电磁波的技术应用

第四节电磁波的技术应用电磁技术与社会发展我们行驶在高速公路上经常见到雷达测速警示牌．它是如何测量汽车、飞机等高速行驶的交通工具的速度的呢？某地的雷达站正在跟踪一架向雷达站飞来的飞机，设某一时刻从雷达站发出电磁波后，再接收到反射波历时200μs，经4s后，雷达站从发出电磁波再接收到反射波历时186μs，则该飞机的飞行速度是多大？点评：根据题意，作示意图如下图所示．在时间t1＝200μs内，电磁波从雷达站到飞机第一次的位置间往返一次；在时间t2＝186μs内，电磁波从雷达站到飞机第二次的位置间往返一次．根据电磁波的传播速度c＝3×108m/s，算出飞机在时间间隔Δt＝4s内飞行的距离，即可算出飞机的速度．解答：设飞机前、后两位置离雷达站的距离分别为s1、s2，飞机的速度为v，由上面分析知2s1c＝t1，2s2c＝t2，v＝s1－s2Δt.联立三式得v＝ct1－t22Δt＝3×108×200－186×10－62×4m/s＝5.25×102m/s.一、无线电广播1．变化的电场和________总是交替产生，并且由发生区域向周围空间传播，这种由近及远的电磁场的传播就是________．其速度与________相同，为________．2．1895年，________的马可尼利用________成功地实现了无线电通信．收音机上的调谐旋钮起________作用，即选择特定频率的电台的信号．3．为了使人们能清楚地收听某一电台的信号，各个电台所发射的电磁波的频率必须________．无线电频道是一种有限的自然资源，如果两个电磁波信号以同样或极相近的频率发出，便会________．一、1.变化的磁场电磁波光速3×108m/s2．意大利电磁波调谐3．特定的干扰4．无线电波中的________在技术上是最容易实现的，它们载送声音的方式也是比较简单的________方式，所以最初的无线电广播是中波和短波调幅广播两种方式．中波可沿着________传播(地波)，如果功率较大，能够覆盖半径为100多千米的地区，也可依靠地球外层空间的________(天波)，有可能到达几百以至上千千米以外的远方．短波主要依靠电离层的反射，功率较大的短波能够传播到几千千米以外．5．广播接收机通常称为________．初期接收广播的是________和使用1～5支电子管的收音机．除________外，1919年日本的安藤博和美国的哈尔研制出四极管，1937年英国的朗德研制出五极管．这些通称为真空管或________，其中，五极管应用最广泛．4．中波和短波调幅地球表面电离层反射5．收音机矿石收音机二极、三极管电子管6．第二次世界大战后，美国贝尔实验室的__________________对________进行了深入研究.1948年6月30日，贝尔实验室正式宣布________研制成功．这三位美国科学家荣获1956年度的诺贝尔物理奖．7．电视信号为________，它通常由________传送．微波的特点是________，所以碰到高大建筑物或高山会被阻隔，因此必须每隔一定距离建立________．8．同步通信卫星当作电磁波的中继站，大大增加了信号的覆盖面积．理论计算表明，只要________颗通信卫星视频信号就几乎可以覆盖整个地球的表面．6．肖克莱、布拉坦、巴丁半导体晶体管7．视频信号微波只能沿直线传播中继站8.三二、雷达1．雷达是_____________________________________.2．雷达一般由________、发射装置、________、输出装置(显示器)、电源、________和防干扰设备等构成．3．雷达使用的电磁波是______________的微波．二、1.利用电磁波进行测距和定位的无线电设备2．天线系统接收装置用于控制雷达工作和处理信号的计算机3．直线性好、反射性能强三、移动电话无绳电话、______、移动电话均是通过________实现信号的发射与接收的．移动电话又称________．每个手机都是一个电磁波发射台同时它又相当于一个________，捕捉空中的电磁波．三、无线对讲机电磁波手机收音机1．无线电广播无线电广播的过程，话筒把声音信号转变成音频信号，放大后搭载到高频电磁波上调制，然后由天线向周围空间发送出去．接收机上的接收天线，接收来自广播电台的电磁波，经调谐器选取所需信号，放大后送给扬声器，再现声音．2．电视电视传播原理同无线电广播相似．电视信号的传播使用的电磁波是微波，微波波长小，只能沿直线传播，因此需建立中继站．电磁波信号可由同步卫星进行传播，理论计算与实践证明，只要三颗通信卫星就几乎覆盖整个地球表面．3．雷达雷达是利用电磁波来测定物体位置的无线电设备．雷达的工作原理：雷达是利用电磁波遇到障碍物要发生反射的特性工作的．雷达有广泛的实际应用．4．移动电话移动电话又称为手机．每个手机都是一个小型电磁波发射台，它将用户的声音或数字信息转变为高频信号发射到空中；同时它又相当于一个收音机，捕捉空中的电磁波，使用户接收到通话对方送来的信息．移动通信的过程如下图所示．电磁波是交替产生周期性变化的电磁场由发生区域向远处的传播，在真空的传播速度为3.0×108m/s.电磁波在传播过程中频率f不变，由公式v＝λf，电磁波在介质中传播速度越小，波长越短．电磁波具有波动性，能产生干涉衍射现象．（多选题）下列关于电磁波的叙述中、正确的是()A．电磁波是电磁场由发生区域向远处传播B．电磁波在任何介质中的传播速度均为3.0×108m/sC．电磁波是横波，电场方向与磁场方向都跟传播方向垂直D．电磁波可以脱离“波源”而独立存在，但不能产生干涉、衍射现象答案：AC电磁波信号的发射要有效地向外发射电磁波，必须要有足够高的振荡频率．理论证明．振荡电路单位时间内向外界辐射出去的能量与频率的四次方成正比．因此，要想有效地把电磁波的能量传播出去，必须用开放电路发射电磁波．下列说法不正确的是（A.B.C.D.解析：电磁波可以携带信息，是一种信息运载工具，故A正确；飞机是通过雷达发射的无线电波来导航的，故B正确；电磁波是一种看不见、摸不着的特殊物质，故C错误；电磁波充满着我们生活的空间，故D正确.答案：C新的污染——电磁辐射在电气化高度发展的今天，在地球上，各式各样的电磁波充满了人类生活的空间.无线电广播、电视、无线电通信、卫星通信；无线电导航；雷达；微波中继站；电子计算机；高频淬火、焊接、熔炼；塑料热合、微波加热与干燥；短波与微波治疗；高压、超高压输电网、变电站等的广泛应用，对于促进社会进步与人类物质文化生活带来了极大的便利，作出了巨大贡献!但是随之而来的电磁污染日趋严重，不仅危害人体健康，产生多方面的严重负面效应，而且阻碍与影响了正当发射功能设施的应用与发展.目前与人们日常生活密切相关的手机、对讲机、家庭电脑、电热毯、微波炉等家用电器等相继进入千家万户，通信事业的崛起，又使“手机”成为这个时代的“宠物”，给人们的学习、经济带来极大的方便当你与家人围坐在电视机旁欣赏节日，或驾驶计算机在世界信息交互网络上遨游时，你可能不会想到，家用电器、电子设备在使用过程中都会不同程度地产生不同波长和频率的电磁波，这些电磁波无色无味，看不见摸不着，穿透力强，且充斥整个空间，令人防不胜防，成为一种新污染源，正悄悄地侵蚀着你的躯体，影响着你的健康，引发了种种社会文明病.根据国外资料显示，电磁辐射已成为当今危害人类健康的致病源之一.调查表明，在2毫高斯以上电磁波磁场中，人群患白血病的几率为正常情况下的2.93倍，患肌肉肿瘤的为正常的3.26倍.由于计算机的工作频率范围在150kHz～500MHz之间，这是一段包括中波、短波、超短波与微波等频段的宽带辐射，按标准评价，电脑的上部与两侧等部位均超标几十倍，最高达45倍.孕妇在怀孕期的前三个月尤其要避免接触电磁辐射.因为当胚胎儿在母体内时，对有害因素的毒性作用比成人敏感，受到电磁辐射后，将产生不良的影响.如果是在胚胎形成期，受到电磁辐射，有可能导致流产；如果是在胎儿的发育期，受到辐射，也可能伤到中枢神经系统，导致婴儿智力低下.1．电磁波在不同介质中传播时，不变的是()A．频率B．波长C．波速D．能量2.频率为f的电磁波在某介质中的传播速度为v，该电磁波在这种介质中的波长λ为()A.vfB．vfC.fvD.1vfA解析：由λ＝v·T、T＝知，λ＝v/f，选项A正确．答案：A1f一.7.A.B.C.D.解析：每个移动电话发射信号时都是一个小型电磁波发射台，接收信号时就相当于一个收音机，移动电话间通信要A、B、D选项中说法正确.二.C8.验钞机发出的“光”能使钞票上的荧光物质发光；家用电器上的遥控器发出的“光”用来控制电视机、空调器等对于A.B.C.验钞机发出的“光”是XD.遥控器发出的“光”是X解析：验钞机借助紫外线的荧光效应来检验水印.故发出的“光”是紫外线；遥控器利用的是红外线遥感技术，故发出的“光”是红外线.因此A、C、D选项错误，B选项正确.B10.下面的说法中正确的是（A.打开电视机，听到的、看到的是电磁波传来的声音和图像B.C.D.电磁波可以用来治病三.ACD11.A.B.C.D.解析：雷达所用无线电波的波长比短波更短，这样才有利于它的直线传播，A选项正确.雷达发射的是电磁脉冲，通过测定发射波与反射波之间的时间差，便可确定物体的位置，因此B选项错误.雷达发射电磁脉冲不受光照的影响，因此黑夜可正常使用，D选项错误.AC祝您