资源简介

(共26张PPT)
03电磁波的发射与接收
04电磁波谱
学习目标：
1、了解无线电波的波长范围
2、了解无线电波的发射过程和调制的简单概念
3、了解调谐、检波及无线电波接收的基本原理
4、了解电磁波与信息的传递
5、知道电磁波谱及组成部分
6、知道无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线的特点及作用
问题 ？
在普通的LC振荡电路中，电场主要集中在电容器的极板之间，磁场主要集中在线圈内部。在电磁振荡的过程中，电场能和磁场能主要是在电路内互相转化，辐射出去的能量很少，怎样才能有效地发射电磁波呢？
第3节 无线电波的发射和接收的教学建议
无线电波的发射
有效的向外界发射电磁波的条件是什么？
1、要有足够高的振荡频率，因为频率越高，发射电磁波的本领越大。
2、振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，才有可能有效的将电磁场的能量传播出去。
改造LC振荡电路——由闭合电路成开放电路（如图）
采用什么手段可以有效的向外界发射电磁波？
为了使开放电路中产生振荡电流，常用如图所示的方法，使振荡器的线圈L2靠近开放振荡电路的线圈L1 。当振荡器中产生高频振荡电流时，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。
问题：我们要传递的信号不是高频振荡电流，而是一些低频信号（如：声音信号频率只有几百至几千赫兹，图象信号频率也不过上万赫兹），它能否直接发射出去？
问题：我们要传递的信号不是高频振荡电流，而是一些低频信号（如：声音信号频率只有几百至几千赫兹，图象信号频率也不过上万赫兹），它能否直接发射出去？
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。
信息载体
字母数字的含义？
北京外语广播—AM7.74
7.74×106Hz是外语广播台发射的载波频率
北京交通广播—FM103.9
103.9×106Hz是交通广播台发射的载波频率
调幅、调频、调制有何区别？
AM：调幅（amplitude modulation）
FM：调频（frequency modulation）
生活熟知的事物
2、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。
无线电波的发射
1、振荡器：能产生频率很高的交变电流的器件。
流经天线
发射出电磁波
作用
高频
调幅：高频载波的振幅随信号而改变叫调幅波，用AM表示。
3、调制： 把低频电信号加载到高频振荡电流（载波）上的过程叫做调制。调制分为：调幅、调频
无线电波的发射
调频 ：高频载波的频率随信号而改变叫调频波，用FM表示。
调频波优点：
振幅不变，抗干扰能力强，失真较小。
缺点：接收机结构复杂，服务半径比较小。
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
二、无线电波的接收
1、当接收电路的固有频率跟要接收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、 调节接收电路的固有频率使它与要接收的电磁波的频率相同的过程叫做调谐。能够调谐的接收电路叫做调谐电路。
可
变
电
容
示波器
如何有选择的接收电磁波
高频
低频
高频
低频
“选台”—— 改变电容C。
“波段转换”——改变电感 L。
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。
左→右:频率 ↑,波长 ↓
电磁波包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等。电磁波谱就是按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱.
电磁波谱分布示意图
红橙黄绿蓝靛紫
电磁波谱
电磁波谱
电磁波谱 无线电波 红外线 可见光 紫外线 X射线 射线
产生机理 振荡电路中自由电子的运动 原子外层电子受到激发后辐射产生的 原子的内层电子受激后辐射 原子核受激后辐射
特性 波动性强 热效应 视觉 化学作用 贯穿作用强 贯穿本领最强
应用 无线电技术 加热 遥感 照明 摄影 荧光技术、杀菌消毒 检查探测、医用透视 工业探伤、医用治疗
无线电波
技术上把波长大于 1 mm（频率低于300 GHz）的电磁波称作无线电波，并按波长（频率）划分为若干波段。
无线电波的传播方式
长波
短波
微波
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
无线电波广泛应用于通信、广播及其他信号传输。
图 射电望远镜
雷达：利用无线电波（微波）来测定物体位置的无线电设备
移动电话：将用户的信息转变为高频电信号发射到空中；同时又捕捉空中的对方电磁波信息。
射电望远镜：捕捉自然过程中辐射的无线电波
微波炉加热原理
微波炉的加热原理：在外加交变电磁场作用下,物料内的极性分子极化并随外加交变电磁场极性变更而交变取向,大量极性分子间因频繁相互摩擦损耗,使电磁能转化为热能，实现物料由内到外加热。
红外线
波长：（1mm,10-6m)
特性：一切物体都发射红外线，越热红外辐射越强
应用：
夜视仪
红外摄影
红外遥感
台湾岛的遥感影象
利用电热原件所发出的辐射热使物料由外到内加热。根据食材和做法的不同，温度一般可以进行50-250℃之间的调节。
红外烤箱加热原理
用手机摄像头观察红外线？
将电视遥控器对准手机摄像头，按下遥控器任一键，观察手机屏。（能看到一闪一闪的亮光班）。
可见光
能使人的眼睛产生视觉效应的电磁波，称为可见光。可见光的波长为 400 760 nm。科学研究发现，波长（频率）范围不同的光表现为不同的颜色。
表 各色光在真空中的波长和频率
波长：
（5nm,370nm)
特性：
能量高，可以破坏细胞核中的物质
应用：
杀菌
荧光
促进钙的吸收，过量危害眼睛和皮肤
紫外线
波长：
X射线：10－10m
特性：
穿透物质
引起病变
应用：
X透视、CT
行李箱安检
X射线
利用X射线拍摄的人体组织照片
波长：
10－12m
特性：
能量高，破坏生命物质
应用：
放疗
金属内部探伤
γ射线
太阳辐射
太阳辐射的能量集中在可见光、红外线和紫外线三个区域。从图可以看到，波长在5.5×10 -7 m的黄绿光附近，辐射的能量最强。我们的眼睛正好对这个区域的电磁辐射最敏感。眼睛把太阳在最强辐射区的辐射作为自己的接收对象，这样就能看到最多的东西，获得最丰富的信息。

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