教科版物理九年级下册电磁波与信息技术 知识讲解

电磁波与信息技术
【学习目标】
1.了解电磁波的产生，知道电磁波能在真空中传播, 知道光是一种电磁波；
2.记住电磁波在真空中传播速度；会用c = f λ求速度、波长或频率；
3.了解电磁波的应用,知道电磁污染；
4.了解卫星通信、移动通信、光缆通信的基本情况。

【要点梳理】
要点一、电磁波
1.电磁波的产生：
（1）电流的变化会激起电磁波。

（2）电磁波的单位：赫兹（Hz ）1kHz=103Hz ；1MHz=106Hz ；1GHz=109Hz 。

2.电磁波的传播：
（1）电磁波可以在真空中传播。

（2）波峰、波谷：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。

（3）波长：邻近的两个波峰（波谷）的距离，叫做波长。

（4）波速：用来描述波传播速度的物理量。

3.电磁波普：
（1）红外线、可见光、紫外线、X 射线、γ射线等，都是电磁波。

（2）波速与波的频率、波长的关系是：波速=波长×频率；用f 表示电磁波的频率，λ表示电磁波的波长，c 表示电磁波在真空中的速度，则：c f λ=。

（3）电磁波在真空中的传播速度约为：c=3×108
m/s 。

要点二、电磁波的应用
1.电磁波在信息方面的应用：
（1）电磁波携带信息，在许多情况下，向外辐射电磁波的物质，其固有信息会被电磁波带出来；
（2）电磁波可以帮助人们获得信息，充当测量或检测工具；
（3）电磁波能承载并传播信息，充当信息传播的媒介。

2.电磁波能量特性的应用：
（1）一切电磁波都具有能量。

（2）高频电磁波、X射线、γ射线和激光，具有巨大的能量，能对所照射到的物体产生很强的作用。

（3）电磁波在生产、生活、工作、科学研究、军事和交通各个领域都有广泛用途。

3.减少电磁污染：
（1）空间越来越多的电磁波不同程度地影响着我们的健康，给我们带来了某些伤害，已成为一种污染。

（2）高压线、变电站、广播电台、电视发射塔、雷达站、通信基站等设施周边的电磁波较为密集，电磁波携带的能量也较大，是电磁污染的重灾区。

（3）生活中，计算机、电视机、微波炉等电子设备产生的电磁波辐射强度也比较高，可以采取一些防护措施。

如把家用电器分散摆放，不要过于集中，以免家中某一个位置的电磁辐射剂量过大，而使人体处于超量辐射的环境中。

要点诠释：
1.电磁波在信息传递方面的早期用途主要是电报、广播和电视。

2.电磁波可以通过“调制”，把文字、图像、声音等各种信息加入其中，并传到遥远的地方。

用户可以通过收音机、电视机等装置接收这些含有信息的电磁波，并进行“解调”，把信息还原。

要点三、改变世界的信息技术
1.卫星通信：
（1）从地面站向卫星发送电磁波；卫星作为中续站，将接收到的电磁波进行处理，并发送给另一个或几个地面站，或转发给另一颗卫星；接收方地面站到卫星发来的电磁波，就获得了发送方地面站传来的信息，实现了信息传递。

（2）由通信卫星组成的信息网络覆盖整个地球，几乎在地球上任意一个地方都可以将信息即时发往世界各地，在一瞬间传遍全球。

2.光缆通信：
（1）光导纤维（光纤）：光从光导纤维的一端入射后，在光纤的内壁上反复反射，直至从另一端出射，整个过程中能量损耗非常少。

（2）光缆通信：入射光携带上信息，那么信息就完成了从光纤一端到另一端的传递，这就是光缆通信。

3.移动通信：
（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：也称为基地台，它是一种固定的无线电台，可以将接收到的手机信号传递到移动通信网，也可以将信号从移动通信网传递到手机。

（3）移动交换中心（MSC）：整个移动通信网络的核心，所有移动台发来的星系都要经由它分拣、处理、传递。

4.信息革命与人类文明：
（1）19世纪之前的几千年里，由于科学技术进步缓慢，信息技术一直没有什么实质性的进展。

（2）从18世纪末到19世纪中叶，随着持续电流的获得以及对电磁感应现象的洞悉，人们开始尝试着用电流来传递信息。

1835年，美国画家莫尔斯发明了第一台实用的有线电报机。

（3）1862年麦克斯韦通过理论预言了电磁波的存在。

赫兹用实验证实了麦克斯韦的预言，并揭开了电磁波时代的序幕。

从那时起的几十年，无线电报、电话、无线电广播、电视、雷达等纷至沓来。

（4）20世纪上半叶的两次世界大战，是人类社会的灾难，但也是科技的竞技场。

战后，半导体技术、集成电路及芯片技术的不断进步，使个人计算机得以迅速发展和普及。

（5）计算机网络渗入社会各个领域，电子商务、电子政务、远程教育、远程医疗和网络会议等正在逐渐普及。

网络也深刻地改变着人们的思维方式、学习方式、工作方式、交流方式和生活方式。

要点诠释：
1.在赤道上空约36000km高度的圆形轨道上，均匀地布置三颗同步卫星，就能使通信范围几乎覆盖地球上各个角落。

2.当前最普遍的手机通信系统主要由移动台、基站和移动交换中心组成，它们形成了一个数字蜂窝系，这三种设备良好衔接，相互配合，我们才可以用手机通话、发短信、上网。

【典型例题】
类型一、基础知识
1.（2015•南沙区一模）北斗卫星导航系统是我国自主建立的卫星导航系统，覆盖中国全境及周边国家地区，该系统在传递信息过程中可以接收频率为1626MHz、2010MHz、2483MHz的微波辐射。

下列说法正确的是（）
A．微波不属于电磁波
B．微波是可见光
C．这三种微波在真空中传播速度相同
D．这三种微波在真空中波长一样
【答案】C
【解析】A、微波属于电磁波，故A错误；B、微波是看不见，不属于可见光，所以B是错误的；C、各种频率的电磁波的传播速度都是一定的，故C正确；D、真空中电磁波的波速大约30万千米每秒，波速等于波长和频率的乘积，频率越高的电磁波波长越短，故D错误。

故选C。

【总结升华】此题考查电磁波的种类、波长和频率的关系，以及电磁波的传播速度，是一道综合题。

举一反三：
【变式】长波在真空中的传播速度是m/s，这个速度与在真空中传播的速度相同。

在空气中的传播速度近似等于千米/秒。

【答案】3×108；光；3×105
2. （2015•钦州中考）现在家庭中使用的电器较多，例如：①吸尘器；②手机；③空调；④电视遥控器；
⑤洗衣机。

其中，应用电磁波工作的一组电器是（）
A．①② B．③④ C．②④ D．②⑤
【思路点拨】（1）电流流过导体时导体要发热，这是电流的热效应。

（2）电流流过导体时导体具有了磁性，这是电流的磁效应。

（3）电流流过导体时导体发生了化学变化，这是电流的化学效应。

【答案】C
【解析】①吸尘器靠电动机的转动而工作，其工作原理是利用电流的磁效应；
②手机是利用电磁波来完成信号的接收和发射；
③空调是利用了物态变化的吸放热过程；
④电视遥控器利用红外线进行遥控，红外线是一种电磁波，与电磁波的应用有关；
⑤洗衣机靠电动机的转动而工作，其工作原理是利用电流的磁效应。

故选C。

【总结升华】本题考查了电磁波的应用，体现了从生活走向物理，从物理走向社会的课标理念。

3.中央电视台第四套节目的图象频率为77.25MHz，波长为λ1，伴音的频率为83.75MHz，波长为λ2，那么λ1（填“>”“<”或“=”）λ2。

【答案】>
【解析】不同的频率对应不同的波长，频率越高，波长越短，反之，频率越低，波长越长。

因为77.25MHz<83.75MHz,所以λ1>λ2。

【总结升华】本题考察了频率和波长之间定性的关系。

举一反三：
【变式】无线电广播是通过传播信息的．收音机上标有中波和短波波段，中波与短波相比的频率较高。

【答案】无线电波；短波
【解析】无线电广播是通过无线电波传播信息的；中波与短波相比，短波的波长更短，短波的频率较高。

类型二、综合应用
4. 2012年9月25日，“辽宁号”航空母舰成功完成舰载机起飞降落等各项训练任务．通过卫星电视，这一消息迅速传遍全国，给国人以振奋．就此事以下说法正确的是（）
A．这一消息是通过超声波传播的
B．这一现象说明电磁波可以传播声音和图象信号
C．人们几乎同时知道这一消息，说明电磁波传播不需要时间
D．电磁波的传播必须借助卫星
【思路点拨】卫星电视都是通过电磁波来传递声音和图象信号的，电磁波的传播速度等于光速很快，但传播也需要一定的时间。

【答案】B
【解析】卫星电视都是通过电磁波来传递声音和图象信号的，A错误，B正确；虽然电磁波的传播速度很快，但其传播也需要时间，C错误；电磁波的传播是不需要介质的，可以在真空中传播，电磁波的传播不一定要借助卫星，D错误。

故选B。

【总结升华】了解电磁波的应用是解题的关键，是一道基础题，难度不大。

举一反三：
【变式】现代社会中，信息的传递非常重要，电磁波在信息的传递中扮演了非常重要的角色，请你举出两种利用电磁波传递信息的工具、。

【答案】手机；收音机（答案不唯一，合理即可）。