高中物理 第4章 电磁波与现代通信 4.2无线电波与现代通信教师用书 沪科版选修1-1-沪科版高二选修1-1物理学案VIP专享VIP免费

4.2无线电波与现代通信1．(3分)关于电磁波的下列说法中正确的是()A．法拉第第一次通过实验验证了电磁波的存在B．电磁波不能在空气中传播C．麦克斯韦第一次通过实验验证了电磁波的存在D．电磁波可以在真空中传播【解析】赫兹第一次通过实验证实了电磁波的存在，故A，C项错误．电磁波既可以在真空中传播，也可在介质中传播，故B项错误，D项正确．【答案】D2．(3分)(多选)在电磁波谱中()A．各种电磁波有明显的频率和波长区域界限B．γ射线的频率一定高于X射线的频率C．X射线的波长有可能等于紫外线的波长D．可见光波长一定比无线电波波长短【解析】各种不同频率的电磁波，虽然产生的机理不同，但无线电波和红外线，紫外线和X射线，X射线和γ射线，它们的波长或频率有交叉重叠部分，故C、D正确．【答案】CD3．(4分)某雷达工作时，发射电磁波的波长为λ＝20cm，每秒钟脉冲数n＝5000，每个脉冲持续时间t＝0.02μs.问：电磁波的频率是多少？最大的侦察距离是多少？【解析】由于电磁波的波长、频率和波速之间满足关系v＝λf，真空中电磁波的传播速度等于光速，一般在空气中传播，电磁波的速度认为等于光速，即v＝3.0×108m/s，因此f＝＝1.5×109Hz，即电磁波的频率为1.5×109Hz.雷达工作时发射电磁波脉冲，每个脉冲持续t＝0.02μs，在两个脉冲时间间隔内，雷达1必须接收到反射回来的电磁波脉冲，否则会与后面的电磁波脉冲重叠而影响测量，设最大侦察距离为s，则：2s＝v·Δt，而Δt＝s＝200μs≫0.02μs(脉冲时间可以略去不计)，所以s＝v·＝3.0×104m.【答案】1.5×109Hz3.0×104m课标导思1.了解无线电通信的历程．2．知道四种常见的通信方式的基本特征，了解它们各自的用途．3．了解互联网的发展历程，体会它对人们生产生活方式产生的巨大影响．同时关注互联网的负面影响.一、无线通信百年回眸1．1895年波波夫改进了赫兹的实验装置，制作了一台装有天线的接收机，成功地实现了短距离无线通信．2．1901年马可尼用自己建造的大功率发射台，成功进行了跨越大西洋的通信实验，标志着穿越时空传递信息时代的到来．3．1904年，弗莱明制成真空二极管，提高了检波效应．4．1906年，德福雷斯特研制出真空三极管，成为无线电技术中重要的元件．5．1947年，贝尔实验室的科学家们研制出世界上第一只晶体管，使电子学发生了根本性的变化．6．无线电波的发射与接收(1)电磁波谱中的无线电波段主要用于无线通信，无线电波的波长从几毫米到几十千米，通常分为长波、中波、短波、微波等几个波段．(2)用无线电波传播声音及其他信号，需要解决两个问题：一是将声音信号转换成电信号；二是要提高电信号的传播距离．(3)提高电磁波的频率，增大电磁波的能量，电磁波传播的距离就越远．(4)由天线发射出去的无线电波向四面八方传播，在传播途中，遇到接收天线(导体)，就会在接收回路中产生频率相同的感应电流接收机通过调谐电路，选择所需要频率的电波，经过检波电路将载波与音频信号分开，把音频信号放大并通过扬声器播放出来．二、有线无线交相辉映1．微波通信：优点是通信容量大、传输稳定、抗灾能力强；缺点是只能采用空间波传播，必须用中继站的方法增加通信距离．2．卫星通信：优点是覆盖面大、通信距离长，速度快、容量大，几乎不受地理环境限制．3．光纤通信：优点是方向性好、容量大、中继距离长、抗干扰性好、保密性强等.一、对通信技术的理解1．微波通信：靠中继站接力来实现微波信号远距离传输．(1)中继站的功能：接收前站传来的信号，加上能量经放大后向下一站发射．(2)微波通信的特点：通信容量大、传输稳定、抗灾能力强等．2(3)数字微波通信的特点：噪声小、频带宽、上下话路方便、更加经济可靠．2．卫星通信：通信卫星系统由卫星和卫星通信地球站组成，同步卫星在地球赤道上空36000km，相对地面静止．(1)卫星作为中继站，将地面传来的微波信号放大后再发射回地球．理论上只需三颗等距离同步卫星就可实现全球覆盖．(2)卫星通信的特点：覆盖面大、通信距离长、不受地理环境限制、投资少、见效快等．(3)卫星导航系统①GPS是利用6个轨道上24颗卫星组成的全球定位、导航及授时系统．②我国的“北斗”导...