第十章 电磁波与信息技术（导学案）物理新教材教科版九年级下册

第十章 电磁波与信息技术（导学案） 【学习目标】 1.知道迅速变化的电流能产生电磁波；了解电磁波可在真空中传播及速度；知道电磁波的波长、频率概念及关系 2.建立电磁波的物质与能量观念，了解电磁波在信息方面的应用，以及电磁波具有能量及其传递能量的特性。 3.了解信息的传播与信道；了解移动通信及各种通信方式；了解物联网是如何实现互联互通的。 【学习重点】 电磁波的产生、传播：利用电磁波的传播特性来实现信息的传递和能量的传播。 【学习难点】 电磁波的产生、传播及应用。 【自主预习】 阅读课本内容，并解答以下问题： 1. 电磁波的产生：当电路中有迅速变化的电流时，其周围会产生电磁波。 2. 电磁波的传播 （1）声音的传播需要介质；电磁波的传播不需要介质（选填“需要”或“不需要”），可以（选填“可以”或“不可以”）在真空中传播。 （2）在一列水波的传播中，凸起的最高处，叫做波峰；凹下的最低处，叫做波谷。邻近的两个波峰（或波谷）的距离叫做波长。 （3）波在1秒内传播波长的个数叫做波的频率。电磁波频率的单位是Hz，还有千赫（kHz）和兆赫（MHz）。 （4）用来描述波传播快慢的物理量叫做波速。真空中电磁波传播的速度是3×108m/s，等于光在真空中的传播速度。 3.波速、波长与频率的关系： 波速=波长×频率 v= λf 4.电磁波家族包括： 一般根据波长来划分，波长从大到小依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等。 5.电磁波的应用： （1）无线电波：用于广播、电视和移动电话； （2）红外线：家电的遥控器； （3）微波：可用来加热食品； （4）紫外线：灭菌； （5）X射线：医学上用来做透视检查； （6）γ射线：金属探伤； （7）探测宇宙：射电望远镜。 6.无线电广播信号的发射与接收 （1）无线电广播信号的发射由广播电台完成。话筒把播音员的声音信号转换成电信号，然后用调制器把音频电信号加载到高频电流上，再通过天线产生电磁波发射到空中。 （2）无线电广播信号的接收由收音机完成。 7. 移动电话是靠电磁波来传递声音信息的；移动电话既是发射台又是接收台。实现移动电话跟其他用户通话的转化是靠基地台完成的。 8. 卫星通信：利用通信卫星做微波通信的中继站来进行通信的方式叫卫星通信。三颗同步卫星几乎可实现全球通信。 9. 光纤通信：激光的特点是频率单一、方向高度集中。光纤通信是利用激光在光纤中传输信号的。光纤由中央的玻璃芯和外面的反射层、保护层构成的，可以传输大量的信息。 10. 网络通信：将数台计算机通过各种方式联结在一起，便组成了网络通信。现在世界上最大的计算机网络叫因特网。 【探究新知】 【第一节】神奇的电磁波 （一）电磁波的产生： 科学家与祝融号联系，用遥控器挑选电视节目，通过收音机收听节目用到的都是电磁波。 1.水波与声波： 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。它们都是由于物体发生振动产生的。 2.电磁波： （1）实验探究：电磁波是怎样产生的？ 打开收音机的开关，旋至没有电台的位置，将音量调大，取一节干电池和一根导线，拿到收音机附近；让电池的负极与一根锯条良好接触，正极连接一根导线在锯齿上划动，可以听到收音机发出“喀喀”声。 实验分析 1.电流连续不变时，收音机_____(选填“有”或“没有”)接收到电磁波。 2.电流迅速变化时，收音机发出咔咔声，说明收音机___接收到电磁波。 实验结论：导线中电流的迅速变化，会在空间产生电磁波。 与水波、声波的形成相似，变化的电流会在空间激起（产生）电磁波。 因为导线与电池时断时续地接触，产生了迅速变化的电流，电能生磁，磁能生电，变化的电流在空间激起（产生）电磁波。 虽然电磁波看不见、摸不到，但它可以传递信息和能量。 3. 电磁波的产生 （1）电磁波：变化的电流在空间会激起（产生）电磁波。 （2）电磁波传递信息和能量：广播电台、电视台以及移动电话靠复杂的电子线路来产生迅速变化的电流，发出电磁波。虽然电磁波看不见、摸不到，但它确实可以传递信息和能量。 【例题1】如图所示，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“咯、咯”声，表明收音机接收到了（　　） A．热量 B．声波 C．光能 D．电磁波 【答案】D。 【详解】将导线的一端与电池负极相连，再用导线的另一端与电池的正极快速断续接触，这时导线中就会有变化的电流，故周围就会产生电磁波，产生的电磁波被收音机接收，故能听到收音机发出“咯、咯”声，即ABC不符合题意，D符合题意。 所以选D. 【例题2】第一次用实验证实了电磁波存在的科学家是（　　） A．麦克斯韦 B．法拉第 C．赫兹 D．奥斯特 【答案】C 【详解】电磁波是由法拉第发现、麦克斯韦完成的电磁理论，但通过实验证实的第一人是赫兹，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 （二）电磁波的传播 1.演示实验： 如图，将一部手机置于一密封玻璃罩内，用另一部手机呼叫它，可以听到玻璃罩内的手机发出的铃声，同时看见手机屏幕闪烁。 然后，用抽气机逐渐向外抽气会发现铃声越来越小，但玻璃罩内的手机屏幕仍然闪烁。同时呼叫它的手机也仍然是连通状态。 【实验结论】电磁波的传播不需要介质，电磁波能够在真空中传播。 大量事实可以证明真空可以传播电磁波。例如，在太空中的宇航员可以用无线电波与地面站进行联系；美国“新视野号”探测器在真空可以传回照片。 电磁波的传播速度用字母c来表示： 真空中：c =2.99792458 ×108 m/s 空气中：接近真空光速。 光也是一种电磁波。 【例题3】华为5G“黑科技”凭借着它的高传输速率，低时延、多终端广连接数等各项优势在抗疫复产行动中起到了积极作用，5G智能巡检机器人、空中课堂、“智能快递小哥”等，5G越来越深入我们的生活。5G技术就是依靠电磁波传递信息的，下列有关电磁波的说法正确的是（　　） A．太空中是真空，电磁波不能传播 B．电磁波在空气中的传播速度是340m/s C．光是一种电磁波 D．在真空中，无线电波比可见光传播得快 【答案】C 【详解】A．电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，故A错误； B．声音在15℃空气中传播速度为340m/s，电磁波在空气中的传播速度约为，故B错误； C．电磁波包括红外线、紫外线、可见光、无线电波等，所以光是一种电磁波，故C正确； D．无线电波和可见光都属于电磁波，任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，故传播速度相同，故D错误。 故选C。 （三）电磁波的描述 与绳波、水波、声波相似，电磁波也有波长、波速和频率，波的频率由波源振动的快慢决定。 1.波长： 以水波为例，在一列水波的传播中，凸起的最高处叫做波峰。凹下的最低处叫做波谷。临近的两个波峰(或波谷)的距离叫做波长，用字母λ表示，单位：米（m）。 2.频率： 1s内有多少次波峰或波谷通过，波的频率就是多少。用字母 f 表示。单位：赫兹（Hz）；其他单位：千赫（kHz）、 兆赫（MHz） 1 MHz = 103 kHz 　　1 kHz = 103 Hz 3.波速： 波不停地向远处传播，用来描述波传播快慢的物理量叫作波速。 波速=波长×频率 v= λf 单位：米/秒（m/s） 【例题4】如图是甲、乙两种不同电磁波的传播图像，下列说法正确的是（　　） A．甲电磁波振动的波长较长 B．甲、乙两种电磁波的振动频率相同 C．甲电磁波的传播速度较快 D．甲电磁波振动的频率较大 【答案】A 【详解】A．由图知，甲的波长大，乙的波长小，故A正确； C．甲乙都是电磁波，电磁波速是相等的，故C错误； BD．根据波速＝波长×频率得，电磁波速不变，甲的波长大，甲的频率小，故BD错误。 故选A。 【例题5】如图所示，是一台收音机的屏板，当指针（图中黑块）向右调时，所接收到的电磁波的波长及波速将会（　　） A．波长变大及波速变小 B．波长变大及波速不变 C．波长变小及波速变大 D．波长变小及波速不变 【答案】D 【详解】电磁波的速度与介质有关，电磁波在空气中的传播速度不变。从图中可以看出指针向右调，收音机接收到的电磁波频率变大，由v=λf得，当波速不变，频率变大，故波长变小。故D符合题意，ABC不符合题意。 所以选D。 【第二节】电磁波的应用 （一）电磁波谱 根据电磁波波速、频率和波长的关系，我们按照频率从低到高排列电磁波形成电磁波谱的过程，也是将这些电磁波按照波长从长到短排列的过程。 1.电磁波谱： 2. 光也是一种电磁波： （1）我们最熟悉的成员莫过于可见光了。由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光组成的光谱，便是按照频率从低到高排列的。 （2）电磁波传递信息和能量：广播电台、电视台以及移动电话靠复杂的电子线路来产生迅速变化的电流，发出电磁波。虽然电磁波看不见、摸不到，但它确实可以传递信息和能量。 【例题6】如图为电磁波谱及其主要用途，下面分析错误的是（　　） A．γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波和无线电波等都是电磁波 B．由图中的信息可知，人眼能直接看见电磁波的范围太小了，看不见的太多了 C．由图中的信息可知，不同波段的电磁波的波长不一样，其用途也是不一样的 D．由图中的信息可知，电磁波的波长越长，该电磁波的频率越小，波速也越小 【答案】D 【详解】A．电磁波家庭成员很多，其波长有一个很宽的范围，按照波长从长到短的顺序，可分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等，故A正确，不符合题意； B．由图中的信息可知，人眼可见的电磁波只有可见光，可见光的光谱就是电磁波谱中很窄的一段，大部分电磁波是人眼是感觉不到的，如无线电波、红外线、紫外线、X射线、γ射线等，故B正确，不符合题意； C．由图中的信息可知，不同波段的电磁波的波长不一样，其用途也是不一样的，如利用红外线制成电取暖器，利用微波制成微波炉等，故C正确，不符合题意； D．由图中的信息可知，电磁波的波长越长，频率越低，波长越短，频率越高，但它们在真空中的波速是相同的，故D错误，符合题意。 故选D。 （二）电磁波在信息方面的应用 1.电磁波携带着物质的信息： 物质向外辐射电磁波，它的一些固有信息往往会被同时“带”出来。 （1）通过对太阳光谱的分析，我们可以鉴别出太阳是由氢、氦等元素组成的。 （2）钠盐燃烧时发出波长为589nm和589.6nm的黄光；告诉人们这种盐中有钠元素。 （3）天体研究中，根据遥远天体发出的射线谱，可以知道该天体的物质组成。 2.电磁波的检测功能的应用： 电磁波也可以作为检测工具，帮助人们获得信息。 （1）利用电磁波的反射，雷达可以发现军事目标。 （2）这是用X射线拍摄的第一张照片，后来人们常用X射线来进行骨骼检查。 （3）在DNA双螺旋结构的发现中，X射线起到了重要作用。 3.电磁波的传递信息： （1）电磁波可以承载并传播信息，充当信息传递的媒介。 （2）借助电磁波实现的移动互联技术更是将手机、电脑、智能家电、物联网设备等无数终端都连入一个信息交互的网络中。 通过卫星转播，全国各地观众都可以同时收看到阅兵仪式精彩场景；神舟十六号载人飞船在升空、轨道飞行和安全着陆过程中，地面控制中心主要通过电磁波与飞船联系，实现复杂的控制；利用移动电话发射和接收电磁波，几乎可以在地球的任何角落和他人进行通话。 【例题7】如图所示，华为p60手机的电池上标有电压4.0V，容量4815mA·h，将该手机充满电后，大约储存 的电能。手机使用5G信号比4G信号传输速度快，是指5G信号承载信息量更大，更通畅。5G电磁波和4G电磁波在空气中传播速度 （选填“相同”或“不相同”） 【答案】 相同 【详解】[1]储存的电能 [2]不同频率的电磁波在真空中传播的速度是相同的，同理，在相同介质中，5G信号的传播速度等于4G信号的传播速度。 【例题8】电磁波具有信息特性和能量特性。以下设备中，主要利用电磁波的信息特性工作的是（　　） A．微波炉 　　　B．手机 C．雷达 　　　D．电吹风 【答案】 BC 【详解】A、微波炉利用的是电磁波可以传递能量，故A不符合题意； BC、手机和雷达是利用电磁波来传递信息，故BC符合题意； D、电吹风是利用到电流的热效应和磁效应，并没有用到电磁波。故D不符合题意。 故选：BC。 （三）电磁波具有能量 1.一切电磁波都具有能量： 地球上的大气运动、季节变化、昼夜温度起伏及生物圈内物质的循环都源于太阳光提供的能量。 太阳是地球上维持各种生命运动最基本的能量来源。 2.电磁波具有能量： 在电磁波的大家族里，每个成员都具有不同的能量特性和不同的频率范围，它们的特长和用途各异。 （1）工业生产中，常利用高频电磁波进行塑料制品的焊接。 （2）医生利用激光对眼睛进行精巧的手术。 （3）微波炉是用电磁波来加热食品的。食物的分子在微波的作用下剧烈振动，使得内能增加，温度升高。由于电磁波可以深入食物内部，所以用微波炉烧饭时食物的内部和外部几乎同时变熟，省时、省电。 【例题9】下列关于电磁波技术在医院中的一些应用，主要利用电磁波的能量特性工作的是（　　） A．激光刀 B．核磁共振 C．光导纤维内窥镜 D．X射线断层扫描照相（CT） 【答案】A 【详解】A.激光刀：利用激光能量高度集中的特点，其热效应、光效应和电磁效应等可切割身体组织。激光是一种电磁波，激光刀主要是利用了激光的能量特性，将高能量集中于小区域，实现对组织的切割和凝固止血等作用，故A符合题意。 B.核磁共振：利用一定频率的电磁波照射处于磁场中的原子核，原子核在电磁波作用下发生磁共振，吸收电磁波的能量，随后又发射电磁波，即发出磁共振信号。通过识别水分子中氢原子信号的分布来推测水分子在人体内的分布，进而探测人体内部结构，主要利用的是电磁波的信号特性，而非能量特性，故B不符合题意。 C.光导纤维内窥镜：光导纤维内窥镜是利用光导纤维传输光线，让医生能观察到人体内部的情况，主要利用了光的全反射原理来传输图像信息，并非利用电磁波的能量特性，故C不符合题意。 D.X 射线断层扫描照相（CT）：X射线是一种电磁波，CT是利用 X 射线穿透人体不同组织时吸收程度不同，通过探测器接收X射线穿过人体后的信号，再经过计算机处理重建出人体内部的断层图像，利用的是X射线的穿透性以及不同组织对其吸收程度的差异来成像，不是利用电磁波的能量特性，故D不符合题意。 故选：A。 【第三节】改变世界的信息技术 （一）信息的传播： 信息有许多形式，如符号、声音、图像、视频、文字、指令等，我们需要把它们转变成电磁波等形式的信号发送出去；接收方收到信号后，便可从中获得信息。 信源——信息的来源，可以是人、机器甚至自然界的物体。 信道——信息传递的道路，需要借助电磁波和各种设备来铺设。 信宿——接收信息的一方，同样可以是人、机器或者各类物体。 1895年，马可尼成功进行了无线电波传播信号的实验。 为了使信号传输距离很远，可以用卫星作为中继站，接力传递，这就是卫星通信。 利用光纤进行通信，有传输距离长、抗干扰能力强等特性。 （二）移动通信： 手机通讯系统主要由移动台、基站和移动交换中心组成，它们形成了一个数字蜂窝系统。 （1）移动台：就是手机或车载电话它既能发射无线电波，也能接收无线电波。 （2）基站：就是基地台，它是一种固定的无线电台，可以将收到的手机信号传递到移动通讯网，也可以将信号从移动通讯网传递到手机。 （3）移动交换中心：是整个移动通信网络的核心，所有移动台发来的信息都要经由它分拣、处理、传递。 （三）物联网： 物联网（Internet of Things，简称IoT）使这样的设想成为现实。利用各种传感器、卫星定位系统、识别和感应设备等，可以实时采集需要监控、连接、互动的物体或过程的信息，再按照预先约定的规则（即协议）将信息接人互联网中，便实现了原先独立的各个设备的彼此连接。最后借助软件，我们可以对各个过程中涉及的物体和设备进行智能识别、定位、跟踪、监测、控制和管理。 （四）从烽火台到智能时代： 1.能量、物质、信息被认为是主导未来的“关键技术”。 2.1835年，莫尔斯发明了第一台实用的有线电报机，使摒弃古老信息传递方式的曙光初现。 3.1862年，麦克斯韦通过理论预言了电磁波的存在。20多年后，赫兹用实验证实了麦克斯韦的预言，由此揭开了电磁波时代的序幕。 4.网络广泛渗入社会各个领域，电子商务、电子政务、远程教育、远程医疗和网络会议等已经普及。庞大、快捷的网络，使人类仿佛生活在同一个“地球村”中。同时，借助芯片的强大计算能力，人们还可以将传来的信息进行分拣、筛查、挖掘、优化，形成更有效的内容和更有力的指令。 【例题10】在光纤通信中应用________传递信息，该波在空气中的传播速度是________km/s，该波_______（选填“能”或“不能”）在真空中传播。 【答案】激光；3×105；能 【解析】在光纤通信中应用激光传递信息，激光属于电磁波。电磁波传播不需要介质，能在真空中传播。电磁波在空气中的传播速度是3×105 km/s，电磁波的传播不需要介质。 【例题11】光纤通信主要利用波长很 （选填“短”或“长”）的激光传输信息。如图所示，激光从光纤一端射入，在内壁上多次 ，从另一端射出，把信息传到远方，无线电广播的音频信号在发射出去之前，必须加载到频率更 （选填“高”或“低”）的电流信号上。 【答案】 短 反射 高 【详解】光纤是利用激光传播信息的，作为载体的无线电波，频率越高，相同时间内传输的信息量越多，激光的频率比较高，波长较短，相同的时间内就可以传递大量的信息。 光纤通信是利用激光传输信息的，从光纤的一端射入，在内壁上多次反射后在另一端放射出来，然后在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息；无线电广播的音频信号在发射出去之前，必须加载到频率更高的电流信号上。 【课堂总结】 按照学习内容梳理本节课的思维导图： 【课堂练习】 要求：合上课本，像考试一样独立完成。 1．如图所示的是某电台发射的两种电磁波在相同情况下的波形图。两者相比较，下列说法正确的是（　　） A．甲电磁波的波长较长，频率较高 B．甲电磁波的频率是乙的2倍 C．乙电磁波的频率是甲的2倍 D．甲电磁波的波长较短，频率较低 【答案】B 【详解】ABCD．由题图可以看出，两个波峰间的距离甲短于乙，所以甲的波长比乙短，电磁波在真空中的传播速度是一定的，由公式可知，波长短的甲频率高，且由图可知，甲电磁波的频率是乙的2倍，故B正确，A、C、D错误。 故选B。 2．北京冬奥会使用的氢能源电动汽车、无人驾驶技术诠释了“绿色奥运”“科技奥运”的理念。无人驾驶时，车辆要利用电磁波接收北斗卫星系统的信号。下列关于电磁波的说法中，正确的是（　　） A．超声波是电磁波的一种 B．电磁波不能在真空中传播 C．电磁波的传播速度比光速慢 D．手机通话是利用电磁波传递信息的 【答案】D 【详解】A．超声波是物体振动产生的，而电磁波是变化的电流产生的，二者性质不同，故A错误； B．电磁波可以在真空中传播，例如太空中电磁波的传输，故B错误； C．在同种介质中，电磁波的传播速度等于光速，因此不比光速慢，故C错误； D．手机通话是通过电磁波传递信息的，手机既可以发射电磁波，也能接收电磁波，故D正确。 故选D。 3．电磁波为信息的传递插上了翅膀。电磁波是怎样产生，又是怎样传播的呢？ (1)电磁波的产生条件是 ； (2)电磁波的传播不需要介质，通过实验或者实例 可以说明； (3)电磁波是个大家族，不同频率范围的电磁波有不同的应用。 ①生活中常见的微波炉是用电磁波来加热食品的。微波炉内有很强的电磁波，食物的分子在微波的作用下剧烈振动，使得内能 ，温度 ； ②手机在现代生活中具有重要作用，它利用了电磁波能够传递信息。某同学听爸爸说“5G手机比4G手机快”，你认为“快”指的是 ； ③你还知道哪些用电器也会用到电磁波？请举出一例 。 【答案】(1)电流的迅速变化 (2)太阳光可以在真空中传播 (3) 增大 升高 数据传输速率更快 电视机 【详解】（1）当导体中的电流发生迅速变化时，会在周围空间激发电磁波。 （2）太阳光属于电磁波，它能在宇宙真空环境中到达地球，这直接证明了电磁波的传播不需要介质。 （3）[1][2]食物分子在微波作用下剧烈振动，分子动能增加，导致内能增大，温度随之升高。 [3]“5G 手机比 4G 手机快” 指的是 5G 网络的数据传输速率更高，能在单位时间内传输更多信息。 [4]电视机（或收音机、雷达、卫星通信设备等），这些设备都通过电磁波来接收、发送或处理信息。 4．下图是某电磁波的振动图像。观察此图可以知道该电磁波的周期是 s，所以波源振动的频率是 Hz，在真空中此波传播的波长是 m。 【答案】 【详解】[1]由题图可知，该电磁波的周期为 [2]该电磁波的频率为 [3]真空中电磁波的波速为，根据公式可知，波长 5．电磁波是一个“大家族”，图甲是它们的“家族谱”及其主要应用。 (1)手骨折部位要照X射线，X射线的波长比无线电波的波长 （选填“长”或“短”）。 (2)红外线与紫外线的频率分别用、表示，则 ；它们在真空中的传播速度的大小关系为 。（均选填“>”“<”或“=”） 【答案】(1)短 (2) < = 【详解】（1）由图甲可知，X射线的频率高于无线电波的频率，由公式可知，电磁波的频率越高，波长越短，故X射线的波长短； （2）[1][2]由图甲可知，由公式可知，红外线的频率小于紫外线的频率，故；红外线与紫外线都是电磁波，电磁波在真空中的传播速度约为，故。 6．5G技术的发展，诞生了大量的新兴科技，5G智能巡视机器人，空中课堂，“智能快递小哥”……5G越来越深入我们的生活，5G技术也是依靠电磁波传递信息的，下列有关电磁波的说法正确的是（　　） A．太空是真空，电磁波不能传播 B．光是一种电磁波 C．电磁波的频率越高，传播的速度就越大 D．微波是一种电磁波，它不能用于传递信息，只能用于微波炉中加热食物 【答案】B 【详解】A．电磁波可以在真空中传播，故电磁波可以在太空中传播，故A错误； B．电磁波谱包含无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、γ 射线等，可见光属于电磁波的一个波段，具备电磁波的所有基本特性。故B正确； C．电磁波的速度与电磁波的频率无关，与介质有关，故C错误； D．微波属于电磁波，既可以用于微波炉加热（利用微波使水分子振动产热），也能用于无线通信，比如卫星通信、微波中继通信等场景，都是依靠微波传递信息。故D错误。 故选B。 7．无线WiFi频段之一为。根据如图所示电磁波家族的信息，可以推测此频段WiFi信号（　　） A．属于红外线 B．与可见光相比波长更长 C．与可见光相比频率更高 D．在真空中传播的速度比可见光大 【答案】B 【详解】A．此频段WiFi信号2.4GHz(=2.4×109Hz)属于无线电波，不属于红外线，故A错误，不符合题意； BC．由图可知与可见光相比，WiFi 信号与可见光相比，频率更低，波长越长，故B正确，符合题意，C错误，不符合题意 D．各种电磁波在真空中传播的速度都是一样的，为，故D错误，不符合题意。 故选B 。 8．电磁波在生活中有着广泛应用，下列实例不是应用电磁波的是（　　） A．用微波炉加热食物 B．用验钞机检验钱币真伪 C．用车载导航系统进行导航 D．用倒车雷达预警提示辅助倒车 【答案】D 【详解】A．微波炉利用微波（频率约为2.45 GHz的电磁波）使食物中的水分子振动产生热，故属于应用电磁波，故A不符合题意； B．验钞机利用紫外线照射钱币上的荧光标记，通过荧光反应辨别真伪，故属于应用电磁波，故B不符合题意； C．车载导航系统利用GPS卫星发射的无线电波进行定位和导航，故属于应用电磁波，故C不符合题意； D．倒车雷达通常利用超声波进行测距，声波不属于电磁波，故不属于应用电磁波，故D符合题意。 故选D。 9．关于无线电广播信号的发射和接收，下列说法正确的是（    ） A．话筒把声音信号转换成音频电信号后，直接通过天线发射出去 B．话筒把声音信号转换成音频电信号后，需要加载到高频电流上再发射出去 C．无线电广播是利用超声波传输信息的 D．调制器可以将声音信号从高频信号中取出 【答案】B 【详解】A话筒的作用确实是把声音信号转换成音频电信号，但是音频电信号的频率较低，具有的能量较小，而且这种频率的信号很难直接通过天线发射出去。所以，它不能直接通过天线发射，故A错误； B．在实际的无线电广播信号发射过程中，话筒将声音信号转换成音频电信号后，需要加载到高频电流上，这个过程叫做调制。加载了音频信号的高频电流产生的电磁波才能向空间更广泛地传播，也就是通过天线发射出去，故B正确； C．无线电广播是利用电磁波来传输信息的，而不是超声波。超声波是一种频率高于20000Hz的声波，它不能在真空中传播，并且它的传播距离和传播范围不如电磁波适合广播通信，故C错误； D．调制器的作用是把音频电信号加载到高频电流上，而从高频信号中取出声音信号的是解调器，不是调制器，故D错误。 故选B。 10．如图为微信启动页，是由我国的地球同步气象卫星“风云四号”利用红外遥感技术拍摄的照片合成的。它寓意从“人类起源”到“华夏文明”的历史发展。下列说法中正确的是（    ） A．以地球为参照物，“风云四号”卫星是运动的 B．手机微信是通过电磁波传递信息的 C．红外遥感技术拍摄的地球全景图，是利用卫星发出的红外线 D．启动页面中人的影子是由光的反射形成的 【答案】B 【详解】A．以地球为参照物，“风云四号”卫星的位置不发生变化，是静止的，故A错误； B．手机微信传递信息是利用电磁波传递信息的，故B正确； C．红外遥感技术拍摄的地球全景图，是利用地球发出的红外线，故C错误； D．启动页面中人的影子是由光的直线传播形成的，故D错误。 故选B。 11．手机是一种集成度很高的可接收和发射无线电波的高精密微型电器。手机的通信方式如图所示。 (1)当使用手机通话，人对着话筒讲话时，手机天线作为________天线使用；当用听筒听对方讲话时，手机天线作为________天线使用。（均选填“发射”或“接收”） (2)在乘坐飞机时，乘客需要将手机关机或调成飞行模式，请简述其原因。 【答案】(1) 发射 接收 (2)飞机上要将手机关机或调成飞行模式，其主要原因是避免手机发出的无线电波干扰飞机的通信和导航设备。 【详解】（1）[1]当使用手机通话，人对着话简讲话时，手机天线作为发射天线使用； [2]当用听筒听对方讲话时，手机天线作为接收天线使用； （2）飞机上要关机或调成飞行模式的主要原因是为了避免手机发出的无线电波干扰飞机的通信和导航设备。 12．阅读短文，回答问题。 多普勒效应 1842年奥地利的物理学家多普勒发现当声源与观察者之间存在着相对运动时，观察者听到的声音频率就会不同于声源发声的频率。当声源离我们远去时，我们听到的声波的频率降低；当声源向我们靠近时，我们听到的声波的频率升高，这一现象称为“多普勒效应”。 光同样可以产生多普勒效应，当一个光源靠近我们或离我们远去时，我们观测到它发出的光的频率也会发生变化，变化的规律与声音相同。20世纪天文学家哈勃观察到，几乎所有远处星系发出的光的频率都向红光方向偏移，称为谱线“红移”。这一现象说明，星系在远离我们而去。 (1)由于多普勒效应，观察者接收到的声波的 （振幅/频率）发生变化。 (2)观察者听到远处救护车发出的声音音调变高，根据多普勒效应，可以判断救护车此时在 （靠近/远离）观察者。 (3)由文中的谱线“红移”现象，可以推知红光的频率比其他可见色光的频率 （高/低）。 【答案】(1) 频率 (2) 靠近 (3) 低 【解析】【小题1】根据材料，多普勒效应导致观察者接收的声波频率变化，而振幅与音量相关，未被提及。因此，观察到的变化是频率。 【小题2】音调变高对应接收频率升高，根据多普勒效应，声源靠近时频率升高。故救护车正在靠近观察者。 【小题3】红移是指光的频率向红光方向偏移。红光在可见光中频率最低，因此红移现象说明星系远离我们，从而频率降低。 13. 光纤通信前景广阔，下列关于光纤通信的说法正确的是（　　） A．光纤通信中所使用的光不是激光 B．光纤通信传递信息的容量要比短波、微波大 C．光纤通信不需要任何传导介质 D．因为玻璃丝很容易折断，不宜用来做光导纤维 【答案】B 【详解】光纤通信利用的是激光，通信时需要光导纤维作为传导介质，光导纤维是很细很细的玻璃丝；光纤通信传递信息的容量比短波、微波高出百万倍、千万倍。故ACD错误，B正确。故选B。 14. 世界上凡是计算机集中的地方，例如：企业、机关、学校等等．大都已经把自己的计算机连在一起了．这些网络又互相连接，成为世界上最大的计算机网络，叫做 ，这样便可以做到 的共享。 【答案】因特网，信息资源。 【详解】世界各地的计算机互相连接，成为世界上最大的计算机网络，称为因特网，实现了信息资源的共享。 15. 如图所示，电视台把无线电信号传送到高空中的通信卫星上，卫星再把信号传到地面上的其他区域，这样就实现了卫星转播。在调试的过程中，电视台本身也需要接收卫星上传回的信号，并和演播室用电缆传来的信号进行比较，这时发现卫星传来的画面上，人物动作变化总比电缆传来的画面发生慢一些。 （1）解释产生这种时间延误的原因； （2）已知通信卫星的高度大约是36000 km，无线电波的传播速度和光速相同。请你根据这些数据，估算一下画面延迟的时间。 【答案】（1）见解析；（2）0.24s 【详解】（1）电视台发出的无线电信号由电视台传到卫星，然后再由卫星传回电视台，需要一定的时间，演播室用电缆传来的信号由于距离很短，传输所用的时间忽略不计。所以卫星传来的画面上，人物动作的变化总比电缆传来的画面相应的变化发生得晚一些。 （2）无线电信号的路程s=2h，则画面延迟的时间 【课后反思】 谈谈你在本节课中： （1）收获有哪些？ （2）需要改进的地方有哪些？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十章 电磁波与信息技术（导学案） 【学习目标】 1.知道迅速变化的电流能产生电磁波；了解电磁波可在真空中传播及速度；知道电磁波的波长、频率概念及关系 2.建立电磁波的物质与能量观念，了解电磁波在信息方面的应用，以及电磁波具有能量及其传递能量的特性。 3.了解信息的传播与信道；了解移动通信及各种通信方式；了解物联网是如何实现互联互通的。 【学习重点】 电磁波的产生、传播：利用电磁波的传播特性来实现信息的传递和能量的传播。 【学习难点】 电磁波的产生、传播及应用。 【自主预习】 阅读课本内容，并解答以下问题： 1. 电磁波的产生：当电路中有迅速变化的 时，其周围会产生电磁波。 2. 电磁波的传播 （1）声音的传播 介质；电磁波的传播 介质（选填“需要”或“不需要”）， 在真空中传播（选填“可以”或“不可以”）。 （2）在一列水波的传播中，凸起的最高处，叫做 ；凹下的最低处，叫做 。邻近的两个波峰（或波谷）的距离叫做 。 （3）波在1秒内传播 的个数叫做波的频率。电磁波频率的单位是 ，还有千赫（kHz）和兆赫（MHz）。 （4）用来描述波传播 的物理量叫做波速。真空中电磁波传播的速度是 m/s，等于光在真空中的传播速度。 3.波速、波长与频率的关系： 波速= v= 4..电磁波家族包括： 一般根据波长来划分，波长从大到小依次是 、 、可见光、 、 、γ射线等。 5.电磁波的应用： （1）无线电波：用于广播、电视和移动电话； （2）红外线：家电的遥控器； （3）微波：可用来 ； （4）紫外线： ； （5）X射线：医学上用来做 检查； （6）γ射线：金属探伤； （7）探测宇宙：射电望远镜。 6.无线电广播信号的发射与接收 （1）无线电广播信号的发射由 完成。话筒把播音员的声音信号转换成电信号，然后用 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。 （2）无线电广播信号的接收由 完成。 7. 移动电话是靠 来传递声音信息的；移动电话既是发射台又是接收台。实现移动电话跟其他用户通话的转化是靠 完成的。 8. 卫星通信：利用通信卫星做微波通信的 来进行通信的方式叫卫星通信。三颗同步卫星几乎可实现全球通信。 9. 光纤通信：激光的特点是频率 、方向 。光纤通信是利用 在光纤中传输信号的。光纤由中央的玻璃芯和外面的反射层、保护层构成的，可以传输大量的信息。 10. 网络通信：将数台计算机通过各种方式联结在一起，便组成了网络通信。现在世界上最大的计算机网络叫 。 【探究新知】 【第一节】神奇的电磁波 （一）电磁波的产生： 科学家与祝融号联系，用遥控器挑选电视节目，通过收音机收听节目用到的都是 。 1.水波与声波： 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。它们都是由于物体发生 产生的。 2.电磁波： （1）实验探究：电磁波是怎样产生的？ 打开收音机的开关，旋至没有电台的位置，将音量调大，取一节干电池和一根导线，拿到收音机附近；让电池的负极与一根锯条良好接触，正极连接一根导线在锯齿上划动，可以听到收音机发出“喀喀”声。 实验分析 1.电流连续不变时，收音机_____(选填“有”或“没有”)接收到电磁波。 2.电流迅速变化时，收音机发出咔咔声，说明收音机___接收到电磁波。 实验结论：导线中电流的迅速变化，会在空间产生电磁波。 与水波、声波的形成相似， 会在空间激起（产生）电磁波。 因为导线与电池时断时续地接触，产生了迅速变化的电流，电能生磁，磁能生电，变化的电流在空间激起（产生）电磁波。 虽然电磁波看不见、摸不到，但它可以传递 。 3. 电磁波的产生 （1）电磁波：变化的电流在空间会激起（产生） 。 （2）电磁波传递信息和能量：广播电台、电视台以及移动电话靠复杂的电子线路来产生迅速变化的电流，发出电磁波。虽然电磁波看不见、摸不到，但它确实可以传递信息和能量。 【例题1】如图所示，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“咯、咯”声，表明收音机接收到了（　　） A．热量 B．声波 C．光能 D．电磁波 【例题2】第一次用实验证实了电磁波存在的科学家是（　　） A．麦克斯韦 B．法拉第 C．赫兹 D．奥斯特 （二）电磁波的传播 1.演示实验： 如图，将一部手机置于一密封玻璃罩内，用另一部手机呼叫它，可以听到玻璃罩内的手机发出的铃声，同时看见手机屏幕闪烁。 然后，用抽气机逐渐向外抽气会发现铃声越来越小，但玻璃罩内的手机屏幕仍然闪烁。同时呼叫它的手机也仍然是 状态。 【实验结论】电磁波的传播 介质，电磁波能够在 中传播。 大量事实可以证明真空可以传播电磁波。例如，在太空中的宇航员可以用无线电波与地面站进行联系；美国“新视野号”探测器在真空可以传回照片。 电磁波的传播速度用字母c来表示： 真空中：c =2.99792458 ×108 m/s 空气中：接近真空光速。 光也是一种 。 【例题3】华为5G“黑科技”凭借着它的高传输速率，低时延、多终端广连接数等各项优势在抗疫复产行动中起到了积极作用，5G智能巡检机器人、空中课堂、“智能快递小哥”等，5G越来越深入我们的生活。5G技术就是依靠电磁波传递信息的，下列有关电磁波的说法正确的是（　　） A．太空中是真空，电磁波不能传播 B．电磁波在空气中的传播速度是340m/s C．光是一种电磁波 D．在真空中，无线电波比可见光传播得快 （三）电磁波的描述 与绳波、水波、声波相似，电磁波也有波长、波速和频率，波的频率由波源振动的快慢决定。 1.波长： 以水波为例，在一列水波的传播中，凸起的最高处叫做波峰。凹下的最低处叫做波谷。临近的两个波峰(或波谷)的距离叫做波长，用字母λ表示，单位：米（m）。 2.频率： 1s内有多少次波峰或波谷通过，波的频率就是多少。用字母 f 表示。单位： （Hz）；其他单位：千赫（kHz）、 兆赫（MHz） 1 MHz = 103 kHz 　　1 kHz = 103 Hz 3.波速： 波不停地向远处传播，用来描述波传播快慢的物理量叫作波速。 波速= v= λf 单位：米/秒（m/s） 【例题4】如图是甲、乙两种不同电磁波的传播图像，下列说法正确的是（　　） A．甲电磁波振动的波长较长 B．甲、乙两种电磁波的振动频率相同 C．甲电磁波的传播速度较快 D．甲电磁波振动的频率较大 【例题5】如图所示，是一台收音机的屏板，当指针（图中黑块）向右调时，所接收到的电磁波的波长及波速将会（　　） A．波长变大及波速变小 B．波长变大及波速不变 C．波长变小及波速变大 D．波长变小及波速不变 【第二节】电磁波的应用 （一）电磁波谱 根据电磁波波速、频率和波长的关系，我们按照频率从低到高排列电磁波形成电磁波谱的过程，也是将这些电磁波按照波长从长到短排列的过程。 1.电磁波谱： 2. 光也是一种电磁波： （1）我们最熟悉的成员莫过于可见光了。由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光组成的光谱，便是按照频率从低到高排列的。 （2）电磁波传递信息和能量：广播电台、电视台以及移动电话靠复杂的电子线路来产生迅速变化的电流，发出电磁波。虽然电磁波看不见、摸不到，但它确实可以传递信息和能量。 【例题6】如图为电磁波谱及其主要用途，下面分析错误的是（　　） A．γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波和无线电波等都是电磁波 B．由图中的信息可知，人眼能直接看见电磁波的范围太小了，看不见的太多了 C．由图中的信息可知，不同波段的电磁波的波长不一样，其用途也是不一样的 D．由图中的信息可知，电磁波的波长越长，该电磁波的频率越小，波速也越小 （二）电磁波在信息方面的应用 1.电磁波携带着物质的信息： 物质向外辐射电磁波，它的一些固有信息往往会被同时“带”出来。 （1）通过对太阳光谱的分析，我们可以鉴别出太阳是由氢、氦等元素组成的。 （2）钠盐燃烧时发出波长为589nm和589.6nm的黄光；告诉人们这种盐中有钠元素。 （3）天体研究中，根据遥远天体发出的射线谱，可以知道该天体的物质组成。 2.电磁波的检测功能的应用： 电磁波也可以作为检测工具，帮助人们获得信息。 （1）利用电磁波的反射，雷达可以发现军事目标。 （2）这是用X射线拍摄的第一张照片，后来人们常用X射线来进行骨骼检查。 （3）在DNA双螺旋结构的发现中，X射线起到了重要作用。 3.电磁波的传递信息： （1）电磁波可以承载并传播信息，充当信息传递的媒介。 （2）借助电磁波实现的移动互联技术更是将手机、电脑、智能家电、物联网设备等无数终端都连入一个信息交互的网络中。 通过卫星转播，全国各地观众都可以同时收看到阅兵仪式精彩场景；神舟十六号载人飞船在升空、轨道飞行和安全着陆过程中，地面控制中心主要通过电磁波与飞船联系，实现复杂的控制；利用移动电话发射和接收电磁波，几乎可以在地球的任何角落和他人进行通话。 【例题7】如图所示，华为p60手机的电池上标有电压4.0V，容量4815mA·h，将该手机充满电后，大约储存 的电能。手机使用5G信号比4G信号传输速度快，是指5G信号承载信息量更大，更通畅。5G电磁波和4G电磁波在空气中传播速度 （选填“相同”或“不相同”） 【例题8】电磁波具有信息特性和能量特性。以下设备中，主要利用电磁波的信息特性工作的是（　　） A．微波炉 　　　B．手机 C．雷达 　　　D．电吹风 （三）电磁波具有能量 1.一切电磁波都具有能量： 地球上的大气运动、季节变化、昼夜温度起伏及生物圈内物质的循环都源于太阳光提供的能量。 是地球上维持各种生命运动最基本的能量来源。 2.电磁波具有能量： 在电磁波的大家族里，每个成员都具有不同的能量特性和不同的频率范围，它们的特长和用途各异。 （1）工业生产中，常利用高频电磁波进行塑料制品的焊接。 （2）医生利用激光对眼睛进行精巧的手术。 （3）微波炉是用电磁波来加热食品的。食物的分子在微波的作用下剧烈振动，使得内能增加，温度升高。由于电磁波可以深入食物内部，所以用微波炉烧饭时食物的内部和外部几乎同时变熟，省时、省电。 【例题9】下列关于电磁波技术在医院中的一些应用，主要利用电磁波的能量特性工作的是（　　） A．激光刀 B．核磁共振 C．光导纤维内窥镜 D．X射线断层扫描照相（CT） 【第三节】改变世界的信息技术 （一）信息的传播： 信息有许多形式，如符号、声音、图像、视频、文字、指令等，我们需要把它们转变成电磁波等形式的信号发送出去；接收方收到信号后，便可从中获得信息。 信源——信息的来源，可以是人、机器甚至自然界的物体。 信道——信息传递的道路，需要借助电磁波和各种设备来铺设。 信宿——接收信息的一方，同样可以是人、机器或者各类物体。 1895年，马可尼成功进行了无线电波传播信号的实验。 为了使信号传输距离很远，可以用卫星作为中继站，接力传递，这就是 。 利用光纤进行通信，有 等特性。 （二）移动通信： 手机通讯系统主要由移动台、 和移动交换中心组成，它们形成了一个数字蜂窝系统。 （1）移动台：就是手机或车载电话它既能发射无线电波，也能接收无线电波。 （2）基站：就是基地台，它是一种固定的无线电台，可以将收到的手机信号传递到移动通讯网，也可以将信号从移动通讯网传递到手机。 （3）移动交换中心：是整个移动通信网络的核心，所有移动台发来的信息都要经由它分拣、处理、传递。 （三）物联网： 物联网（Internet of Things，简称IoT）使这样的设想成为现实。利用各种 、识别和感应设备等，可以实时采集需要监控、连接、互动的物体或过程的信息，再按照预先约定的规则（即协议）将信息接人互联网中，便实现了原先独立的各个设备的彼此连接。最后借助软件，我们可以对各个过程中涉及的物体和设备进行智能识别、定位、跟踪、监测、控制和管理。 （四）从烽火台到智能时代： 1. 被认为是主导未来的“关键技术”。 2.1835年， 发明了第一台实用的有线电报机，使摒弃古老信息传递方式的曙光初现。 3.1862年， 通过理论预言了电磁波的存在。20多年后， 用实验证实了麦克斯韦的预言，由此揭开了电磁波时代的序幕。 4. 广泛渗入社会各个领域，电子商务、电子政务、远程教育、远程医疗和网络会议等已经普及。庞大、快捷的网络，使人类仿佛生活在同一个“地球村”中。同时，借助 的强大计算能力，人们还可以将传来的信息进行分拣、筛查、挖掘、优化，形成更有效的内容和更有力的指令。 【例题10】在光纤通信中应用________传递信息，该波在空气中的传播速度是________km/s，该波_______（选填“能”或“不能”）在真空中传播。 【例题11】光纤通信主要利用波长很 （选填“短”或“长”）的激光传输信息。如图所示，激光从光纤一端射入，在内壁上多次 ，从另一端射出，把信息传到远方，无线电广播的音频信号在发射出去之前，必须加载到频率更 （选填“高”或“低”）的电流信号上。 【课堂总结】 按照学习内容梳理本节课的思维导图： 【课堂练习】 要求：合上课本，像考试一样独立完成。 1．如图所示的是某电台发射的两种电磁波在相同情况下的波形图。两者相比较，下列说法正确的是（　　） A．甲电磁波的波长较长，频率较高 B．甲电磁波的频率是乙的2倍 C．乙电磁波的频率是甲的2倍 D．甲电磁波的波长较短，频率较低 2．北京冬奥会使用的氢能源电动汽车、无人驾驶技术诠释了“绿色奥运”“科技奥运”的理念。无人驾驶时，车辆要利用电磁波接收北斗卫星系统的信号。下列关于电磁波的说法中，正确的是（　　） A．超声波是电磁波的一种 B．电磁波不能在真空中传播 C．电磁波的传播速度比光速慢 D．手机通话是利用电磁波传递信息的 3．电磁波为信息的传递插上了翅膀。电磁波是怎样产生，又是怎样传播的呢？ (1)电磁波的产生条件是 ； (2)电磁波的传播不需要介质，通过实验或者实例 可以说明； (3)电磁波是个大家族，不同频率范围的电磁波有不同的应用。 ①生活中常见的微波炉是用电磁波来加热食品的。微波炉内有很强的电磁波，食物的分子在微波的作用下剧烈振动，使得内能 ，温度 ； ②手机在现代生活中具有重要作用，它利用了电磁波能够传递信息。某同学听爸爸说“5G手机比4G手机快”，你认为“快”指的是 ； ③你还知道哪些用电器也会用到电磁波？请举出一例 。 4．下图是某电磁波的振动图像。观察此图可以知道该电磁波的周期是 s，所以波源振动的频率是 Hz，在真空中此波传播的波长是 m。 5．电磁波是一个“大家族”，图甲是它们的“家族谱”及其主要应用。 (1)手骨折部位要照X射线，X射线的波长比无线电波的波长 （选填“长”或“短”）。 (2)红外线与紫外线的频率分别用、表示，则 ；它们在真空中的传播速度的大小关系为 。（均选填“>”“<”或“=”） 6．5G技术的发展，诞生了大量的新兴科技，5G智能巡视机器人，空中课堂，“智能快递小哥”……5G越来越深入我们的生活，5G技术也是依靠电磁波传递信息的，下列有关电磁波的说法正确的是（　　） A．太空是真空，电磁波不能传播 B．光是一种电磁波 C．电磁波的频率越高，传播的速度就越大 D．微波是一种电磁波，它不能用于传递信息，只能用于微波炉中加热食物 7．无线WiFi频段之一为。根据如图所示电磁波家族的信息，可以推测此频段WiFi信号（　　） A．属于红外线 B．与可见光相比波长更长 C．与可见光相比频率更高 D．在真空中传播的速度比可见光大 8．电磁波在生活中有着广泛应用，下列实例不是应用电磁波的是（　　） A．用微波炉加热食物 B．用验钞机检验钱币真伪 C．用车载导航系统进行导航 D．用倒车雷达预警提示辅助倒车 9．关于无线电广播信号的发射和接收，下列说法正确的是（    ） A．话筒把声音信号转换成音频电信号后，直接通过天线发射出去 B．话筒把声音信号转换成音频电信号后，需要加载到高频电流上再发射出去 C．无线电广播是利用超声波传输信息的 D．调制器可以将声音信号从高频信号中取出 10．如图为微信启动页，是由我国的地球同步气象卫星“风云四号”利用红外遥感技术拍摄的照片合成的。它寓意从“人类起源”到“华夏文明”的历史发展。下列说法中正确的是（    ） A．以地球为参照物，“风云四号”卫星是运动的 B．手机微信是通过电磁波传递信息的 C．红外遥感技术拍摄的地球全景图，是利用卫星发出的红外线 D．启动页面中人的影子是由光的反射形成的 11．手机是一种集成度很高的可接收和发射无线电波的高精密微型电器。手机的通信方式如图所示。 (1)当使用手机通话，人对着话筒讲话时，手机天线作为________天线使用；当用听筒听对方讲话时，手机天线作为________天线使用。（均选填“发射”或“接收”） (2)在乘坐飞机时，乘客需要将手机关机或调成飞行模式，请简述其原因。 12．阅读短文，回答问题。 多普勒效应 1842年奥地利的物理学家多普勒发现当声源与观察者之间存在着相对运动时，观察者听到的声音频率就会不同于声源发声的频率。当声源离我们远去时，我们听到的声波的频率降低；当声源向我们靠近时，我们听到的声波的频率升高，这一现象称为“多普勒效应”。 光同样可以产生多普勒效应，当一个光源靠近我们或离我们远去时，我们观测到它发出的光的频率也会发生变化，变化的规律与声音相同。20世纪天文学家哈勃观察到，几乎所有远处星系发出的光的频率都向红光方向偏移，称为谱线“红移”。这一现象说明，星系在远离我们而去。 (1)由于多普勒效应，观察者接收到的声波的 （振幅/频率）发生变化。 (2)观察者听到远处救护车发出的声音音调变高，根据多普勒效应，可以判断救护车此时在 （靠近/远离）观察者。 (3)由文中的谱线“红移”现象，可以推知红光的频率比其他可见色光的频率 （高/低）。 13. 光纤通信前景广阔，下列关于光纤通信的说法正确的是（　　） A．光纤通信中所使用的光不是激光 B．光纤通信传递信息的容量要比短波、微波大 C．光纤通信不需要任何传导介质 D．因为玻璃丝很容易折断，不宜用来做光导纤维 14. 世界上凡是计算机集中的地方，例如：企业、机关、学校等等．大都已经把自己的计算机连在一起了．这些网络又互相连接，成为世界上最大的计算机网络，叫做 ，这样便可以做到 的共享。 15. 如图所示，电视台把无线电信号传送到高空中的通信卫星上，卫星再把信号传到地面上的其他区域，这样就实现了卫星转播。在调试的过程中，电视台本身也需要接收卫星上传回的信号，并和演播室用电缆传来的信号进行比较，这时发现卫星传来的画面上，人物动作变化总比电缆传来的画面发生慢一些。 （1）解释产生这种时间延误的原因； （2）已知通信卫星的高度大约是36000 km，无线电波的传播速度和光速相同。请你根据这些数据，估算一下画面延迟的时间。 【课后反思】 谈谈你在本节课中： （1）收获有哪些？ （2）需要改进的地方有哪些？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $