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1、3.2 电磁波的发射、传播、接收,1888年，即在麦克斯韦发现电磁场理论20多年后，德国物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在,注：在无线技术中使用的电磁波叫无线电波,利用电磁波传递信息时，首先要电磁波向远方发射出去，通常都用振荡电路发射无线电波。当振动电路中发生电磁振荡时，周围空间就会产生变化的电场和磁场，并以电磁波的形式向远方传播。,有效的向外界发射电磁波的条件：,1、要有足够高的振荡频率。2、振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间。,改造LC振荡电路由闭合电路成开放电路,一、无线电波的发射,周围空间的电磁场很弱，发射效果差,增大电容器极板间的距离，减少极板间的面积，同时减少自感
2、线圈的匝数,2.由闭合电路变成开放电路,为了发射电磁波，需要改进振荡电路。一方面增大电容器极板间距离、减少正对面积；另一方面减少线圈的匝数，来减少自感。这样既提高了振荡频率又将磁场和电场分散到较大空间。这种电路叫做开放电路。,在实际应用中，开放电路的下部分导线通常接地。叫做地线，上部分导线尽可能分散到高处，叫做天线。电磁波就是通过天线和地线所组成的开放电路发射出去的。,1、发射无线电波的装置：,振荡器,L1,L2,开放电路,地线,天线,无线电波由开放电路发射出去,振荡器电路,一、无线电波的发射,实际发射用感应耦合电路。,实际的发射装置,为了使开放电路中产生振荡电流，常用如图所示的方法，使振荡器
3、的线圈L2靠近开放振荡电路的线圈L1。当振荡器中产生振荡电流时，由于互感作用，就可以在开放振荡电路中产生相同频率的振荡电流，这种方法叫做感应耦合。,发 射 端,电视信号发射塔上的信号发射天线,无线电信号发射塔,为了传送声音、文字、图象等信号，首先要把传递的信号转变成电信号。但这种电信号的频率较低，不能直接发射出去，需要将这种低频电信号加到高频振荡电流上发射出去。这种要把传递的电信号（叫做调制信号）加到高频振荡电路（叫做载波）上的过程叫做调制；进行调制的装置叫做调制器。,载波：振荡器产生的高频交变电流，是用来携带声音、图象等信息的，叫做载波。,把低频电信号加载到高频等幅振荡电流上，叫做调制。常用
4、的调制方式有调幅和调频两种：,a、调幅：使高频振荡的振幅随信号而变的，这种调制叫做调幅，用AM表示。,b、调频：使高频振荡的频率随信号而变的，这种调制叫做调频。用FM表示。,声音信号,高频振荡电流,调 幅,使高频振荡的振幅随信号而改变,a、调幅：使高频振荡的振幅随信号而变的，这种调制叫做调幅，用AM表示。,声音信号,高频振荡电流,调 频,使高频振荡的频率随信号而改变,b、调频：使高频振荡的频率随信号而变的，这种调制叫做调频。用FM表示。,一、无线电波的发射,二、无线电波的传播：,1、地波：沿地球表面空间传播的无线电波叫地波。,因为长波、中波、中短波。波长很长，能够很好的绕过障碍物，所以可以贴地
5、面传播。,2、天波：依靠电离层的反射来传播的无线电波叫天波。,3、直线传播：微波又叫超短波，,波长非常短，能够穿透电离层，沿直线传播。它既不能以地波的形式传播，又不能依靠电离层的反射以天波的形式传播。,无线电波传播的多种方式,二、电磁波的传播,方式有三种：,天波、地波、空间波,请同学们阅读教材并理解各种方式的优点、适合传播何种波。,我们生活的空间布满了强弱不同的电磁波,我们又如何选出自己所需的无线电波呢?,三、无线电波的接收,电磁波在空间传播时，如果遇到导体，会使导体产生感应电流，感应电流的频率跟激起它的电磁波的频率相同。因此利用放在电磁波传播空间中的导体，就可以接收到电磁波了。,发射的无线电
6、波如何被接收到呢？,可变电容,2.对空间存在的各种频率的电磁波中选出所要的电台的技术叫做调谐（选台），能够调谐的接收电路叫做调谐电路。,1.当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强（这种现象叫做电谐振）,LC调谐电路,如何使我们需要的电磁波在接收天线中激起的感应电流最强呢？,收音机内的接收装置就是一个简单的调谐电路,问题:用调谐器接收到的感应电流是调制的高频振荡电流，这样我们就可以感知信号了吗?,3.检波：从接收到的高频振荡中“检”出所携带的信号，叫做检波，它是调制的逆过程，因此也叫解调。,无线电波发射和接受流程图,调制：使电磁波随各种信号而改变叫做调制。
7、,调幅：使高频遮挡的振幅随信号而改变叫做调幅。,调频：使高频振荡的频率随信号而改变叫做调频。,电谐振：当接收电路的固有频率跟接收道的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电路最强，这种现象叫做电谐振。,调谐：使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐。,检波：从接受到的高频振荡中“检”出所携带的信号，叫做检波。检波是调制的逆过程，因此也叫解调。,相关概念解释,第3节 电磁波的应用及防护,物理选修34 第3章 电磁波,一.电磁波谱二.电磁波的应用三.电磁污染及防护,电磁波谱：按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫电磁波谱。由无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、射线合起来构成范围非常广
8、阔的电磁波谱。,一、电磁波谱,紫 靛,电磁波谱分布示意图,无线电波：波长大于1mm（频率小于300GHz)的电磁波用途：通信、广播和天体物理研究等,二、无线电波,1.红外线是一种波长比红 光的波长还长的不可见光。其波长范围很宽，约750 nm106 nm,2.显著作用：热作用。,3.由英国物理学家赫谢尔于1800年首先发现红外线，一切物体都在不停地辐射红外线，物体温度越高，辐射红外线的本领越强。,三、红外线,4.用途:红外摄影、红外遥感技术,观察物体，照像等等，都是可见光的应用。,能作用于人的眼睛并引起视觉的称为可见光，如：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各色光。在电磁波中是一个很窄的波段，（波长为
9、750nm370nm）。,四、可见光,五、紫外线,2.由德国物理学家里特于1801年首先发现的，一切高温物体发出的光中，都有紫外线。,1.紫外线是一种波长比紫光还短的不可见光；其波长范围约5nm370nm，,显著作用：A、荧光，B、化学作用，C、杀菌消毒,利用紫外线的荧光作用检验人民币的真伪,紫外线杀菌灯,防紫外线雨伞,伦琴射线（X射线）是一种波长比紫外线更短的不可见光。有较强的穿透能力。,六、伦琴射线和射线,比伦琴射线还短的那就是射线。,X射线照射下的鱼,X射线照射下的手,电磁波具有能量，电磁波是一种物质,七、电磁波的能量,一、电磁波谱中各种光线产生的机理、特性、用途,由左向右，频率变化为：
10、由低到高,由左向右，波长变化为：由长到短,1.关于电磁波在真空中的传播，下列说法中正确的是（）A.频率越高，传播速度越大 B.波长越长，传播速度越大 C.电磁波的能量越大，传播的速度越大 D.频率、波长、能量的强弱都不影响电磁波的传播速度,D,2.在以下几种反映电场随时间变化的图像中，能够产生磁场的是（）；能够形成电磁波的是（）,BCDE,CE,随堂练习,5、某同学制作一台极简单的收音机，实验表明，这台收音机能同时听到许多台，那么这台收音机缺少的是()A天线 B检波器 C调制器 D调谐器,6、在无线电通信过程中，需要把要传播的声音转化为变化的电流，以下设备中完成这项任务的是()A调谐器 B话筒
11、 C调制器 D振荡器,4、下列是无线电广播接收过程的几个步骤，其合理顺序是_。A、调谐选择所需要接收的电磁波B、接收无线电波C、检波器取出音频信号D、耳机放音,随堂练习,BACD,D,B,无线电波发射和接受流程图,无线电波的发射,无线电波的接收,电磁波与我们的生活,电视台通过电磁波，将精彩的电视节目展现给我们。,移动通信设备极大的方便了我们的联系。,收音机,无线上网设备,雷达设备在军事、气象等方面有广泛的应用。,通信卫星,通信卫星已经渗入到生活的各个部分。,1、要有效地发送低频电信号，必须把低频电信号附加在高频载波上，这个过程在电磁波的发射过程中叫做（）A、调谐B、解调C、调制D、检波,例与练,调制,2、转换电视频道时，选择自己喜欢的电视节目，称为（）A、调制B、调谐C、解调D、调幅,例与练,调谐,人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。,
