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專題19 電磁波與信息時代 ?知識點1信息的傳遞 信息的傳遞：一般傳遞的內(nèi)容有語言、文字、圖像、聲音等；常常借用的傳遞工具有烽火、信鴿、信號兵、電話、互聯(lián)網(wǎng)等。 ?知識點2認識電磁波 電磁波看不到、摸不著，我們可以通過和水波類比來研究。 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。 1、產(chǎn)生：導(dǎo)體中的電流迅速變化時，導(dǎo)體周圍就會產(chǎn)生電磁波。 2、波長：相鄰的兩個波峰（波谷）的距離。符號λ，單位是米（m） 3、波速：電磁波的傳播速度，單位是m/s。 4、頻率：波源一秒內(nèi)振動的次數(shù)叫做頻率。用字母?表示，單位是Hz，頻率反映了波源振動的快慢。 c=λ? 波速的大小跟介質(zhì)有關(guān),跟波長、頻率無關(guān)。對于同種介質(zhì)而言，電磁波的波速是定值。比如真空電磁波的速度始終等于光速，即C=3x108m/s。 在真空中的電磁波，當(dāng)波長越小，頻率越高；波長越大，頻率越低。 例1（xx?昆明）下列說法中，正確的是（） A．電磁波的頻率越高，傳播的速度就越大 B．電磁波可以在真空中傳播 C．手機間通話靠超聲波傳遞 D．微波不具有能量 【答案】B 【解析】 例2（xx?宿遷）下列關(guān)于聲波和電磁波的說法中正確的是（） A．音調(diào)的高低與聲源的振幅有關(guān) B．聲音在真空中傳播的速度為340m/s C．電磁波在任何介質(zhì)中傳播的速度都為3.0108m/s D．密閉的金屬容器對電磁波有屏蔽作用 【答案】D。 【解析】 A、音調(diào)是指聲音的高低，音調(diào)高低與聲源的振動頻率有關(guān)；故A錯誤； B、聲音的傳播需要介質(zhì)，聲音不能在真空中傳播，故B錯誤； C、電磁波在真空中的傳播的速度為3.0108m/s，在其他介質(zhì)中的傳播速度小于3.0108m/s，故C錯誤； D、實驗證明，密閉的金屬容器對電磁波有屏蔽作用，故D正確。 ?知識點3電磁波的應(yīng)用 針對不同頻率的電磁波特點不同，生活中產(chǎn)生不同的應(yīng)用。 1、醫(yī)療上利用γ射線做外科手術(shù)；利用X射線判斷身體某些部位是否異常。 2、通信上利用微波及無線電波來傳送信息，無線電波更是廣泛應(yīng)用于廣播、電視、移動通信、導(dǎo)航雷達等方面。 3、生活中的空調(diào)、電視機遙控器用的是紅外線；微波爐用的是微波；我們看東西是因為可見光。 例1（xx?懷化）下列技術(shù)應(yīng)用中，不是利用電磁波工作的是（） A．利用微波雷達跟蹤飛行目標(biāo) B．利用北斗導(dǎo)航系統(tǒng)進行定位和導(dǎo)航 C．用手機打電話 D．利用聲吶系統(tǒng)探測海底深度 【答案】D 【解析】 例2（xx?齊齊哈爾）WiFi是將電腦、手機與互聯(lián)網(wǎng)以無線方式連接的技術(shù)，可進行信息、文件等材料的無線傳輸，此過程中各種信息是靠____________來傳輸?shù)模谡婵罩械膫鞑ニ俣仁莀____________。 【答案】電磁波；3108m/s。 【解析】 ?知識點4無線電廣播和電視 1、無線電廣播信號的發(fā)射與接收 ①在播音室，通過話筒把聲音信號變成電信號，即音頻信號； ②在控制室里，將音頻信號加載到高頻電流上，形成調(diào)制信號； ③放大后的調(diào)制信號再通過天線向空間發(fā)射載有音頻信號的電磁波； ④接收天線收到帶有音頻信號的電磁波后，收音機通過調(diào)解和減波取出音頻信號，通過放大器把音頻信號放大，還原成聲音。 ①、攝像機把圖像變成電信號，話筒把聲音變成電信好，發(fā)射機把兩種電信號加載到頻率很高的電磁波上，通過天線發(fā)射到空中； ②、電視機的接收天線把高頻信號接收下來，把圖像信號和音頻信號取出并放大，由顯示器還原成圖像，由揚聲器還原成聲音。 例1（xx?益陽）北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自主研制的全球衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)，已經(jīng)初步具備區(qū)域?qū)Ш?、定位和授時功能。完全建成后可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時為用戶提供高精度、高可靠定位、導(dǎo)航、授時服務(wù)，并具有短報文通信功能。下列關(guān)于北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)說法正確的是（） A．北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)傳送信息的速度與光速相同 B．北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的空間段采用光纖傳送信息 C．北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)采用超聲波為汽車導(dǎo)航 D．北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)現(xiàn)已全面建成 【答案】A 【解析】 例2（xx?徐州）今年3月30日，我國成功發(fā)射第30、31顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。北斗衛(wèi)星向地面?zhèn)鬟f信息是通過（） A．超聲波 B．次聲波 C．電磁波 D．紅外線 【答案】C 【解析】 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)傳遞信息利用的是電磁波，電磁波可以在真空中傳播。 ?知識點5衛(wèi)星通信 1、 組成：由通信衛(wèi)星、地面站和傳輸系統(tǒng)三部分組成。 2、作用：通信衛(wèi)星是一個空中微波中繼站，它從一個地面站接收反射來的電信號，經(jīng)過放大變頻后，再發(fā)射到一個或幾個地面站。 3、特點：用于通信的衛(wèi)星相對于地球是靜止的，又叫地球同步衛(wèi)星，利用這些衛(wèi)星作微波通信的中繼站，在地球周圍均勻配置三顆同步衛(wèi)星就可以幾乎覆蓋全部的地球表面，實現(xiàn)全球通信。 4、微波：是指波長在10m-1mm之間的電磁波，其頻率在30MHz-3x105MHz之間。微波的性質(zhì)接近光波，大致沿直線傳播，不能沿地球表面繞射。 例1（xx?鹽城）我國自行研制的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)具有定位、導(dǎo)航和通信等功能，它傳遞信息是利用（） A．微波 B．次聲波 C．超聲波 D．紅外線 【答案】A 【解析】 我國自行研制的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)具有定位、導(dǎo)航和通信等功能，它傳遞信息是利用電磁波（微波）傳遞信息的，故A正確。 例2（xx?烏魯木齊）同步通信衛(wèi)星是在離地面高度為3.6107m，繞地心轉(zhuǎn)動的圓軌道（同步軌道）上運行的衛(wèi)星，運行周期跟地球自轉(zhuǎn)周期相同。 （1）同步通信衛(wèi)星繞地球運行時（選填“受”或“不受”）地球的引力，周期是h．同步通信衛(wèi)星相對于地面的建筑物是的，顆同步通信衛(wèi)星基本可以實現(xiàn)全球通信。 （2）理論和實踐表明，質(zhì)量不同的同步通信衛(wèi)星都以相同的速度在同步軌道上運行，若同步通信衛(wèi)星上的天線脫落，天線（選填“仍然”或“不會”）在同步軌道上運行。 （3）地面上的甲乙兩人用衛(wèi)星電話通過同步通信衛(wèi)星聯(lián)系，從甲發(fā)出信號到他收到乙自動回復(fù)的信號至少需要s。 【答案】（1）受；24；靜止；3；（2）仍然；（3）0.48。 【解析】 ?知識點6光纖通信 1、光纖通信：利用激光在光導(dǎo)纖維里傳播進行通信的方式。 2、特點：可以長距離傳輸信息，容量大，不怕雷擊，不受電磁干擾，通信質(zhì)量高，保密性好。激光的特點，頻率單一，方向高度集中；光纜是光信息的路徑，是一種玻璃做成的光導(dǎo)纖維，光從其一端射入，在里面經(jīng)過無數(shù)次的反射，最終從另一端射出。 3、原理：光纖通信利用電光變換技術(shù)把電信號轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?，讓光信號在光?dǎo)纖維里傳播，在接收端再把光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺瑥亩鴮崿F(xiàn)信息的傳遞。 例1（xx?六盤水）我國是世界上手機用戶最多的國家，手機是通過波來傳遞信息的。 【答案】電磁。 【解析】 例2（xx?赤峰）閱讀短文回答問題： 激光的應(yīng)用 1958年，人類在實驗室里激發(fā)出一種自然界中沒有的光，這就是激光。激光束的平行度特別好，在傳播很遠的距離后仍能保持一定的強度。激光的這個特點使它可以用來進行精確的測距。對準目標(biāo)發(fā)出一個極短的激光脈沖，測量發(fā)射脈沖和接收反射脈沖的時間間隔，就可以求出目標(biāo)的距離。激光測距雷達就是根據(jù)這個原理制成的。 由于平行度好，激光可以會聚到很小的一點上，讓這一點照射到光盤上，就可以讀出光盤上記錄的信息，經(jīng)處理后還原成聲音和圖像，由于會聚點很小，光盤記錄信息密度很高。 激光還有一個特點是亮度高，也就是說，它可以在很小的空間和很短的時間內(nèi)集中很大的能量，如果把強大的激光束會聚起來照射到物體上，可以使物體被照的部分迅速上升到極高的溫度，最難熔化的物質(zhì)在一瞬間也要汽化了。因此可以利用激光束來切割各種物質(zhì)、焊接金屬以及在硬質(zhì)材料上打孔。醫(yī)學(xué)上可以用激光作“光刀”來切割皮膚，切除腫瘤，還可以用激光“焊接”脫落的視網(wǎng)膜。強激光可以在瞬間破壞敵人的飛行器，在軍事上有廣泛的應(yīng)用。 （1）激光在真空中的傳播速度為km/s。 （2）激光測距與初中物理學(xué)到的測距原理相同。 （3）用激光作“光刀”來切割皮膚、切除腫瘤、“焊接”脫落的視網(wǎng)膜，是利用激光的的特點。 【答案】（1）3105；（2）聲吶；（3）能量大。 【解析】 ?知識點7互聯(lián)網(wǎng)和電子郵件 隨著進入21世紀，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，它是利用通信網(wǎng)絡(luò)和電磁波，將世界各地的計算機連接起來，用來傳遞文字、圖像、和聲音信息，最大程度的實現(xiàn)異地資源共享，互聯(lián)網(wǎng)在全球范圍內(nèi)使信息得到告訴共享。 電子郵件又叫E-mail,是人們使用頻繁的網(wǎng)絡(luò)通信形式，可以傳遞文字、數(shù)據(jù)、圖像等多媒體信息，它具有方便、快捷、內(nèi)容豐富、節(jié)省開支等特點。