九年級物理《讓信息飛起來》文字素材1 滬科版

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1、第二節(jié) 讓信息飛起來 1、赫茲與電磁波 　　赫茲是一個短命的物理學(xué)家。他于1894年逝世時，年僅37歲，這無疑是物理學(xué)界的巨大損失。他從21歲考人柏林大學(xué)直到不幸去世，進行科學(xué)研究不足15年，然而卻建立了永垂青史的功績。 　　赫茲以前，由法拉第發(fā)現(xiàn)、麥克斯韋完成的電磁理論，因為未經(jīng)一系列的科學(xué)實驗證明，始終處于“預(yù)想”階段。把天才的預(yù)想變成世人公認的真理，是赫茲的功勞。赫茲在人類歷史上首先捕捉到電磁波，使假說變成現(xiàn)實。 　　要獲得電磁波，就必須建立一個輻射電磁波源，這個電磁波輻射源還應(yīng)當有足夠的功率。名師出高徒，赫茲的恩師赫爾姆霍茨是一位理論和實驗俱佳的卓越物理學(xué)家。在他的指導(dǎo)和幫助

2、下，赫茲很快制成了電磁波輻射源，當時它被稱作赫茲振蕩器。 　　當實驗設(shè)備基本備齊以后，赫茲投入了實驗過程。這時，他作為卡爾斯魯厄大學(xué)的年輕教授，每周需承擔(dān)20幾節(jié)課的教學(xué)任務(wù)，這使他只能從課余擠時間進行實驗。 　　這一天，赫茲正在上課。 　　“今天的課就講到這里，再見，先生們！”赫茲教授說完，急忙將幾頁記得密密麻麻的記錄紙準備好，焦急地等待最后一個學(xué)生離開教室。到下一節(jié)課還有三個小時，這段時間應(yīng)該好好的利用，再作一次實驗。 　　“卡爾，我們開始吧！”他呼喚一直等候他的技師。二人很快把教室講臺當成實驗臺。這里是赫茲作試驗的唯一場所，因為卡爾斯魯厄大學(xué)給他的地方太小了。 　　赫茲習(xí)慣性地

3、首先檢查諧振器，將諧振器放到高振蕩器有一。定距離的地方，使諧振器的平面與振蕩器上放電器的軸相吻合。實驗開始，赫茲和技師卡爾立刻忙碌起來，過了一個多小時，火花還是沒有迸發(fā)出來。當把各種可能發(fā)生的情況，都進行檢查后仍然毫無結(jié)果，他們疲憊不堪地坐在桌旁。 　　赫茲已經(jīng)記不得這是第幾次失敗了。從一開始實驗，他就像與成功無緣似的，麥克斯韋預(yù)言過，電磁振蕩波一樣可以折射、反射，具有波的一切屬性。 　　在這個房間，他借助振蕩器和諧振器已經(jīng)證實了從電磁輻射源發(fā)出的電磁場，就是電磁波?？墒?，現(xiàn)在他想證明電磁波具有像光一樣的反射性能，他打算把 反射的電磁波記錄下來，然而卻一直沒有成功。 　　冥思苦想，新的思

4、路終于誕生了。經(jīng)過調(diào)諧電磁輻射源的內(nèi)部要素，加大每秒鐘振蕩的次數(shù)，赫茲終于證明了電磁波具有光一樣的反射性能。在以后的工作中，赫茲悉心研究了電磁波的折射、干涉、偏振和衍射等現(xiàn)象，并且證明了它們的傳播速度等于光速，這樣，赫茲第一個證實了光從其本質(zhì)上說也是一種電磁波的問題。 　　1898年，赫茲在應(yīng)邀擔(dān)任波恩大學(xué)物理學(xué)教授的赴任途中，欣聞自己的著作《論電力射線》已經(jīng)出版，感到無限欣慰。 　　發(fā)現(xiàn)電磁波產(chǎn)生的巨大影響，連赫茲本人也沒料到。在他發(fā)現(xiàn)電磁波的第二年，有人問他，電磁波是否可以用作無線電通訊，赫茲不敢肯定。赫茲研究電磁波無意中丟下的種子，卻很快在異地開花結(jié)果了。 　　在發(fā)現(xiàn)電磁波不到6年

5、，意大利的馬可尼、俄國的波波夫分別實現(xiàn)廠無線電傳播，并很快投人實際使用。其他利用電磁波的技術(shù)，也像雨后春筍般相繼問世。無線電報（1894年）、無線電廣播（1906年）、無線電導(dǎo)航（1911年）、無線電話（1916年）、短波通訊（1921年）、無線電傳真（1923年）、電視（1929年）、微波通訊（1933年）、雷達（1935年），以及遙控、遙感、衛(wèi)星通訊、射電天文學(xué)……它們使整個世界面貌發(fā)生了深刻的變化。 　　赫茲關(guān)于電磁波的實驗，為無線電技術(shù)的發(fā)展開拓了新的道路，構(gòu)成了現(xiàn)代文明的骨架，后人為了紀念他，把頻率的單位定為赫茲。 2、電磁波對人體的危害 電磁波輻射能量較低，不會使物質(zhì)發(fā)生游離

6、現(xiàn)象，也不會直接破壞環(huán)境物質(zhì)，但在到處充滿電子訊用品器材的現(xiàn)代生活，其電磁干擾特性卻不可掉以輕心，因為它隨時可能使人面臨危害的境地。電磁波的危害長時間使用電腦之後，會感到身體疲勞、眼睛疲倦、肩痛、頭痛、想睡、不安，這些都是受了電磁波的影響。電磁波還會使人的免疫機能下降、人體中的鈣質(zhì)減少，并引致異常生產(chǎn)、流產(chǎn)、視覺障礙、阻礙細胞分裂如癌、白血病、腦腫瘤...等。此外，電磁波會散發(fā)出一種擾亂人體狀態(tài)的正離子。經(jīng)實驗研究和調(diào)查觀察結(jié)果表明，電磁輻射對健康的危害是多方面的，復(fù)雜的，主要危害表現(xiàn)如下： （１） 對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的危害 神經(jīng)系統(tǒng)對電磁輻射的作用很敏感，受其低強度反復(fù)作用後，中樞神經(jīng)系統(tǒng)機

7、能發(fā)生改變，出現(xiàn)神經(jīng)衰弱癥候群，主要表現(xiàn)有頭痛，頭暈，無力，記憶力減退，睡眠障礙（失眠，多夢或嗜睡），白天打瞌睡，易激動，多汗，心悸，胸悶，脫發(fā)等，尤其是入睡困難，無力，多汗和記憶力減退更為突出．這些均說明大腦是抑制過程占優(yōu)勢．所以受害者除有上述癥候群外，還表現(xiàn)有短時間記憶力減退，視覺運動反應(yīng)時值明顥延長；手腦協(xié)調(diào)動作差，表現(xiàn)對數(shù)字劃記速度減慢，出現(xiàn)錯誤較多. （２） 對機體免疫功能的危害 使身體抵抗力下降．動物實驗和對人群受輻射作用的研究和調(diào)查表明，人體的白血球吞噬細菌的百分率和吞噬的細菌數(shù)均下降．此外受電磁輻射長期作用的人，其抗體形成受到明顯抑制． （３）對心血管系統(tǒng)的影響 受電磁

8、輻射作用的人，常發(fā)生血液動力學(xué)失調(diào)，血管通透性和張力降低．由於植物神經(jīng)調(diào)節(jié)功能受到影響，人們多以心動過緩癥狀出現(xiàn)，少數(shù)呈現(xiàn)心動過速．受害者出現(xiàn)血壓波動，開始升高，後又回復(fù)至正常，最後出現(xiàn)血壓偏低；心電圖出現(xiàn)R T 波的電壓下降，這是迷走神經(jīng)的過敏反應(yīng)，也是心肌營養(yǎng)障礙的結(jié)果；P?Q間的延長，P波加寬，說明房室傳導(dǎo)不良．此外，長期受電磁輻射作用的人，其心血管系統(tǒng)的疾病，會更早更易促使其發(fā)生和發(fā)展． （４）對血液系統(tǒng)的影響 在電磁輻射的作用下，周圍血像可出現(xiàn)白血球不穩(wěn)定，主要是下降傾向，白血球減少．紅血球的生成受到抑制，出現(xiàn)網(wǎng)狀紅血球減少．對操縱雷達的人健康調(diào)查結(jié)果表明，多數(shù)人出現(xiàn)白血球降低．

9、此外，當無線電波和放射線同時作用人體時，對血液系統(tǒng)的作用較單一因素作用可產(chǎn)生更明顯的傷害. （５）對生殖系統(tǒng)和遺傳的影響 長期接觸超短波發(fā)生器的人，可出現(xiàn)男人性機能下降，陽萎；女人出現(xiàn)月經(jīng)周期紊亂．由於睪丸的血液循環(huán)不良，對電磁輻射非常敏感，精子生成受到抑制而影響生育；使卵細胞出現(xiàn)變性，破壞了排卵過程，而使女性失去生育能力。 高強度的電磁輻射可以產(chǎn)生遺傳效應(yīng)，使睪丸染色體出現(xiàn)畸變和有絲分裂異常．妊娠婦女在早期或在妊娠前，接受了短波透熱療法，結(jié)果使其子代出現(xiàn)先天性出生缺陷（畸形嬰兒）. （６）對視覺系統(tǒng)的影響 眼組織含有大量的水份，易吸收電磁輻射功率，而且眼的血流量少，故在電磁輻射作用

10、下，眼球的溫度易升高．溫度升高是造成產(chǎn)生白內(nèi)障的主要條件，溫度上升導(dǎo)玫眼晶狀體蛋白質(zhì)凝固，多數(shù)學(xué)者認為，較低強度的微波長期作用，可以加速晶狀體的衰老和混濁，并有可能使有色視野縮小和暗適應(yīng)時間延長，造成某些視覺障礙．此外，長期低強度電磁輻射的作用，可促使視覺疲勞，眼感到不舒適和眼感乾燥等現(xiàn)象 （７）電磁輻射的致癌和致癌作用 大部份實驗動物經(jīng)微波作用后，可以使癌的發(fā)生率上升．一些微波生物學(xué)家的實驗表明，電磁輻射會促使人體內(nèi)的（遺傳基因），微粒細胞染色體發(fā)生突變和有絲分裂異常，而使某些組織出現(xiàn)病理性增生過程，使正常細胞變?yōu)榘┘毎绹v國外一大使館人員長期受到微波竊聽所發(fā)射的高度電磁輻射的作用，造成大使館人員白血球數(shù)上升，癌發(fā)生率較正常人為高．又如受高功率遠程微波雷達影響下的地區(qū)，經(jīng)調(diào)查，當?shù)匕┗颊呒痹觯⒉▽θ梭w組織的致熱效應(yīng)，不僅可以用來進行理療，還可以用來治療癌癥，使癌組織中心溫度上升，而破壞了癌細胞的增生． 　 除上述的電磁輻射對健康的危害外，它還對內(nèi)分泌系統(tǒng)，聽覺，物質(zhì)代謝，組織器官的形態(tài)改變，均可產(chǎn)生不良影響。