電磁波與信息化社會(huì)

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電磁波與信息化社會(huì)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解電磁波的應(yīng)用和在科技、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展中的作用。2.認(rèn)識(shí)電磁波譜,知道光是電磁波。3.了解電磁波各波段的特點(diǎn)和主要用途。一、電磁波與信息化社會(huì)1.電磁波的傳輸:電磁波可以通過電纜、光纜進(jìn)行有線傳輸,也可實(shí)現(xiàn)無線傳輸。電磁波的頻率_____,相同時(shí)間內(nèi)傳遞的信息量_____。越高越大2.電磁波的應(yīng)用實(shí)例:(1)電視:攝像機(jī)采集圖像信號(hào),在1s內(nèi)要傳送___幅畫面,電視接收機(jī)也以相同的_____在熒光屏上顯現(xiàn)這些畫面,便實(shí)現(xiàn)了影像的傳遞和再現(xiàn)。(2)雷達(dá):利用無線電波來測(cè)定物體_____和速度的無線電設(shè)備。(3)移動(dòng)電話:指通信雙方至少有一方可以_________進(jìn)行信息交換的通信方式。(4)移動(dòng)電話、_______也是利用電磁波來傳輸信息的。25速率位置自由移動(dòng)因特網(wǎng)【自我思悟】移動(dòng)電話通信時(shí)為什么要用基站?提示:移動(dòng)電話的體積很小,發(fā)射功率不大;它的天線又很簡單,靈敏度不高。因此它與其他用戶通話要靠較大的固定無線電臺(tái)轉(zhuǎn)接,即需要基站傳播?！咀晕宜嘉颉可钪械哪男┈F(xiàn)象應(yīng)用了電磁波?提示:生活中,電磁波應(yīng)用非常廣泛,像電視、雷達(dá)、衛(wèi)星導(dǎo)航、微波爐、移動(dòng)電話(手機(jī))等都應(yīng)用了電磁波?！久^(qū)掃描】1.當(dāng)反射波形與發(fā)射波形對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔等于發(fā)射脈沖的時(shí)間間隔時(shí),雷達(dá)的偵察距離最大,s=c·

。2.不同頻率的電磁波,在同一種介質(zhì)中傳播時(shí),頻率越大,折射率越大,速度越小。一、電磁波與信息化社會(huì)1.電視廣播的發(fā)射和接收過程:2.雷達(dá)的工作原理:雷達(dá)利用微波遇到障礙物的反射現(xiàn)象來測(cè)定物體位置。根據(jù)發(fā)射無線電波到接收反射波的時(shí)間t,確定障礙物的距離s=,再根據(jù)發(fā)射無線電波的方向和仰角,確定障礙物的位置?！疚⑺伎肌?1)攝像管和顯像管的作用有什么不同?提示:攝像管將景物的圖像轉(zhuǎn)換為電信號(hào),而顯像管將電信號(hào)還原出圖像。(2)雷達(dá)是怎樣測(cè)定物體位置的?提示:根據(jù)發(fā)射和接收到無線電波的時(shí)間t確定距離,再結(jié)合發(fā)射無線電波的方向確定物體位置?！臼痉额}】某一戰(zhàn)斗機(jī)正以一定的速度朝雷達(dá)的正上方水平勻速飛行,已知雷達(dá)發(fā)射相鄰兩次電磁波之間的時(shí)間間隔為5×10-4s,某時(shí)刻在雷達(dá)熒光屏上顯示的波形如圖甲所示,t=173s后雷達(dá)向正上方發(fā)射和接收的波形如圖乙所示,雷達(dá)監(jiān)視相鄰刻線間表示的時(shí)間間隔為10-4s,電磁波的傳播速度為c=3×108m/s,則該戰(zhàn)斗機(jī)的飛行速度大約為多少?【解題探究】(1)甲、乙兩圖顯示發(fā)射和接收電磁波的時(shí)間間隔各是多少?提示:甲圖時(shí)間間隔t1=4×10-4s乙圖的時(shí)間間隔t2=1×10-4s(2)如何確定飛機(jī)的水平距離?提示:根據(jù)兩次飛機(jī)到雷達(dá)的距離由幾何關(guān)系求出?！疽?guī)范解答】由題意知熒光屏相鄰刻線間的時(shí)間間隔t0=10-4s,甲圖發(fā)射波和接收波的時(shí)間間隔t1=4×10-4s,乙圖時(shí)間間隔t2=1×10-4s。所以,第一次戰(zhàn)斗機(jī)距雷達(dá)的距離為s1=c×=6.0×104m,第二次戰(zhàn)斗機(jī)在雷達(dá)正上方。所以,戰(zhàn)斗機(jī)的高度h=c×=1.5×104m,故173s內(nèi)戰(zhàn)斗機(jī)飛行的水平距離為s==5.8×104m。所以,v=≈335m/s。答案:335m/s【通關(guān)1+1】1.(多選)(2013·大連高二檢測(cè))下列說法中正確的是(

)A.攝像機(jī)實(shí)際上是一種將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的裝置B.電視機(jī)實(shí)際上是一種將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)的裝置C.攝像機(jī)在1s內(nèi)要傳送25張畫面D.電視機(jī)接收的畫面是連續(xù)的【解析】選A、B、C。通過攝像機(jī)攝到景物的光信號(hào),再通過特殊裝置(掃描)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào),在1s內(nèi)要傳送25張畫面;電視機(jī)通過顯像管將接收到的電信號(hào)再轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào),最后還原為圖像和景物,每秒要接收到25張畫面,由于畫面更換迅速和視覺暫留,我們感覺到的便是活動(dòng)的圖像,所以A、B、C正確。2.一個(gè)雷達(dá)向遠(yuǎn)處發(fā)射無線電波,每次發(fā)射的時(shí)間為1μs,兩次發(fā)射的時(shí)間間隔為100μs,在指示器的熒光屏上呈現(xiàn)出的尖形波如圖所示,已知圖中刻度ab=bc,則障礙物與雷達(dá)之間的距離是多大?【解析】圖中a和c處的尖形波是雷達(dá)向目標(biāo)發(fā)射無線電波時(shí)出現(xiàn)的,b處的尖形波是雷達(dá)收到障礙物反射回來的無線電波時(shí)出現(xiàn)的,由ab=bc可知,無線電波從發(fā)射到返回所用時(shí)間為50μs。設(shè)雷達(dá)離障礙物的距離為s,無線電波來回時(shí)間為t,波速為c,由2s=ct得s==7.5×103m。答案:7.5×103m【變式訓(xùn)練】1.(2013·錦州高二檢測(cè))關(guān)于電磁波和現(xiàn)代通信,下列敘述不正確的是(

)A.衛(wèi)星通信是利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站進(jìn)行通信B.光纖通信具有傳輸信息量大、抗干擾能力強(qiáng)及光能損耗小等優(yōu)點(diǎn)C.電磁波可以在真空中傳播D.電磁波的頻率越高,在真空中傳播的速度越大【解析】選D。這是一道關(guān)于電磁波和現(xiàn)代通信的題目。衛(wèi)星通信就是以人造地球衛(wèi)星作為中繼站進(jìn)行通信的;光纖通信的優(yōu)點(diǎn)是容量大、不受電磁干擾、通信質(zhì)量高、傳輸損耗小等;電磁波的傳播不需要介質(zhì),在真空中也可以傳播,它的傳播速度為光速,不同頻率的電磁波,在真空中傳播的速度是一樣的。故應(yīng)選D。雷達(dá)偵察問題的解決方法(1)電磁波在空中的傳播速度可認(rèn)為等于真空中的光速c,根據(jù)雷達(dá)熒光屏上發(fā)射波形和反射波形間的時(shí)間間隔,可求得偵察距離。(2)根據(jù)發(fā)射無線電波的方向和仰角,確定被偵察物體的位置。(3)雷達(dá)的最大偵察距離應(yīng)等于電磁波在雷達(dá)發(fā)射相鄰兩個(gè)脈沖的時(shí)間間隔內(nèi)傳播距離的一半。

各種電磁波的特性1.共性:(1)它們?cè)诒举|(zhì)上都是電磁波,它們遵循相同的規(guī)律,各波段之間的區(qū)別并沒有絕對(duì)的意義。(2)都遵守公式v=λf,它們?cè)谡婵罩械膫鞑ニ俣榷际莄=3.0×108m/s。(3)它們的傳播都不需要介質(zhì)。(4)它們都具有反射、折射、衍射和干涉的特性。2.個(gè)性:(1)不同電磁波的頻率或波長不同,表現(xiàn)出不同的特性,波長越長,越容易產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象,波長越短,穿透能力越強(qiáng)。(2)同頻率的電磁波在不同介質(zhì)中傳播速度不同。不同頻率的電磁波在同一種介質(zhì)中傳播時(shí),頻率越大,折射率越大,速度越小。(3)產(chǎn)生機(jī)理不同:無線電波振蕩電路中電子周期性運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生紅外線、可見光和紫外線原子的外層電子受激發(fā)后產(chǎn)生X射線原子的內(nèi)層電子受激發(fā)后產(chǎn)生γ射線原子核受激發(fā)后產(chǎn)生(4)用途不同:無線電波用于通信和廣播,紅外線用于加熱和遙感技術(shù),紫外線用于殺菌消毒,X射線應(yīng)用于醫(yī)學(xué)上的X光照片,γ射線用于檢查金屬部件的缺陷等?！疚⑺伎肌?1)不同頻率的電磁波在真空中的傳播速度相同嗎?提示:相同,都等于3.0×108m/s。(2)不同頻率的電磁波在同一種介質(zhì)中的傳播速度是否相同?提示:不相同,頻率越大,速度越小?！举Y源平臺(tái)】電磁波的危害【示范題】電磁波給