苏科版《17.1+信息与信息传播》《17.2+电磁波及其传课件播》课件.ppt

第十七章电磁波与现代通信 一 信息与信息传播二 电磁波及其传播 1 了解人类特有的信息有哪三种 知道信息和和信息传播活动经历的五次巨大变革 2 了解振幅 周期与频率 波长与波速的物理意义 知道波长 频率和波速的关系 会用v f进行简单的计算 了解波在信息传播中的作用 3 知道光是电磁波 知道电磁波在真空中的传播速度 电磁波的传播过程就是能量的传递过程 4 了解电磁屏蔽 5 了解电磁波谱 学习目标 一 信息 定义 信息是各种有意义的消息 消息中包含的内容越多 信息量越大 人们对信息远距离传递的愿望 千里眼 顺风耳 看 听 信息和信息传播活动所经历的五次巨大变革 语言的诞生 文字的诞生 印刷的发明 电磁波的应用 计算机技术的应用 古代人传递信息的方法 旗语 驿传 信鸽 烽火台 近代人 现代人传递信息的方法 电报通信是在1837年由美国S F B 莫尔斯首先试验成功的 电报 1892年纽约芝加哥的电话线路开通 电话发明人贝尔第一个试音 喂 芝加哥 这一历史性声音被记录下来 1876年3月7日 美国科学家贝尔成为电话发明的专利人 自从使用了增音器之后 连接美国和欧洲大陆的电话成为可能 1882年 磁性壁挂电话 美军在越南战争时使用的移动电话 1969年 可视电话 现在的手机越来越小 功能越来越多 美国电报电话公司的手表式电 电话的构造和原理 老式 电话 话筒 听筒 金属盒 碳粒 膜片 永磁体 线圈 薄铁膜片 把声信号变成电信号 把电信号还原成声信号 电流通过电话线把信息传到远方 活动 自制有线电报机与接收机 设计 我们想利用桌上的实验器材设计一个电路 分别在自己一方按下开关时 对方一侧的电灯就会发光 发电报活动这种有线电报的优点是什么 缺点是什么 请设想一下应该怎样传播信息才更加合理 自制有线电报机与接收机 操作 记住电码 用点和划表示数据 与对方约定密码发一简单 电报 给对方 看其是否正确 翻译 出你表达的内容 评价 分析有线电报的优缺点设想更合理的信息传播方式 莫尔斯电码 收音机 利用无线电波传递信息 赫兹 麦克斯韦 二 电磁波及传播 一 电磁波的发展史 由法拉第定律知 线圈中若有变化的磁场 会产生感应电动势 即产生电场 1865年麦克斯韦推论出随时间而变的电场也能产生磁场 并修改了安培定律 其后 麦克斯韦综合了有关电与磁的库仑定律 法拉第定律以及安培定律 推导出一组方程式 称为麦克斯韦电磁场方程式 以理论方式预测电磁波的存在与性质 1888年赫兹以实验证实电磁波的存在 1901年马可尼成功传送无线电横越大西洋 开启电磁波在通讯的应用 活动17 2 验证电磁波的存在 1 空中充满了大量不同频率的电磁波 电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场 结论 变化的电流能产生电磁波 1 波的基本特征 把周期性变化的凹凸 或疏密 相间的运动形态传播出去 问题 运动形态包含了些什么 能量 信息 同时把波源的能量及信息传播出去 波 横波 纵波 波 波长 2 有关波的几个概念 1 振幅A 波源偏离平衡位置的最大距离 振幅A 2 波长 两相临波峰 或波谷 之间的距离 振动强弱 3 周期T 波源振动一次所需时间 4 频率f 波源1s钟振动的次数 波长 波在一个周期T内传播的距离 设波的传播速度为V 有 V f 或 振动快慢 P67例题 已知 5 71m f 52 5MHz 52 5 106Hz 求 波速V V f 5 71m 52 5 106Hz 解 299 75 106m s 3 108m s 光速 光波属于电磁波 练习 P701 电磁波的特性 2 电磁波能在真空中传播 其传播速度等于光速 c 3 108m s 3 金属网 或封闭的金属容器 对电磁波有屏蔽作用 不同频率的电磁波真空中的传播速度相同 1 电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场 m 4 电磁波谱 f 电磁波谱包括 射线 X射线 光波 包括紫外线 可见光和红外线 微波和无线电波等 特点 频率高的波长短 无线电波频率 波长 低 长 射线频率 波长 高 短 生活 物理 社会 微波炉 微波炉是用微波烧饭做菜的 微波是一种电磁波 不过它的波长比短波更短 属于超短波 这种电磁波的能量不仅比通常的无线电波大得多 而且还很有 个性 微波一遇到铜 铝 不锈钢之类金属就发生反射 所以导体根本无法吸取它的能量 微波能自由透过玻璃 陶瓷 塑料等绝缘材料不会消耗能量 但含有水分的淀粉 蔬菜 肉类 以及脂肪类物质 微波不但不能透过 反而其能量会被吸收掉 微波炉正是利用微波的特性制作的 微波炉的壳体用不锈钢等金属材料制成 可以阻挡微波从炉内逃出 影响人体健康 装食品的容器是绝缘材料 给微波烹饪食品大开 绿灯 微波炉里有个叫磁控管的电子管 能产生每秒变化24 5亿次 民用炉 或9 15亿次 工业用炉 的微波 迫使食品中自由自在 杂乱无章排列的各个水分子 按照微波电场的方向首尾一致地 站队 微波电场每秒钟变化几十亿次 水分子也随着一会儿朝这头 一会儿朝那头地 翻跟头 几十亿次 这样频繁的运动产生了大量的热能 将食品 烧 熟了 微波烹饪不同于常规烟火烹饪 不必先加热空气和锅底 而是直接深入食物内部 全面 均匀地加热 所以烹饪速度比传