教科版初三物理电磁波与信息技术同步讲义

电磁波与信息技术

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1．电磁波的产生与性质

2. 电磁波的应用

3.信息技术的实际应用

一、神奇的电磁波

1.电磁波的产生：变化的电流激发电磁波。电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场，由于电磁场本身具有物质性，因此电磁波传播时不需要介质。

2.无线电通信是利用电磁波传递信号。

3.电磁波的传播速度和光在真空中的传播速度相同，约为：。

4.天线的作用：电磁波。

5.电磁波谱（按波长由小到大或频率由高到低排列）：γ射线、X射线、紫外线、可见光（红橙黄绿蓝靛紫）、红外线﹑微波﹑无线电波。

6.光是：在真空中以3×108m/s的速度传播。

7.电磁波的特征：所有的波都具有、和，电磁波也一样。

❶波速：一秒内波传播的距离。

❷波长：每振动一次，波所传播的距离，用字母“λ”表示。在波形图上，波长等于相邻的两个波峰或波谷间的距离。

❸频率：单位时间内振动的次数。用字母“f”表示，国际单位制中，频率的单位是赫兹，简称“赫”，符号位“Hz”。常用的还有千赫（kHz）兆赫（MHz），1kHz=103Hz，1MHz=106Hz。电磁波的频率等于产生它的电流的频率。

8.波速、频率、波长的关系：波速= ×，v=λf。由于电磁波的波速一定，所以频率和波长成反比。

9.有关描述波的性质的物理量：

❶振幅（A）：波源偏离平衡位置的最大距离，单位是m；

❷周期（T）：波源振动一次所需要的时间，单位是s；

❸频率（f）：波源每秒类振动的次数，单位是Hz；

❹波长（λ）：波在一个周期类传播的距离，单位是m。

10.所有的波都在传播的运动形态（如：水和橡皮绳传播的是凸凹相间的运动形态，而弹簧和声波传播的是疏密相间的运动形态。机械波是形式在介质中的传播，它不仅传播了振动的形式，更主要是传播了振动的能量。当信息加载到波上后，就可以传播出去）。

11.电磁波具有：在电磁波家族里，每个成员都具有不同的能量和不同的频率范围，因此，具有不同的物理特性和用途。如收音机、电视机、微波雷达、微波炉、红外热感照相机、从红到紫的可见光、紫外线消毒、X射线透视、γ射线检测金属缺陷等等。

12.电磁波的屏蔽：电磁波在固体、液体、气体及真空中都能传播，但它是可以被屏蔽的，电磁波遇到各种金属会发生反射，不能穿透，所以，金属或金属网罩对它有屏蔽作用。

13.电磁波对人类的危害：热效应(人体70%以上是水，水分子受到电磁波辐射后相互摩擦，引起体温升高，从而影响到器官的正常工作)、非热效应(人体的器官和组织都存在微弱的电磁场，它们是稳定有序的，一旦受到外界电磁波干扰，出于平衡状态的微弱电磁场随即遭到破坏，人体正常的循环技能也将遭到破坏)和积累效应(热效应和非热效应作用于人体后，对人体的上海尚未来得及自我修复之前再次受到电磁波辐射的话，其伤害程度就会发生累积，久而久之就会成为永久性病态或危及生命)。

14.电磁波对人类的预防：

二、电磁波的应用

1.电磁波的用途：基本上都集中在两个方面的性质上，一是信息特性，二是能量特性。

2.电磁波的信息特性：携带信息、获得信息，充当测量或检测工具、承载并传播信息。

3.携带信息：利用电磁波携带的物质信息，进行物质鉴别和分析材料中包含的元素。（❶钠盐燃烧时放出波长为589nm和589.6nm的黄光，告诉人们这种盐中含有钠元素；❷在分析化学实验中，用色谱仪根据各种谱线位置和强度测量某种物质中含有哪些元素；❸在天体研究中，根据遥远星体发出的射线谱可以知道该天体中的物质组成等）

4.测量或检测功能：

❶利用电磁波的反射，可以发现目标，测量距离（如雷达）；

❷利用电磁波的透射能力进行人体检查（如X光检查）；

❸研究晶体结构（如DNA的结构研究）

5.承载并传播信息：❶无线电广播；❷电视信号的发射和接收。

6.频率很高的振动电流能够产生高频率的电磁波并向外界空间发射，这种电流称为射频信号。由声音转换成的电流信号称为音频信号，由图像转换成的电流信号称为视频信号。把音频信号和视频信号“搭载”到射频信号上的过程，称为调制。

7.电磁波的能量特性：一切电磁波都具有能量。

8.能量特性的应用：

❶太阳光是电磁波，它给予地球巨大的能量，地球上的大气循环、季节变化、昼夜温度起伏及生物圈的循环都源于太阳光提供的能量（a.叶绿素以太阳光为能量，把H2O、CO2和矿物质加工成淀粉、蛋白质和纤维素等；b.为我们提供最基本的温度环境；c.能形成水能、风能等可再生能源来发电，是一种新型能源）；

电磁波能量的利用（a.高频淬火，及用高频电磁波快速加热齿轮齿表，然后在快速冷却，使齿轮耐磨；b.医生用γ刀切割肿瘤，大幅提高治疗效果，为病人减轻痛苦；c.医生利用激光对眼睛进行精巧的手术，治疗近视等）。

三、信息技术

1.现代通信技术包括：移动通信、网络通信、光纤通信、卫星中继通信。

2.现代“信息高速公路”的两大支柱是：卫星通信和光纤通信。

3.卫星通讯：利用人造地球卫星作为中继站，转发无线电波进行通信（在地球周围均匀的配置三颗同步通信卫星就可覆盖几乎全部的地表，实现全球通信，如电视节目等）。

题型一：电磁波及其利用

例1.下列关于电磁波的说法中，正确的是（）

A．电磁波不能在真空中传播

B．电磁波在空气中的传播速度约为3×108m/s

C．手机靠电磁波传递播信息

D．电冰箱是利用电磁波来工作的

例2.无线电广播中波段的频率范围是535kHz~1605kHz，试计算中波段电磁波波长的范围。

题型二：信息技术及其应用

例3.下列关于无线电通信过程的说法，错误的是（）

A．电磁波的波速等于波长乘频率

B．在真空中，电磁波的传播速度跟光速相等来源中教网

C．无线电广播用的是长波和微波

D．在真空中，电磁波波速为8 310m/s

例4.关于光纤通信，下列说法中正确的是（）

A．载有信息的激光在光纤的内壁上不断发生折射，把信息从光纤的一端传到了另一端

B．用于通信的激光是在空气中传播的

C．光在光纤中的传播是折射传播

D．光纤通信要比短波、微波通信容量高出百万倍以上

基础演练

1.（福建省福州市2015年中考）我国自行研制的北斗卫星导航系统具有定位、导航和通信等功能，它传递信息是利用

A．超声波 B．次声波 C．电磁波 D．激光

2．（2015•绵阳）关于电磁波，下列说法正确的是（）

A. 色光的三原色是红、黄、蓝

B.电磁波不能传通声音信息

C. 红外线可以用来遥控

D.电磁波不能在真空中传播

3. （2015•内江）以下说法中正确的是