初三物理学案：电磁波与现代通信

学而思教育·学习改变命运！南京中考网nj.zhongkao.com学而思教育·学习改变命运！南京中考网nj.zhongkao.com第十七章电磁波与现代通信一、信息与信息传播学习要求了解波在信息传播中的作用。学习指导1．信息：信息是各种事物发出的有意义的消息。我们生活在一个充满信息的世界里，信息无时不在，无处不有。消息中包含的内容越多，信息量越大。2．信息传播：信息和信息传播活动经历了五次巨大变革：①语言的诞生；②文字的诞生；③印刷术的诞生；④电磁波的应用；⑤计算机技术的应用。信息的形式和传播的方式很多。其中，人类特有的信息形式和传播方式概括起来大致分为三类：语言（包括各种声音）、符号（包括各种文字、标记等）、图像（包括各种文本图形、光电影视等）。随着现代通信、电子的发展，多媒体信息传播的功能越来越强大。所谓多媒体，就是语言、文字、影像等多种信息的综合传播。每一次变革都推动了生产力的巨大发展，促进了人类文明的进程。3．信息传播工具：进行传递信息的具体的设备。信息必须通过传播才有实际意义。早期的信息传播工具有：万里长城上的烽火台、古代传递官文的驿马、电报机、电话等。典型范例例1.下列人类历史上的信息和信息传播活动的变革，是按从古到今的时间顺序排列的有（）A.文字的诞生到语言的诞生B.文字的诞生到印刷术的诞生C.电磁波的应用到文字的诞生D.计算机技术的应用到电磁波的应用精析：在人类历史上，信息和信息传播活动经历了五次巨大的变革，从古到今的排列顺序是语言的诞生、文字的诞生、印刷术的诞生、电磁波的应用和计算机技术的应用。全解：本题应选B。点评：在人类历史上，信息和信息传播的变革都是由当时的生产力发展水平决定的，每一次变革都推动了生产力的巨大发展，促进了人类文明的进程。例2.下列不属于信息传播工具的是（）A.古代的驿站和驿马B.电话和电报C.计算机和移动电话D.文字和语言精析：驿站、驿马、电报、电话、计算机等都是能把信息向远方传递的工具，而文字和语言是表达信息的一种方式，不是传递信息的工具。全解：本题应选D。点评：理解信息和传播信息工具的含义，才能正确区分信息和信息传播工具。活动与探究自从1876年贝尔发明了电话以来，各种功能的电话日新月异。请你设想在未来生活中还会出现什么样的新型电话,写出两个合理的设想。学而思教育·学习改变命运！南京中考网nj.zhongkao.com学而思教育·学习改变命运！南京中考网nj.zhongkao.com思考与练习一、填空题1．所谓信息，是各种事物发出的的消息。消息中包含的内容越多，说明越大。2．人类特有的三种信息是____________、____________、____________。3．人类信息传播的五次巨大变革依次是、、、、。4．“乌云密布”这个现象发出了天空将要__________的信息；课堂上，老师提出问题后，有同学举手，举手的信息是这个同学要_______________。5．模仿上题，再举两个事物发出信息的例子。要求：说出现象并说明它发出的是什么信息。（1）____________________________________________________________________；（2）____________________________________________________________________。二、选择题6．关于信息和信息传播活动的每一次变革，下列说法错误的是（）A.信息传播越来越远B.信息传播越来越快C.信息传播量越来越大D.信息传播方式越来越简单7．下列事例中，不是为了传递信息的是（）A.警察向逃犯鸣枪示警B.进攻开始前发信号弹C.用枪把远处敌人击倒D.运动会上裁判员扣动发令枪8．关于信鸽传递信息的过程，下列说法不正确的是（）A.信鸽传递文字信息B.信鸽是传递信息的工具C.信鸽是靠地磁场来导航的D.信鸽能传递大量信息三、设计题9.图17-1罗列的是国际莫尔斯电码：现在你的一位同学在远处，你要向他传递一个信息“secret”，请你用一只手电筒，分别采用模拟信号和数字信号两种方式将这个信息传递给他。（1）写出你的信息传递的设计方案。（2）比较两种方式的不同。相关链接你知道条形码吗？我们到商场购物，会看到商品的包装纸或包装盒上都贴上或直接印上由若干条纹组成的条形码，如图17-2所示。仔细观察条形码，可以看到条形码上的条纹分成若干组，条形码上的一条纹组代表一个数字，整个条形码就代表一组数字。这些数字包含了产品名称、规格、尺码、价格、质量等信息。条形码上的信息可以由条形码读取器取得。条形码是标准化码，世界各地的条形码读取器都可以读取。图17-1图17-2学而思教育·学习改变命运！南京中考网nj.zhongkao.com学而思教育·学习改变命运！南京中考网nj.zhongkao.com二、电磁波及其传播学习要求1．知道光是电磁波。知道电磁波在真空中的传播速度。2．举例说明电磁波的存在。了解电磁波的频率和波长。学习指导1．波的基本特征：波都是在传播周期性变化的运动形态。⑴描述波的性质的物理量。①振幅：波源偏离平衡位置的最大距离叫做振幅，用字母A表示，单位是米（m）。②周期：波源振动一次所需要的时间叫做周期，用字母T表示，单位是秒（s）。③频率：波源每秒内振动的次数叫频率，用字母f表示，单位是赫兹（Hz）。④波长：波在一个周期内传播的距离叫波长，用字母λ表示，单位是米（m）。⑤波速：波在1s内传播的距离叫波速，用字母v表示，单位是米/秒（m/s）。⑵波速、波长与频率的关系。频率与周期的关系为Tf1；波速与波长、周期的关系为Tv；波速、波长与频率的关系为υ=λf。振幅A反映了波源振动的强弱，频率和周期反映了振动的快慢；波速反映了传播的快慢。波既有传播凹凸相间运动形态的波，又有传播疏密相间运动形态的波。2．电磁波：电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场。光波属于电磁波。快速周期性变化的电流（也称振荡电流）的周围能产生电磁波。电磁波的传播不需要介质（能在真空中传传播）。电磁波传播速度与光速相同，都等于3×108m/s。金属容器能够屏蔽电磁波，电磁波能把信息传播得更远。电磁波频率越高，能传播的信息就越大。3．电磁波谱：按波长连续排到的一系列电磁波。电磁波也存在副作用——电磁污染，频率超过0.1MHz的电磁波在强度足够大时，会损伤人体的健康。典型范例例1．反映波传播快慢的物理量是（）A.波长B.振幅C.频率D.波速精析：波长表示波振动一次所传播的距离，振幅反映波源振动的强弱，频率反映波振动的快慢。波速反映波传播的快慢。全解：本题应选D。点评：正确掌握描述波的性质的各物理量的作用是解决此题的关键。例2．雷鸣闪电时，可以从开着的收音机里听到“喀、喀”的响声，这是因为（）A.收音机出现故障B.空气潮湿的缘故C.雷声传到了收音机中D.收音机收到了云间传来的电磁波精析：雷雨天闪电时，云层与云层间，云层与大地间都有放电现象。放电时高频率变化的电流产生电磁波向四周传播，当其传到收音机里，被收音机接收就听到“喀，喀”的响声。全解：本题应选D。点评：此现象有力地证明了变化的电流周围能够产生电磁波。活动与探究如图17-3所示为探究电磁波产生的实验。探究过程如下：（1）实验：打开收音机开关，旋至没有电台位置，取一图17-3学而思教育·学习改变命运！南京中考网nj.zhongkao.com学而思教育·学习改变命运！南京中考网nj.zhongkao.com节电池和一根导线，拿到收音机附近。先将电池的负极向下放在锉子上，再将导线的一端与电池的正极相连，导线的另一端应当_____________，发现的现象是_________________。（2）分析论证：产生上述现象的原因是（）A.导线在锉面上滑动产生的声音，经空气传到收音机，被收音机反射而形成B.导线在锉面上滑动的声音，经空气传到收音机，被收音机接收并被放大而形成的C.导线在锉面上滑动，引起电流的迅速变化，产生电磁波，被收音机接收形成D.以上三种说法都不正确（3）实验结论是____________________________________。声音是一种波,它可以离开振动物体在介质中传播。思考与练习一、填空题1．石头击水会激起水波，物体振动会激起声波，周期性变化的电磁场在空间传播，就形成了____________。2．频率与周期的关系是：________；波传播的速度与波长、周期的关系是：________；波传播的速度与波长、频率的关系是：____________。3．在收音机附近，用导线碰触电池的两极，收音机会发出“咯咯”的声音，这个现象可以说明会产生电磁波。在生活中还有类似的现如：___________________。4．电磁波的行为很像光，它可以在_________中传播，而且传播的速度也与光一样，通常近似为υ＝_________m/s。电磁波的速度υ与波长λ及频率f之间的关系为。二、选择题5．下列不属于电磁波应用的是（）A.雷达B.声呐C.卫星电视D.红外线烘箱6．电磁波谱中，按波长由长到短的排列顺序是（）A.光波、无线电波、微波B.无线电波、光波、微波C.红外线、χ射线、γ射线D.紫外线、红外线、χ射线7．关于电磁波，下列说法中正确的是（）A.电磁波的传播速度比光速小B.波长越长的电磁波频率越高C.所有的电磁波时刻都在危害我们的健康D.电磁波具有传信息递速度快、运载容量大的优点8．有甲、乙两列电磁波，甲的波长是乙的3倍，则甲、乙两列电磁波在真空中的传播速度之比是（）A.1:1B.2:1C.1:2D.无法确定相关链接电磁污染英国曾有2400万只“家养”麻雀。这些麻雀都在房屋阁楼处做窝，每天在各家花园内嬉戏，成为英国一道风景线。然而，近年来，英国麻雀数量突然急剧减少。最近，英国科学家和动物学家指出，电磁波是造成麻雀失踪的罪魁祸首。研究表明，电磁波影响麻雀的方向感。麻雀依靠地球磁场来辨别方向，而电磁波会干扰麻雀找路的能力，从而使其迷失方向。近20年来，国外学者越来越多地注意到低频非离子化电磁场的致癌作用。长期受到电磁辐射，会造成正常脑的支持细胞——胶质细胞发生DNA分子链的电离损害，导致DNA碱基分子链的断裂，引起细胞的癌变。据美国科罗拉多州大学研究人员调查，电磁污染较严重的丹佛地区儿童死于白血病者是其他地区的两倍以上。瑞典学者托梅尼奥在研究中发现，生活在电磁污染严重地区的儿童，患神经系统肿瘤的人数大量增加。学而思教育·学习改变命运！南京中考网nj.zhongkao.com学而思教育·学习改变命运！南京中考网nj.zhongkao.com三、现代通信——走进信息时代学习要求1．了解光纤通信和卫星通信。2.了解电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响。3.调查电磁波在现代社会中的广泛应用。学习指导1．卫星通信：卫星通信是利用微波来传递信息的。卫星通信系统由空间部分和地面部分构成。空间部分是通信卫星，地面部分是通信地面站。通信卫星在赤道平面上距地面3.6×107m的轨道上，与地球同步转动，相对于地面静止，又称同步通信卫星。卫星通信的工作原理为：从地面站1发出载有信号的电磁波，被通信卫星接收并处理后，再由卫星发送到地面站2或其他地面站，从而实现远距离通信。2．微波与光波的性质相近，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，远距离进行微波通信，需要通过地面的微波中继站进行传播。通信卫星实际上就是一微波中继站。3．光纤通信：光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的一种方式。光导纤维是指那些能够传输信号的极其纤细的物质，由多根光导纤维制成的传输光信号的传输线称为光缆。如图17-4所示，光通过光导纤维的内壁多次反射，可以把光传输到远方。4．信息高速公路的主干线——互联网：现代“信息高速公路”是卫星通信和光纤通信等高速、大容量信息传输通道的俗称。信息高速公路的主干线是互联网。互联网是把大量计算机组成的通信网络（采用金属导线、光缆、通信卫星等各种手段结在一起），互联网是世界上最大的计算机网络，能高速地传输大量信息，使用最频繁的发送