電磁波的發(fā)射和接收 電磁波譜 【高效備課精研+知識(shí)精講提升】高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊(cè)

03電磁波的發(fā)射與接收

04電磁波譜學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、了解無線電波的波長(zhǎng)范圍2、了解無線電波的發(fā)射過程和調(diào)制的簡(jiǎn)單概念3、了解調(diào)諧、檢波及無線電波接收的基本原理4、了解電磁波與信息的傳遞5、知道電磁波譜及組成部分6、知道無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線的特點(diǎn)及作用問題

？在普通的LC振蕩電路中，電場(chǎng)主要集中在電容器的極板之間，磁場(chǎng)主要集中在線圈內(nèi)部。在電磁振蕩的過程中，電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能主要是在電路內(nèi)互相轉(zhuǎn)化，輻射出去的能量很少，怎樣才能有效地發(fā)射電磁波呢？第3節(jié)無線電波的發(fā)射和接收的教學(xué)建議無線電波的發(fā)射有效的向外界發(fā)射電磁波的條件是什么？1、要有足夠高的振蕩頻率，因?yàn)轭l率越高，發(fā)射電磁波的本領(lǐng)越大。2、振蕩電路的電場(chǎng)和磁場(chǎng)必須分散到盡可能大的空間，才有可能有效的將電磁場(chǎng)的能量傳播出去。改造LC振蕩電路——由閉合電路成開放電路（如圖）采用什么手段可以有效的向外界發(fā)射電磁波？為了使開放電路中產(chǎn)生振蕩電流，常用如圖所示的方法，使振蕩器的線圈L2靠近開放振蕩電路的線圈L1

。當(dāng)振蕩器中產(chǎn)生高頻振蕩電流時(shí)，由于互感作用，就可以在開放振蕩電路中產(chǎn)生相同頻率的振蕩電流，這種方法叫做感應(yīng)耦合。

問題：我們要傳遞的信號(hào)不是高頻振蕩電流，而是一些低頻信號(hào)（如：聲音信號(hào)頻率只有幾百至幾千赫茲，圖象信號(hào)頻率也不過上萬赫茲），它能否直接發(fā)射出去？問題：我們要傳遞的信號(hào)不是高頻振蕩電流，而是一些低頻信號(hào)（如：聲音信號(hào)頻率只有幾百至幾千赫茲，圖象信號(hào)頻率也不過上萬赫茲），它能否直接發(fā)射出去？

為了傳送聲音、文字、圖象等信號(hào)，首先要把傳遞的信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。但這種電信號(hào)的頻率較低，不能直接發(fā)射出去，需要將這種低頻電信號(hào)加到高頻振蕩電流上發(fā)射出去。信息載體字母數(shù)字的含義？北京外語廣播—AM7.747.74×106Hz是外語廣播臺(tái)發(fā)射的載波頻率北京交通廣播—FM103.9103.9×106Hz是交通廣播臺(tái)發(fā)射的載波頻率調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)制有何區(qū)別？AM：調(diào)幅（amplitudemodulation）FM：調(diào)頻（frequencymodulation）生活熟知的事物2、載波：振蕩器產(chǎn)生的高頻交變電流，是用來攜帶聲音、圖象等信息的，叫做載波。無線電波的發(fā)射

1、振蕩器：能產(chǎn)生頻率很高的交變電流的器件。流經(jīng)天線發(fā)射出電磁波作用高頻調(diào)幅：高頻載波的振幅隨信號(hào)而改變叫調(diào)幅波，用AM表示。3、調(diào)制：把低頻電信號(hào)加載到高頻振蕩電流（載波）上的過程叫做調(diào)制。調(diào)制分為：調(diào)幅、調(diào)頻無線電波的發(fā)射

調(diào)頻：高頻載波的頻率隨信號(hào)而改變叫調(diào)頻波，用FM表示。調(diào)頻波優(yōu)點(diǎn)：振幅不變，抗干擾能力強(qiáng)，失真較小。缺點(diǎn)：接收機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，服務(wù)半徑比較小。我們生活的空間布滿了強(qiáng)弱不同的電磁波,我們又如何選出自己所需的無線電波呢?二、無線電波的接收

1、當(dāng)接收電路的固有頻率跟要接收的電磁波的頻率相同時(shí)，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)（這種現(xiàn)象叫做電諧振）

2、調(diào)節(jié)接收電路的固有頻率使它與要接收的電磁波的頻率相同的過程叫做調(diào)諧。能夠調(diào)諧的接收電路叫做調(diào)諧電路。可變電容示波器如何有選擇的接收電磁波高頻低頻高頻低頻“選臺(tái)”——改變電容C?！安ǘ无D(zhuǎn)換”——改變電感L。3.檢波：從接收到的高頻振蕩中“檢”出所攜帶的信號(hào)，叫做檢波，它是調(diào)制的逆過程，因此也叫解調(diào)。左→右:頻率↑,波長(zhǎng)↓電磁波包括無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線等。電磁波譜就是按電磁波的波長(zhǎng)或頻率大小的順序把它們排列成譜.電磁波譜分布示意圖紅橙黃綠藍(lán)靛紫電磁波譜電磁波譜電磁波譜無線電波紅外線可見光紫外線X射線射線產(chǎn)生機(jī)理振蕩電路中自由電子的運(yùn)動(dòng)原子外層電子受到激發(fā)后輻射產(chǎn)生的原子的內(nèi)層電子受激后輻射原子核受激后輻射特性波動(dòng)性強(qiáng)熱效應(yīng)視覺化學(xué)作用貫穿作用強(qiáng)貫穿本領(lǐng)最強(qiáng)應(yīng)用無線電技術(shù)加熱遙感照明攝影熒光技術(shù)、殺菌消毒檢查探測(cè)、醫(yī)用透視工業(yè)探傷、醫(yī)用治療

無線電波技術(shù)上把波長(zhǎng)大于1mm（頻率低于300GHz）的電磁波稱作無線電波，并按波長(zhǎng)（頻率）劃分為若干波段。無線電波的傳播方式長(zhǎng)波短波微波波長(zhǎng)較長(zhǎng)，容易產(chǎn)生衍射現(xiàn)象。

長(zhǎng)波在地面?zhèn)鞑r(shí)能繞過障礙物

（大山、高大建筑物……）長(zhǎng)波容易被電離層吸收；

短波容易被電離層反射；

微波容易穿過電離層。微波頻率很高;直線傳播無線電波廣泛應(yīng)用于通信、廣播及其他信號(hào)傳輸。圖射電望遠(yuǎn)鏡雷達(dá)：利用無線電波（微波）來測(cè)定物體位置的無線電設(shè)備移動(dòng)電話：將用戶的信息轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l電信號(hào)發(fā)射到空中；同時(shí)又捕捉空中的對(duì)方電磁波信息。射電望遠(yuǎn)鏡：捕捉自然過程中輻射的無線電波微波爐加熱原理微波爐的加熱原理：在外加交變電磁場(chǎng)作用下,物料內(nèi)的極性分子極化并隨外加交變電磁場(chǎng)極性變更而交變?nèi)∠?大量極性分子間因頻繁相互摩擦損耗,使電磁能轉(zhuǎn)化為熱能，實(shí)現(xiàn)物料由內(nèi)到外加熱。紅外線波長(zhǎng)：（1mm,10-6m)特性：一切物體都發(fā)射紅外線，越熱紅外輻射越強(qiáng)應(yīng)用：夜視儀紅外攝影紅外遙感臺(tái)灣島的遙感影象利用電熱原件所發(fā)出的輻射熱使物料由外到內(nèi)加熱。根據(jù)食材和做法的不同，溫度一般可以進(jìn)行50-250℃之間的調(diào)節(jié)。紅外烤箱加熱原理用手機(jī)攝像頭觀察紅外線？

將電視遙控器對(duì)準(zhǔn)手機(jī)攝像頭，按下遙控器任一鍵，觀察手機(jī)屏。（能看到一閃一閃的亮光班）。

可見光能使人的眼睛產(chǎn)生視覺效應(yīng)的電磁波，稱為可見光。可見光的波長(zhǎng)為400?760nm?？茖W(xué)研究發(fā)現(xiàn)，波長(zhǎng)（頻率）范圍不同的光表現(xiàn)為不同的顏色。表各色光在真空中的波長(zhǎng)和頻率波長(zhǎng)：（5nm,370nm)特性：能量高，可以破壞細(xì)胞核中的物質(zhì)應(yīng)用：殺菌熒光促進(jìn)鈣的吸收，過量危害眼睛和皮膚紫外線波長(zhǎng)：X射線：10－10m特性：穿透物質(zhì)引起病變應(yīng)用：X透視、CT行李箱安檢X射線利用X射線拍攝的人體組織照片波長(zhǎng)：10－12m特性：能量高，破壞生命物質(zhì)應(yīng)用：放療金屬內(nèi)部探傷γ