物理：14.3《电磁波的发射和接收》PPT课件(新人教版-选修3-4).ppt

1、14.3电磁波的发射和接收一、无线电波的发射1.要有效发射电磁波，振荡电路须具有如下特点：要有足够高的振荡频率。振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，这样才能有效地把能量辐射出去。2、开路电路：、开路电路： 为了发射电磁波，需要改进振荡电路。为了发射电磁波，需要改进振荡电路。一方面增大电容器极板间距离、减少正对一方面增大电容器极板间距离、减少正对面积；另一方面减少线圈的匝数，以减少面积；另一方面减少线圈的匝数，以减少自感。这样既提高了振荡频率又将磁场和自感。这样既提高了振荡频率又将磁场和电场分散到较大空间。这种电路叫做电场分散到较大空间。这种电路叫做开放开放电路电路。 在实际应用中，开

2、放电路的下部分导线在实际应用中，开放电路的下部分导线通常接地。叫做通常接地。叫做地线地线，上部分导线尽可能分，上部分导线尽可能分散到高处，叫做散到高处，叫做天线天线。电磁波就是通过天线。电磁波就是通过天线和地线所组成的开放电路发射出去的。和地线所组成的开放电路发射出去的。 为了使开放电路中产生振为了使开放电路中产生振荡电流，常用如图所示的方法，荡电流，常用如图所示的方法，使振荡器的线圈使振荡器的线圈L2靠近开放振靠近开放振荡电路的线圈荡电路的线圈L1 。当振荡器。当振荡器中产生振荡电流时，由于互感中产生振荡电流时，由于互感作用，就可以在开放振荡电路作用，就可以在开放振荡电路中产生相同频率的振荡

3、电流，中产生相同频率的振荡电流，这种方法叫做这种方法叫做感应耦合感应耦合。 发发 射射 端端 天线天线常用的调制方式有常用的调制方式有调幅和调频调幅和调频两种：两种：1 1、调幅：、调幅：高频电流或电压的振幅随信号改高频电流或电压的振幅随信号改变，这种调制叫做调幅，用变，这种调制叫做调幅，用AM表示。表示。 2)调频调频：使高频电流或电压的频率随信号改变：使高频电流或电压的频率随信号改变的调制方式叫做调频。用的调制方式叫做调频。用FM表示。表示。 为了传送声音、文字、图象等信号，首先要为了传送声音、文字、图象等信号，首先要把传递的信号转变成电信号。但这种电信号的把传递的信号转变成电信号。但这种

4、电信号的频率较低，不能直接发射出去，需要将这种低频率较低，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。这种频电信号加到高频振荡电流上发射出去。这种要把传递的电信号（叫做要把传递的电信号（叫做调制信号调制信号）加到高频）加到高频振荡电路（叫做振荡电路（叫做载波载波）上的过程叫做）上的过程叫做调制调制；进；进行调制的装置叫做行调制的装置叫做调制器调制器。声音信号声音信号高频振荡电流高频振荡电流使电磁波随使电磁波随各种信号而各种信号而改变改变,叫做叫做调调制制调调 幅幅一一、无线电波的发射无线电波的发射声音信号声音信号高频振荡电流高频振荡电流使电磁波随使电磁波随各种信号而各种信

5、号而改变改变,叫做叫做调调制制调调 频频一一、无线电波的发射无线电波的发射声音信号的调制过程：声音信号的调制过程：调幅调幅 (AM)：中波和短波波段；中波和短波波段；调频调频 (FM)：微波（甚高频和微波（甚高频和超高频波段）超高频波段）处在电磁处在电磁波传播空波传播空间的导体间的导体, ,会产生同会产生同频率的感频率的感应电流应电流我们生活我们生活的空间布的空间布满了强弱满了强弱不同的电不同的电磁波磁波, ,我我们又如何们又如何选出自己选出自己所需的无所需的无线电波呢线电波呢? ?二二 、无线电波的接收无线电波的接收二二 、无线电波的接收无线电波的接收 1. 1.当接收电路的当接收电路的固有

6、频率跟接收到的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时，电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振接收电路中产生的振荡电流最强（这种现荡电流最强（这种现象叫做象叫做电谐振电谐振）二二 、无线电波的接收无线电波的接收可可变变电电容容 2.使接收电路产生电谐振的过程叫做使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐调谐，能够调谐的接收电路叫做能够调谐的接收电路叫做调谐电路调谐电路。 1. 1.当接收电路的当接收电路的固有频率跟接收到的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时，电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振接收电路中产生的振荡电流最强（这种现荡电流最强（这种现象叫做象叫做电谐振电谐振）二二 、无线电波的接收无线电波

7、的接收问题问题: :用调谐器接收到的感应电流是调制的高用调谐器接收到的感应电流是调制的高频振荡电流，这样我们就可以感知信号了吗频振荡电流，这样我们就可以感知信号了吗? ?二二 、无线电波的接收无线电波的接收3.3.检波：从接收到的高频振荡中检波：从接收到的高频振荡中“检检”出所携出所携带的信号，叫做带的信号，叫做检波检波，它是调制的逆过程，因，它是调制的逆过程，因此也叫此也叫解调解调。信号信号调制调制振荡电流振荡电流发射发射调谐电路调谐电路解调解调输出输出无线电波发射和接受流程图无线电波发射和接受流程图无线电波的发射无线电波的发射无线电波的接收无线电波的接收三三. .无线电波的无线电波的波段波

8、段分布（根据：波长分布（根据：波长/ /频率）频率）2.无线电波的传播方式：无线电波的传播方式：长波长波短波短波微波微波微波微波问题讨论问题讨论: :为什么为什么不同波段不同波段的无线电电波采用的无线电电波采用不同不同的传播方式的传播方式? ?知识拓展知识拓展长波长波: :波长较长，容易产生波长较长，容易产生衍射衍射现象。现象。长波在地面传播时能绕过障碍物长波在地面传播时能绕过障碍物（大山、高大建筑物（大山、高大建筑物）长波长波长波长波容易被电离层吸收；容易被电离层吸收；短波短波容易被电离层反射；容易被电离层反射；微波微波容易穿过电离层。容易穿过电离层。短波短波微波微波: 频率很高；频率很高；

9、 直线传播。直线传播。微波微波雷达工作原理测距：发射发射接收接收利用发射与接收之间的时间差，利用发射与接收之间的时间差，计算出物体的距离。计算出物体的距离。电磁波的危害电磁波的危害电磁波的危害电磁波的危害 手机的危害原因手机的危害原因 在待机状态下，手机不断的发射电在待机状态下，手机不断的发射电磁波，与周围环境交换信息。磁波，与周围环境交换信息。 手机在建立连接的过程中发射的电手机在建立连接的过程中发射的电磁波特别强。磁波特别强。电磁波的危害电磁波的危害 电磁波可能造成的伤害电磁波可能造成的伤害 手机释放的电磁辐射对脑细胞的影手机释放的电磁辐射对脑细胞的影响响 电磁辐射的遗害会不断累积电磁辐射

10、的遗害会不断累积在十在十至十五年后至十五年后很可能出现更多因手很可能出现更多因手机普及而导致的癌症病例机普及而导致的癌症病例 电磁辐射对胎儿的发育起到极大的电磁辐射对胎儿的发育起到极大的影响。容易导致胎儿畸形和发育不影响。容易导致胎儿畸形和发育不良。良。手机危害的预防手机危害的预防 移动电话接通瞬间释放的电磁波容易产移动电话接通瞬间释放的电磁波容易产生不好的影响，所以移动电话响时，一生不好的影响，所以移动电话响时，一秒后再听手机。秒后再听手机。 如果身边有其他电话可用，就不要使用手如果身边有其他电话可用，就不要使用手机。在使用手机时，可以采用手机专用耳机。在使用手机时，可以采用手机专用耳机，实

11、现远距离使用是比较有效的办法。机，实现远距离使用是比较有效的办法。 休息时不要将手机置于枕头边。休息时不要将手机置于枕头边。 注意手机的摆放位置。医学专家建议我们，注意手机的摆放位置。医学专家建议我们，手机不用时最好放在包里，但不要放在胸手机不用时最好放在包里，但不要放在胸前的口袋中，也不要直接挂在胸前。前的口袋中，也不要直接挂在胸前。手机危害的预防手机危害的预防 多吃绿茶可以防范辐射。 使用绿色手机。 GSM标准的手机的辐射标准为0.62瓦，而采用CDMA技术的手机其辐射标准要小得多，所以CDMA手机被称作绿色手机。 生活环境中充满了电磁波，只要是使生活环境中充满了电磁波，只要是使用电的电器

12、用品，都会放出电磁波。用电的电器用品，都会放出电磁波。墙壁中看不见的电线，也会使电磁波墙壁中看不见的电线，也会使电磁波检测笔哔哔叫。所以睡觉时不要太靠检测笔哔哔叫。所以睡觉时不要太靠近装有电线的墙壁，以免因电磁波影近装有电线的墙壁，以免因电磁波影响而无法好好睡一觉。响而无法好好睡一觉。而现代人人手一手机，它的电磁而现代人人手一手机，它的电磁波其实是很强的。在电脑前拨通手机，波其实是很强的。在电脑前拨通手机，大家往往会发现电脑萤幕闪铄不已。大家往往会发现电脑萤幕闪铄不已。又在打开的收音机前拨通手机，收音又在打开的收音机前拨通手机，收音机也受到很大的干扰。机也受到很大的干扰。 微波炉的微波也是很强

13、的电磁波，有人微波炉的微波也是很强的电磁波，有人曾经做过实验，发现微波抑制了植物的曾经做过实验，发现微波抑制了植物的生长！这个实验是将生长！这个实验是将4 4盆绿豆苗分别放入盆绿豆苗分别放入微波炉中照射微波微波炉中照射微波5 5秒、秒、1010秒、秒、1515秒、秒、2020秒後，移出置於空旷处。另外一盆完全秒後，移出置於空旷处。另外一盆完全不照射微波做为实验控制组。不照射微波做为实验控制组。观察这观察这5 5盆绿豆芽每天的生长进度，发盆绿豆芽每天的生长进度，发现不受微波照射的实验控制组，绿豆苗现不受微波照射的实验控制组，绿豆苗生长正常。经微波照射过後的植物，只生长正常。经微波照射过後的植物，

14、只有照射有照射5 5秒的一盆尚有存活力，其他一概秒的一盆尚有存活力，其他一概陆续枯萎，可见微波对生物的杀伤力。陆续枯萎，可见微波对生物的杀伤力。虽然如此，微波过的食物仍可食入，绝虽然如此，微波过的食物仍可食入，绝不会吃进微波的！不会吃进微波的！ 另外也有人做微波使鱼眼变白的实验，另外也有人做微波使鱼眼变白的实验，将鱼眼睛放入微波炉中，照射微波九将鱼眼睛放入微波炉中，照射微波九秒後观察鱼眼睛的变化。发现微波使秒後观察鱼眼睛的变化。发现微波使鱼眼睛煮熟了。鱼眼睛煮熟了。 而当人的眼晴暴露而当人的眼晴暴露在微波中，人眼晴中的水晶体也会和在微波中，人眼晴中的水晶体也会和鱼眼睛一样变白，於是再也看不见东

15、鱼眼睛一样变白，於是再也看不见东西了，这就是所谓的白内障。西了，这就是所谓的白内障。 因此使用微波炉煮点心时，千万因此使用微波炉煮点心时，千万不要在微波炉的玻璃门外看着，以免不要在微波炉的玻璃门外看着，以免视力会越来越差。视力会越来越差。 电磁波这麽可怕，我们该怎麽预防电磁波这麽可怕，我们该怎麽预防呢？呢？（一）拔掉插头可防止电磁波：（一）拔掉插头可防止电磁波： 电器电器用品不使用时，最好将插头拔掉，避用品不使用时，最好将插头拔掉，避免室内环境受到电磁波的侵害。免室内环境受到电磁波的侵害。 （二）保持距离可减少电磁波：（二）保持距离可减少电磁波： 没错，没错，距离越远，电磁波强度越弱。所以在距

16、离越远，电磁波强度越弱。所以在使用电器用品像电脑、电视、电风扇、使用电器用品像电脑、电视、电风扇、吹风机、微波炉、电磁炉时，都要远吹风机、微波炉、电磁炉时，都要远离这些电器用品，以策安全。离这些电器用品，以策安全。 2、要提高、要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领，应振荡电路辐射电磁波的本领，应该采取的措施是该采取的措施是()A增大电容器极板间距增大电容器极板间距B使振荡电容器的正对面积足够大使振荡电容器的正对面积足够大C尽可能使电场和磁场分散开尽可能使电场和磁场分散开D增加回路中的电容和电感增加回路中的电容和电感1 1、为了使需要传递的信号发射到远方，必须对、为了使需要传递的信号发射到远方，必

17、须对振荡电流进行振荡电流进行 （ ） A A调制调制 B.B.放大放大 C.C.调谐调谐 D.D.检波检波 A 3 3、无线电广播中波段的波长范围为、无线电广播中波段的波长范围为187560187560米，为了避免邻台干扰，两个相邻电台的频米，为了避免邻台干扰，两个相邻电台的频率至少相差率至少相差10104 4赫，则在此波段中，最多能容赫，则在此波段中，最多能容纳的电台数约：纳的电台数约：( )( ) A A、500500个个 B B、100100个个 C C、187187个个 D D、2020个。个。B4 4、为了实现全球的电视转播，下面的措施中正确的是、为了实现全球的电视转播，下面的措施中

18、正确的是 （ ）A.A.只需发射三颗同步卫星，在赤道平面上空运行只需发射三颗同步卫星，在赤道平面上空运行B.B.至少需发射三颗同步卫星，在赤道平面上空运行至少需发射三颗同步卫星，在赤道平面上空运行C.C.只需发射一颗同步卫星，绕着通过南、北极的上空运只需发射一颗同步卫星，绕着通过南、北极的上空运行行D.D.至少需发射三颗同步卫星，绕着通过南、北极的上空至少需发射三颗同步卫星，绕着通过南、北极的上空运行运行解析：同步卫星只能在赤道平面上空，通过南、北极解析：同步卫星只能在赤道平面上空，通过南、北极的上空运行的卫星不可能是同步卫星。由于电视信号的上空运行的卫星不可能是同步卫星。由于电视信号属于微波

19、段，只能够沿直线传播，为覆盖全球，至少属于微波段，只能够沿直线传播，为覆盖全球，至少需发射三颗同步卫星，使它们静止于正三角形的顶点，需发射三颗同步卫星，使它们静止于正三角形的顶点，地球内切于这个正三角形。地球内切于这个正三角形。 B 5 5、某雷达工作时，发射电磁波的波长、某雷达工作时，发射电磁波的波长2020，每秒脉冲数每秒脉冲数n n50005000，每个脉冲持续时间，每个脉冲持续时间t t0.02s0.02s，问电磁波的振荡频率为多少？最大的侦察距离是多少？问电磁波的振荡频率为多少？最大的侦察距离是多少？解析：根据雷达荧光屏上发射波形和反射波形间的时解析：根据雷达荧光屏上发射波形和反射波

20、形间的时间间隔，即可求得侦察距离，为此反射波必须在后一间间隔，即可求得侦察距离，为此反射波必须在后一个发射波发出前到达雷达接收器。可见，雷达的最大个发射波发出前到达雷达接收器。可见，雷达的最大侦察距离应等于电磁波在雷达发射两个相邻脉冲间隔侦察距离应等于电磁波在雷达发射两个相邻脉冲间隔时间内传播距离的一半。时间内传播距离的一半。8923.0 101.5 1020 10cfHz电磁波在雷达发射两个相邻脉冲间隔时间内传播距离电磁波在雷达发射两个相邻脉冲间隔时间内传播距离所以雷达的最大侦察距离所以雷达的最大侦察距离1()sc tctn 86413 10(0.02 10 )6 105000m 43 10302ssmKm