高中物理第十四章电磁波4电磁波与信息化社会名师导航学案新人教版选修

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1、4电磁波与信息化社会名师导航知识梳理1.电视：能传递活动的图像.在电视的发射端，把景物的光信号转换成_________信号的过程叫摄像.在电视接收端，将电信号还原成像的过程由电视机的_________完成，电视的应用很广泛，发展也很快.2.雷达是用无线电波来测定物体位置的设备，利用的是电磁波遇到障碍物发生_________的性质，波长越短，传播的直线性越好，反射性越好.3.移动电话：它将用户的声音转变为_________发射到空中，同时它又相当于一台收音机，捕捉空中的电磁波，使用户接收到对方发送的通话信息.知识导学学习本节内容，重点在认识和学习电磁波

2、在生活中的应用，电视、雷达和移动电话是当今社会对电磁波最广泛的应用.学习本节，就要明白电视和雷达的工作原理及用途，进一步巩固有关电磁波理论的知识，来解决现实生活中的有关问题.疑难突破电视和雷达的工作原理剖析：电视系统主要由摄像机和接收机组成，把图像各个部位分成一系列小点，称为像素，每幅图像至少要有几十万个像素，摄像机将画面上各个部分的光点，根据明暗情况逐点逐行逐帧地变为强弱不同的信号电流，随电磁波发射出去.电视机接收到电磁波后，经调谐、检波得到电信号，按原来的次序在显像管的荧光屏上汇成图像.中国电视广播标准采用每秒钟传送25帧图画，每帧由625条线组

3、成.雷达是利用无线电波来测定物体位置的无线电设备，一般由天线系统、发射装置、接收装置、输出装置（显示器）、电源、用于控制雷达工作和处理信号的计算机以及防干扰设备等构成.典题精讲【例题】某一战斗机正以一定的速度朝雷达的正上方水平匀速飞行，已知雷达发射相邻两次电磁波之间的时间间隔为5×10-4s，某时刻在雷达荧光屏上显示的波形如图14-4-1（a）所示，t=173s后雷达向正方发射和接收的波形如图14-4-1（b）所示，雷达监视相邻刻线间表示的时间间隔为10-4s，电磁波的传播速度为c=3×108m/s,则该站斗机的飞行速度大约为多少？图14-4-1思路

4、解析：由题意知荧光屏相邻刻线间的时间间隔t0=10-4s，(a)图发射波和接收波的时间间隔是t1=4×10-4s，(b)图时间间隔t2=1×10-4s，所以第一次飞机位置距雷达的距离为s1=3.0×108×t12m，s1=6.0×104m，第二次飞机在雷达正上方，所以飞机高度h=3.0×108×t22m=1.5×104m，所以173s后飞机飞行的距离为s=m≈5.8×104m,所以v=m/s≈335m/s.答案：335m/s绿色通道:由于雷达在不同时刻发射的电磁波在荧光屏上显示出来，解题关键是根据荧光屏显示确定飞机的每个位置，求出飞机飞行的距离，然后

5、求飞机的速度.变式训练:图14-4-2为一雷达站探测敌机时荧光屏观察后得到的图像，1和2是先后两次发射的雷达探索波的脉冲波形，1′和2′是对应的敌机回波脉冲波形，从光屏分析可知，第一次探测时敌机距离雷达站是___________km，若敌机匀速向雷达站飞近，敌机的速度________m/s.图14-4-2答案：1803×105问题探究问题：地球同步卫星在赤道上空距离地面约为36000km的轨道上相对于地球静止不动，与地球一起同步自转并围绕太阳运转.通过全球卫星定位系统、导航系统、通信系统和卫星电视，用三颗通信卫星就可以基本实现全球通讯.那么，三颗卫星

6、怎样分布呢？三颗卫星传播的电磁波信号能覆盖整个地球吗？如果要让电磁波信号能覆盖整个地球，可以根据相关的几何知识和波沿直线传播的特点，发挥空间想象的能力来推导思维、解决问题.探究：我们可以先从简单的平面图形入手去思考一个类似的问题，然而再回到空间解决现在的问题.在一个圆所在平面内至少放置几盏灯，才能使光线照亮整个圆周有以下几种情况：（1）当有两盏灯时，我们把两盏灯放置在圆心所在直线的两端，（此时所能照到的部分显然最多），但不论灯泡离圆心多远，圆周上总有两个部分不能被光线照亮，如图14-4-3所示.（2）由（1）易知，只要再增加一盏灯，整个圆周就能被全部

7、照亮，那么这三盏灯怎样放置才能充分发挥其效率呢？图14-4-3应将三盏灯放置在圆外切正三角形的三个顶点上，如图14-4-4所示.下面，我们将问题回到空间考虑（从简单到复杂，从特殊到一般）（1）将图14-4-3的圆周换为地球后思考这个问题.图14-4-4不管卫星离开地球多远，地球上总有一部分区域不能被卫星信号所覆盖（如图14-4-5所示）.图14-4-5（2）但若增加一颗卫星呢？（如图14-4-6所示）我们将卫星放置于地球大圆所在平面的一个正三角形的三个顶点上（显然此时信号覆盖率最高），此时卫星轨道的高度等于地球半径，约为6400km，每颗卫星信号所覆

8、盖的部分分别就是图中的一个球冠，由空间想象（同学可以制作模型演示）可知：不管卫星离地球多远，地球上总有两个部