第十五讲 电磁波和通信讲义----2022-2023学年华东师大版科学八年级下册

第十五讲 电磁波和通信 知识梳理 一、信息的传递和通信 信息，物质和能量是构成我们社会的三大基元。 19世纪30年代，莫尔斯发明了电报，为人类打开了电信世界的大门。早期的电报是利用断续的电流，让断续的电流在连接发送方的电报机和接收方电报机的导线中通过。从而达到把信息从一处传递到另一处。 1876年贝尔发明了电话，这是人类历史上最伟大的发明之一。电话机通常由话筒、听筒和键盘组成。电话机的原理是：振动→变化的电流→振动。 二、电磁波和无线电通信 1.电磁波的产生：导线中电流的迅速变化会在空间激起电磁波。电磁波的产生与电磁场有关，它存在于变化的电流或变化的磁场的周围，它既是一种物质，也具有能量。 2.电磁波的特征 （1）波长：邻近的两个波峰（或波谷）间的距离。 （2）频率：在1s内出现的波峰数（或波谷数），单位是Hz。 （3）波速：用来描述波传播快慢的物理量。 （4）电磁波的频率、波长和速度之间的关系式：传播速度=波长×频率。 电磁波能在真空中传播，真空中电磁波的速度大约为。 电磁波是一个很大的家族，按其波长由小到大依次是：射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、短波和中长波。 微波也叫作超高频无线电波。频率很高的无线电波能量大。 三、现代通信 设在地球表面的无线电通信站称为地面站，用于通信目的的人造地球卫星称为通信卫星。同步卫星在地球赤道上空35860km处的圆形轨道上，沿着地球自转的方向绕地球转动，它绕地球一周的时间与地球自转的周期相同，是24小时。从地面上看去，它似乎总是静止地悬挂在高空。 卫星通信具有容量大、抗干扰性强、使用灵活、传输距离远、可靠性高等特点。 光导纤维是用纯度极高的石英玻璃拉制成的非常细的纤维，简称光纤。光纤通信是利用特殊的技术把表示信息的电信号转变为光信号，让光波在光导纤维中通过，在接收端再将光信号还原成电信号从而实现信息传递的通信方式。光纤通信的光源是激光器发出的激光。激光具有亮度高、方向性好和颜色纯即单色性好的特点。光纤通信与无线电通信相比，不容易受外界干扰，能够更好地对传播的内容保密，可以同时传播更多的内容。 移动通信是通信的一方或双方都可以随意移动的通信方式。 互联网是一个由计算机、通信线路及其他附属设备连接起来的全球通信网络。互联网传送的是由二进制“0”和“1”编码的信息。互联网通信也称为数据通信。 国家信息基础设施是集卫星通信、光纤通信、数据通信、图视通信和移动通信等技术于一身，利用光缆和各级计算机把所有通信系统连结在一起的高速传递信息的网络。 例题精讲 一、电磁波 【例】甲、乙分别为两种电磁波，其部分波形如图1（a）所示，其中甲是我们能看得见的红光。结合图1（b）所示的电磁波谱，下列分析正确的是（ ）。 A.乙一定是我们能看得见的另一种色光 B.两种电磁波在真空中的波速可能不同 C.遥控器可以利用乙电磁波遥控电视机 D.医生可以利用乙电磁波拍片诊断病情 【变式训练1】2018年5月21日，我国成功发射“鹊桥号”中继卫星。若某时刻如图2所示，地面测控中心与“鹊桥号”相距约46万km，“鹊桥号”与月球背面相距约6.5万km，它们之间是利用________通信的，测控中心发出的指令通过“鹊桥号”到达月球背面，大约需要________s。 【变式训练2】如图3所示是甲、乙两种不同电磁波的传播图象，它们的频率分别为、，则_________。它们在真空中的传播速度分别为、，则_________。（以上两空均选填“>”“=”或“<”） 【变式训练3】甲电台发射的某种电磁波的频率为990kHz，乙电台发射的某种电磁波的频率是15.58MHz。它们所发射的电磁波的波长分别是多少？（结果保留整数） 二、微波通信 【例】微波通信需要中继站，其原因是（ ）。 A.微波信号衰减特别快 B.微波信号传播速度小 C.微波大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射 D.微波信号易被干扰，信号易丢失 【变式训练1】关于电视的工作过程，下列说法中正确的是（ ）。 A.电视利用超声波传递图像信号和声音信号 B.摄像机把电信号变成图像和声音信号 C.电视机的天线接收空中的高频信号 D.电视机换台时，实际上是改变电视台的发射频率 【变式训练2】卫星的微波探测仪可探测“月壤”发出的频率为3.0GHz、7.8GHz、19.35GHz和37.0GHz的微波。下列说法正确的是（ ）。 A.微波属于电磁波 B.微波是可见光 C.这四种微波在真空中波长相同 D.这四种微波在真空中传播速度不同 【变式训练3】雷达是利用________测定物体位置的无线电设备。电磁波如果遇到尺寸明显大于自身波长的障碍物就要发生反射，雷达就是利用电磁波的这个特性工作的。波长越短的电磁波，传播的直线性越好，反射性能越强，因此雷达使用的电磁波是_