14.4电磁波与信息化社会-人教版高中物理选修3-4教案

14.4电磁波与信息化社会
【学习目标】
1．了解电视、雷达和移动电话的基本原理以及因特网．
2．知道电磁波谱以及各组成部分．
知识回顾：
1.
电磁波在我们生活有哪些例子？
答：电话、卫星、电视机
2.
电磁波在我们生活中的实际作用是什么？
答；传递信息
3.
电磁波除了传递信息能传递能量吗？
答：可以传递能量、比如太阳光
要点四、电磁波与信息化社会
1．光缆传输
电磁波可以通过无线传输，也可以通过有线传输．电磁波的频率越高，相同时间传递的信息量越大，而光的频率比无线电波的频率高得多．因此光缆可以传递大量信息．
2．电视
（1）电视信号的采集．
摄像机采集图像信号，在内要传递帧画面，电视接收机也以相同的速度在荧光屏上显现这些画面，由于画面更换迅速和视觉暂留效应，我们感觉到的便是活动的图像．
声音信号由话筒采集．
（2）电视信号的发射．
（3）电视信号的接收．
3．雷达
（1）雷达是利用无线电波来测定物体位置的无线电设备．
（2）雷达用的是通过转动的天线发射微波信号，这种信号传播的直线特性好．遇到障碍物要发生反射，反射信号又被雷达天线接收，测出从发射信号到接收目标反射信号的时间，就可以知道目标到雷达的距离，并可确定目标的方向．
（3）除军事用途外，雷达可以为飞机、船只导航，可以用于研究天体的运动．
4．移动电话
移动通信是指通信双方中至少有一方可以自由移动进行信息交换的通信方式．
移动通信的工作模式如图所示．
5．因特网
因特网是世界上最大的计算机互联网．
人们可以通过互联网玩游戏、听音乐、看电影、看电视、聊天、经商、购物、从事金融活动，也可以通过互联网查阅各种资料，进行远程教学、远程医疗，甚至可以为身处世界各地的人召开电视会议；通过互联网可以进行网上办公、网上上班、网上信息发布等．高中生学习任务重，不能因上网而影响正常的学习、生活．
例题1.
传真机原理分析：报纸上印的许多照片都是传真照片，传真是利用无线电波传送图表、书信、照片的一种方法．无线电传真的示意图如图所示．
简要说明无线电传真的过程、器件及其作用．
【答案】见解析
【解析】发射机上装有的光电管，将文字、图表转化为电信号，将其附加在高频无线电波上发射出去，接收机利用电谐振原理将其接收，通过辉光管转化为原来的文字、图表在复印纸张上复印出来．
无线电波和电磁振荡密切联系，不论发射和接收都和振荡电路相联系．，经常使用．
课堂练习一：
目前雷达发出的电磁波频率多在200MHz～1000
MHz的范围内，下列关于雷达和电磁波的说法正确的是
A．真空中，上述频率范围的电磁波的波长在30m～150m之间
B．电磁波是由均匀变化的电场或磁场产生的
C．波长越短的电磁波，越容易绕过障碍物，便于远距离传播
D．测出电磁波从发射到接收的时间，就可以确定到障碍物的位置
【答案】D
【解析】根据电磁波频率在200MHz～1000
MHz的范围内，，则电磁波的波长范围在0.30m～1.50m之间，故A错误；根据麦克斯韦的电磁场理论可知，恒定不变的电场不会产生磁场，电磁波是变化磁场产生电场变化电场产生磁场不断交替变化产生的，故B错误；波长越短的电磁波，越不容易发生衍射，不容易绕过障碍物，不便于远距离传播，故C错误；测出从发射无线电波到接收反射回来的无线电波的时间，根据无线电波的传播速度，就可以间距，D正确。
课堂练习二：
通过同步卫星通话时，对方总是停一小段时间才回话，问说话后至少经过多长时间才能听到对方回话？（设对方听到说话后立即回话，已知，）
【思路点拨】很好地分析题意，运用万有引力定律和卫星的圆周运动规律来求解．
【答案】见解析
【解析】要求出说话后听到对方讲话经历的时间，需要知道同步卫星分别和两人之间的距离，当两人都站在同步卫星的正下方时，电磁波经同步卫星传播的距离最短，需时最少．
设卫星的质量为，距地高度为，同步卫星的角速度和地球自转的角速度相同．
由牛顿第二定律得：
，
．
无线电传播的最短距离为
．
传播的最短时间为
．
【总结升华】这是一个典型的综合题，它涉及了电磁学、力学中的相关知识．在解答此题时要很好地分析题意，运用万有引力定律和卫星的圆周运动规律来求解．