资源简介

(共44张PPT)
2024年秋季
北师大版物理
九年级全册
第十五章 怎样传递信息——通信技术简介
第一节 电磁波
第二节 广播和电视
第三节 现代通信技术及发展前景
1
学习目标
2
课时导入
3
感悟新知
4
随堂检测
5
课堂小结
电磁波是怎样产生的
电磁波大家族
电磁波是怎样传播的
广播和电视
信息的传递
电磁波是我们经常听到的一个词语。例如，广播电台和电视台利用电磁波传递声音和图像，微波炉靠电磁波加热食品，“手机”(移动电话)通过电磁波通话等。在生活中，我们能够看到将石子投入水中在水面激起的水波，能够听到琴弦振动在空气中激起的声波.而电磁波似，乎是一种“无形的波浪”，它是怎样产生的，又是怎样传播的呢？
1. 电磁波的产生 变化的电流能在周围的空间中产生电磁波。
2. 电磁波的特点
看不见，摸不着，但电磁波确实可以为我们传递信息。
知识点
电磁波是怎样产生的
1
3. 类比于水波和声波的产生
木棍在水面上振动会产生水波；说话时声带的振动在空气中形成声波。同理，当电路中有迅速变化的电流(振荡电流)时，便会在周围空间激起电磁波。(类比思想)
拓展延伸
能产生振荡电流的电路叫振荡电路。其中最简单的振荡电路叫LC 回路。
振荡电流是一种频率很高的交变电流。
[中考·柳州] 如图1 所示，将导线一端与电池负极连接，用另一端与电池正极快速断续接触，可以听到收音机发出“咔嗒”声，表明收音机接收到了( )
A. 热量
B . 声波
C . 光能
D . 电磁波
例1
解题秘方：利用已有知识直接作答。
解析：当将导线的一端与电池的负极相连，再用导线的另一端与电池的正极快速断续接触时，产生时断时续的电流，即变化的电流，会产生电磁波，收音机接收到电磁波，从而发出“咔嗒”声，故ABC 错误，D 正确。
答案：D
方法提醒
根据收音机中发出的“咔嗒”声推测得出电磁波的存在，用到转换法。
1. 电磁波按波长分类 无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、γ 射线等。
知识点
电磁波大家族
2
2. 应用 (1)无线电波：广播、电视和移动电话等。
(2)红外线：遥控、遥感等。
(3)紫外线：杀菌、验钞等。
(4)X 射线：用于医疗上诊断是否骨折等。
(5)γ 射线：金属探伤。
3. 微波炉 微波炉内有一个微波发生器，能产生频率非常高的电磁波——微波。在微波的作用下，食物中的水分子剧烈振动，食物内能增大。
4. 电磁波对人体的影响 我们生活在电磁波的海洋中，电磁波给我们带来了便利，但它也会给人体带来一定的危害。
易错提醒
1. 可见光也是电磁波家族中的一员，不能错误地认为光和电磁波是两种不同的物质。
2. α 射线和β 射线不属于电磁波。α 射线与β 射线本质上是高能粒子流, 而电磁波本质上是变化的电场和磁场, 所以这两种射线不是电磁波。
[中考·泰州] 如图2 是我国某集团研发的5G 警用巡逻
机器人，它搭载了5 个高清摄像头，具有快速测温筛查、循环播报提醒等功能，能实现全景无死角巡逻。5G 警用巡逻机器人是通过______向外界
发送信息的；它通过识别不同温度的物
体辐射的______强度不同来实现快速测温。
例2
电磁波
红外线
解题秘方：理解各种电磁波在生活中的应用，注意红外线和紫外线的特点及应用。
解析：5G 警用巡逻机器人使用5G 信号，通过电磁波向外界发送信息。红外线有热效应，不同温度的物体辐射的红外线强度不同。
特别提醒
(1)移动通信5G信号是利用电磁波来传递信息的；光是电磁波，红外线和紫外线是不可见的光。
(2)红外线热效应强，一切物体都在不停地辐射红外线，温度越高辐射红外线越强，常用于夜视仪、热谱图、遥控、遥感等。
1. 传播特点 电磁波的传播不需要介质，即电磁波可以在真空中传播。
2. 传播速度 真空中电磁波的传播速度约为3×108 m/s。
知识点
电磁波是怎样传播的
3
3. 波速(c)、波长(λ)和频率(f)之间的定量关系
(1) 频率：电磁波的频率在数值上等于单位时间内电流振荡的次数，单位为赫兹(Hz)。
(2) 波长：电磁波的波长是电流每振荡一次电磁波向前传播的距离，单位为米(m)。
(3)电磁波的波速c 等于波长λ 和频率f 的乘积，即c=λf。
深度理解
1. 电磁波在空气中的传播速度近似认为与在真空中传播的速度相同。
2. 电磁波在真空中传播的速度是定值，由关系式c=λ f 可知，电磁波的波长与频率成反比。
3. 不能认为电磁波的波速与波长和频率有关。
[中考·常州] 1965 年，美国发射通信卫星les－1，由于故障导致该卫星进入太空后与地球失去联系，18 年后，科学爱好者菲尔威廉偶然捕捉到les－1 发出的频率为2.5×108 Hz 的信号。该信号( )
A. 属超声波，周期为4×10－8 s
B. 属超声波，周期为4×10－9 s
C. 属电磁波，周期为4×10－8 s
D. 属电磁波，周期为4×10－9 s
例3
解析：电磁波能在真空中传播，卫星发出的是电磁波；频率f=2.5×108 Hz 的信号的周期为T= = =4×10－9 s。
答案：D
易错提醒
公式c=λ f 反映了波速、波长和频率之间的关系，电磁波的波速等于光速c=3×108 m/s,利用公式计算时注意频率的单位用国际单位Hz，另外注意理解周期和频率的关系T= 。
知识点
1. 音频、视频和射频信号 调制
(1)音频信号：由声音转换成的电流信号。
(2)视频信号：由图像转换成的电流信号。
(3) 射频信号：高频率的振荡电流能够产生高频率的电磁波并向外发射，称这种电流为射频信号。
(4)调制：将音频或视频信号搭载到射频信号上的过程。
知识点
广播和电视
4
2. 无线电广播的发射和接收
(1) 发射：广播电台通过录音设备把事先录制的节目或由话筒把声音(直播时)转换成音频电流，同时载波发生器产生射频电流，将两个电流送入调制器，得到的调幅电流再送入发射机进行功率放大，最后由天线将“搭载”着声音信息的电磁波发射出去。
(2) 接收：收音机的天线接收到许多电台的电磁波，将这些信号电流送入调谐电路中，我们旋转收音机的调谐旋钮，从中选出某一个电台特定频率的信号，经过解调器的处理，取出当初的音频信号，经过放大后送到扬声器，把电信号转换成声波。
3. 电视的发射和接收
(1) 发射：电视台既能传送声音，又能传送图像。发射时用音频电流和视频电流去调制载波发生器送来的射频电流，再经过发射机的功率放大，由天线将“搭载”着图像和声音信息的电磁波发射出去。
(2) 接收：电视机的天线接收到许多电视台的电磁波，由调谐电路选择其中一个电视台的信号，经过解调器取出视频和音频信号，分别放大后，由显像管还原成图像，由扬声器放出声音。
知识拓展
音频信号频率较低，与声音的频率相同，为20 Hz~20 kHz。视频信号频率变化范围较大，为几赫到几兆赫。声音和图像无法直接搭载高频电磁波传递到远方，必须先把声音转换成电流信号即音频信号，图像转换成电流信号即视频信号，然后再加载到高频电磁波上。话筒和摄像机分别是把声音和图像信号转换成电流信号的装置。
如图3 是无线电广播工作过程的简易图。
例4
话筒把播音员的______转换成______信号，调制器把音频信号加载到______电流上发射到空中，收音机接收到各种电磁波并从中选出特定频率的信号。通过______将音频信号留下，通过______把播音员的声音从收音机播放出来。
声信号
电
高频
解调器
扬声器
解题秘方：本题考查无线电广播信号的调制、调谐及解调，注意结合电磁波的相关知识，掌握信号发射及接收的过程。
解析：话筒将声信号转换为电信号，而后该信号经调制器后加载到高频电流上，然后由天线发射到空中；收音机接收装置收到空中的各种电磁波，并通过调谐器从众多的电磁波中找出特定频率的信号，通过解调器选出音频电信号，送到扬声器即可发出声音。
解题对策
可以结合“飞鸽传书”来类比(类比法) 理解记忆电磁波的发射与接收过程。另外结合电磁波知识，从话筒和扬声器的原理、作用来深入理解无线电广播的发射和接收过程。
1. 电话座机必须用电话线连接到电信局的交换机上，依靠导线中的音频电流传送话音，只能在固定的地点使用。
2. 手机由电磁波传递信息，它既是发射机，又是接收机，既可以传递声音，又可以传递图像。
知识点
信息的传递
5
3. 把许多计算机通过一定的硬件和软件连接起来，就成为网络，可以传递文字、图像和声音等，有许多功能。
4. 激光是一种颜色非常纯、方向高度集中的光。光纤通信用途广泛，如长途电话、有线电视、电视会议、互联网等，光纤的应用是社会信息化程度提高的重要标志。
5. 同步通信卫星相对于地面是静止的，卫星通信使用微波，在赤道上空约36 000 km高度的圆形轨道上均匀布置三颗同步卫星，信号就几乎能覆盖全球各个角落。
知识总结
(1)人类将全面进入信息化社会。
(2)数字电视技术将更加成熟。
(3)网络传递信息会更快。
(4)全球定位系统将走进平民生活。
(5)家用电器将进一步智能化。
[中考·玉林] 关于信息传递，下列说法正确的是( )
A. 一条光导纤维只能传输一条信息
B.5G 网络通信必须通过光导纤维来传输信息
C. 用数字信号传输图像信息比模拟信号容易失真
D. 北斗卫星定位系统可提供全天候即时定位服务
例5
解析：一条光导纤维可以在一定时间内传输大量的信息，选项A 错误。5G 网络通信主要是利用电磁波传递信息的，故B错误。相对于数字通信，模拟通信存在以下缺点：模拟信号容易丢失信息、容易失真、保密性差，故C 错误。北斗卫星定位系统，可提供全天候的即时定位服务，该系统利用电磁波传递信息，故D 正确。
答案：D
技巧点拨
天地通信都是利用电磁波来实现的。电磁波可以传递声音、图像等信息。在学习过程中，对于相似的知识要学会类比分析，构建知识点之间的联系，从而加深对知识的理解。
1．[2023·仙桃]智能家居环境下，用手机能远程控制空调，此过程中信息的传递主要依靠(　　)
A．电磁波 B．超声波
C．次声波 D．空气
A
2．[2023·大连模拟]电视信号的传送是将频率较低的音频信号和视频信号加载到频率更高的电流上，产生电磁波发射到天空中，这种电流叫射频电流。如图所示，是音频信号、视频信号和射频信号波形
的示意图，其中表示射频信号的
是________。
丙
3．关于天线，下列说法正确的是(　　)
A．只能发射电磁波信号
B．只能接收电磁波信号
C．既能发射电磁波信号，又能接收电磁波信号
D．既不能发射电磁波信号，又不能接收电磁波信号
C
现代通信技术
电磁波
广播和电视
产生
传播

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