人教版九年级全册 第二十一章 《电磁波及其应用》知识清单【挖空版】+【答案版】

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第1节 电磁波的海洋
一、电磁波是怎样产生的
1.实验：体验电磁波的产生
实验器材：
收音机、钢锯条、导线、灯泡、电池、 电流表等
实验原理：
收音机可以发出声音是因为接收到了电台发出的电磁波，收音机也可以接收其它元件产生的电磁波，当收音机发声时，如果接收到了其他电磁波，此时的声音就会被干扰。
实验过程：
将电池组、灯泡利用导线串联起来，将钢尺以1.5cm 为间隔贴上电工胶布。打开收音机，在调幅（AM）模式下，调至无节目的位置，调大音量。用夹子将导线一端与钢锯条头部夹住，导线另一端在钢尺表面反复滑过。观察灯泡亮灭的变化，仔细听收音机，感知声音的变化及其规律。
实验分析：
1.电流连续不变时，收音机没有(选填有”或“没有”)接收到电磁波。
2.电流迅速变化时，收音机发出咔咔声，说明收音机有(选填“有”或“没有”)接收到电磁波。
实验结论：
导线中电流的迅速变化，会在空间产生电磁波。
2.电磁波的产生
与水波、声波的形成类似，上面的实验中导线与电池时断时续地接触，产生迅速变化的电流，电能生磁、磁能生电，变化的电流在空间激起（产生）电磁波。
二、电磁波是怎样传播的
1.电磁波的电磁波的几个要素
（1）波长：在一列水的传播中，凸起的最高处叫做波峰。凹下的最低处叫做波谷。临近的两个波峰(或波谷)的距离叫做波长，用字母λ表示，单位：米（m）。
（2）频率：1s内有多少次波峰或波谷通过，波的频率就是多少，用字母 f 表示。
①单位：赫兹(Hz) 千赫(kHz) 兆赫(MHz)
②换算关系：1MHz = 103 kHz 1kHz = 103 Hz
（3）波速：用来描述波传播快慢的物理量叫作波速。单位：米/秒。电磁波的传播速度用字母c来表示。
真空中传播速度为：c =2.99792458 ×108 m/s；空气中传播速度为：接近真空光速。
2.实验：真空罩中的手机能接到电话吗？
把一部手机放在真空罩中，抽掉空气后，给这部手机打电话。这部手机能接到电话吗？
实验现象：
手机在真空中，仍然可以通话，说明其仍然可以接收到罩外传给它的电磁波。
实验结论：
电磁波可以在真空中传播，电磁波的传播不需要介质。
3.光也是一种电磁波。
三、电磁波大家族
1.电磁波谱
2.不同频率范围的电磁波及其应用
电磁波可以用于传递信息和能量。
（1）电磁波传递信息
（2）电磁波传递能量
第2节 广播、电视和移动通信
一、无线电广播信号的发射和接收
1. 无线电广播信号的发射由广播电台完成。
高频振荡器：产生高频电流
调制器：将音频电信号加载到高频电流上。
话筒：将声信号转换成电信号
天线：产生电磁波将高频载波信号发射到空中。
2. 无线电广播信号的接收由收音机完成。
调谐器：选择需要电台的载波信号。
解调器：产从载波信号中复原音频信号。
天线：接收各种各样的电磁波。
扬声器：将音频信号转换成声音。
二、电视信号的发射和接收
电视利用电磁波传递图像信号和声音信号。
1.电视信号的发射过程
摄像机：把图像转换成电信号。
解调器：发射机：把电信号加载到高频电流上。
话筒：将声信号转换成电信号。
天线：产生电磁波将高频载波信号发射到空中。
2.电视信号接收过程
接收机：把图像转换成电信号。
显示器：把图像信号还原成图像。
三、移动通信信号的发射和接收
1.手机既是无线电发射台又是无线电接收台。
（1）工作原理：它用电磁波把讲话的信息发射到空中，同时它又在空中捕获电磁波，得到对方讲话的信息。
（2）基地台：移动电话发射频率不大，它和其他用户的通话要靠较大的固定无线电台转接，这种固定的电台叫做基站。
（3）手机和手机之间以及手机和座机之间的交流
（4）无绳电话
座机和手机间没有电话线相连，靠无线电波沟通，座机接在市话网上，相当于一个小型基站，手机不能离座机太远。
第三节 卫星通信和光纤通信
一、卫星通信
1.微波通信
微波波长较短，频率较高。一定时间内可以传递更多信息。
（1）微波的波长范围和频率范围
①微波的波长在厘米量级甚至更短。
可穿透大气层，适用于电视信号与雷达信号传送，以及卫星通信，具有极高的民用、科研及军事价值。
②微波的频率在30MHz~3×105MHz之间。
（2）微波中继站
由于微波大致沿直线传播，所以要想让它沿地球表面传播就要设中继站。通常每隔50 km左右就要建设一个微波中继站，把上一站传来的微波信号处理后，再发射到下一站去，这就像接力赛跑一样，一站传一站，经过很多中继站可以把信息传递到远方。
（3）微波通信的优缺点
实验表明，通电螺线管内插入铁棒时，其磁性明显增强。
二、卫星通信
1.同步卫星
（1）同步卫星：地球同步卫星是指在地球同步轨道上自西向东运行的人造卫星。从地面上看，它们好像悬挂在空中静止不动。
（2）三颗同步卫星就可以实现全球通信
天线A向卫星发射电磁波；卫星作为中继站，将接收到的电磁波进行处理，发送给天线 B，并转发给另一颗卫星；另一颗卫星再发送给天线C。通过这个通信网络，地球上几乎任意一个地方都可以将信息即时发往世界各地，在一瞬间传遍全球。
2.卫星通信
利用卫星来发射和接收电磁波信号的应用非常广泛。且拥有远距离传递信息、通信容量大、干扰小、质量好、功效高等优点。
三、光纤通信
光也是一种电磁波。与短波、微波相比，光的频率更高。从理论上讲，如果用光来通信，相同时间可以传递更多的信息。这个设想直到激光器诞生后才得以实现。
1.光导纤维
通信用的激光，为了避免干扰和减少能量的损失，要在用专门材料制造的一种纤维中传播，这种纤维称为光导纤维，简称光纤。
2.光在光导纤维中传播
光纤是利用光波（即可见光）传播信号的，光从光导纤维的一端射入，在内壁上多次反射后从另一端射出，这样就把它携带的信息传到了远方。
3.光纤通信的优点
光纤通信技术从光通信中脱颖而出，已成为现代通信的主要支柱之一，在现代电信网中起着举足轻重的作用。
（1）传输频带极宽，通信容量很大；
（2）光纤衰减小，无中继设备，传输距离远；
（3）频率稳定，信号传输质量高；
（4）光纤抗电磁干扰，保密性好。