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高中物理第三章电磁技术与社会发展第四节电磁波的技术应用课件粤教版选修1_15_图文

粤教版·物理·选修1-1
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第四节 电磁波的技术应用

情景切入
我们行驶在高速公路上经常见到雷达测速警示牌. 它是如何测量汽车、飞机等高速行驶的交通工具的速度 的呢?某地的雷达站正在跟踪一架向雷达站飞来的飞机, 设某一时刻从雷达站发出电磁波后,再接收到反射波历 时200μs,经4s后,雷达站从发出电磁波再接收到反射 波历时86 μs,则该飞机的飞行速度是多大?

点评:根据题意,作示意图如下图所示.
在时间 t1=200 μs 内,电磁波从雷达站到飞机第一次的位置间往 返一次;在时间 t2=186 μs 内,电磁波从雷达站到飞机第二次的位置 间往返一次.根据电磁波的传播速度 c=3×108 m/s,算出飞机在时间 间隔 Δt=4 s 内飞行的距离,即可算出飞机的速度.
解答:设飞机前、后两位置离雷达站的距离分别为 s1、s2,飞机 的速度为 v,由上面分析知
2cs1=t1,2cs2=t2,v=s1-Δts2. 联立三式得 v=ct21-Δt t2
=3×108×2200×-4186×10-6 m/s =5.25×102 m/s.

自主学习
一、 1.变化的电场和______总是交替产生,并且由发生区域 向周围空间传播,这种由近及远的电磁场的传播就是 ______.其速度与______相同,为______. 2.1895年,______的马可尼利用______成功地实现了无 线电通信.收音机上的调谐旋钮起______,即选择特定频 率的电台的信号. 3.为了使人们能清楚地收听某一电台的信号,各个电台所 发射的电磁波的频率必须______.无线电频道是一种有限 的自然资源,如果两个电磁波信号以同样或极相近的频率 发出,便会______.

4.无线电波中的______在技术上是最容易实现的,它 们载送声音的方式也是比较简单的______方式,所以 最初的无线电广播是中波和短波调幅广播两种方式.中 波可沿着______传播(地波),如果功率较大,能够覆 盖半径为100多千米的地区,也可依靠地球外层空间的 ______(天波),有可能到达几百以至上千千米以外的 远方.短波主要依靠电离层的反射,功率较大的短波能 够传播到几千千米以外. 5.广播接收机通常称为______.初期接收广播的______ 和使用1~5支电子管的收音机. ______ 外1919 年日本的安藤博和美国的哈尔研制出四极管,1937年 英国的朗德研制出五极管.这些通称为真空管或______, 其中,五极管应用最广泛.

6.第二次世界大战后,美国贝尔实验室的__________ 对______进行了深入研究.1948年6月30日,贝尔实验 室 正 式 宣 布 ______ 研 制 成 功 . 这 三 位 美 国 科 学 家 荣 获 1956年度的诺贝尔物理奖. 7.电视信号为______,它通常由______传送.微波的特 点是______,所以碰到高大建筑物或高山会被阻隔,因 此必须每隔一定距离建立______. 8.同步通信卫星当作电磁波的中继站,大大增加了信号 的覆盖面积.理论计算表明,只要______颗通信卫星视 频信号就几乎可以覆盖整个地球的表面.

二、雷达

1.雷达是_________________________.

2.雷达一般由______、发射装置、______、输出装置

(显示器)、电源、______和防干扰设备等构成.

3.雷达使用的电磁波是_______的微波. 三、移动电话

无绳电话、______、移动电话均是通过______ 实现

信号的发射与接收的.

______ .每个手

机都是一个电磁波发射台同时它又相当于一个______,

捕捉空中的电磁波.

一、1.变化的磁场 电磁波 光速 3×108 m/s 2.意大利 电磁波 调谐 3.特定的 干扰 4.中波和短波 调幅 地球表面 电离层反射 5.收音机 矿石收音机 二极、三极管 电子管 6.肖克莱、布拉坦、巴丁 半导体 晶体管 7.视频信号 微波 只能沿直线传播 中继站 8.三 二、1.利用电磁波进行测距和定位的无线电设备 2.天线系统 接收装置 用于控制雷达工作和处理信号的计算机 3.直线性好、反射性能强 三、无线对讲机 电磁波 手机 收音机

要点突破
1. 无线电广播的过程,话筒把声音信号转变成音频信 号,放大后搭载到高频电磁波上调制,然后由天线向周 围空间发送出去. 接收机上的接收天线,接收来自广播 电台的电磁波,经调谐器选取所需信号,放大后送给扬 声器,再现声音. 2.电视 电视传播原理同无线电广播相似. 电视信号的传播 使用的电磁波是微波,微波波长小,只能沿直线传播, 因此需建立中继站. 电磁波信号可由同步卫星进行传播, 理论计算与实践证明,只要三颗通信卫星就几乎覆盖整 个地球表面.

3. 雷达是利用无线电波来测定物体位置的无线电设备. 雷达的工作原理:雷达是利用电磁波遇到障碍物要发生 反射的特性工作的.雷达有广泛的实际应用. 4.移动电话 移动电话又称为手机.每个手机都是一个小型电磁 波发射台,它将用户的声音或数字信息转变为高频信号
发射到空中;同时它又相当于一个收音机,捕捉空中的 电磁波,使用户接收到通话对方送来的信息.移动通信 的过程如下图所示.

典例剖析

电磁波
是交替产生周期性变化的电磁场由发生区域向远 处的传播,在真空的传播速度为3.0×108 m/s电磁波 在传播过程中频率f不变,由公式v=λf,电磁波在介质 中传播速度越小,波长越短.电磁波具有波动性,能产 生干涉衍射现象.
下列关于电磁波的叙述中、正确的是( )
A. B .电磁波在任何介质中的传播速度均为3.0×108 m/s
C .电磁波是横波,电场方向与磁场方向都跟传播方向 D .电磁波可以脱离“波源”而独立存在,但不能产
生干涉、 【答案 AC

电磁波信号的发射
要有效地向外发射电磁波,必须要有足够高的振 荡频率.理论证明.振荡电路单位时间内向外界辐射出去 的能量与频率的四次方成正比.因此,要想有效地把电 磁波的能量传播出去,必须用开放电路发射电磁波.
简述无线电广播的过程.

【解析】 首先通过话筒把声音信号转变成音频信号,音
频信号频率很低,不能用来直接发射电磁波.此时需要把 音频信号加到高频电磁波上,这个过程叫做调制.经过调 制的音频信号通过开放电路向四周辐射出去.接收机上的 天线,接收来自广播电台的电磁波,经调制器选取所需 信号,这个过程叫电谐振调谐.然后,从接收到的高频电 磁波中分〖JP3〗离出所携带的音频信号.这个过程叫检 波,也叫解调.最后,检波出来的音频信号经过放大器放 大,送到扬声器再现声音.

自我检测

1.电磁波在不同介质中传播时,不变的是( A )

A.频率

B.波长

C.波速 D.能量

2..(2009 年北京)频率为 f 的电磁波在某介质中的传播速度为 v,

该电磁波在这种介质中的波长 λ 为( A )

v A. f

B.vf

f1 C.v D.vf

3.关于雷达的特点,下列说法正确的是(AC )

A.雷达所用无线电波的波长比短波更短

B.雷达只有连续发射无线电波,才能发现目标

C.雷达的显示屏上可以直接读出障碍物的距离

D.雷达在能见度低的黑夜将无法使用






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