电磁波的发射、传播和接收.ppt

电磁学的历史,很早很早以前：希腊人发现琥珀摩擦互相吸引富兰克林和雷电伏特和伏打电池（将不同的金属片插入电解质水溶液形成的电池，通称伏打电池。）然后呢。,1820年！,奥斯特发现电流的磁效应！,1831年！,法拉第发现电磁感应的年份！在此之前，他已经努力了将近10年！（詹姆斯克拉克麦克斯韦出生的年份！只是个巧合,或者是上帝的安排！）,麦克斯韦年轻时帅气！,麦克斯韦的热学论（关于分子）斗志高昂！,收货爱情和婚姻幸福！,科学巨人的沧桑与世长辞！惋惜！1879年！,科学巨人们,汉斯奥斯特（Hansrsted1777-1851，丹麦）,1820年发现发现电流的磁效应。迈克尔法拉第（MichaelFaraday，公元1791-1867，英国），1831年发现电磁感应。詹姆斯克拉克麦克斯韦（JamesClerkMaxwell，1831-1879，英国），：论法拉第的力线（1855年12月至1856年2月）；论物理的力线（1861至1862年）；电磁场的动力学理论（1864年12月8日）。麦克斯韦于1873年出版了科学名著电磁理论，并预言了电磁波的存在。海因里希鲁道夫赫兹（HeinrichRudolfHertz，18571894，德国），1888年，用实验证实了电磁波的存在。,奥斯特,法拉第,麦克斯韦,赫兹,3.2无线电波的发射、传播和接收,1888年，麦克斯韦发现电磁场的20后，德国物理学家赫兹第一次用实验证明的电磁波的存在。在信息技术高速发展的今天，电磁波对我们来说越来越重要，例如，广播、电视要利用电磁波，无线电通信要利用电磁波，航空、航天中的自动控制和通信联系都要利用电磁波那么，学习了前面一节的电磁学内容，我们知道了电磁波是怎样产生的、它的性质。那么怎样利用它来传递各种信号？,电磁震荡的传播形成电磁波,发射端,一.无线电波的发射,1.有效发射无线电波的要求:,(1)要有足够高的频率.频率越高,发射电磁波的本领越大,(2)电场和磁场必须分散到尽可能大的空间开放电路（实际开放电路有天线和地线）,电视信号发射塔上的信号发射天线,无线电信号发射塔,发射无线电波的目的：传递信息（信号）,思考：我们要传递的讯号不是等幅高频振荡电流，而是一些低频讯号（如：声音讯号频率只有几百至几千赫兹，图象讯号频率也不过上万赫兹）能否把它们直接发送出去？,载波：用来运载信号的高频等幅波,2、调制：把信号“加”到载波上的过程,类比：(电磁波发射汽车运货)“货物”要传送的声音、图象等讯号“装上货物”的过程调制信号过程,收音机上面有“AM”和“FM”两个键。分别代表什么？,声音信号,高频振荡电流,调幅,(1)调幅AM:使高频振荡的振幅随信号而改变,声音信号,高频振荡电流,调频,(2)调频FM:使高频振荡的频率随信号而改变,声音信号的调制过程：,二、无线电波的传播,1、无线电波的波段分布,2、无线电波的传播方式：,问题讨论:为什么不同波段的无线电电波采用不同的传播方式?,长波:波长较长，容易产生衍射现象。长波在地面传播时能绕过障碍物（大山、高大建筑物）,长波容易被电离层吸收；短波容易被电离层反射；微波容易穿过电离层。,微波:频率很高；直线传播。,空间波、视波,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(天线和地线组成)，就可以接收到电磁波了。,发射的无线电波如何被接收到呢？,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？,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）,2、电谐振：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，相当于机械振动中的共振。,三、无线电波的接收：,3、调谐：使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐，能够调谐的接收电路叫做调谐电路。,1、接收无线电波的电路：,4、调制：把低频信号加载到高频等幅震荡电流上叫做调制（分为调频和调幅）调频：使电磁波的频率随信号而改变；调幅：使电磁波的振幅随信号而改变。,4、解调：使声音或图像从高频电流中还原出来，这个过程是调制的逆过程，所以叫解调。调幅波的解调也叫“检波”。,类比：(电磁波接收汽车进站和卸货)“货物”要传送的声音、图象等讯号“进站”电谐振“卸货”的过程解调信号过程,小结,发射电磁波的条件无线电波的传播方式调制、电谐振、调谐等概念,1、下列几种方式中，能提高振荡电路向外辐射能量本领的有：A减小振荡电路中的电容B增加振荡时的电压C增加电容器充电的电荷量D用开放电路，不用闭合电路,答案：AD,2、关于无线电波的发射过程，下列说法正确的是：A必须对信号进行调制；B必须对信号进行电谐振；C必须把信号加在高频电流上；D必须使用开放电路,ACD,3、无线电接收机中调谐电路的可变电容器动片，从完全旋入到完全旋出都不能接收到某一较高频率电台送出的信号，要接收到电信号，应：A增加电源两端的电压B将线圈中的铁芯取走C增大调谐电路中线圈的匝数D减少调谐电路中线圈的匝数,答案：BD,4、有波长分别为290m、397m、566m的无线电波同时传向收音机的接收天线，当把收音机的调谐频率调到756kHz时。（1）哪种波长的无线电波在收音机中产生的电流最强？（2）如果想接收到波长为290m的无线电波，应把调谐电路中可变电容器的动片旋进些