九年级物理全册第十七章电磁波与现代通信ppt课件(新版)苏科版.ppt

第十七章电磁波与现代通信,1.波的基本特征的描述：（1）振幅(A)：振动的_。（2）周期(T)：振动_所需要的时间，单位为_。（3）频率(f):其数值等于_内振动的次数，单位为_。（4）波长():波在_内传播的距离，单位为_。,一次,s,Hz,一个周期,幅度,每秒,m,2.电磁波:(1)定义:在空间传播的_的电磁场。(2)传播:在真空中以光速c=_传播。(3)电磁波谱:按_连续排列的电磁波,按波长由短到长排列依次为_、X射线、_、可见光、_、微波、_。(4)特性:电磁波_(选填“能”或“不能”)在真空中传播。(5)电磁波的副作用_。,周期性变化,3108m/s,波长,射线,紫外线,红外线,无线电波,能,电磁污染,1.卫星通信:(1)特点:电视、广播、移动通信等利用_传递信号,它不能沿地球表面绕射,需建立_或通过_来实现。(2)构成:空间部分_和地面部分_两大部分。(3)同步卫星:在赤道上空与地球同步转动,只要有_同步卫星就可以覆盖整个地球。(4)应用:_。,微波,微波中继站,通信卫星,通信卫星,通信地面站,三颗,全球定位、导航,2.光纤通信:(1)定义:利用光波在_中传递信息的一种通信方式。(2)方式：利用电光转换技术把电信号转变为_，通过光纤传递到接收端，再转变为_。,光导纤维,光信号,电信号,3.互联网:即因特网,它利用通信网络和_,将分布于世界各地的计算机网络连接起来,用来传送_。,电磁波,计算机信号,2012年6月16日,我国成功发射“神舟九号”载人飞船并圆满完成与“天宫一号”交会对接任务。(1)地面飞控中心和航天员的通信联系主要是通过完成的;(2)地面飞控中心和航天员的通信联系属于(选填“光纤”“网络”或“卫星”)通信方式;(3)我们在收看直播时,如果闭合房间内电灯的开关,电视屏幕上会出现成串的不规则的雪花点,也有时电视画面出现抖动,这是由于闭合开关的瞬间,电路中的迅速变化,因此就产生了,被电视接收。参考答案:(1)电磁波 (2)卫星 (3)电流电磁波,1.三个特征：波长、频率和波速。(1)电磁波在同种介质中的传播速度相同，与波长和频率无关，且在同种介质中，频率与波长成反比。(2)一种确定的电磁波在不同介质中的传播速度不同，因为它的频率不变，所以波长改变。,2.电磁波和声波的比较:(1)传播介质不同。电磁波可以在真空中传播,而声音靠介质传播,不能在真空中传播。(2)传播速度不同。例如,在空气中,电磁波传播的速度远大于声速。(3)传递信息量不同。电磁波传递的信息量较大,而声波传递的信息量较小。,【拓展延伸】电磁污染1.种类:(1)天然电磁污染源,如雷电、火山喷发、地震和太阳黑子活动的磁暴都能产生电磁干扰。(2)人为电磁污染源,如大功率输电线路、无线电或射频设备工作过程产生的电磁辐射。,2.危害:(1)干扰电视的收看,使图像不清或变形,并发出令人难受的噪声;干扰通信系统工作,使飞机导航仪表发生错误和偏差,影响地面站对人造卫星、宇宙飞船的控制。(2)电磁辐射对人体危害程度因波长而异,波长愈短对人体作用愈强,微波作用最为突出。处于中、短波频段电磁场(高频电磁场)的操作人员,经受一定强度与时间的暴露,将产生身体不适感,严重者引起神经衰弱,如心血管系统的植物神经失调。,3.防护:(1)安设电磁屏蔽装置:安装屏蔽装置,使有害的电磁强度降低到容许范围内,这种装置为金属材料的封闭壳体。(2)其他综合性的防治对策,如工业布局合理,使电磁污染源远离居民稠密区;改进电气设备;在近场区采用电磁辐射吸收材料或装置;实行遥控。,【典例】(2013雅安中考)关于电磁波的说法正确的是()A.可见光不是电磁波B.电磁波的波长越短则频率越低C.红外线和可见光在真空中传播速度相同D.电磁波、声波都可以在真空中传播,【思路导引】,【精讲精析】选C。本题考查电磁波的理解。可见光是光的一种形式,属于电磁波,A错;由c=可知,光速是一定值,电磁波的波长越短,则频率越大,B错,C对;电磁波可以在真空中传播,声波则不能,D错。,【失误档案】关于电磁波,易出现以下失误:(1)错误认为声波和电磁波的传播都需要介质,声波的传播需要介质,电磁波的传播不需要介质;(2)误认为电磁波不能在真空中传播;(3)分不清红外线与紫外线及其应用;(4)错误认为频率与波长成正比。,【变式训练】如图为王亚平进行太空授课时的情境,对此过程,下列说法正确的是()A.授课时声音通过声波传播,图像通过电磁波传播B.授课时声音和图像都是通过光导纤维传播C.授课时声音和图像都是通过电磁波传播D.授课时声音和图像分别通过次声波和超声波传播,【解析】选C。本题考查电磁波和声的区别。声波的传递需要介质,在太空中没空气,真空不能传声,故A、D错;太空中的宇宙飞船离地球非常远,用光导纤维传递信号是不可能的,故B错。授课时声音和图像都是通过电磁波传播的,故C正确。,(2011广州中考)已知真空中电磁波的波长微波红外线紫外线,则它们的频率()A.f微波=f红外线=f紫外线B.f微波f红外线f紫外线C.f微波f红外线f紫外线D.f紫外线f微波f红外线,【解析】选C。本题考查电磁波的波速、波长及频率的关系。根据v=f得, ,v=3.0108m/s一定,因为微波红外线紫外线,所以f微波f红外线f紫外线,故选C。,1.卫星通信:传递信息的载体是微波。通信卫星相当于微波中继站,因此能进行远距离传送信息,并且通信容量大、干扰小、质量好、功效高。2.光纤通信:传递信息的载体是激光,属于有线通信。其优点是:传输损耗小、传输距离长、容量极大、不受电磁干扰、通信质量高、保密性好。,【拓展延伸】全球定位系统(GPS)导航卫星全球定位系统(GPS)是由美国国防部组织海陆空军耗资100亿美元、历时20余年,于二十世纪九十年代初完成的,号称是与阿波罗登月计划、航天飞机计划齐名的三大航天工程之一。该系统由太空星座、地面台(站)、用户设备三大部分组成,其中太空星座由24颗(3颗备用)卫星组成,这些卫星在6个不同平面的轨道上运行,轨道高1.9万千米,倾角65,周期12 h,在地球上任何一点均可同时看到6颗7颗卫星,用户通过这些卫星信号可准确测定自身所在位置的地理经纬度、高度和速度。,【典例】下列关于信息传递的说法,正确的是()A.声、光和电磁波都能够传递信息B.无论何种信息的传递都需要介质C.固定电话、移动电话、广播和电视都是利用导线中的电流传递D.卫星通信、光纤通信都是利用无线电波,【思路导引】掌握固定电话、移动电话、广播、电视、卫星通信、光纤通信的载体是解决此题的关键,可按以下思路:,【精讲精析】选A。本题考查信息传递的相关知识。声、光和电磁波都可以传递信息,A项正确;光、电磁波的传播不需要介质,真空也能传播,B项错误;固定电话是利用导线中的电流传递信息的,移动电话、广播和电视属于无线通信,是利用电磁波传递信息,C项错误;光纤通信利用光的反射传递信息,D项错误。,【方法归纳】(1)移动通信以电磁波为信息载体,而有线电话以电流为信息载体。(2)微波的传播特性与光波相近,沿直线前进,因而利用微波沿地球表面传输信号时,需要建立中继站;卫星通信可认为是以地球同步卫星为中继站的微波通信方式。,【变式训练】(2012盐城中考)小明家的计算机通过光纤接入互联网,光纤的作用是()A.输电 B.通信 C.导热 D.照明【解析】选B。本题考查光纤的作用。光纤通信中使用的激光是一种电磁波,电磁波携带信息的能力高,传递的信息多。光纤网络是光纤通信的载体,因此光纤的主要作用是通信,故选B。,1.比较下列各类记录和传递信息的方法中,信息量最大的是()A.甲骨文 B.固定电话C.信鸽传书 D.计算机硬盘【解析】选D。本题考查信息的存储和传递。古代的甲骨文只能记录很少的文字,利用信鸽传递书信,也只能传递很少的文字,通过固定电话只能传输语言信号,计算机的硬盘可以记录大量的文字、声音、图像等各种形式的信息,故选D。,2.关于电磁波,下列说法正确的是()A.电磁波和声波一样不能在真空中传播B.电磁波的应用对人体有利无害C.频率越高的电磁波,波长越短D.电磁波的传播速度为340 m/s【解析】选C。本题考查了电磁波的传播及应用。电磁波可以在真空传播,电磁波对人体有辐射,在真空中电磁波的波速是3108m/s, 频率越高的电磁波,波长越短,故选C。,【规律总结】电磁波和声波有许多不同之处,将其放在一起进行比较学习,可以大大提高我们的学习效率。电磁波的波速是一个常数,而波长跟频率成反比的关系,即频率越高的电磁波,其波长越短。,3.小明在家里看电视时发现:只要妈妈在旁边使用电吹风,屏幕上就会出现很多“雪花”;电吹风一停,“雪花”也随即消失。这是因为电视机接收到了电吹风产生的()A.超声波 B.次声波 C.噪声 D.电磁波【解析】选D。本题考查电磁波知识。电视屏幕上出现“雪花”,是因为受到电磁波的干扰,不断变化的电流会产生电磁波。电吹风在使用时,电流不断变化,会产生电磁波,被电视机接收后,就会看到屏幕上有“雪花”。故选D。,4.关于光纤通信,下列说法错误的是()A.光纤通信中使用的“导线”是光导纤维B.光纤通信中使用的“导线”是金属导线C.在光纤中光是经过多次反射向前传播的D.采用光纤通信在一定时间内可以传输大量信息【解析】选B。本题考查光纤通信的特点。光纤通信中使用的“导线”是光导纤维,它是用很细的透明玻璃丝制成的,不是金属导线。传输信号时,激光光纤一端进入线芯后,在线芯与包层的交界面上反复发生全反射向前传播。由于光波的频率很高,故光波所运载的信息容量很大。,5.某电磁波的波形如图所示。则该电磁波的波长是。【解析】本题考查电磁波的波长的概念。波长是指相邻的两个波峰或波谷之间的距离。由题图可知,该电磁波的波长=4 cm=0.04 m。答案:0.04 m,6.月球上是真空,但宇航员可以把拍到的照片及时传回地球,可见电磁波的传播(选填“需要”或“不需要”)介质。微波炉利用加热食品,可见电磁波不仅用于传递信息,还可用于传递能量。【解析】本题考查电磁波的应用。月球上是真空,但我们仍然可以把拍到的照片及时传回地球,说明电磁波可以在真空中传播,故可知电磁波的传播不需要介质,电磁波既可以传递信息,也可以传递能量,可以用于手机、微波炉上等。答案:不需要电磁波(或微波),7.探究电磁波特性的实验过程如下:(1)将手机的“背景灯光提示”功能打开后放在真空罩中,用抽气机抽去罩中空气,打电话呼叫罩中手机,这时,手机背景灯光闪烁。这个事实表明:电磁波(选填“能”或“不能”)在真空中传播。(2)将手机放在金属容器中(手机不与金属容器壁接触),打电话呼叫金属容器中的手机,这时手机(选填“能”或“不能”)接收到信号。,【解析】本题考查电磁波的传播。手机是接收和发射电磁波的通信工具。只要真空中的手机能接收到信号,就说明电磁波能够在真空中传播。金属容器具有很强的“屏蔽”作用,电磁波不能穿过金属容器,所以金属容器内手机不能接收到信号。答案:(1)能 (2)不能,1.(2013兰州中考)北斗卫星导航系统是我国正在实施的自主研发、独立运行的全球卫星导航系统,缩写为BDS。该系统可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务并兼具短报文通信能力。BDS卫星通信使用的是()A.电磁波 B.次声波C.超声波 D.光波,【解析】选A。本题考查的是卫星通信方面的知识。卫星通信是利用卫星为中转站,利用电磁波来携带信息,进行通信。故选A。,【方法技巧】几种波的比较木棍在水面上振动会激起水波,人说话声带振动会在空中激起声波,迅速变化的电流在空间激起电磁波,它们的比较如下:,2.(2012茂名中考)关于电磁波和现代通信,下列说法正确的是()A.光纤通信传输的信息量很大,主要用于无线电广播B.移动电话靠电磁波传递信息C.电磁波的波长越大,频率越高D.电磁波的应用对人类有利无害,【解析】选B。本题考查电磁波的应用和现代通信方式的特点。光纤通信的传输信息量大,并且是有线传输的,主要用来传递视频等信息而不是用于无线电广播,A错误;移动电话发射和接收信息都是靠电磁波来进行传递的,B正确;电磁波的波长与频率乘积等于光速,光速不变,故波长越长,频率越低,C错误;电磁波的使用给人类带来好处的同时,其电磁辐射污染越来越引起人们的关注,D错误。,【易错警示】信息理论表明:作为载体的无线电波频率越高,相同时间内传输的信息就越多。,3.(2012昆明中考)太空中,宇航员在太空舱外部工作时,需通过无线电通信设备进行交谈,说明电磁波的传播(选填“需要”或“不需要”)介质;电磁波的传播速度与光速(选填“相等”或“不相等”)。,【解析】本题考查电磁波的特性。电磁波可以在真空中传播,不需要介质;电磁波包括光、微波、短波、中长波等,所以光是电磁波的一部分,电磁波的传播速度与光速是相等的。答案:不需要相等,4.(2013南京中考)光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的一种通信方式。光波(选填“属于”或“不属于”)电磁波,电磁波在真空中的传播速度为m/s。,【解析】本题考查电磁波的知识。电磁波包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线等,所以光波属于电磁波;电磁波在真空中的传播速度和光速相同,都是3108m/s。答案:属于3108,5.(2012聊城中考)电磁波是个大家族,电磁波在太空中(选填“能”或“不能”)传播。,【解析】本题考查电磁波的传播。电磁波的传播不需要介质,可以在真空中传播。答案:能,6.(2012菏泽中考)能有效避开雷达探测的飞机被称为“隐形飞机”,它的表面有一层特殊材料,这种材料能够(选填“增强”或“减弱”)对电磁波的吸收;它的表面被制成特殊形状,雷达发出的电磁波遇到飞机时,被飞机反射回雷达设备的电磁波强度(选填“增强”或“减弱”)。【解析】本题考查电磁波的特性。雷达是通过接收被物体反射回来的电磁波来发现物体的,故要实现“隐形”,就要增加物体对电磁波的吸收,减弱对电磁波的反射。答案:增强减弱,7.(2012扬州中考)小明将手机悬挂在密闭的玻璃瓶中,用抽气机抽去瓶中的空气,打电话呼叫瓶内的手机,手机(选填“能”或“不能”)收到呼叫信号,这说明;小明(选填“能”或“不能”)听到瓶内手机的声音,这说明。,【解析】本题考查电磁波和声波的传播。电磁波的传播不需要介质,可以在真空中传播,但声音不能在真空中传播,故手机能接收到呼叫信号,但小明听不到手机的声音。答案:能电磁波能在真空中传播不能声音不能在真空中传播,8.(2012益阳中考)电磁波的应用非常广泛,军事上雷达利用电磁波可以探测飞机的踪迹。雷达从发出到接收由飞机反射回的电磁波的时间为210-4s,则飞机与雷达的距离为_km(光速为3105km/s);请列举一个生活中利用了电磁波工作的用电器。,【解析】本题考查电磁波的传播及应用。雷达从发出到接收经过的路程s=vt=3105km/s210-4s=60 km,由于这个距离是电磁波从雷达发出,到达飞机位置后又回到雷达所通过的距离,所以该距离为雷达到飞机距离的二倍。因此飞机到雷达的距离应该是这个距离的一半,故为30 km。生活中利用电磁波工作的用电器很多,如手机、收音机、电视等。答案:30手机(合理即可),9.(2013河北中考)阅读短文,回答问题。地球同步卫星人造地球同步卫星发射过程可简化为点火加速、离开大气层后关闭发动机自由上升和调整姿态三个阶段。从地面上看,它相对于地球静止于赤道上空,与地球转动同步,故称地球同步卫星。在赤道上空约为36 000 km的高度上布设3颗通讯卫星,可实现除两极外的全球通讯。地球同步卫星常用于通讯、气象、广播电视、导弹预警、数据中继等方面,以实现对同一地区的连续工作。,(1)同步卫星相对于地面是(选填“运动”或“静止”)的。(2)点火加速阶段中能量转化为:化学能内能能。(3)从地面发送电磁波信号通过同步卫星返回至少需要s。(4)同步卫星的用途有(答出两种即可)。,【解析】本题考查电磁波的知识。同步卫星的运转与地球的转动同步,相对地面的物体来说,没有位置变化,是静止的;燃料燃烧,消耗燃料的化学能,转化为内能,内能对火箭做功,转化为机械能。电磁波的传播速度相当于光速,为3105km/s,从地面发射信号通过同步卫星再返回地面需要的时间是t= = 卫星可以进行通讯传输、气象预报、广播电视等。答案:(1)静止 (2)机械 (3)0.24(4)通讯、气象、广播电视等,【规律总结】(1)电磁波的频率是由产生电磁波的电流的频率决定的,在传播过程中电磁波的频率保持不变;(2)在真空中,任何频率的电磁波的波速均相同;在不同介质中,同一频率的电磁波传播速度不同;(3)金属容器能够屏蔽电磁波。,