北师大版九年级上册物理第十五章 怎样传递信息 教用课件

第十五章怎样传递信息—通信技术简介一、电磁波1.了解电磁波产生的条件。2.了解振动的振幅、周期与频率，波长与波速的物理意义。3.了解电磁波的意义。4.了解电磁波的应用及其对人类生活和社会生活发展的影响。电视台通过电磁波，将精彩的电视节目展现给我们。电磁波与我们的生活移动通信设备极大地方便了我们的联系。雷达设备在军事、气象等方面有广泛的应用。

一、电磁波的产生1.探究电磁波的产生探究问题电磁波是什么，他是怎样产生的呢探究实验1取一台中波收音机，用调谐旋钮将指针调到没有电台的位置，并将音量开大，然后将收音机贴近一个调光台灯,旋动调光旋钮使灯光变亮，收音机立刻发出持续的“嘎、.....”声探究实验2打开收音机的开关(同上),让电池的负极与一把锉良好接触，如图所示，正极连接一根导线，拿着导线头，让它与锉接触，并在锉面上滑动,这时收音机也会发出持续的“嘎....”声探究分析收音机发出持续的“嘎、....”。声表明收音机接收到了电磁波。电磁波是怎样产生的呢？探究实验1中台灯中的电流是变化的，探究实验2中导线中的电流也是变化的。实验说明，当电流不断变化时会产生电磁波电磁波的产生变化的电流能在周围的空间中产生电磁波2.电台中电磁波的产生方式

(1)在电台中,采用专门的电子器件和电路来产生变化得非常快的电流,这种电流称为振荡电流。将振荡电流送人电台的发射天线，就会在天线周围的空间中激起电磁波，并传向远方。(2)振荡电流是一种周期性变化的电流，变化的快慢用频率()表示。频率的国际单位是赫兹(Hz)。由振荡电流产生的电磁波，它的频率等于振荡电流的频率，即每秒内电流振荡的次数。(3)物理学研究表明,只有频率很高的电流产生的电磁波才能传到远方，因此表示电磁波的频率要用到较大的单位，如千赫(kHz)、兆赫(MHz)、吉赫(GHz)。(4)频率单位的换算关系：1kHz=103Hz；1MHz=106Hz；1GHz=109Hz。(5)通常用于广播、电视和移动电话的电磁波叫作无线电波，它包括长波、中波、短波和微波。无线电波的频率大体在几百千赫至几千兆赫这个范围内。3.电磁波谱

电磁波的范围很广，γ射线X射线、紫外线、可见光、红外线和无线电波都是电磁波。它们的本质都是电磁波，只是它们的波长和频率范围不同。电磁波谱如图所示。4.电磁波的应用和危害

内容说明电磁波的应用(1)在医学上,用γ射线做脑部手术；X射线可用于判断是否骨折。(2)在通信领域，利用无线电波传输信息。(3)在生活中，电视机、空调等设备的遥控器都利用了红外线；收音机、飞机和舰船上的雷达都要用到无线电波；微波不仅可用于通信，还可用于加热食品等微波是一种高频率的电磁波，它具有反射、吸收、穿透三种特性电磁波的危害当电磁辐射达到一定程度时，会导致控制系统和信息传输系统失控，还会引发人头痛、失眠、记忆力减退等症状

二、电磁波的传播1.电磁波的传播探究问题声波的传播需要介质，电磁波的传播是否也需要介质?利用哪些现象或实验能够说明呢探究实验1把一部手机放入真空玻璃罩，用另一部手机呼叫它，你会发现真空罩内的手机能接收到信号，但听不到声音探究分析实验现象说明声音不能在真空中传播，而电磁波能在真空中传播。另外，玻璃是固体，周围空间有空气，说明电磁波能在固体、气体和真空中传播探究实验2将一部手机用塑料薄膜打包,放入水中，再用另一部手机呼叫它，你会听到手机的铃声，把水换成其他液体，实验现象也一样探究分析

说明电磁波能在液体中传播探究结论电磁波可以在固体、液体、气体和真空中传播，电磁波的传播不需要介质2.电磁波的传播速度电磁波在真空中的传播速度和光在真空中的传输速度相同，约为3×108m/s。电磁波在空气中的传播速度与在真空中非常接近。3.电磁波的特征内容说明波的基本特征振幅（A）波源偏离平衡位置的最大距离，单位是米(m）周期（T）波源振动一次所需要的时间，单位是秒(s)内容说明波的基本特征频率（f）波源每秒内振动的次数，单位是赫兹(Hz)波长（λ）波在一个周期内传播的速度（相邻两个波峰或波谷之间的距离），单位是米（m）波速（c）1s内传播的距离，单位是米每秒(m/s)（1）c=λf。（2）在真空（或空气）中电磁波的波速一定，所以电磁波的频率和波长成反比，波长越长，频率越低；波长越短，频率越高例：关于电磁波的产生,下列说法中正确的是()。A.导线中没有电流，可以在空间激起电磁波B.导线中有电流，就可以在空间激起电磁波C.导线中有迅速变化的电流，就可以在空间激起电磁波D.以上三种情况都可以产生电磁波解析：要在空间激起电磁波，导线中必须有迅速变化的电流，而电流迅速变化是指电流的方向变化或电流的大小变化或电流的大小和方向都在变化，故C选项正确。答案:C电磁波与超声波的区别于与联系项目种类电磁波超声波区别产生条件变化的电流发声体的振动传播介质不需要介质,真空中也能传播需要介质，真空中不能传播传播速度真空中最大，约为3×108m/s一般情况下，v汽<v液<v固应用γ刀手术，X光片，紫外线消毒,红外线遥控、取暖、夜视仪，微波通信、微波炉，雷达，无线电广播、电视等回声定位,声呐探测鱼群、测量海水深度,B超,清洗精密仪器,利用超声波碎石等联系(1)都属于波,都有波速、波长、频率三个特征;(2)都具有能量;(3)都能传递信息

第十五章怎样传递信息—通信技术简介二、广播与电视了解无线电广播的大致工作过程。大致了解电视的工作过程。了解移动电话是怎样工作的。

一、音频、视频和射频信号的调制知识点内容图示射频信号高频率的振荡电流能够产生高频率的电磁波并向外发射，我们称这种电流为射频信号音频信号由声音转化成的电流信号为音频信号视频信号由图像转化成的电流信号为视频信号调制声音和图像信息都要“搭载”在电磁波上才能传送至远方，必须把声音和图像经过话筒和摄像机变成电流信号才能实现这种“搭载”。实现上述“搭载”的过程称为调制调幅（AM）中、短波广播是用音频信号去控制射频信号,让射频电流的幅度随音频电流变化，称为调幅调频（FM）电视节目的声音和调频广播是用音频信号去控制射频信号,让射频电流的频率随着音频电流变化，称为调频

二、无线电广播的发射与接收信号发射信号接收内容(1)通过话筒(或录音设备)把声音信号转换成电信号，即音频电流；(2)载波发生器产生射频电流，通过调制器把音频电流和射频电流合成高频调幅电流，再送入发射机进行功率放大；(3)通过天线将“搭载”着声音信息的电磁波发射出去(1)利用收音机的天线接收到许多电台的电磁波；(2)调谐：利用收音机的调谐旋钮选出某一电台特定频率的信号；(3)解调：把从调谐器选出来的频率很高的电信号送到解调器中，从高频电信号中取出音频信号，放大后，送到扬声器里；(4)扬声器把电信号转换成声波，听众就可以听到节目图示天线作用用于发射和接收电磁波种类(1)按形状可分为水平天线、直立天线、抛物面天线等。(2)按作用可分为发射天线和接收天线。发射天线需要架设在很高的地方,适于发射不同频率的电磁波。收音机接收短波的拉杆天线露在收音机外面，接收中波的磁性天线藏在机壳中

三、电视的发射和接收信号发射信号接收内容(1)用摄像机在演播室里拍摄画面，用感光器件将图像的光信号转换成电信号，输出视频电流，用话筒将声音信号转换成电信号，输出音频电流；(2)用视频电流和音频电流去调制载波发生器送来的射频电流,再经过发射机的功率放大；(3)由天线将“搭载”着图像和声音信息的电磁波发射出去(1)电视机的天线接收到许多电视台的电磁波；(2)调谐：由调谐电路选择其中某一个电视台的信号；(3)解调：经过解调器取出视频和音频信号，分别放大；(4)由显像管还原成图像，由扬声器放出声音图示彩塔接收天线电报大楼上的接收天线哪些地方禁止打手机：a、医院：在医院治疗区和病房中不宜使用手机。手机发出的电磁波对医疗仪器有很大干扰。医院中的绝大多数病房及手术中都使用着监护系统，如：心电监护、脑电监护、机电监护等。这些监护仪器是运用数字技术无线发射遥测信号进行工作，其工作原理与手机相似。监测仪器受到干扰后，则无法得出正确的参数。这种情况如果发生在重病人或正在进行手术的病人身上，后果不堪设想。

哪些地方禁止打手机：b、飞机上：我国现行的《民用航空法》规定；乘客在飞机上禁止使用手机。现代飞机的飞行很大程度上依靠计算机的控制，而计算机传输数据的线路分布于整总体上飞机，手机发出的电磁波会干扰波道，造成空中信号混乱，影响正常信号的传输，造成飞机偏离航线甚至坠毁。值得注意的是，当你一进入飞机机舱后，就不应该再使用手机了。因为虽然这时飞机还没有起飞，但飞机员已经在做起飞的准备工作并在和塔台联系了。

哪些地方禁止打手机：c、加油站：原因是加油或卸油时空气中油气含量较高，易燃易爆，而手机不防爆，并且携带较多的表静电，所以存在一定危险性。

d、汽车驾驶时：最新出台的《中华人民共和国城市道路交通管理法规》明确规定，驾驶员在汽车驾驶中禁止使用手机。因为使用手机会分散驾驶员的注意力，造成事故隐患。例：下列关于收音机的说法中正确的是()。A.收音机接收各种各样的电磁波B.收音机接收同一频率的电磁波C.收音机直接接收声音D.以上说法都不正确解析:收音机只能利用天线接收电磁波,不能发射电磁波，并且收音机能够接收各种各样的电磁波，收音机调台是通过调节自身接收电磁波的频率，使自身频率与接收到的电磁波的频率一致，从而达到共振，选出需要的电磁波。故选A。答案:A

第十五章怎样传递信息—通信技术简介三、现代通信技术及发展前景1.了解无线电广播的大致工作过程。2.大致了解电视的工作过程。3.了解移动电话是怎样工作的。通信卫星大多相对地球“静止”──

同步卫星三颗同步卫星可以基本实现全球通信用碟形天线接收来自卫星的信号中国北斗卫星导航系统

一、移动通信移动通信的特点移动电话(通常称为手机)由电磁波传递信息，可以在信号覆盖的任何地方使用。手机既是发射机又是接收机，但是它的发射功率很小，又不具有交换能力，必须依靠一组大功率的固定电台(基地台)和交换中心来转接如图所示，手机1发射的信号被离它最近的基地台1接收，然后由光缆把信号传到交换中心，寻找到选定的通话对象，再由光缆把信号传到离通话对象最近的基地台2,最终由这个基地台把信号传给接收对象，即手机2。当然手机也可以和座机互相通话。现在的手机使用的是数字信号，已经完全取代了原来的模拟信号其他移动通讯设备寻呼机、对讲机、军用和地质工作者使用的小型电台移动电话的新功能(1)发送和接收文字短信以及其他服务性信息。(2)无线上网。(3)拍摄和传送彩色的数码照片，接收电视节目，开通可视电话等

二、网络通信内容图示网络把许多计算机通过一定的硬件和软件连接起来，就成为网络互联网在一所学校或一个居民小区内，若干台计算机接到交换机和服务器(提供网络控制和服务的专用计算机)上，就组成了局域网，再进而实现全世界的连接，就成为互联网(也叫因特网)互联网功能如图所示，手机1发射的信号被离它最近的基地台1接收，然后由光缆把信号传到交换中心，寻找到选定的通话对象，再由光缆把信号传到离通话对象最近的基地台2，最终由这个基地台把信号传给接收对象，即手机2。当然手机也可以和座机互相通话。现在的手机使用的是数字信号，已经完全取代了原来的模拟信号互联网的连接除了使用金属导线外，还使用了光缆、通信卫星等各种通信手段

三、光纤通信1.激光:激光是一种颜色非常纯、方向高度集中的光。2.激光的应用:(1)激光的波长很短，频率很高，携带的信息量大,可用来进行通信。(2)激光的平行度好，可用来进行精确测量和刻录光盘。(3)激光的亮度高、强度大。它的强度远远超过太阳光，因此不能让它直接射人眼中，以免伤害视网膜。它可以用来切割物体、焊接金属,在医学上可用它来切除肿瘤，在军事上，可用它来摧毁敌方的建筑、飞行器等。3.材料:为了避免干扰和减少能量损失，通信用的激光要在用专门材料制造的一种纤维中传播，这种纤维称为光导纤维，简称光纤。把若干条光纤集成束,外面包上保护层，就成为光缆。光缆一般都铺设在地下的管道中，特别适合于远距离通信用。4.结构:光纤由内芯和包层两部分组成。内芯由光在其中传播速度小的物质做成,包层由光在其中传播速度大的物质做成。如图所示，由于内、外两层的折射本领不同，光在光纤中通过时，发生全反射，光就不会跑到外层去了。5.原理:利用激光在光导纤维内壁发生多次反射，从另一端射出(如图所示),这样激光就可以沿弯曲的光纤向前传播,把携带的信息传到远方。6.光纤通信的特点:频率高、容量大、传输损耗小、抗干扰能力强。一根光纤上可以同时传送150多万路电话或2000多路电视，可以大大降低成本,减小维护的工作量。7.光纤通信用途:长途电话、有线电视、电视会议、互联网等。

四、卫星中继通信1.地球同步卫星:通信卫星绕地球转动一周的时间是24h,与地球自转周期相同，并且通信卫星转动的方向与地球自转的方向相同，所以称为同步卫星。在地球赤道上空约36000km高度的圆形轨