(粵教滬科版)初三物理第第十九章 電磁波與信息時代

第十八章電磁波與信息時代第一節(jié)最快的“信使〞在我們學(xué)習(xí)時，的話筒能把聲音振動轉(zhuǎn)化為強弱變化的電流，電流流經(jīng)聽筒，聽筒又能把它轉(zhuǎn)化為振動，使人聽到聲音.在初二學(xué)習(xí)過聲音的有關(guān)知識，我們知道：一切正在發(fā)聲的物體都在；我們聽到的聲音通常是靠傳播的；聲波在空氣中的傳播速度大約是。振動空氣340m/s想一想飛機(jī)上的飛行員與地面指揮員的對話不可能用電線，那么是怎樣進(jìn)行聯(lián)系的呢？我們每天聽收音機(jī)或看電視，也沒有電線直接通向電臺或電視臺，我們又是怎樣接收到信號的呢？——電磁波一、電磁波的產(chǎn)生

實驗：電磁波的存在

在翻開的收音機(jī)的附近，讓電池的負(fù)極與一根銼良好接觸，正極連接一根導(dǎo)線，拿著導(dǎo)線頭，讓它們與銼接觸，并在銼面上滑動.(點擊觀看實驗視頻)提問：為什么附近工作的收音時機(jī)發(fā)出“喀喀〞聲？

電磁波的存在電磁波的產(chǎn)生當(dāng)導(dǎo)體或電路中的某處有迅速變化的電流時〔振蕩電流〕，在該處就會產(chǎn)生一種電磁振蕩，在周圍空間就會產(chǎn)生向外傳播的電磁波.水波的形成：通過水使振動向外傳播形成水波，與電磁波類似.木桿的上下振動,通過水使振動向外傳播形成水波〔視頻〕各種振動與波的關(guān)系

振動源波的形成水波木桿的上下振動通過水使振動向外傳播形成水波聲波發(fā)音體的往復(fù)振動通過空氣振動向外傳播形成聲波電磁波導(dǎo)體中有方向、大小變化很快的電流通過電磁波向外傳播二、波長、頻率和波速

電磁波的波長、頻率和波速，滿足：c＝λf

電磁波的頻率由導(dǎo)體內(nèi)每秒電流方向變化的次數(shù)決定.德國物理學(xué)家赫茲用實驗證實，電磁波傳播的速度等于光速，即在真空中3×105

km/s.不同頻率的電磁波的傳播速度都相同，頻率較大的電磁波波長較短.

c波長波長t〔c相等〕c=λ?三、電磁波的特點

電磁波在空間是向各個方向傳播的.電磁波的傳播速度等于光速,空氣中和在真空中近似.不同頻率〔或不同波長〕的電磁波的傳播速度都相同，所以頻率較大的電磁波，波長較短.聲波、水波是必須要有傳播介質(zhì)的，電磁波的傳播卻不需要別的媒介可以在真空中傳播，這是電磁波與聲波重大區(qū)別之一.兩臺電視機(jī)顯示畫面的差異說明：電磁波具有一定的波速且傳播需要時間.四、無線電波的劃分及應(yīng)用

波段波長頻率主要用途長波3×104～3×103m10～102kHz超遠(yuǎn)程通信中波3×103～2×102m102～1.5×103kHz無線電廣播電報中短波2×102～50m1.5×103～6×103kHz短波50～10m6×103～30×103kHz微波10～10-3m3×104～3×108kHz電視、宇航通信第十九章電磁波與信息時代19．1最快的“信使〞一、電磁波的存在和產(chǎn)生1．電磁波的存在：通信和播送電視都是依靠________傳遞信息的．電磁波

2．電磁波的產(chǎn)生：當(dāng)導(dǎo)體中的____________迅速發(fā)生變化或通以高頻率的__________時，會向四周發(fā)射電磁波．

電流

交變電流二、認(rèn)識電磁波1．波長λ：兩相鄰波峰或波谷間的________叫做波長，單位是米．長度2．頻率f：電磁波每秒向前傳播的____________，單位是赫茲(Hz)．波長數(shù)3×1083．波速c：電磁波的傳播速度與光速相等，c＝________m/s.4．關(guān)系：c＝fλ.三、電磁波譜1．組成：由無線電波、微波、紅外輻射、________、紫外輻射、X射線、γ射線組成．可見光

2．應(yīng)用：利用紅外線可制成紅外夜視儀，紫外線可消毒，等等．電磁涉及其應(yīng)用

1．波長、頻率、波速之間的關(guān)系：c＝fλ.從公式可以看出，在真空中電磁波的波速一定，電磁波的頻率越高，波長越短；反之，頻率越低，波長越長．2．電磁波的屏蔽：金屬對電磁波具有屏蔽作用．3．電磁波常見的一些應(yīng)用

(1)紅外線：可以察知物體的形狀和特征，可在飛機(jī)或衛(wèi)星上勘測地形、地貌，監(jiān)測森林火情和環(huán)境污染，預(yù)報臺風(fēng)、寒潮，尋找水源或地?zé)岬龋?/p>

(2)紫外線：紫外線有顯著的生理作用，殺菌能力較強．在醫(yī)療上有其應(yīng)用；紫外線還會引起化學(xué)作用，使照相底片感光．(3)X射線：具有很強的穿透能力，在醫(yī)療上廣泛用于透視和病理檢查．(4)γ射線：它的能量極高，穿透能力比X射線更強，可用于檢測金屬中的裂紋等． [例題]第三代數(shù)字通信技術(shù)(簡稱3G)與1G、2G的主要區(qū)別是傳輸聲音和數(shù)據(jù)速度上的提升，最直接的變化就是可視的開通，不僅能聽到聲音還能看到對方動態(tài)的圖像.3G傳遞)信息依靠的是( A．電磁波

C．超聲波

B．紅外線D．次聲波

解析：三代數(shù)字通信技術(shù)都是用電磁波來傳遞信息的，未來的第四代也是．A電磁波與聲波1．我國是世界上用戶最多的國家，傳遞信息依靠的是()AA．電磁波C．超聲波B．紫外線D．次聲波)A2．以下家用電器中應(yīng)用電磁波工作的是(A．微波爐 B．電熨斗C．空調(diào) D．洗衣機(jī)A．無線電波C．次聲波B．超聲波D．水波 4．人們利用收音機(jī)收聽播送，收音機(jī)是通過接收__________而得到信息的；收音機(jī)發(fā)出的聲音是通過__________傳播到人耳的．電磁波空氣3．(多項選擇)以下不屬于電磁波的是()BCD第十九章電磁波與信息時代第二節(jié)播送電視與通信滬粵版新教材同步教學(xué)課件復(fù)習(xí)：

1、電磁波是如何產(chǎn)生的？如何通過實驗來間接觀察它的存在？

2、電磁波在真空中的傳播速度是多少？波速、頻率、波長間有什么關(guān)系？

電磁波由變化的電流產(chǎn)生，當(dāng)翻開日光燈時，會在附近的收音機(jī)中聽到雜音，這雜音就是電路通斷時形成時斷時續(xù)的電流，在周圍空間激發(fā)出電磁波被收音機(jī)接受而產(chǎn)生的3×108m/s，c＝λ×f頻率越高，波長越短由于電磁波的頻率和波長不同，用途也不同。電磁波可用來進(jìn)行播送、電視和移動通信。有了播送和電視，就把我國古代傳說中的“千里眼〞、“順風(fēng)耳〞的神話變成了事實。那么怎樣利用電磁波來傳遞聲音和圖像呢？飛鴿傳書－－利用鴿子傳遞信息。鴿子是信息的“載體〞無線電播送、電視、通信－－利用電磁波作為“載體〞來傳遞信息無線電播送信號的發(fā)射和接收發(fā)射：2、____________產(chǎn)生___________3、________把__________加載到__________上－－類似于把信綁在信鴿的身上4、_____把_______________________發(fā)射出去－－類似于信鴿的放飛－－類似于要遠(yuǎn)飛的信鴿－－類似于要發(fā)出的信件〔由_______完成〕1、_____把_______轉(zhuǎn)換成________播送電臺聲音信號音頻電信號高頻電磁波音頻電信號高頻電磁波載有音頻電信號的電磁波話筒載波發(fā)生器調(diào)制器天線(音頻電信號不能用來直接用來發(fā)射)1、天線：2、選臺和解調(diào)：3、揚聲器：接收：接收在空間傳播的_______________〔1〕通過______從各種各樣的電磁波中選擇我們要接收的某一頻率的電磁波把音頻電信號轉(zhuǎn)換為聲音〔由_____完成〕收音機(jī)各種各樣的電磁波〔2〕從高頻電信號中取出音頻電信號調(diào)諧器〔沒有選擇性，假設(shè)把天線接收的電磁波全部變成聲音，只會一片嘈雜)電視的發(fā)射和接收加載到高頻電磁波上_______的接收天線接收__________發(fā)射到空中由_______復(fù)原成圖像由_______放出聲音攝像機(jī)話筒____信號____信號聲音圖像電信號發(fā)射機(jī)發(fā)射天線接收：電視機(jī)高頻信號取出_____________并放大圖像和聲音電信號顯像管揚聲器發(fā)射：高頻信號〔由_______完成〕電視臺〔由_______完成〕電視機(jī)〔1〕聲音和圖像信號〔2〕轉(zhuǎn)變成電信號〔音頻或視頻信號〕〔3〕轉(zhuǎn)變成調(diào)制信號加載到高頻振蕩電流上〔4〕通過天線發(fā)射載有調(diào)制信號的電磁波〔5〕將載有調(diào)制信號的電磁波接收下來并取出調(diào)制信號，加以放大和復(fù)原。無線電播送和電視，它們都是利用電磁波來傳遞信息，且過程大同小異，學(xué)生看圖，并閱讀圖下的文字。一、播送與電視原理衛(wèi)星通信和光纖通信，包括網(wǎng)絡(luò)通信，概括起來可稱作現(xiàn)代通信。它們的通信過程也是大致相同的，只不過分別利用的途徑不同，一個利用天上的衛(wèi)星，一個利用在地下的光覽，還有一個是利用天地結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)。二、現(xiàn)代通信衛(wèi)星通信地球同步通信衛(wèi)星微波中繼通信AB微波中繼通信AB1.衛(wèi)星的作用是什么?2.全世界的人們可以立刻看到某一現(xiàn)場畫面,需要幾顆衛(wèi)星作中繼站?3.在自己家看到的很多電視節(jié)目,哪些是通過衛(wèi)星傳遞的?用三顆同步衛(wèi)星就可以實現(xiàn)全球通信光纖通信全反射現(xiàn)象移動通信

2、移動靠________〔較大的固定無線電臺〕使在不同地方的人可以互相通話.無繩：主機(jī)和間沒有線相連，靠無線電波溝通，主機(jī)接在市話網(wǎng)上，相當(dāng)于一個小型基地臺。不能離主機(jī)太遠(yuǎn)。設(shè)立基地臺的原因：1、移動機(jī)由_____來傳遞聲音，它既是__________又是_____。電磁波無線電發(fā)射臺接收臺基地臺體積小，發(fā)射功率不大，天線簡單，靈敏度不高。無論是無線電播送和電視，還是現(xiàn)代通信中的衛(wèi)星通信、光纖通信和網(wǎng)絡(luò)通信，它們的大致過程大同小異，都必須經(jīng)歷“將光和聲的信號轉(zhuǎn)變成電信號，然后再將電信號加載到電磁波上發(fā)射或傳遞出去，最后，由接收系統(tǒng)將相關(guān)電信號取出來，加以放大和復(fù)原〞的三個過程。從1929年英國播送公司開始首次播放電視節(jié)目至今，電視技術(shù)有了很大的開展。黑白電視開展到彩色電視；電視的頻道已經(jīng)開展到幾十個。各種型號、不同尺寸的電視滿足了人們的不同需要。小的有手表電視，大的有大屏幕電視；雙屏幕電視上可以同時看兩下電視臺的節(jié)目；戴上特制的眼鏡后可以在立方體電視機(jī)上看到立方體圖像；等離子體顯示屏甩掉了厚厚的機(jī)箱，可以做得像書本一樣薄；高清晰度電視的圖像與膠片拍出的電影相媲美……由于電視，地球"變小"了，如今真的可以做到"秀才不出門，全知天下事"……已經(jīng)徹底改變了我們的生活。但是，也有人抱怨；電視讓人飯后坐在那里一動不動，增加了患病的可能；電視減少了家庭成員之間的交流，影響了家庭關(guān)系；電視讓罪犯學(xué)到了別人的犯罪方法，使破案更難……電視給我們帶來什么？播送電視與通信一、無線電播送和電視1、電磁波傳遞聲音信號的大致過程：聲音信號→音頻信號→調(diào)制信號→發(fā)射電磁波→解調(diào)復(fù)原成聲音2、電磁波傳遞電視信號的大致過程：圖像和聲音信號→視頻和音頻信號→制作電視節(jié)目→發(fā)射電磁波→接收復(fù)原成圖像和聲音二、衛(wèi)星通信同步衛(wèi)星：衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動的周期與地球自轉(zhuǎn)的周期相同三、光纖通信光纖通信的優(yōu)點：1、抗干擾能力強。2、信號損失少。3、容量大課堂測評1．應(yīng)用比較的方法找出播送、電視和現(xiàn)代通信的異同點。答：它們都是利用電磁波傳遞信息的，它們都經(jīng)歷信息的加載、信息的傳播和信息的接收三個過程。所不同的是播送和電視用的是無線電波傳遞信號，現(xiàn)代通信有衛(wèi)星通信和激光通信，其中衛(wèi)星通信通常用微波傳遞信號，激光通信用激光傳遞信號，它們在技術(shù)與設(shè)備要求上不同。2．當(dāng)你了解播送、電視和現(xiàn)代通信的大致過程之后，你對理論和技術(shù)的意義和價值的認(rèn)識是什么？答：無論是播送、電視，還是現(xiàn)代通信，它們都要將聲音和圖象信號轉(zhuǎn)變變成電信號。因此，聲電轉(zhuǎn)換與光電轉(zhuǎn)換的理論與技術(shù)就不可缺少。為了將信號傳遞出去，并接收下來，這里就要涉及到將信號加載到電磁波上的理論與技術(shù)，以及電磁波的發(fā)射與接收的理論與技術(shù)?？梢姡瑥碾姶挪ǖ陌l(fā)現(xiàn)到它的實際應(yīng)用，沒有強大的理論支撐和技術(shù)的支持是無法實現(xiàn)的。19．2播送電視與通信一、無線電播送和電視電磁波

1．傳遞聲音信號：將聲音信號轉(zhuǎn)變成________信號傳播出去，目的地接收到電磁波信號并把它轉(zhuǎn)變成聲音信號播放出來．

2．傳遞電視信號：將聲音和圖像信號轉(zhuǎn)變成________信號傳播出去，目的地接收到電磁波信號并把它們轉(zhuǎn)變成聲音和圖像信號播放出來．電磁波二、衛(wèi)星通信1．同步衛(wèi)星：環(huán)繞地球轉(zhuǎn)動的周期跟地球自轉(zhuǎn)的周期________的衛(wèi)星．相同2．用________顆同步衛(wèi)星就可以實現(xiàn)全球通信．三三、光纖通信1．光纖通信是利用________通過________傳遞信號的一種通信方式．光纖2．優(yōu)點：通信容量________，不怕雷擊，不受電磁干擾，通信質(zhì)量________，而且保密性好．高激光大光纖通信

光纖是一種非常細(xì)的玻璃纖維．它由線芯和包層組成．

(1)當(dāng)光從光纖的一端進(jìn)入線芯后，在線芯和包層的交界面上反復(fù)發(fā)生全發(fā)射，這樣就把它攜帶的信息毫無損失地傳到了遠(yuǎn)方． (2)光導(dǎo)纖維是很細(xì)很細(xì)的玻璃絲，通常數(shù)條光纖一起敷上保護(hù)層，制成光纜，用來傳遞電視、等多種信息． (3)光纖的抗干擾能力強，能減小信號衰減，適用于遠(yuǎn)距離傳輸大量信息．[例題]如圖19－2－1所示為北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)示意圖，該系統(tǒng)在傳遞信息過程中主要依靠()A圖19－2－1A．電磁波C．次聲波B．超聲波D．光導(dǎo)纖維

解析：電磁波可以傳遞信息和能量，且可以在真空中傳播，故衛(wèi)星均靠電磁波傳遞信息．1．紅外線與紫外線()CA．頻率相等B．波長相等C．都是電磁波D．在真空中的傳播速度不等2．在光纖通信中，用來傳遞信息的光應(yīng)該是()CA．普通光源發(fā)出的光C．激光B．太陽光D．以上三種都可以3．衛(wèi)星通信是利用________________來傳遞信息的，它在真空的速度為____________m/s.3×1084．播送電視信號可通過______顆通信衛(wèi)星覆蓋全球，它是用__________波傳遞信息的．3電磁電磁波走進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)一、瀏覽網(wǎng)頁電磁波計算機(jī)

1．互聯(lián)網(wǎng)：是利用____________和____________，將分布在世界各地的____________連接起來的龐大網(wǎng)絡(luò)．

2．利用互聯(lián)網(wǎng)人們可以通過相應(yīng)的網(wǎng)站，進(jìn)行________、娛樂、購物等．學(xué)習(xí)通信網(wǎng)絡(luò)二、電子郵件圖像

電子郵件可以傳送包含文字、________、________或集聲音、畫面為一體的多媒體信息，其特點是方便、快捷、信息內(nèi)容豐富多樣且節(jié)省開支等．三、網(wǎng)上學(xué)校虛擬學(xué)校