理论教育 物理学:电磁波与现代通信

物理学:电磁波与现代通信

时间:2023-08-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:【学习要求】1.了解波在信息传播中的作用.2.知道电磁波.知道电磁波在真空中的传播速度.3.了解电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响.【知识网络】【知识要点】1.信息传播的五次巨大变革语言→文字→印刷术→电磁波→计算机网络.2.波的基本特征波长、周期、频率、波速.周期和频率的关系:.波长和频率的关系:频率越高的电磁波,波长越短.3.电磁波的特性电磁波能在真空中传播.电磁波在真空中的传播速度为

物理学:电磁波与现代通信

【学习要求】

1.了解波在信息传播中的作用.

2.知道电磁波.知道电磁波在真空中的传播速度.

3.了解电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响.

【知识网络】

【知识要点】

1.信息传播的五次巨大变革

语言→文字→印刷术→电磁波→计算机网络.

2.波的基本特征

波长、周期、频率、波速.

周期和频率的关系:.

波长和频率的关系:频率越高的电磁波,波长越短.

3.电磁波的特性

电磁波能在真空中传播.

电磁波在真空中的传播速度为3×108 m/s.

光是电磁波.

4.现代通信

微波的性质与光波相近,大致沿直线传播,不能沿地球表面绕射.因此,远距离进行微波通信,需要通过地面上的微波中继站或通信卫星来实现.

卫星通信是通过微波实现的,光纤通信通过激光在光导纤维中传输信号.

从无线电波、微波到光波,传递信息所用电磁波的频率越来越高.频率越高的电磁波,相同时间内可传递的信息就越多.

【典型例题】

例 中央电视台演播厅正在进行现场文艺晚会直播,某观众在离演员30m处观看节目,小明在苏州家里电视机前观看同一节目.已知北京到苏州的距离为1370km,问声音先传到哪个人的耳朵里?为什么?

点拨 注意声速和电磁波的传播速度,然后进行比较.

【例题解析】

例:在现场观看文艺晚会的观众,听到的声音是由空气传播来的,声音在空气中的速度约340m/s,观众听到声音的时间是

小明在苏州看电视,听到的声音主要是由电磁波传播,其速度是3×105km/s,听到声音的时间是

所以声音先传到小明的耳朵里.

自我评估

一、填空题

1.电话的基本原理是通过话筒与听筒共同完成声信号与________信号的相互转化;禁止低龄儿童使用手机,原因是手机辐射的________会一定程度危害人体健康;微波与中、长波传播速度相同.微波波长较短,因此频率相对较________.

2.真空中电磁波传播的速度为_________________,这是宇宙间物质运动的最大速度.电磁波的波长λ、频率f和速度v之间具有的定量关系为v=λf,从中可以看出,如果电磁波的频率越高,它的波长就越________.(www.daowen.com)

3.“歼20”是我国自主研发的一种新型“隐形战机”,它的机身材料和涂层对雷达发射的________(选填“超声波”或“电磁波”)具有良好的__________(选填“吸收”或“反射”)作用.

图 11-1

4.如图11-1所示是一列电磁波的波形图,A、B间的距离为750m,其间共有________个波长,则这列波的波长为________m.

二、选择题

5.以下与电磁波应用无关的是(  ).

A.手机通信  B.微波炉加热食物

C.雷达侦查  D.听诊器了解病情

图 11-2

6.如图11-2所示是某电台所发射的两种电磁波的波形图,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.甲电磁波的波长较短,频率较高

C.甲电磁波的波长较短,频率较低

D.甲电磁波的波长较长,频率较低

7.某市目前已全面开通了4G手机通信业务.使用4G手机不仅可以通话,还可以随时通过无线网络上网.下列说法正确的是(  ).

A.电磁波不能在真空中传播

B.手机通话是直接传输声信号

C.电磁波在空气中的传播速度是340m/s

D.手机无线上网是利用电磁波传输数字信号

8.在现代信息传递中,电磁波扮演了重要角色.下列利用了电磁波的是(  ).

①有线电话;②移动电话;③无线电广播电视;④卫星通信;⑤网络通信;⑥光纤通信.

A.②③④⑥  B.①②③⑤  C.①③④⑥  D.②④⑤⑥

三、简答题

9.随着人们生活水平的不断提高,电视已普及到城乡家庭,成为人们获得信息和娱乐的一种不可缺少的用电器.请利用学过的物理知识回答下列问题:

(1)电视信号可通过光缆传输,请写出光缆通信的主要优点.

(2)在看电视的时候,开、关电视机附近的日光灯或窗外有汽车经过时,电视机画面上会出现短时间的雪花点,其原因是什么?

四、应用题

10.1947年,第一台微波炉问世,微波炉就是用微波来煮饭烧菜的.微波是一种电磁波,这种电磁波的能量不仅比通常的无线电波大得多,而且还很有“个性”.微波一碰到金属就发生反射,金属根本没有办法吸收或传导它;但微波可以穿过玻璃、陶瓷塑料绝缘材料,且基本不会消耗能量;而含有水分的食物,微波不但能透过,而且其能量会被吸收.微波炉正是利用微波的这些特性制作的.

微波炉的外壳用不锈钢金属材料制成.装食物的容器则用绝缘材料制成.微波能穿透食物,并使食物中的水分子也随之运动,水分子的剧烈运动使食物的温度升高,这就是微波炉加热的原理.

(1)通过上面内容的阅读判断,用微波炉来加热饭菜应选用的容器是(  ).

A.不锈钢盆子  B.铁盆子  C.玻璃盆子  D.铜制盆子

(2)微波在真空中的传播速度是________m/s.你认为,微波________(选填“具有”或“不具有”)能量.

(3)微波炉的外壳为什么用不锈钢等金属材料制成?

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