广东省德庆县高中物理 第三章 电磁技术与社会发展 第四节 电磁波的技术应用课件 粤教版选修11.ppt

第四节电磁波的技术应用 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来的飞机 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 s 经4s后 雷达站从发出电磁波再接收到反射波历时86 s 则该飞机的飞行速度是多大 情景切入 点评 根据题意 作示意图如下图所示 5 25 102m s 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源 如果两个电磁波信号以同样或极相近的频率发出 便会 自主学习 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 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山会被阻隔 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 颗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 电源 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 一 1 变化的磁场电磁波光速3 108m s2 意大利电磁波调谐3 特定的干扰4 中波和短波调幅地球表面电离层反射5 收音机矿石收音机二极 三极管电子管6 肖克莱 布拉坦 巴丁半导体晶体管7 视频信号微波只能沿直线传播中继站8 三二 1 利用电磁波进行测距和定位的无线电设备2 天线系统接收装置用于控制雷达工作和处理信号的计算机3 直线性好 反射性能强三 无线对讲机电磁波手机收音机 1 无线电广播 无线电广播的过程 话筒把声音信号转变成音频信号 放大后搭载到高频电磁波上调制 然后由天线向周围空间发送出去 接收机上的接收天线 接收来自广播电台的电磁波 经调谐器选取所需信号 放大后送给扬声器 再现声音 2 电视电视传播原理同无线电广播相似 电视信号的传播使用的电磁波是微波 微波波长小 只能沿直线传播 因此需建立中继站 电磁波信号可由同步卫星进行传播 理论计算与实践证明 只要三颗通信卫星就几乎覆盖整个地球表面 要点突破 3 雷达 雷达是利用无线电波来测定物体位置的无线电设备 雷达的工作原理 雷达是利用电磁波遇到障碍物要发生反射的特性工作的 雷达有广泛的实际应用 4 移动电话移动电话又称为手机 每个手机都是一个小型电磁波发射台 它将用户的声音或数字信息转变为高频信号发射到空中 同时它又相当于一个收音机 捕捉空中的电磁波 使用户接收到通话对方送来的信息 移动通信的过程如下图所示 典例剖析 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 108m s电磁波在传播过程中频率f不变 由公式v f 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 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 108m 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 波源 而独立存在 但不能产生干涉 衍射现象 答案 ac 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 简述无线电广播的过程 解析 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 不能用来直接发射电磁波 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 接收来自广播电台的电磁波 经调制器选取所需