第8.3節(jié) 電磁波的傳播和接收（原卷版）

第八章·電磁振蕩與電磁波第3節(jié)電磁波的傳播和接收◎目標(biāo)導(dǎo)航學(xué)問要點(diǎn)難易度1．電磁波的傳播規(guī)律：波速=波長×頻率2．地波、天波、空間波3．電磁波和聲波的區(qū)分4．電磁波的接收：電諧振★★★★★★★◎?qū)W問精講一、電磁波的特性1．電磁波的形成周期性變化的電場和磁場交替產(chǎn)生，形成電磁場，電磁場由近及遠(yuǎn)傳播，形成電磁波．2．電磁波的特點(diǎn)(1)電磁波的傳播不需要介質(zhì)．在真空中傳播速度等于光速c＝3×108m/s.(2)電磁場儲(chǔ)存電磁能，電磁波的放射過程就是輻射能量的過程．(3)只有周期性變化的電場和磁場相互激發(fā)才能形成電磁波．(4)電磁波是電磁場在空間中的傳播，電磁場是一種客觀存在的物質(zhì)——場物質(zhì)．3．電磁波的波速：λ表示電磁波的波長、f表示頻率、c表示波速，則有c＝λf.4.電磁波與機(jī)械波的比較名稱項(xiàng)目電磁波機(jī)械波產(chǎn)生由周期性變化的電場、磁場產(chǎn)生由質(zhì)點(diǎn)(波源)的振動(dòng)產(chǎn)生傳播介質(zhì)不需要介質(zhì)(在真空中仍可傳播)必需有介質(zhì)(真空中不能傳播)波的種類橫波既有橫波也有縱波速度特點(diǎn)由介質(zhì)和頻率打算，真空光速(c＝3×108m/s)僅由介質(zhì)打算不同介質(zhì)頻率不變頻率不變介質(zhì)中波速與頻率、波長有關(guān)。同種介質(zhì)，v紅>v紫（色散的緣由）與頻率、波長無關(guān)能量都能攜帶能量并傳播能量速度公式v＝λf遵循規(guī)律都能發(fā)生反射、折射、干涉、衍射等現(xiàn)象二、無線電波的傳播方式在無線電通信中使用的電磁波稱為無線電波。依據(jù)波長或頻率的范圍，通常把無線電波分為長波、中波、短波等，其參數(shù)和用途如表所示。無線電波的波長差別很大，其衍射和反射力量也各不相同，相應(yīng)地有三種傳播方式：地波（地面?zhèn)鞑ィ?、天波（電離層反射傳播）和空間波（直線傳播）定義波段距離用途示意圖地波沿地球表面空間傳播的無線電波長波、中波、中短波幾百千米通訊、廣播天波依靠電離層的反射來傳播的無線電波中波、中短波、短波幾千千米廣播空間波從放射點(diǎn)經(jīng)空間直線傳播到接收點(diǎn)的無線電波微波全世界電視、雷達(dá)、導(dǎo)航三、無線電波的接收1．無線電波的接收無線電波的接收過程是：調(diào)諧電路利用電諧振的原理接收所需的電磁波，再通過檢波器檢波得到電磁波所攜帶的信號．（1）當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到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)象叫電諧振．（2）使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫調(diào)諧．（3）把信號加到高頻電路中的過程叫調(diào)制；從接收到的高頻電路中“檢出”所攜帶信號的過程叫叫解調(diào)，它是調(diào)制的逆過程．常見的調(diào)制方法由兩種：調(diào)幅（簡稱AM）和調(diào)頻（簡稱FM）2．電視的基本原理在電視放射端，由攝像管攝取景物并將反射的光轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕倪^程就叫攝像，這個(gè)過程由攝像管完成．在電視接收端，由電視接收機(jī)的顯像管把電信號還原成景物的像，這一過程中要進(jìn)行調(diào)諧、檢波等過程．電視信號的傳播主要通過無線傳播．3．雷達(dá)的基本原理雷達(dá)是用電磁波來判定物體位置的電子設(shè)備．雷達(dá)向某一方向放射電磁波時(shí)，在顯示器的熒光屏上呈現(xiàn)放射的尖形波，無線電波遇到障礙物反射回來，被雷達(dá)接收，在顯示器的熒光屏上消滅其次個(gè)尖形波，依據(jù)兩個(gè)尖形波的距離，可得到障礙物到雷達(dá)的距離，再依據(jù)放射電磁波的方向和仰角，便可判定障礙物的位置．利用多普勒效應(yīng)可測出移動(dòng)物體的速度．雷達(dá)是利用電磁波的微波段工作的．◎例題精講例1.（多選）下列說法正確的是（）A．放射出去的無線電波，可以傳播到無限遠(yuǎn)B．無線電波遇到導(dǎo)體，就可在導(dǎo)體中激起同頻率的振蕩電流C．波長越短的無線電波，越接近直線傳播D．移動(dòng)電話也是通過無線電進(jìn)行通訊的例2.（多選）目前雷達(dá)放射的電磁波頻率多在至的范圍內(nèi)．下列關(guān)于雷達(dá)和電磁波說法正確的是（）A．真空中上述雷達(dá)放射的電磁波的波長范圍在至之間B．電磁波是由恒定不變的電場或磁場產(chǎn)生的C．測出從放射電磁波到接收反射波的時(shí)間間隔可以確定雷達(dá)和目標(biāo)的距離D．波長越短的電磁波，反射性能越強(qiáng)例3.關(guān)于電磁波傳播速度的表達(dá)式v＝λf，下列結(jié)論中正確的是（）A．電磁波的傳播速度只與傳播介質(zhì)有關(guān) B．同一種介質(zhì)中，頻率越高，傳播速度就越大 C．放射能量越大，傳播速度就越大 D．同一種介質(zhì)中，波長越長，傳播速度就越大例4.（多選）下列說法正確的是（）A．LC振蕩回路中，振蕩電流相鄰兩次為零的時(shí)間間隔等于振蕩周期的一半B．LC振蕩回路中，振蕩電流為零時(shí)，電場能為零C．在電磁波接收過程中，把聲音信號或圖像信號從高頻電流中還原出來的過程叫調(diào)制D．電視信號的放射、接收過程為：景物→電信號→電磁波→電信號→圖像例5.在波長分別為290m、397m、566m的無線電波同時(shí)傳向收音機(jī)的接收天線，當(dāng)把收音機(jī)的調(diào)諧電路的頻率調(diào)到756kHz時(shí)；(1)哪種波長的無線電波在收音機(jī)激起的感應(yīng)電流最強(qiáng)？(2)假如想接收到波長為290m的無線電波，應(yīng)當(dāng)把調(diào)諧電路中可變電容器的動(dòng)片旋進(jìn)一些，還是旋出一些？◎鞏固練習(xí)1．電磁波和機(jī)械波具有的共同性質(zhì)是（）A．都是橫波 B．都能夠傳輸能量 C．傳播都需要介質(zhì) D．在介質(zhì)中的傳播速度都與波的頻率有關(guān)2、關(guān)于電磁波，下列說法正確的是()A．只要空間某處的電場或磁場發(fā)生變化，就會(huì)在其四周產(chǎn)生電磁波B．電磁波在真空中自由傳播時(shí)，其傳播方向與電場強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度均垂直C．利用電磁波傳遞信號可以實(shí)現(xiàn)無線通信，但電磁波不能通過電纜、光纜傳輸D．電磁波可以由電磁振蕩產(chǎn)生，若波源的電磁振蕩停止，空間的電磁波隨即消逝3.如圖所示，家用微波爐中使用的微波頻率為2450MHz，則它的波長是（）A．1.2×10-1m B．7.35×10-17mC．1.2×10-4m D．7.35×10-11m4.如圖中A為某火箭放射場，B為山區(qū)，C為城市．放射場正在進(jìn)行某型號火箭的放射試驗(yàn)．為了轉(zhuǎn)播火箭放射的實(shí)況，在放射場建立了放射臺(tái)用于放射廣播與電視信號．已知傳輸無線電廣播所用的電磁波波長為550m，而傳輸電視信號所用的電磁波波長為0.566m．為了不讓山區(qū)攔住信號的傳播，使城市居民能收聽和收看火箭放射的實(shí)況，必需通過建在山頂上的轉(zhuǎn)發(fā)站來轉(zhuǎn)發(fā)________(填“無線電廣播信號”或“電視信號”)．這是由于________．5.公交一卡通(IC卡)內(nèi)部有一個(gè)由電感線圈L和電容C構(gòu)成的LC振蕩電路，公交車上的讀卡機(jī)(刷卡時(shí)“嘀”的響一聲的機(jī)器)向外放射某一特定頻率的電磁波．刷卡時(shí)，IC卡內(nèi)的線圈L中產(chǎn)生感應(yīng)電流，給電容C充電，達(dá)到肯定的電壓后，驅(qū)動(dòng)卡內(nèi)芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和傳輸．下列說法正確的是()A．IC卡工作所需要的能量來源于卡內(nèi)的電池B．僅當(dāng)讀卡機(jī)放射該特定頻率的電磁波時(shí)，IC卡才能有效工作C．若讀卡機(jī)放射的電磁波偏離該特定頻率，則線圈L中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流D．IC卡只能接收讀卡機(jī)放射的電磁波，而不能向讀卡機(jī)傳輸自身的數(shù)據(jù)信息6.（多選）調(diào)諧電路的可變電容器的動(dòng)片從完全旋入到完全旋出仍接收不到較高頻率電臺(tái)發(fā)出的電信號,要收到電臺(tái)信號,應(yīng)()A.增大調(diào)諧電路中線圈的匝數(shù) B.增大電源電壓C.削減調(diào)諧電路中線圈的匝數(shù) D.將線圈中的鐵芯取走7.一臺(tái)收音機(jī)可接收中波、短波兩個(gè)波段的無線電波．打開收音機(jī)后蓋，在磁棒上能看到兩組線圈，其中一組是細(xì)線密繞匝數(shù)多的線圈，另一組是粗線疏繞匝數(shù)少的線圈，收音機(jī)中的調(diào)諧電路為LC電路，由此可以推斷（）．A．匝數(shù)多的電感較大，使調(diào)諧回路的固有頻率較小，故用于接收中波B．匝數(shù)少的電感較小，使調(diào)諧回路的固有頻率較小，故用于接收短波C．匝數(shù)少的電感較小，使調(diào)諧回路的固有頻率較大，故用于接收短波D．匝數(shù)多的電感較大，使調(diào)諧回路的固有頻率較大，故用于接收中波8.收音機(jī)中的調(diào)諧電路電感線圈的自感系數(shù)為L,要想接收波長為λ的電臺(tái)信號,應(yīng)把調(diào)諧電路中電容器的電容調(diào)至(c為光速)()A. B.C. D.9.由自感系數(shù)對應(yīng)的電容之比為()A． B． C．1∶9 D．9∶1※10.（多選）如圖14-8所示為調(diào)幅振蕩電流圖像，此電流存在于電磁波放射和接收的哪些階段（）