《让信息飞起来》PPT课件.ppt
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1、u什么能让信息飞起来?什么能让信息飞起来?u电磁波。电磁波。u电磁波是怎样产生的?电磁波是怎样产生的?u当导体中的电流迅速变化时当导体中的电流迅速变化时(既可以是方向变化,(既可以是方向变化,也可以是强弱变化)也可以是强弱变化),导体就会向四周发射一种,导体就会向四周发射一种波,这种波是由电磁现象产生的,叫做电磁波。波,这种波是由电磁现象产生的,叫做电磁波。u电磁波的定义:电磁波的定义:u导体中迅速变化的电流在周围空间产生的波叫做导体中迅速变化的电流在周围空间产生的波叫做电磁波。电磁波。电磁波的形式多种多样电磁波的形式多种多样射线、射线、X X射线、紫外线、红外线、微波、射线、紫外线、红外线、
2、微波、无线电波(无线电波(微波、超短波、短波、长波微波、超短波、短波、长波)、可见光、激光等都是电磁波。可见光、激光等都是电磁波。除了自然界本身产生的电磁波外,人们还除了自然界本身产生的电磁波外,人们还用专门仪器发射各种形式的电磁波用以用专门仪器发射各种形式的电磁波用以传传递信息和传递能量。递信息和传递能量。u我们生活在电磁波的海洋里。由于各种形式的电磁波的我们生活在电磁波的海洋里。由于各种形式的电磁波的性质性质各不相同各不相同,因而也有许多不同的因而也有许多不同的用途用途。射线射线(-ray)是放射性是放射性物质发出的电磁波物质发出的电磁波,波长在波长在210-10m以下,是一种以下,是一种
3、能量很大的光子流。在医能量很大的光子流。在医疗上用疗上用射线作为射线作为“手术刀手术刀“来切除肿瘤来切除肿瘤,叫做叫做刀刀,有有很好的治疗效果。很好的治疗效果。1 1、医学上用、医学上用射线做脑手术射线做脑手术接受接受刀手术的病人刀手术的病人u1.1895年德国物理学家伦琴年德国物理学家伦琴在研究阴极射线的性质时在研究阴极射线的性质时,发现发现阴极射线阴极射线(高速电子流高速电子流)射到玻射到玻璃壁上璃壁上,管壁会发出一种看不见管壁会发出一种看不见的射线的射线,伦琴把它叫做伦琴把它叫做X射线射线.u2.产生条件产生条件:高速电子流射到高速电子流射到任体固体上任体固体上,都会产生都会产生 X射线
4、射线.u3.特性特性:穿透本领很强穿透本领很强.u4.应用应用:u医疗上透视人体。如用医疗上透视人体。如用X光光片判断是否骨折、做胸透、片判断是否骨折、做胸透、CT、磁共振磁共振u工业上金属探伤工业上金属探伤2 2、X X射线在医学上、工业中有射线在医学上、工业中有广泛的应用广泛的应用金金属属探探伤伤医医用用X光光机机1801年德国的物理学家里特年德国的物理学家里特,发现在紫外区放置的照相发现在紫外区放置的照相底板感光底板感光,荧光物质发光荧光物质发光.特性特性:主要作用是化学作用主要作用是化学作用,还有很强的荧光效应还有很强的荧光效应,杀菌消杀菌消毒作用毒作用.应用应用:医院里病房和手术室的
5、消毒医院里病房和手术室的消毒.治疗皮肤病治疗皮肤病,硬骨病硬骨病.照明和诱杀害虫的日光灯照明和诱杀害虫的日光灯,黑光灯黑光灯.紫外照相紫外照相,可辨别出很细微差别可辨别出很细微差别,如可以清晰地分辨出留在如可以清晰地分辨出留在纸上的指纹纸上的指纹.3 3、用紫外线杀菌、用紫外线杀菌u1800年英国物理学家赫谢耳用灵敏温度计研究光谱各色光的热作用年英国物理学家赫谢耳用灵敏温度计研究光谱各色光的热作用时时,把温度计移至红光区域外侧把温度计移至红光区域外侧,发现温度更高发现温度更高,说明这里存在一种不说明这里存在一种不可见的射线可见的射线,后来就叫做红外线后来就叫做红外线.(用棱镜显示可见光谱用棱镜
6、显示可见光谱)特点特点:最显著的是热作用最显著的是热作用应应 用用:u(1)遥控器。生活中的电视机、空调遥控器发射的都是红外线。遥控器。生活中的电视机、空调遥控器发射的都是红外线。u(2)红外线加热。这种加热方式优点是能使物体内部发热红外线加热。这种加热方式优点是能使物体内部发热,加热率高加热率高,效果好效果好.u(3)红外摄影。红外摄影。(远距离摄影远距离摄影,高空摄影高空摄影,卫星地面摄影卫星地面摄影)这种摄影不受这种摄影不受白天黑夜的限制白天黑夜的限制.u(4)红外线成像红外线成像(夜视仪夜视仪)可以在漆黑的夜间看见目标可以在漆黑的夜间看见目标.u(5)红外遥感。可以在飞机或卫星上戡测地
7、热红外遥感。可以在飞机或卫星上戡测地热,寻找水源寻找水源,监测森林火监测森林火情情,估计农作物的长势和收成估计农作物的长势和收成,预报台风预报台风,寒潮寒潮.4 4、红外线遥控器、红外线遥控器4 4、微波在通信领域大显身手。、微波在通信领域大显身手。5 5、无线电波,生活中、生产中、军事上都有应用。、无线电波,生活中、生产中、军事上都有应用。生活中:电视机、收音机等。生活中:电视机、收音机等。生产中:远距离生产调度用电台等。生产中:远距离生产调度用电台等。军事上:雷达等军事上:雷达等u根据波的传播情况将波分为两种。根据波的传播情况将波分为两种。u横波:像水波和绳波一样,波的传播方向与波源的振动
8、方向像水波和绳波一样,波的传播方向与波源的振动方向相垂直,这种波叫做横波。相垂直,这种波叫做横波。u电磁波是横波。电磁波是横波。u纵波:如音叉(或其他发声如音叉(或其他发声 体)振动时,在空气中会有体)振动时,在空气中会有疏密相间的状态向外传播,疏密相间的状态向外传播,形成声波。声波看不见,摸形成声波。声波看不见,摸不到,但声波传到我们的耳不到,但声波传到我们的耳朵,会引起鼓膜振动,使我们产生听觉。声波的传播方向与朵,会引起鼓膜振动,使我们产生听觉。声波的传播方向与波源的振动方向相同,这种波叫做纵波。波源的振动方向相同,这种波叫做纵波。电磁波是横波电磁波是横波所有的波都有所有的波都有波速、波长
9、、频率波速、波长、频率。电磁波也一样。电磁波也一样。波速:波传播的快慢称为波速。波传播的快慢称为波速。电磁波不同于声波,它能在真空电磁波不同于声波,它能在真空中传播(即中传播(即电磁波的传播不需要介质电磁波的传播不需要介质)。在真空中传播的速度等于光速,)。在真空中传播的速度等于光速,即即c c3103108 8m/sm/s.空气中的光速接近于真空中的光速。空气中的光速接近于真空中的光速。波长:波长是相邻两个波峰波长是相邻两个波峰(或波谷)间的距离。(或波谷)间的距离。用字母用字母 表示。波长的国际单位是表示。波长的国际单位是mm。频率:表示单位时间内振动的次数。表示单位时间内振动的次数。即在
10、即在1s内,出现的波峰数内,出现的波峰数(或波长数)。用符号(或波长数)。用符号 表示。国际单位制中,频率的单位是赫兹表示。国际单位制中,频率的单位是赫兹(Hz),),简称赫。常用的频率单位有千赫(简称赫。常用的频率单位有千赫(kHz)和兆赫()和兆赫(MHz)。)。1kHz=101kHz=103 3Hz 1MHz=10Hz 1MHz=106 6HzHz波速(波速(c c)、波长()、波长()、频率()、频率()的关系:)的关系:c c 变式:变式:c cc c频率越高,波长越短频率越高,波长越短频率越低,波长越长频率越低,波长越长波长与频率互成反比关系波长与频率互成反比关系频率越高,传递的信
11、息量越大频率越高,传递的信息量越大实验证明,不仅无线电波是电磁波,光、实验证明,不仅无线电波是电磁波,光、X射线、射线、射线等也射线等也都是电磁波。它们的区别仅在于频率或波长有很大差别。光都是电磁波。它们的区别仅在于频率或波长有很大差别。光波的频率比无线电波的频率要高很多,光波的波长比无线电波的频率比无线电波的频率要高很多,光波的波长比无线电波的波长短很多;而波的波长短很多;而X射线和射线和射线的频率则更高,波长则更射线的频率则更高,波长则更短。为了对各种电磁波有个全面的了解,人们短。为了对各种电磁波有个全面的了解,人们按照波长或频按照波长或频率的顺序把这些电磁波排列起来,这就是电磁波谱率的顺
12、序把这些电磁波排列起来,这就是电磁波谱。电磁波谱图电磁波谱图1 1、信息的加载、信息的加载声音、图像等信息是无法直接用电磁波传递的。但将声音声音、图像等信息是无法直接用电磁波传递的。但将声音和图像变成电信号后便可以利用电磁波传播出去。和图像变成电信号后便可以利用电磁波传播出去。2 2、信息的传播、信息的传播声音通过话筒变成音频电信号,图像经过摄像机变成视频声音通过话筒变成音频电信号,图像经过摄像机变成视频信号后,便可以由调制器加在由振荡器产生的高频电磁波信号后,便可以由调制器加在由振荡器产生的高频电磁波上并通过天线发射出去。上并通过天线发射出去。3 3、信息的接收、信息的接收接收装置通过调谐器
13、选定我们需要的电磁波,再通过解调接收装置通过调谐器选定我们需要的电磁波,再通过解调器去掉电磁波,由扬声器将音频电信号还原成声音,由显器去掉电磁波,由扬声器将音频电信号还原成声音,由显像管将视频信号还原成图像。像管将视频信号还原成图像。l电磁波有利也有弊。电磁波有利也有弊。l电磁污染,已被认为是继电磁污染,已被认为是继大气污染、水质污染、噪大气污染、水质污染、噪声污染后的第四大公害。声污染后的第四大公害。l电磁污染是指天然的和人电磁污染是指天然的和人为的各种电磁波干扰和有为的各种电磁波干扰和有害的电磁辐射。害的电磁辐射。当电磁波当电磁波达到一定强度时,会导致达到一定强度时,会导致控制系统和信息传
14、输系统控制系统和信息传输系统的失控,也会引发头疼、的失控,也会引发头疼、失眠、记忆衰退等症状的失眠、记忆衰退等症状的产生。产生。u电磁污染源的种类电磁污染源的种类 u(1)天然电磁污染源天然电磁污染源。如雷电、火山喷发、地震和太阳黑子活动的。如雷电、火山喷发、地震和太阳黑子活动的磁爆都能产生电磁干扰。磁爆都能产生电磁干扰。u(2)人为电磁污染源人为电磁污染源。人为源按频率的不同可分为工频场源与射频。人为源按频率的不同可分为工频场源与射频场源。工频场源以大功频输电线路产生的场源。工频场源以大功频输电线路产生的电磁污染电磁污染为主,也包括若干为主,也包括若干放电型污染源。射频场源主要由无线电或射频
15、设备工作过程产生的电放电型污染源。射频场源主要由无线电或射频设备工作过程产生的电磁感应与电磁辐射所引起的。目前磁感应与电磁辐射所引起的。目前人为电磁污染源已成为环境污染的人为电磁污染源已成为环境污染的主要来源。主要来源。u电磁污染危害现象电磁污染危害现象u1.电磁辐射能干扰电视的收看,使图像不清或变形,并发出令人难受电磁辐射能干扰电视的收看,使图像不清或变形,并发出令人难受的噪声。的噪声。电磁污染电磁污染会干扰收音机和通信系统工作,使自动控制装置发会干扰收音机和通信系统工作,使自动控制装置发生故障,使飞机导航仪表发生错误和偏差,影响地面站对人造卫星、生故障,使飞机导航仪表发生错误和偏差,影响地
16、面站对人造卫星、宇宙飞船的控制。宇宙飞船的控制。u2.电磁辐射对人体危害程度随波长而异,波长愈短对人体作用愈强,电磁辐射对人体危害程度随波长而异,波长愈短对人体作用愈强,微波作用最为突出。处于中、短波频段电磁场(高频电磁场)的操作微波作用最为突出。处于中、短波频段电磁场(高频电磁场)的操作人员,经受一定强度与时间的暴露,将产生身体不适感,严重者引起人员,经受一定强度与时间的暴露,将产生身体不适感,严重者引起神经衰弱,如心血管系统的植物神经失调。神经衰弱,如心血管系统的植物神经失调。n电磁污染的防护电磁污染的防护n安设电磁屏蔽装置。在电磁场传递的途径中,安安设电磁屏蔽装置。在电磁场传递的途径中,
17、安装屏蔽装置,使有害的电磁强度降低到容许范围内。装屏蔽装置,使有害的电磁强度降低到容许范围内。这种装置为金属材料的封闭壳体。当交变电磁场传向这种装置为金属材料的封闭壳体。当交变电磁场传向金属壳体时,幅度衰减。电磁屏蔽可分有源场屏蔽和金属壳体时,幅度衰减。电磁屏蔽可分有源场屏蔽和无源场屏蔽两类。无源场屏蔽两类。n其它综合性的防治对策。例如工业布局合理,使其它综合性的防治对策。例如工业布局合理,使电磁污染源远离居民稠密区;改进电气设备;在近场电磁污染源远离居民稠密区;改进电气设备;在近场区采用电磁辐射吸性材料或装置;实行遥控。区采用电磁辐射吸性材料或装置;实行遥控。本节是本节是18章的重点。主要内
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