2017-2018学年高中物理（沪科版,选修1-1）课件+学业分层测评+教师用书 第4章 4.2　无线电波与现代通信 （3份打包）

4．2　无线电波与现代通信 1．(3分)关于电磁波的下列说法中正确的是(　　) A．法拉第第一次通过实验验证了电磁波的存在 B．电磁波不能在空气中传播 C．麦克斯韦第一次通过实验验证了电磁波的存在 D．电磁波可以在真空中传播 【解析】　赫兹第一次通过实验证实了电磁波的存在，故A，C项错误．电磁波既可以在真空中传播，也可在介质中传播，故B项错误，D项正确． 【答案】　D 2．(3分)(多选)在电磁波谱中(　　) A．各种电磁波有明显的频率和波长区域界限 B．γ射线的频率一定高于X射线的频率 C．X射线的波长有可能等于紫外线的波长 D．可见光波长一定比无线电波波长短 【解析】　各种不同频率的电磁波，虽然产生的机理不同，但无线电波和红外线，紫外线和X射线，X射线和γ射线，它们的波长或频率有交叉重叠部分，故C、D正确． 【答案】　CD 3．(4分)某雷达工作时，发射电磁波的波长为λ＝20 cm，每秒钟脉冲数n＝5 000，每个脉冲持续时间t＝0.02 μs.问：电磁波的频率是多少？最大的侦察距离是多少？ 【解析】　由于电磁波的波长、频率和波速之间满足关系v＝λf，真空中电磁波的传播速度等于光速，一般在空气中传播，电磁波的速度认为等于光速，即v＝3.0×108 m/s，因此f＝＝3.0×104 m. s＝200 μs≫0.02 μs(脉冲时间可以略去不计)，所以s＝v·＝1.5×109 Hz，即电磁波的频率为1.5×109 Hz.雷达工作时发射电磁波脉冲，每个脉冲持续t＝0.02 μs，在两个脉冲时间间隔内，雷达必须接收到反射回来的电磁波脉冲，否则会与后面的电磁波脉冲重叠而影响测量，设最大侦察距离为s，则：2s＝v·Δt，而Δt＝ 【答案】　1.5×109 Hz　3.0×104 m 课 标 导 思 1.了解无线电通信的历程． 2．知道四种常见的通信方式的基本特征，了解它们各自的用途． 3．了解互联网的发展历程，体会它对人们生产生活方式产生的巨大影响．同时关注互联网的负面影响. 一、无线通信百年回眸 1．1895年波波夫改进了赫兹的实验装置，制作了一台装有天线的接收机，成功地实现了短距离无线通信． 2．1901年马可尼用自己建造的大功率发射台，成功进行了跨越大西洋的通信实验，标志着穿越时空传递信息时代的到来． 3．1904年，弗莱明制成真空二极管，提高了检波效应． 4．1906年，德福雷斯特研制出真空三极管，成为无线电技术中重要的元件． 5．1947年，贝尔实验室的科学家们研制出世界上第一只晶体管，使电子学发生了根本性的变化． 6．无线电波的发射与接收 (1)电磁波谱中的无线电波段主要用于无线通信，无线电波的波长从几毫米到几十千米，通常分为长波、中波、短波、微波等几个波段． (2)用无线电波传播声音及其他信号，需要解决两个问题：一是将声音信号转换成电信号；二是要提高电信号的传播距离． (3)提高电磁波的频率，增大电磁波的能量，电磁波传播的距离就越远． (4)由天线发射出去的无线电波向四面八方传播，在传播途中，遇到接收天线(导体)，就会在接收回路中产生频率相同的感应电流接收机通过调谐电路，选择所需要频率的电波，经过检波电路将载波与音频信号分开，把音频信号放大并通过扬声器播放出来． 二、有线无线交相辉映 1．微波通信：优点是通信容量大、传输稳定、抗灾能力强；缺点是只能采用空间波传播，必须用中继站的方法增加通信距离． 2．卫星通信：优点是覆盖面大、通信距离长，速度快、容量大，几乎不受地理环境限制． 3．光纤通信：优点是方向性好、容量大、中继距离长、抗干扰性好、保密性强等. 一、对通信技术的理解 1．微波通信：靠中继站接力来实现微波信号远距离传输． (1)中继站的功能：接收前站传来的信号，加上能量经放大后向下一站发射． (2)微波通信的特点：通信容量大、传输稳定、抗灾能力强等． (3)数字微波通信的特点：噪声小、频带宽、上下话路方便、更加经济可靠． 2．卫星通信：通信卫星系统由卫星和卫星通信地球站组成，同步卫星在地球赤道上空36 000 km，相对地面静止． (1)卫星作为中继站，将地面传来的微波信号放大后再发射回地球．理论上只需三颗等距离同步卫星就可实现全球覆盖． (2)卫星通信的特点：覆盖面大、通信距离长、不受地理环境限制、投资少、见效快等． (3)卫星导航系统 ①GPS是利用6个轨道上24颗卫星组成的全球定位、导航及授时系统． ②我国的“北斗”导航系统将于2012年首先具备覆盖亚太地区的定位、导航和援时以及短报文通信服务能力． 3．光纤通信：把信号加在激光上在光导纤维中传输． (1)光纤通信的原理：使用激光技术和全反射技术．采用可高速调制的激光光源，利用被调制的激光在用高纯度的石英玻璃制成的细如发丝的光纤材料内不断发生全反射，将信号传