第四节 电磁波的技术应用 第五节 科学、技术与社会的协调
1.了解光信号和电信号的转换过程，了解电视信号的录制、发射和接收过程；了解数字电视和等离子电视；了解雷达的定位原理． 2.了解电磁波对人体的危害，减少电磁波危害的方法． 3.通过了解科学技术发展带来的负面影响，培养学生一分为二看待问题的态度，知道科学技术本身没有好坏，关键是如何利用科学技术，要用科学技术为人类造福．
一、电磁波在生产生活中的应用
1．无线电广播
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，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．
电磁波信号可由通信卫星进行传播，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
雷达是利用电磁波进行测距、定位的仪器．
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．移动通信的过程如图3－4－1所示．
图3－4－1
为什么不能把声音和图像信号分别通过声电转换器、光电转换器转为电信号直接发送出去？
提示：转换的电信号频率都很低，有效发射电磁波则需要频率足够高，所以不能直接向外发送．
二、科学技术与社会的协调
1．科学技术推动社会发展
科学技术成就改变了人类的生产、生活方式，极大地提高了人们的生活质量，推动着社会向前飞速发展．
2．科学技术是一把“双刃剑”
科学技术带来的工业文明在创造巨大物质财富的同时，对人类和自然界也产生了种种负面影响．如：电磁污染、环境污染等．
3．科学技术与社会的相互作用
科学技术既可以对社会发展产生积极作用，也可能产生消极作用．
现代科学技术与社会已互联为一个系统，彼此既相互促进，又相互制约．在这个系统中，科学技术是第一生产力，是促进经济增长、社会发展的重要因素．社会是科学技术发展的外部环境，先进的社会制度是科学技术发展的重要保证．同时，社会也是科学技术发展的落脚点，科学技术发展是为社会服务的．
只有妥善处理科学技术与社会的相互关系，科学技术与社会才能协调地向前发展．
一、无线电波的发射和接收
1．无线电波的发射
(1)无线电发射机中的振荡器产生频率很高的交变电流，高频交变电流经过天线时，在空间产生高频率的电磁场．由于电磁场在不断变化，在周围又产生新的电磁场……于是，电磁波就发射出去了．
(2)载波：振荡器产生的高频交变电流，是用来携带声音、图像等信息的，叫做载波．把要传递的信息加到载波上并发射出去，信息就可以传到远方．
(3)调制：把信息加到载波上，就是使载波随信号而改变，这种技术叫做调制．
调制的两种方式：
①调幅(AM)：使高频载波的振幅随信号改变，这种调制叫做调幅，如图3－4－2所示．
图3－4－2
②调频(FM)：使高频载波的频率随信号改变，这种调制方式叫做调频，如图3－4－3所示．调频波的振幅不变，抗干扰的能力比较强，传递过程中的失真比较小．但调频接收机的结构比调幅机复杂，服务半径也比较小．目前许多城市都已经建立了调频广播电台，播送高质量的音乐和语言节目．电视广播伴音也采用调频的方式．
图3－4－3
2．无线电波的接收
(1)电谐振：当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强．这种现象叫做电谐振．
调谐：使接收电路产生电谐振的过程．
调谐电路：能够调谐的接收电路．
(2)检波：从接收到的高频振荡电流中“检”出所携带的信号．
解调：检波是调制的逆过程，也叫解调．
3．关于无线电视的流程图3－4－4.
图3－4－4
即时应用? (即时突破，小试牛刀)
1．为了使各个电台发射的电磁波互不干扰，每个电台都只能使用________频率的电磁波．
答案：特定
二、正确理解科学技术对社会的影响
科学技术日新月异向前发展的同时，也日益显现出其负面影响．全球性的温室气体排放对全球的环境气候已产生了巨大影响——气温有上升的趋势；随着科学技术的发展，人类活动的范围越来越广，而其他动物赖以生存的空间在减少，导致大量动植物的灭绝；由于过量使用化学药品及工业、生活污水的排放，导致可饮用水源日益枯竭…….这些都是科学技术发展所带来的不良后果．
当然我们也不能因为科学技术具有消极的一面，就抛弃科学技术而回到原始社会去．而应当如何趋利避害，合理利用科学技术的积极作用，推进人类社会的可持续发展．
即时应用? (即时突破，小试牛刀)
2．常见的电磁污染源有哪些？
答案：广播电视系统的发射设备，通信设备，工业、科学研究、医学等领域的高频设备、高压输电系统、家用电器等．
eq \a\vs4\al() 对无线电波的综合考查
(双选)下列说法中正确的是( )
A．无线电技术中使用的电磁波叫做无线电波
B．无线电波在真空中的波长范围从几毫米到几十千米
C．无线电波的频率越低越容易发射
D．发射无线电波的目的是向远处传递电能
[解析] 要有效发射电磁波，必须使电磁波有足够高的频率，并有开放电路．
无线电波在电磁波谱中波长最长，其波长范围是几毫米到几十千米，所以A、B正确．发射无线电波的条件是：(1)频率足够高；(2)有开放电路，所以C错．发射无线电波的目的是向远处传递信号，D错．
[答案] AB
eq \a\vs4\al()
因为形成了“电磁波具有能量”的认识，就认为发射电磁波是为了传递电能，造成错选D.
eq \a\vs4\al() 学科内综合性应用
雷达发射出电磁波后，若经过1.8×10－4 s收到敌机反射后的回波，则敌机距雷达站的距离约为________．
[思路点拨] 电磁波的传播速度和光速相等，均为3.0×108 m/s，由此可判断并计算出敌机到雷达站的距离．
[解析] 设距离为s，则2s＝ct
所以，s＝＝ m＝2.7×104 m.
[答案] 2.7×104 m
一位观众在某剧场观看演出，他的座位离扬声器有20 m远；另一位观众在家里的电视机旁收看实况转播，他的家离剧场20 km远，那么，他们两人谁先听到演员的歌声？(声速约为340 m/s)
解析：在剧场的观众听到歌声所需的时间：
t1＝＝ s＝0.059 s＝5.9×10－2 s
在电视机旁听到歌声所需的时间：
t2＝＝ s＝6.7×10－5 s
t2答案：电视机旁观众首先听到
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7科学、技术与社会的协调
1．(单选)使载波随着发送的信号而改变的过程叫做( )
A．调谐 B．检波
C．调制 D．解调
答案：C
2．(单选)关于电磁波的调制技术，下列说法不正确的是( )
A．使高频载波的振幅随信号改变的调制叫做调幅
B．使高频载波的频率随信号改变的调制叫做调频
C．中、短波段的无线电广播，使用的是调幅方式
D．调幅波的优点是抗干扰能力强，传递过程中失真比较小
解析：选D.调频波的振幅不变，抗干扰能力比较强，传递过程中失真比较小，所以不正确的是D.
3．(单选)传播电视信号的电磁波是( )
A．无线电波 B．γ射线
C．紫外线 D．X射线
解析：选A.电视信号利用的微波段属于无线电波．
4．(单选)从调谐电路接收到的高频振荡电流中还原出声音信号的过程是( )
A．调谐 B．解调
C．调频 D．调幅
答案：B
5．请回答电磁污染的危害有哪些？
答案：电磁污染的危害有：
①在飞机上使用手机、电脑，会干扰飞机的通信系统．②配有心脏起搏器的人使用手机可能导致起搏器工作异常．③长期、过量的电磁辐射会损害人的中枢神经系统、心血管系统、内分泌系统、生殖系统等．表现出头晕、失眠、记忆力减退、情绪不佳等症状．
[课时作业]
一、单项选择题
1．关于无线电波的发送和接收，下述说法中正确的是( )
A．为了将信号发送出去，先要进行调谐
B．为了从各个电台发出的电磁波中将需要的选出来，就要进行调制
C．为了从高频电流中取出声音信号，就要进行调频
D．由开放电路可以有效地把电磁波发射出去
解析：选D.要将信号发送出去，先要进行的是调制．要从各个电台发出的电磁波中将需要的选出来，要进行的是调谐．要从高频电流中把声音信号取出来，要进行的是解调．只有采用开放电路(天线和地线)才能有效地把电磁场的能量辐射出去，闭合的电路只能使电磁场的能量在电路内相互转换．
2．为了实现全球的电视转播，下列措施中正确的是( )
A．只需发射一颗同步卫星，在赤道平面上空运行
B．至少需发射三颗同步卫星，在赤道平面上空运行
C．只需发射一颗同步卫星，绕着通过南、北极的上空运行
D．至少需发射三颗同步卫星，绕着通过南、北极的上空运行
解析：选B.同步卫星只能在赤道平面上空，通过南、北极上空运行的卫星不可能是同步卫星，C、D错．由于电视信号属微波段，只能够直线传播，为了覆盖全球，至少需发射三颗同步卫星，使它们位于正三角形的顶点，地球内切于这个正三角形，如图所示．
3．下列关于电视的说法中错误的是( )
A．电视信号的发射、接收过程是：景物→电信号→电磁波→电信号→图像
B．摄像机在一秒钟内要传递24张画面
C．显像管是将电信号还原成景物的像的关键部件
D．画面更换迅速和视觉暂留现象使人们在荧光屏上看到的是活动景象
解析：选B.摄像机在1 s内要传送25张画面．
4．下列说法不正确的是( )
A．摄像机是一种将光信号转变为电信号的装置
B．电视机是一种将电信号转变为光信号的装置
C．摄像机在1秒内要送出25幅画面
D．电视机接收的画面是连续的
解析：选D.摄像机在1秒内传送25幅图像，电视机也以每秒25幅接收，并在荧光屏上显示，所以接收的画面是一幅一幅的，由于画面更换迅速，眼睛又有视觉暂留作用，我们感觉是连续的活动图像，D错．
5．关于电视机，下列说法正确的是( )
A．图像信号是用调频波发射的，声音信号是用调幅波发射的
B．图像信号和声音信号都是调频波
C．图像信号是用调幅波发射的，声音信号是用调频波发射的
D．图像信号和声音信号都是调幅波
解析：选C.电视机的图像信号是用调幅波发射的，而声音信号是用调频波发射的，声音比较好听．
6．电视机换台时，实际上是在改变( )
A．电视台的发射频率
B．电视机的接收频率
C．电视台发射的电磁波的波速
D．电视机接收的电磁波的波速
解析：选B.电视机接收电磁波是利用电磁波的频率不同收看的电视频道不同，所以改变的是电视机的接收频率，只有B对．
7．下列关于信息传递的说法中，正确的是( )
A．声、光和电磁波中，只有电磁波能够传递信息
B．固定电话、移动电话、广播和电视都是利用导线中的电流传递信息的
C．摄像机拍得的物体图像，直接通过发射天线发射传播信息
D．微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信都可以用来传递信息
解析：选D.声音可以传递信息，人们非常的熟悉．光也可以传递信息，所以A错．移动电话、无线电广播和电视都是无线传递的，所以B错．摄像机拍得的物体图像，首先要转变为电信号，而不能直接通过发射天线发射，C错．只有D对．
8．手机是现代人们最常用的通信工具之一，手机间通话和收发信息是利用( )
A．微波传送
B．超声波传送
C．光纤传送
D．空气传送
解析：选A.手机是利用微波传送的．
二、双项选择题
9．如图3－4－5为调幅振荡电流的图像，此电流存在于电磁波发射和接收中的阶段是( )
图3－4－5
A．经调制后 B．经调谐后
C．经检波后 D．耳机中
解析：选AB.为了把信号传递出去，需要将信号“加”到高频振荡电流上，这就是调制．调制的方法之一是使高频振荡电流的振幅随信号而变化，成为调幅振荡电流，这就是调幅．在接收电路中，经过调谐，使回路与所需接收的电磁波产生电谐振，回路中将会出现调幅振荡电流．经检波后，调幅振荡电流将被“切”去一半，得到单向脉动电流，再经过滤波电路，把高频交流成分滤除掉，在耳机中就只有随信号而变化的音频(属于低频)电流．
10．下列说法中正确的是( )
A．发射图像信号不需要调制过程
B．接收到的图像信号要经过调谐、解调
C．电视信号包括图像信号和伴音信号
D．电视信号中的图像信号和伴音信号的传播速度不同
解析：选BC.发射图像和声音信号都需调制，所以A错．电视信号中的图像信号和伴音信号都以无线电波的形式发送，所以传播速度相同，D错．选B、C.
三、非选择题
11．简述科学技术与社会的相互作用．
答案：略
12．“为了您和他人的安全，请您不要在飞机上使用手机和手提电脑．”这句提醒警示语是乘坐飞机的游客都听到过的语言，因为有些空难事故就是由于某位乘客在飞行的飞机中使用手机造成的.1996、1998年都出现过此类事故.1999年广州白云机场飞机降落时，机上有四位旅客同时使用了手机，使飞机降落偏离了8度，险些造成事故．请问为什么在飞机上不能使用手机和手提电脑呢(包括游戏机)?
答案：由于手机在使用时要发射电磁波，对飞机产生电磁干扰，而飞机上的导航系统是非常复杂的，抗干扰能力不是很强，所以如果飞机上的乘客使用了手机，对飞机产生电磁干扰，那么后果将十分可怕．所以，在飞机上不要使用手机和手提电脑．
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5(共23张PPT)
第三章 电磁技术与社会发展
第四节 电磁波的技术应用
第五节 科学、技术与社会的协调
第三章 电磁技术与社会发展
声音
音频
高频
微波
直线
电磁波
高频
电磁波
电磁污染
环境污染
新知初探,自学导引
梳理知识·夯实基础
要点突破·思维启动
突破疑难·讲练提升
甲载波
摄像管
视频
图像
景物
放大
发射机
扫描
同步信号
电磁波
电路
发生器
发射天线
音频
声音话筒
音频
放大
发射机
典题示例·讲练互动
以例说法·触类旁通
