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第十章 电磁波与信息技术
第1节 神奇的电磁波
第2节 电磁波的应用
第3节 改变世界的信息技术
1.了解电磁波的产生．
2.知道电磁波能在真空中传播．
3.了解电磁波在真空中的传播速度．
4.会用c＝λf求速度、波长或频率．
5.了解光是一种电磁波．
6.认识电磁波在信息及能量方面的应用（重点）；
7.通过动手做，体会探究过程和科学方法的重要性；　　
8.通过观察，体会人类对电磁波的利用。
生活中，我们可以利用遥控器选择电视节目，可以在收音机听到音乐。这些信息都是如何传递的呢？
玉兔号月球车在月球上探测
“玉兔号”月球车通过什么方式将图像从月球传回地球？
用收音机接受声音，用遥控器选择节目，科学家与“玉兔号”的联系，都是通过电磁波进行的。
电磁波能传播声音、文字和图像，还能进行各种远距离控制。
那电磁波是如何产生的呢？
电流的变化会激起电磁波
一、认识电磁波
实际上，在教室里，在卧室中，
存在着各种各样的电磁波。
有广播电台发出的无线电电磁波，有电视台发出的载有电视信号的电磁波，有手机通信的电磁波，还有各种电器脉冲产生的有害电磁波。
回顾：水波
波峰
波谷
跟水波类似，电磁波也有波峰、波谷、波长、频率、波速等。
　　2．电磁波的几个要素
（1）波长：邻近的两个波峰（或波谷）的距离。单位：米
波峰
波谷
波长
波长
　　1．电磁波可以在真空中传播
（3）波速：波传播的快慢。
　　 单位：米/秒
（2）频率：在1 s内有多少次波峰或波谷通过，波的频率
就是多少。
　　 单位：赫兹（Hz）
　　　　　 千赫（kHz）
　　　　　 兆赫（MHz）
3．电磁波的传播速度
真空中：c =2.997 924 58 ×108 m/s
空气中：接近真空光速
设电磁波的波长是 λ ，频率是 f ，那么根据波长和频率的定义，有c = λ f
宇宙射线
射线
X射线
紫外线
可见光
红外线
微波
毫米波
厘米波
分米波
超短波
短波
中波
长波
无 线 电 波
10-12 10-10 10-4 10-2 102 104 106 λ(cm)
3×1022 3×1016 3×1014 3×1012 3×104 f (Hz)
二、电磁波谱
　　光速即为电磁波传播速度
　　真空光速：c =3 ×108 m/s
三、光是一种电磁波
　　雷达工作依靠电磁波
　
四、电磁波与我们的生活
　　微波炉
　　表面和内部同时加热（水分子共振）；
　　将电磁波的能量转化为食物的内能。
风扇
波导管
控制面板
屏蔽网
门
磁控管
广播和电视
电磁波能够传递信息
五、电磁波在信息方面的应用
电磁波在信息方面的应用，源于三个方面：
①电磁波携带信息，在许多情况下，向外辐射电磁波的物质，其固有信息会被电磁波“带”出来；
②电磁波可以帮助人们获得信息，充当测量或检测工具；
③电磁波能承载并传播信息，充当信息传播的媒介。
1.电磁波携带着物质的信息
2.电磁波的检测功能
电磁波在信息传递方面的早期用途主要是电报、广播和电视。
3.电磁波是信息的载体
六、电磁波能量特性的应用
一切电磁波都具有能量。地球上大气的运动、季节变化、昼夜温度起伏及生物圈的循环都源于太阳光这一电磁波提供的能量。太阳是地球上维持各种生命运动最基本的能量来源。
叶绿素以太阳光为能量把水、二氧化碳和矿物质加工成淀粉、蛋白质和纤维素等
太阳光为人们提供生活、工作最基本的温度环境
太阳能及因太阳能而形成的水能、风能是重要的可再生能源
电磁波在生产、生活、工作、科学研究、军事和交通等各个领域都有广泛用途。
七、减少电磁污染
电磁波的应用已成为人类文明的重要标志，我们身处电磁波的海洋里，无论生产还是生活，都离不开它。然而，空间中越来越多的电磁波不同程度的影响着我们的健康，给我们带来了某些伤害，已成为一种污染。
高压线
变电站
电视发射塔
通讯基站
电磁重灾区
国家制订了相关法规和标准，限制建筑物的选址，要求住宅、办公楼与这些设施保持一定的距离，以保障居民的健康。
通信卫星大多相对地球“静止”——同步卫星
八、卫星通信
三颗同步卫星可以实现全球通信
用碟形天线（大锅）接收来自卫星的信号
中国北斗卫星导航系统
中国北斗卫星导航系统
　　光是比微波频率高得多的电磁波。
　　光通信的“高速公路”更宽广。
　　利用频率单一、方向高度集中的激光进行通信，效果很好。
九、光纤通信
光纤通讯技术是近几十年才发展起来的
1966年，华裔物理学家高锟首次利用无线电波导通信的原理，提出了低损耗（20 db/km）的光导纤维（简称光纤）的概念。
1970年，美国康宁公司首次研制成功损耗为20 db/km的石英光纤，它是一种理想的传输介质。
1970年，贝尔实验室研制成功室温下连续振荡的半导体激光器（LD）。从此，开始了光纤通信迅速发展的时代。
各种光导纤维
光可以沿着水流传播
光导纤维
光在光导纤维中的传播
光纤通信的优点：
　　（1）传输频带极宽，通信容量很大；
　　（2）光纤衰减小，无中继设备，传输距离远；
　　（3）频率稳定，信号传输质量高；
　　（4）光纤抗电磁干扰，保密性好。
当前最为普遍的手机通信系统主要由移动台、基站和移动交换中心组成，它们形成了一个数字蜂窝系统。
十、移动通信
在我国古代，人们用烽火台进行远距离紧急信息传播，利用信鸽进行信息的传递。
十一、信息革命与人类文明
1835年，美国画家莫尔斯发明了第一台实用的有线电报机。
随着电磁波时代的到来，无线电报、电话、无线电广播、电视、雷达等新生事物极大地提高了信息传递效率。
一、电磁波
1.导线中电流的迅速变化会在空间激起电磁波。
2.真空中电磁波传播速度：c＝3×108m/s
3．波长、频率和波速的关系：c＝λf
二、电磁波的用途
三、电磁波的应用
1．电磁波传递声音和图像信号的原理
2．电磁波的发射过程
3．天线的接收过程
四、通信技术
1.完成《七彩作业》；
2.完成“自我评价” 。

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