3.4 电磁波的技术应用 学案（粤教版选修1-1）

3.4 电磁波的技术应用 学案（粤教版选修1-1）
问题探究
我们行驶在高速公路上经常见到雷达测速警示牌.它是如何测量汽车、飞机等高速行驶的交通工具的速度的呢?某地的雷达站正在跟踪一架向雷达站飞的飞机,设某一时刻从雷达站发出电磁波后,再接收到反射波历时200 μs,经4 s后,雷达站从发出电磁波再
接收到反射波历时186 μs,则该飞机的飞行速度是多大??
分析:根据题意,作示意图如图所示.?

在时间t1=200 μs内,电磁波从雷达站到飞机第一次的位置间往返一次;在时间t2=186 μs内,电磁波从雷达站到飞机第二次的位置间往返一次.根据电磁波的传播速度c=3×108 m/s,算出飞机在时间间隔Δt=4 s内飞行的距离,即可算出飞机的速度.
解答:设飞机前、后两位置离雷达站的距离分别为s1、s2,飞机的速度为v,由上面分析知 , , .
联立三式得

=
=5.25×102 m/s.
自学导引
一、无线电广播
1.变化的电场和_______总是交替产生，并且由发生区域向周围空间传播，这种由近及远的电磁场的传播就是_______.其速度与_______相同，为_______.
2.1895年，_______的马可尼利用_______成功地实现了无线电通信.收音机上的调谐旋钮起_______，即选择特定频率的电台的信号.
3.为了使人们能清楚地收听某一电台的信号，各个电台所发射的电磁波的频率必须_______.无线电频道是一种有限的自然资，如果两个电磁波信号以同样或极相近的频率发出，便会_______.
4.无线电波中的_______在技术上是最容易实现的，它们载送声音的方式也是比较简单的_______方式，所以最初的无线电广播是中波和短波调幅广播两种方式.中波可沿着_______传播（地波），如果功率较大，能够覆盖半径为100多千米的地区，也可依靠地球外层空间的_______（天波），有可能到达几百以至上千千米以外的远方.短波主要依靠电离层的反射，功率较大的短波能够传播到几千千米以外.
5.广播接收机通常称为_______.初期接收广播的是_______和使用1～5支电子管的收音机.除_______外，1919年日本的安藤博和美国的哈尔研制出四极管，1937年英国的朗德研制出五极管.这些通称为真空管或_______，其中，五极管应用最广泛.
6.第二次世界大战后，美国贝尔实验室的____________________________对_______进行了深入研究.1948年6月30日，贝尔实验室正式宣布研制成功.这三位美国科学家荣获1956年度的诺贝尔物理奖.
7.电视信号为_______，它通常由_______传送.微波的特点是______________，所以碰到高大建筑物或高会被阻隔，因此必须每隔一定距离建立.
8.同步通信卫星当作电磁波的中继站，大大增加了信号的覆盖面积.理论计算表明，只要通信卫星视频信号就几乎可以覆盖整个地球的表面.
二、雷达
1.雷达是_____________________.
2.雷达一般由_______、发射装置、_______、输出装置（显示器）、电、_______和防干扰设备等构成.
3.雷达使用的电磁波是______________的微波.
三、移动电话
无绳电话、_______、移动电话均是通过实现信号的发射与接收的.移动电话又称.每个手机都是一个电磁波发射台同时它又相当于一个，捕捉空中的电磁波.
疑难剖析
一、电磁波
是交替产生周期性变化的电磁场由发生区域向远处的传播，在真空的传播速度为3.0×10 8 m/s.电磁波在传播过程中频率f不变，由公式v=λf，电磁波在介质中传播速度越小，波长越短.电磁波具有波动性，能产生干涉衍射现象.
【例1】 下列关于电磁波的叙述中，正确的是?(　　)
A.电磁波是电磁场由发生区域向远处传播
B.电磁波在任何介质中的传播速度均为3.0×10 8 m/s
C.电磁波是横波，电场方向与磁场方向都跟传播方向垂直
D.电磁波可以脱离“波”而独立存在，但不能产生干涉、衍射现象
答案:AC
二、电磁波信号的发射
要有效地向外发射电磁波，必须要有足够高的振荡频率.理论证明，振荡电路单位时间内向外界辐射出去的能量与频率的四次方成正比.因此，要想有效地把电磁波的能量传播出去，必须用开放电路发射电磁波.
【例2】 简述无线电广播的过程.
解答:首先通过话筒把声音信号转变成音频信号，音频信号频率很低，不能用直接发射电磁波.此时需要把音频信号加到高频电磁波上，这个过程叫做调制.经过调制的音频信号通过开放电路向四周辐射出去.接收机上的天线，接收自广播电台的电磁波，经调制器选取所需信号，这个过程叫电谐振调谐.然后，从接收到的高频电磁波中分离出所携带的音频信号.这个过程叫检波，也叫解调.最后，检波出的音频信号经过放大器放大，送到扬声器再现声音.
拓展迁移
什么是CDA?
简析：CDA（码分多址）是采用扩频的码分多址技术.所有用户在同一时间、同一频段上，根据不同的编码获得业务信道.CDA本身的意思是“码分多址”，也就是靠编码不同区分手机，寻找用户，而不像模拟系统那样靠频率，或像GS系统（TDA，时分多址）那样，靠极微小的时差.


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