FM）和电视广播都采用调频的方法来调制，通常使用微波中的甚高频（VHF）和超高频（UHF）波段。）
发射的电磁波是如何传播的呢？
无线电波的波长从几毫米到几十千米。通常根据波长或频率把无线电波分成长波、中波、中短波、短波和微波等几个波段。结合教材上相应表格中数据，让学生比较各个波段的波长范围和频率范围，并了解机械波的传播方式。
（二）电磁波的接收
请同学们根据课前预习，阅读教材，然后小组讨论探究下面的问题，教师引导学生回答。（3分钟）
问题1：发射的无线电波如何被接收到呢？
问题2：如何使我们需要的电磁波在接收天线中激起的感应电流最强？
各小组代表回答问题（5分钟）
问题1：发射的无线电波如何被接收到呢？
生：电磁波在空间传播时，如果遇到导体，会使导体产生感应电流，感应电流的频率跟激起它的电磁波的频率相同。因此利用放在电磁波传播空间中的导体，就可以接收到电磁波了。
问题2：如何使我们需要的电磁波在接收天线中激起的感应电流最强？
生：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。在无线电技术里，是利用电谐振来达到这个目的的。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。这种现象叫做电谐振，相当于机械振动中的共振。
下图为收音机中与调台旋钮相连的电子元件，结合调谐电路说明收音机是如何实现选台的。
用调谐电路接收到的感应电流是调制的高频振荡电流，还不是我们需要的声音或图像信号。要直接感受到所需要的信号，还需要解调。声音或图像信号从高频电流中还原出来，叫做解调。是调制的逆过程，调幅波的解调也叫检波。解调类似于把装在货车的货物取下来。解调之后的信号再经过放大、重现，我们就可以听到或看到了。
总结电磁波的发射与接受过程：
三、巩固练习
1．为了增大无线电台向空间发射无线电波的能力，对LC振荡电路的结构可采用下列哪些措施（ ）
A．增大电容器极板的正对面积
B．增大电容器极板的间距
C．增大自感线圈的匝数
D．提高供电电压
2．关于无线电广播发射过程中的振荡器的作用，下列说法正确的是（ ）
A．振荡器的作用是产生等幅高频信号
B．振荡器的作用是产生低频音频信号
C．振荡器的作用是产生高频音频信号
D．振荡器的作用是产生等幅低频信号
3．实际发射无线电波如图所示，高频振荡器产生高频等幅振荡如图甲所示，人对着话筒说话产生低频振荡如图乙所示，根据这两个图像，发射出去的电磁波图像应是图中的（ ）
4．关于无线电波的传播，下列说法正确的是（ ）
A．发射出去的电磁波，可以传到无限远处
B．无线电波遇到导体，就可以在导体中激起同频率的振荡电流
C．波长越短的电磁波，越接近直线传播
D．移动电话是利用无线电波进行通信的
5．调谐电路的可变电容器的动片从完全旋入到完全旋出仍接收不到较高频率电台发出的电信号，要收到电信号，应（ ）
A．增多调谐电路中线圈的匝数
B．加大电源电压
C．减少调谐电路中线圈的匝数
D．将线圈中的铁芯取走
6．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
7．使接收电路产生电谐振的过程叫（ ）
A．调幅 B．调频 C．调谐 D．检波
8．电磁技术的发展，使得人们的生活发生了很大的变化。关于电磁技术的应用，下列说法正确的是（ ）
A．手机与手机之间可以直接通信
B．电磁灶的灶台与锅之间，如果隔有绝缘物质，通电后则锅不可能被加热
C．微波炉内盛放食物的器皿，只能是金属器皿
D．电视信号是电视台将声音与图像信号通过电磁波快速传送到用户处并被电视机接收下来的
9．如图所示是一个调谐接收电路，甲、乙、丙为电路中的电流随时间变化的图像，则（ ）
A．i1是L1中的电流图像 B．i1是L2中的电流图像
C．i2是L2中的电流图像 D．i3是流过耳机的电流图像
10．电视机的室外天线能把电信号接收下来，是因为（ ）
A．天线处于变化的电磁场中，天线中产生感应电流，相当于电源，通过馈线输送给LC电路
B．天线只处于变化的电场中，天线中产生感应电流，相当于电源，通过馈线输送给LC电路
C．天线只是有选择地接收某电台信号，而其他电视台信号则不接收
D．天线将电磁波传输到电视机内
答案：
1．B
2．A
3．B
4．BCD
5．CD
6．BCD
7．C
8．D
9．ACD
10．A
课件19张PPT。无线电波的发射和接收 在普通的LC 振荡电路中，电场主要集中在电容器的极板之间，磁场主要集中在线圈内部。在电磁振荡的过程中，电场能和磁场能主要是在电路内互相转化，辐射出去的能量很少，怎样才能有效地发射电磁波呢？一、无线电波的发射 1.有效发射电磁波的条件： （1）要有足够高的振荡频率。 （2）振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间。电路的改造：①增大d、减小S→C↓减小线圈的匝数→L↓②开放电路：使电场和磁场扩展到外部空间一、无线电波的发射 2.发射无线电波的目的： 在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调制。传递信息（信号） 3.调制： 进行调制的装置叫做调制器。要传递的电信号叫做调制信号。一、无线电波的发射 2.发射无线电波的目的： 在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调制。传递信息（信号） 3.调制： （1）调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变叫做调幅。调幅广播（AM）一般使用中波和短波波段。 一、无线电波的发射 2.发射无线电波的目的： 在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调制。传递信息（信号） 3.调制： （2）调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而变叫做调频。调频广播（FM）和电视广播都采用调频的方法来调制，通常使用微波中的甚高频（VHF）和超高频（UHF）波段。 二、无线电波的接收 1.电谐振： 2.调谐： 当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，这种现象叫作电谐振，相当于机械振动中的共振。 使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐。 3.检波（解调）： 从接收到的高频振荡电流中“检”出所携带的调制信号过程，叫做检波。 检波是调制的逆过程，因此也叫解调。 三、电视广播的发射和接收信号振荡电流地面无线电传输有线网络传输卫星传输 不同的传播方式使用不同频率范围的电磁波，采取不同的调制方式。1．为了增大无线电台向空间发射无线电波的能力，对LC振荡电路的结构可采用下列哪些措施（ ）
A．增大电容器极板的正对面积
B．增大电容器极板的间距
C．增大自感线圈的匝数
D．提高供电电压B2．关于无线电广播发射过程中的振荡器的作用，下列说法正确的是（ ）
A．振荡器的作用是产生等幅高频信号
B．振荡器的作用是产生低频音频信号
C．振荡器的作用是产生高频音频信号
D．振荡器的作用是产生等幅低频信号A3．实际发射无线电波如图所示，高频振荡器产生高频等幅振荡如图甲所示，人对着话筒说话产生低频振荡如图乙所示，根据这两个图像，发射出去的电磁波图像应是图中的（ ）B4．关于无线电波的传播，下列说法正确的是（ ）
A．发射出去的电磁波，可以传到无限远处
B．无线电波遇到导体，就可以在导体中激起同频率的振荡电流
C．波长越短的电磁波，越接近直线传播
D．移动电话是利用无线电波进行通信的BCD5．调谐电路的可变电容器的动片从完全旋入到完全旋出仍接收不到较高频率电台发出的电信号，要收到电信号，应（ ）
A．增多调谐电路中线圈的匝数
B．加大电源电压
C．减少调谐电路中线圈的匝数
D．将线圈中的铁芯取走CD6．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BCD7．使接收电路产生电谐振的过程叫（ ）
A．调幅 B．调频 C．调谐 D．检波C8．电磁技术的发展，使得人们的生活发生了很大的变化。关于电磁技术的应用，下列说法正确的是（ ）
A．手机与手机之间可以直接通信
B．电磁灶的灶台与锅之间，如果隔有绝缘物质，通电后则锅不可能被加热
C．微波炉内盛放食物的器皿，只能是金属器皿
D．电视信号是电视台将声音与图像信号通过电磁波快速传送到用户处并被电视机接收下来的D9．如图所示是一个调谐接收电路，甲、乙、丙为电路中的电流随时间变化的图像，则（ ）
A．i1是L1中的电流图像 B．i1是L2中的电流图像
C．i2是L2中的电流图像 D．i3是流过耳机的电流图像ACD10．电视机的室外天线能把电信号接收下来，是因为（ ）
A．天线处于变化的电磁场中，天线中产生感应电流，相当于电源，通过馈线输送给LC电路
B．天线只处于变化的电场中，天线中产生感应电流，相当于电源，通过馈线输送给LC电路
C．天线只是有选择地接收某电台信号，而其他电视台信号则不接收
D．天线将电磁波传输到电视机内A电磁波谱
【教学目标】
一、知识与技能
1．了解电磁波谱的构成，知道各波段的电磁波的主要作用及应用。
2．知道电磁波具有能量，是一种物质。
二、过程与方法
通过查阅与电磁波谱中各种频段波的应用相关的资料，培养学生收集信息，加工处理信息的能力。
三、情感、态度与价值观
体会电磁波的应用对现代社会的影响，明确不同的电磁波具有的不同用途和危害，感悟现代科技的正反两个方面，培养辩证唯物的价值观。
【教学重点】
红外线、紫外线、X射线、γ射线的特点及应用。
【教学难点】
电磁波的能量。
【教学过程】
一、新课导入
电磁波的范围很广。我们通常所说的，无线电波、光波各种射线，如红外线、紫外线、X射线、γ射线等，都是电磁波。我们把各种电磁波按照波长或频率大小的顺序排列成谱，就叫电磁波谱。这节课我们就来学习电磁波谱中各种电磁波的特点和主要作用。
二、新课教学
（一）无线电波
1．把波长大于1mm（频率低于300GHz）的电磁波称作无线电波。
2．特性：传播过程中波动性明显。
应用于通信、广播及其他信号传输。
（二）红外线
1．波长约为760nm～106nm。
强调红外线为不可见光。
2．特性：一切物体都在不停地辐射红外线，物体温度越高，辐射的红外线越强。
热辐射——即红外线辐射，热传递方式之一。
3．应用：红外摄影、红外遥感技术等。
几个常见典型的应用：
（1）利用红外线检测人体的健康状态，透过图片可以根据不同颜色判断病变区域。
（2）红外加热取暖器。（再次强调红光不是红外线，红外线是看不见的）
（3）红外遥控器。
（4）红外线卫星云图。
（5）红外线感应防盗报警器。
利用人体所产生的微弱红外线而触发。当有人试图进入它的探测范围时，它就会发出警报声，直到人离开才停止。
（6）红外线水分计。
利用红外线照射加温功能，使被测试样本内的水分蒸发散失，自动换算其含水率。
（7）红外温度探测仪。
根据红外辐射的测量原理，由一个滤镜和红外探测器（热电偶堆）组成。使用时对准目标物体，能测量物体的温度。
（三）可见光
1．能使人的眼睛产生视觉效应的电磁波，称为可见光。可见光的波长为400?760nm。
波长（频率）范围不同的光表现为不同的颜色。
2．特性：能作用于眼睛并引起视觉。
3．应用：照明、摄影等。
（四）紫外线
1．在紫光之外，波长范围为5?370nm的电磁波是紫外线。（强调紫外线为不可见光）
2．特性：荧光效应、化学作用、高能量（杀菌消毒）。
3．应用：感光技术、医用消毒等。
强调：消毒灯、验钞机灯看起来是淡蓝色的。这不是紫外线。紫外线看不见。消毒灯、验钞机灯除发出紫外线外，还发出少量紫光和蓝光。
（五）X射线和γ射线
1．波长比紫外线更短的电磁波就是X射线和γ射线了。
①X射线：10-8m~10-12m
②γ射线：小于10-10m
2．特性：穿透力很强。
3．应用：X射线：医学成像、工业探测等。
γ射线：杀伤力大、摧毁病变细胞、探测金属构件内部的缺陷、核爆炸、无声武器等。
三、小结：
1．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、紫外线、X射线、γ射线。
2．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，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：
（1）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。
（2）紫外线主要作用是化学作用，可用来杀菌和消毒。
（3）X射线有较强的穿透本领，利用其穿透本领与物质的密度有关，对人体的透视和检查部件的缺陷。
（4）γ射线的穿透本领更大，在工业和医学等领域有广泛的应用，如探伤，测厚或用γ刀进行手术。
3．电磁波的种类和应用归纳
波谱
无线电波
红外线
可见光
紫外线
X射线
(射线
产生机理
振荡电路中自由电子作周期性运动产生的
原子外层电子受激发产生
原子内层电子受激发产生
原子核受激发产生
特性
波动性强
热效应
引起视觉
化学作用
荧光效应
杀菌消毒
贯穿能力强
贯穿能力最强
应用
无线电技术
加热
遥感
遥控
摄影
照明
感光技术医用消毒
检查探测
医用透视
工业探伤
医用治疗
四、巩固练习
1．下列各组电磁波中，接波长由长到短排列正确的是（ ）
A．红外线、紫外线、可见光、γ射线
B．γ射线、紫外线、红外线、可见光
C．γ射线、紫外线、可见光、红外线
D．红外线、可见光、紫外线、γ射线
2．对红外线的作用和来源正确的叙述有（ ）
A．一切物体都在不停地辐射红外线
B．红外线有很强的荧光效应
C．红外线最显著的作用是热作用
D．红外线容易穿过云雾烟尘
3．有些动物在夜间几乎什么也看不见，而猫头鹰在夜间却有很好的视力：其原因为（ ）
A．不需要光线，也能看到
B．自身眼睛发光，照亮搜索目标
C．可对红外线产生视觉
D．可对紫外线产生视觉
4．被誉为“神刀”的γ刀在治疗脑肿瘤的时候不需要对患者实施麻醉，手术时间短。用γ刀治疗脑肿瘤主要是利用了（ ）
A．γ射线具有很强的穿透能力
B．γ射线很强的电离能力
C．γ射线具有很高的能量
D．γ射线很容易绕过障碍物继续向前传播
5．一种电磁波入射到半径为1m的孔上，可发生明显的衍射现象，这种波属于电磁波谱的哪个区域（ ）
A．可见光 B．γ射线 C．无线电波 D．紫外线
6．验钞机发出的光能使钞票上的荧光物质发光，电视机、空调的遥控器发出的光能控制电视机、空调的工作状态。对于它们发出的光，以下判断正确的是（ ）
A．它们发出的都是红外线
B．它们发出的都是紫外线
C．验钞机发出的是红外线，遥控器发出的是紫外线
D．验钞机发出的是紫外线，遥控器发出的是红外线
答案：
1．D
2．ACD
3．D
4．C
5．C
6．D
课件21张PPT。电磁波谱 2.按照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。电磁波谱 1.电磁波成分：电磁波的频率范围很广。无线电波、光波（红外线、可见光、紫外线）、X射线、γ射线都是电磁波。 一、无线电波 1.把波长大于1mm（频率低于300GHz）的电磁波称作无线电波。一、无线电波 1.把波长大于1mm（频率低于300GHz）的电磁波称作无线电波。 2.特性：传播过程中波动性明显。应用于通信、广播及其他信号传输。一、无线电波 1.把波长大于1mm（频率低于300GHz）的电磁波称作无线电波。 2.特性：传播过程中波动性明显。应用于通信、广播及其他信号传输。 1.波长约为760nm～106nm。二、红外线 2.特性：一切物体都在不停地辐射红外线，物体温度越高，辐射的红外线越强。 热辐射——即红外线辐射，热传递方式之一。 3.应用：红外摄影、红外遥感技术等。不可见光 1.波长约为760nm～106nm。二、红外线 2.特性：一切物体都在不停地辐射红外线， 物体温度越高，辐射的红外线越强。 热辐射——即红外线辐射，热传递方式之一。 3.应用：红外摄影、红外遥感技术等。不可见光二、红外线注意：红光不是红外线，
红外线是看不见的红外线感应防盗报警器
利用人体所产生的微弱红外线而触发。当有人试图进入它的探测范围时，它就会发出警报声，直到人离开才停止。二、红外线三、可见光 1.能使人的眼睛产生视觉效应的电磁波，称为可见光。可见光的波长为400?760nm。波长（频率）范围不同的光表现为不同的颜色 2.特性：能作用于眼睛并引起视觉。 3.应用：照明、摄影等。四、紫外线 1.在紫光之外，波长范围为5?370nm的电磁波是紫外线。 2.特性：荧光效应、化学作用、高能量（杀菌消毒）。 3.应用：感光技术、医用消毒等。不可见光 注意：消毒灯、验钞机灯看起来是淡蓝色的。这不是紫外线。紫外线看不见。
消毒灯、验钞机灯除发出紫外线外，还发出少量紫光和蓝光。五、X射线和γ射线 1.波长比紫外线更短的电磁波就是X射线和γ射线了。 2.特性：穿透力很强。 3.应用：X射线：医学成像、工业探测等。
γ射线：杀伤力大、摧毁病变细胞、探测金属构件内部的缺陷、核爆炸、无声武器等。①X射线：10-8m~10-12m
②γ射线：小于10-10m 1.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、紫外线、X射线、γ射线。
2.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，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：
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。
紫外线主要作用是化学作用，可用来杀菌和消毒。
X射线有较强的穿透本领，利用其穿透本领与物质的密度有关，对人体的透视和检查部件的缺陷。
γ射线的穿透本领更大，在工业和医学等领域有广泛的应用，如探伤，测厚或用γ刀进行手术。关于电磁波谱的几点强调 电磁波的种类和应用归纳1．下列各组电磁波中，接波长由长到短排列正确的是（ ）
A．红外线、紫外线、可见光、γ射线
B．γ射线、紫外线、红外线、可见光
C．γ射线、紫外线、可见光、红外线
D．红外线、可见光、紫外线、γ射线D2．对红外线的作用和来源正确的叙述有（ ）
A．一切物体都在不停地辐射红外线
B．红外线有很强的荧光效应
C．红外线最显著的作用是热作用
D．红外线容易穿过云雾烟尘ACD3．有些动物在夜间几乎什么也看不见，而猫头鹰在夜间却有很好的视力：其原因为（ ）
A．不需要光线，也能看到
B．自身眼睛发光，照亮搜索目标
C．可对红外线产生视觉
D．可对紫外线产生视觉D4．被誉为“神刀”的γ刀在治疗脑肿瘤的时候不需要对患者实施麻醉，手术时间短。用γ刀治疗脑肿瘤主要是利用了（ ）
A．γ射线具有很强的穿透能力
B．γ射线很强的电离能力
C．γ射线具有很高的能量
D．γ射线很容易绕过障碍物继续向前传播C5．一种电磁波入射到半径为1m的孔上，可发生明显的衍射现象，这种波属于电磁波谱的哪个区域（ ）
A．可见光 B．γ射线 C．无线电波 D．紫外线C6．验钞机发出的光能使钞票上的荧光物质发光，电视机、空调的遥控器发出的光能控制电视机、空调的工作状态。对于它们发出的光，以下判断正确的是（ ）
A．它们发出的都是红外线
B．它们发出的都是紫外线
C．验钞机发出的是红外线，遥控器发出的是紫外线
D．验钞机发出的是紫外线，遥控器发出的是红外线D
