物理八年级下人教新课标《信息的传递》文字素材1

1、物理八年级下人教新课标信息的传递文字素材1电磁波的发现 1862年，英国物理学家麦克斯韦在总结前人研究成果的基础上，进行了一些大胆假设，用几个公式概括了他对于电磁现象的认识。从这些公式出发，经过数学运算，他发现变化的电磁场将以波的形式向空间传播，这就是我们今天所说的电磁波。他还推导出了电磁波的速度。令人惊奇的是，电磁波的速度与光速相等。于是他断定，光也是一种电磁波！ 1886年，德国杰出的青年物理学家赫兹用实验探测到了电磁波。接着他又通过实验证明了电磁波同光波一样具有反射，折射等特性，电磁波的传播速度也与光速相同。赫兹的实验证实了麦克斯韦的伟大预言，麦克斯韦包含假设的学说也就成了关于电磁场的科

2、学理论。 电 视 1884年，德国发明家尼普科夫发明了扫描图像的尼普科夫圆盘，使用电传递画面的想法得以实现。尼普科夫圆盘上有一圈沿螺旋线排列的小孔，当图像投影到旋转圆盘上时，旋转圆盘上的小孔会以一系列平行线扫描图像，这样通过小孔的光落到光电池上，产生的光电流就会相应地显示出图像沿扫描线呈现的明暗变化。接受端的尼普科夫圆盘与发射端的同步旋转，安装在光源前面，而光源的强度受光电池电流的调制，这样，原来的图像就会重现在接受端的圆盘上。 1927年，英国发明家贝尔德对尼普科夫圆盘作了一番改进，它应用了电子管放大器。他在伦敦作了一次公开的电视传输表演，虽然图像小而暗淡，并且摇晃不定，但这是人类第一次看到

3、从远处传来的活动的景象，它标志着电视的诞生。 现代的电视在电视发射端，由摄像管（图95）摄取景物并将景物反射的光转换为电信号。 摄像镜头把被摄景物的像投射在摄像管的屏上，电子枪发出的电子束对屏上的图像进行扫描。扫描的路线如图96所示，从a开始，逐行进行，直到b。电子束把一幅图像按照各点的明暗情况，逐点变为强弱不同的信号电流。天线则把带有图像信号的电磁波发射出去。 在电视接收端，天线收到电磁波后产生感应电流，经过调谐、解调等处理，将得到的图像信号送到显像管（图97），还原成景物的像。显像管里的电子枪发射的电子束也在荧光屏上扫描，扫描的方式和步调与摄像管的扫描同步。同时，显像管电子枪发射电子束的强

4、弱受图像信号的控制，这样在荧光屏上便出现了与摄像屏上相同的像。 摄像机在一秒内传送25张画面，电视接收机也以相同的速率在荧光屏上显现这些画面。由于画面更换迅速，眼睛又有视觉暂留现象，所以我们感觉到的是连续的活动景像。 电视机天线接收到的电磁波除了载有图像信号外，还有伴音信号，伴音信号经解调取出后送到扬声器。无线电波 无线电技术中使用的电磁波叫做无线电波。无线电波的波长从几毫米到几十千米。通常根据波长或频率把无线电波分成几个波段，包括长波、中波、短波、超短波、微波等。各个波段的无线电波有各自的传播方式和用途，如下表所示。 波段波长频率传播方式主要用途长波30000m3000m10kHz100kH

5、z地波超远程无线电通信和导航中波3000m200m100kHz1500kHz地波和天波调幅（AM）无线电广播、电报中短波200m50m1500kHz6000kHz短波50m10m6MHz30MHz天波微 波米波（VHF）10m1m30MHz300MHz近似直线传播调频（FM）无线电广播、电视、导航分米波（UHF）10dm1dm300MHz3000MHz直线传播移动通信、电视、雷达、导航厘米波10cm1cm3000MHz30000MHz毫米波10mm1mm30000MHz300000MHz无线电波的发射和接收 在广播电台、电视台和各种无线电通信设备的发射机中，都有叫做振荡器的重要部件，它能产生频

6、率很高的交变电流，高频交变电流流经天线时在空间产生同样频率的电磁场。因为这样产生的电磁场也在不断变化，在周围产生新的电磁场，于是，电磁波就发射出去了。 电磁波在传播过程中如果遇到导体，由于电磁感应，就会在导体中产生感应电流，收音机、电视机和各种无线电通信设备的接收天线就是这样的导体。天线收到的高频电流经过放大和处理后就能得到所需的信息了。调制和解调 无线电广播传递的是声音，电视广播传递的不仅有声音，还有图像。这就要求发射的电磁波随信号而改变。使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制。 一种调制方式是使高频电流或电压的振幅随信号改变，这种调制叫做调幅，用AM表示（图98乙）。调幅广播一般使用中波和

7、短波波段。使高频电流或电压的频率随信号改变的调制方式叫做调频，用FM表示（图98丙）。在一些城市开播的调频广播和电视广播的伴音，采用的都是调频的方法。这些广播通常使用微波中的甚高频（VHF）和超高频（UHF）波段。 许许多多无线电台、电视台以及无线电通信设备，它们不断地向空中发射各种频率的电磁波。接收机首先要从诸多的电磁波中把我们需要的选出来，这叫做调谐。拨动收音机的旋或选择电台时，实际上就是在改变可变电容器的电容进行调谐。 经过调谐，接收机收到的是带有信息标记的高频电流，还不能使我们直接感受到所需要的信号。例如在收音机中，这种高频振荡电流不能使耳机或扬声器的振动片振动发声。要听到声音，必须从

8、高频振荡电流中“检”出所携带的信号，这叫做检波。 检波是调制的逆过程，因此也叫解调。解调之后得到的信号还要经过放大。如果传递的是声音信息，则由扬声器发出声音；传递的是图像信息，则由显像管显示出图像。 图99是无线电广播的示意图。 无线电波的传播 通常，无线电波有三种传播方式：地波、天波和沿直线传播的波。地波沿地球表面附近的空间传播的无线电波叫地波（图910）。地面上有高低不平的山坡和房屋等障碍物，根据波的衍射特性，当波长大于或相当于障碍物的尺寸时，波才能明显地绕到障碍物的后面。地面上的障碍物一般不太大，长波可以很好地绕过它们。中波和中短波也能较好地绕过，短波和微波由于波长过短，绕过障碍物的本领

9、就很差了。 地球是个良导体，地球表面会因地波的传播引起感应电流，因而地波在传播过程中有能量损失。频率越高，损失的能量越多。所以无论从衍射的角度看还是从能量损失的角度看，长波、中波和中短波沿地球表面可以传播较远的距离，而短波和微波则不能。 地波的传播比较稳定，不受昼夜变化的影响，而且能够沿着弯曲的地球表面达到地平线以外的地方，所以长波、中波和中短波用来进行无线电广播。 天波地球被厚厚的大气层包围着，在地面上空50km到几百km的范围内，大气中一部分气体分子由于受到太阳光的照射而丢失电子，即发生电离，产生带正电的离子和自由电子，这层大气就叫做电离层。依靠电离层的反射来传播的无线电波叫做天波（图91

10、1）。 电离层对于不同波长的电磁波表现出不同的特性。实验证明，波长短于10m的微波能穿过电离层，波长超过3000km的长波，几乎会被电离层全部吸收。对于中波、中短波、短波，波长越短，电离层对它吸收得越少而反射得越多。因此，短波最适宜以免波的形式传播，它可以被电离层反射到几千千米以外。但是，电离层是不稳定的，白天受阳光照射时电离程度高，夜晚电离程度低。因此夜间它对中波和中短波的吸收减弱，这时中波和中短波也能以天波的形式传播。收音机在夜晚能够收听到许多远地的中波或中短波电台，就是这个缘故。 沿直线传播的电磁波微波和超短波既不能以地波的形式传播，又不能依靠电离层的反射以天波的形式传播。它们跟可见光一样，是沿直线传播的。这种沿直线传播的电磁波叫空间波或视波。 地球表面是球形的，微波沿直线传播，为了增大传播距离，发射无线和接收天线都建得很高，但也只能达到几十千米。在进行远距离通信时，要设立中继站。由某地发射出去的微波，被中继站接收，进行放大，再