内容正文:
专题20 信息的传递 能源
一、思维导图
二、新课标要求
2.4.6 知道电磁波。知道电磁波在真空中的传播速度。知道波长、频率和波速。了解电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响。
3.5.3 列举能量转化和转移具有方向性的常见实例。
3.6.1 列举常见的不可再生能源和可再生能源。
3.6.2 知道核能的特点和核能利用可能带来的问题。
3.6.3 从能源开发与利用的角度体会可持续发展的重要性。
三、知识梳理与典例
一、电磁波
1. 波长、频率、波速
(1)波长
在一列波的传播中,凸起的最高处叫做 ;凹下的最低处叫做 。邻近两个波峰(或波谷)之间的距离叫做 ,用λ表示。
单位:米(m)、厘米(cm)、毫米(mm)等。
(2)频率
波在1秒内传播 的个数叫做波的频率。用字母 f 表示。
单位: (Hz),其他单位:千赫(kHz)、 兆赫(MHz)。如上右图所示,这是某一列波在0.2秒内传播的情况,则波长个数为 个,该波的频率f =
(3)波速
波不停地向远处传播,用来描述波传播 的物理量叫做波速。单位: (m/s)
(4)波速、波长与频率的关系
波速= ,即 v= λf。如上右图所示,如果该波的波长为0.1m,频率f =30Hz,则波速v= λf= m/s
2. 电磁波
(1)电磁波的产生
与水波、声波的形成相似,导线中 的迅速变化会在空间激起电磁波。广播电台、电视台及移动电话靠复杂的电子线路来产生电磁波。
(2)电磁波可以给我们传递各种 。
(3)电磁波的传播:电磁波的传播不需要介质,能在真空中传播,速度c= m/s
(4)电磁波的频率与波长
电磁波频率的单位是赫兹(Hz)、千赫(kHz)和兆赫(MHz)。电磁波波长的单位是米(m)、厘米(cm)、毫米(mm)等。
3. 电磁波家族及电磁波的应用
(1)电磁波家族
电磁波有无线电波、 、可见光、 、 、 γ射线等。各种光和射线都是波长不同的 。
(2)无线电波
①定义:电磁波中用于广播、 和 的是频率为数百千赫至数百兆赫的那一部分,叫做无线电波(无线电技术中使用的电磁波)。
②特点:无线电波的波长从几毫米到几千米,通常根据波长或频率把无线电波分成几个波段,包括长波、中波、 、 等。
(3)电磁波的应用
①无线电波:用于 、 和移动电话;②红外线:家电的 ;③微波:可用来 ;④紫外线:可用来 ;⑤X射线:医学上用来做 检查;⑥γ射线:可用来金属探伤;⑦探测宇宙:射电望远镜。
二、信息的传递
1. 电话
(1)最简单的电话由话筒和听筒组成。
话筒把声信号变成 信号(即变化的电流);听筒把电信号还原成 信号。
(2)电话交换机
①作用:可以减少线路数量,提高线路的利用率。
②连接:一个地区的电话都接到同一台交换机上;如果在两台交换机之间连上若干电话线,这样两个不同交换机的用户就能互相通话。
2. 模拟通信和数字通信
(1)模拟通信
在话筒将声音转换成信号电流时,这种信号电流的频率、振幅变化的情况跟 的频率、振幅变化的情况完全一样,“模仿”着声信号的“一举一动”。这种电流传递的信号叫做 信号,使用模拟信号的通信方式叫做 通信。
(2)数字通信
用不同符号的不同组合表示的信号叫 信号,这种通信方式叫 通信。
常见数字信号的组成方式:点和画;发声、发光的长短;电压、电流的有无;数字0和1;磁体的N、S极等不同符号信息都可组成数字信号,用来传递丰富多彩的声音、图像等各种信息。
数字通信是一种既现代又古老的通信方式。烽火、旗语、电报和网络等传递信息的方式都是 通信(选填“模拟”或“数字”)。
3. 无线电广播信号的发射和接收
(1)信号的发射—广播电台完成
主要由话筒、调制器、天线组成。话筒把播音员的声音信号转换成 信号,然后用调制器把音频电信号加载到高频电流上,再通过天线产生 发射到空中(图甲)。
(2)信号的接收—收音机完成
利用收音机的 ,选出我们需要的某一频率的电磁波;由调谐器选出的信号含有高频电流成分,需要通过“解调器”将其滤去,把音频信号留下,放大后送到扬声器里(图乙)。
4. 电视的发射和接收
电视用 传递图像信号和声音信号。
(1)电视信号的发射:摄像机把图像信号变成 信号,发射机把电信号加载到频率很高的电流上,通过发射天线发射到空中。
(2)电视信号的接收:电视机的接收天线把高频信号接