電磁波發(fā)射、傳播和接收

1、電磁學的歷史 很早很早以前： 希臘人發(fā)現琥珀摩擦互相吸引 富蘭克林和雷電 伏特和伏打電池（將不同的金屬片插入電解質水溶液形成的電池，通稱伏打電池。 ） 然后呢。1820年！奧斯特發(fā)現電流的磁效應！1831年！法拉第發(fā)現電磁感應的年份！在此之前，他已經努力了將近10年！（詹姆斯克拉克麥克斯韋 出生的年份！只是個巧合,或者是上帝的安排！）麥克斯韋年輕時帥氣！ 麥克斯韋的熱學論（關于分子） 斗志高昂！收貨愛情和婚姻幸福！科學巨人的滄桑與世長辭！惋惜！1879年！科學巨人們 漢斯奧斯特（HansØrsted 1777-1851，丹麥） ,1820年發(fā)現發(fā)現電流的磁效應。 邁克爾法拉第（M

2、ichael Faraday，公元1791-1867，英國） ，1831年發(fā)現電磁感應。 詹姆斯克拉克麥克斯韋（ James Clerk Maxwell ，1831-1879，英國），：論法拉第的力線（1855年12月至1856年2月）；論物理的力線（1861至1862年）；電磁場的動力學理論（1864年12月8日）。麥克斯韋于1873年出版了科學名著電磁理論，并預言了電磁波的存在。 海因里希魯道夫赫茲（Heinrich Rudolf Hertz，18571894，德國） ，1888年，用實驗證實了電磁波的存在。奧斯特法拉第麥克斯韋赫茲3.2 無線電波的發(fā)射、傳播和接收無線電波的發(fā)射、傳播和接

3、收1888年，麥克斯韋發(fā)現電磁場的年，麥克斯韋發(fā)現電磁場的20后，德國物理后，德國物理學家赫茲第一次用實驗證明的電磁波的存在。學家赫茲第一次用實驗證明的電磁波的存在。 在信息技術高速發(fā)展的今天，電磁波對我們來在信息技術高速發(fā)展的今天，電磁波對我們來說越來越重要，例如，廣播、電視要利用電磁波，說越來越重要，例如，廣播、電視要利用電磁波，無線電通信要利用電磁波，航空、航天中的自動無線電通信要利用電磁波，航空、航天中的自動控制和通信聯系都要利用電磁波控制和通信聯系都要利用電磁波那么，學習那么，學習了前面一節(jié)的電磁學內容，我們知道了電磁波是了前面一節(jié)的電磁學內容，我們知道了電磁波是怎樣產生的、它的性質

4、。那么怎樣利用它來傳遞怎樣產生的、它的性質。那么怎樣利用它來傳遞各種信號？各種信號？ 電磁震蕩的傳播形成電磁波 發(fā)發(fā) 射射 端端 一一. .無線電波的發(fā)射無線電波的發(fā)射1.有效發(fā)射無線電波的要求有效發(fā)射無線電波的要求:(1)要有足夠高的頻率要有足夠高的頻率. 頻率越高頻率越高,發(fā)射電磁波的本領越大發(fā)射電磁波的本領越大(2)電場和磁場必須分散到盡可能大的空間電場和磁場必須分散到盡可能大的空間開放電路開放電路（實際（實際開放電路開放電路有天線和地線）有天線和地線）天線天線地線地線電視信號發(fā)射塔上的信號發(fā)射天線無線電信號發(fā)射塔發(fā)射無線電波的目的：發(fā)射無線電波的目的：傳遞信息（信號）傳遞信息（信號）

5、思考思考：我們要傳遞的訊號不是等幅高頻振蕩電流，而是一些：我們要傳遞的訊號不是等幅高頻振蕩電流，而是一些低頻訊號（如：聲音訊號頻率只有幾百至幾千赫茲，圖象訊低頻訊號（如：聲音訊號頻率只有幾百至幾千赫茲，圖象訊號頻率也不過上萬赫茲）能否把它們直接發(fā)送出去？號頻率也不過上萬赫茲）能否把它們直接發(fā)送出去？載波：載波：用來運載信號的高頻等幅波用來運載信號的高頻等幅波2、調制：、調制：把信號把信號“加加”到載波上的過程到載波上的過程 類比：類比：( (電磁波發(fā)射電磁波發(fā)射汽車運貨汽車運貨) )“貨物貨物”要傳送的聲音、圖象等訊號要傳送的聲音、圖象等訊號“裝上貨物裝上貨物”的過程的過程調制信號過程調制信號

6、過程 收音機上面有“AM”和“FM”兩個鍵。分別代表什么？聲音信號聲音信號高頻振蕩電流高頻振蕩電流使載波隨各使載波隨各種信號而改種信號而改變變,叫做叫做調調制制調調 幅幅(1)調幅調幅AM:使高頻振蕩的振幅隨信號而改變使高頻振蕩的振幅隨信號而改變聲音信號聲音信號高頻振蕩電流高頻振蕩電流使載隨各種使載隨各種信號而改變信號而改變,叫做叫做調制調制調調 頻頻(2)調頻調頻FM:使高頻振蕩的頻率隨信號而改變使高頻振蕩的頻率隨信號而改變聲音信號的調制過程：聲音信號的調制過程：二、無線電波的傳播二、無線電波的傳播1、無線電波的、無線電波的波段波段分布分布2、無線電波的傳播方式：、無線電波的傳播方式：微波微

7、波問題討論問題討論: :為什么不同波段的無線電電波采用為什么不同波段的無線電電波采用不同的傳播方式不同的傳播方式? ?長波長波: :波長較長，容易產生衍射現象。波長較長，容易產生衍射現象。長波在地面?zhèn)鞑r能繞過障礙物長波在地面?zhèn)鞑r能繞過障礙物（大山、高大建筑物（大山、高大建筑物）長波容易被電離層吸收；長波容易被電離層吸收；短波短波容易被電離層反射；容易被電離層反射；微波容易穿過電離層。微波容易穿過電離層。微波微波: 頻率很高；頻率很高； 直線傳播。直線傳播?？臻g波、視波空間波、視波 電磁波在空間傳播時，如果遇到導體，會使導體產生感應電流，感應電流的頻率跟激起它的電磁波的頻率相同。因此利用放在

8、電磁波傳播空間中的導體(天線和地天線和地線組成線組成)，就可以接收到電磁波了。發(fā)射的無線電波如何被接收到呢？如何使我們需要的電磁波在接收天線中激起的感應電流最強呢？ 當接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時，接收電路中產生的振蕩電流最強。（這種現象叫做電諧振）2、電諧振：、電諧振：當接收電路的固有頻率跟當接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時，接收接收到的電磁波的頻率相同時，接收電路中產生的振蕩電流最強，這種現電路中產生的振蕩電流最強，這種現象叫做電諧振，相當于機械振動中的象叫做電諧振，相當于機械振動中的共振。共振。三、無線電波的接收：三、無線電波的接收：3、調諧：、調諧：使接

9、收電路產生電諧振的過程叫做調諧，能夠調使接收電路產生電諧振的過程叫做調諧，能夠調諧的接收電路叫做調諧電路。諧的接收電路叫做調諧電路。1、接收無線電波的電路：、接收無線電波的電路：4、調制：、調制：把低頻信號加載到高頻等幅震蕩電流上把低頻信號加載到高頻等幅震蕩電流上叫做調制（分為調頻和調幅）叫做調制（分為調頻和調幅）調頻：調頻：使電磁波的頻率隨信號而改變；使電磁波的頻率隨信號而改變；調幅：調幅：使電磁波的振幅隨信號而改變。使電磁波的振幅隨信號而改變。4 4、解調：、解調：使聲音或圖像從高頻電流中還原出來，這個過程使聲音或圖像從高頻電流中還原出來，這個過程是調制的逆過程，所以叫解調。調幅波的解調也

10、叫是調制的逆過程，所以叫解調。調幅波的解調也叫“檢檢波波”。 類比：類比：( (電磁波接收電磁波接收汽車進站和卸貨汽車進站和卸貨) )“貨物貨物”要傳送的聲音、圖象等訊號要傳送的聲音、圖象等訊號“進站進站”電諧振電諧振“卸貨卸貨”的過程的過程解調信號過程解調信號過程小結 發(fā)射電磁波的條件 無線電波的傳播方式 調制、電諧振、調諧等概念1 1 、下列幾種方式中，能提高振蕩電路向外輻射下列幾種方式中，能提高振蕩電路向外輻射能量本領的有：能量本領的有：A A減小振蕩電路中的電容減小振蕩電路中的電容B B增加振蕩時的電壓增加振蕩時的電壓C C增加電容器充電的電荷量增加電容器充電的電荷量D D用開放電路，

11、不用閉合電路用開放電路，不用閉合電路答案：AD2、關于無線電波的發(fā)射過程，下列說法、關于無線電波的發(fā)射過程，下列說法正確的是：正確的是： A 必須對信號進行調制；必須對信號進行調制； B 必須對信號進行電諧振；必須對信號進行電諧振； C 必須把信號加在高頻電流上；必須把信號加在高頻電流上； D必須使用開放電路必須使用開放電路ACD3 3、無線電接收機中調諧電路的可變電容器、無線電接收機中調諧電路的可變電容器動片，從完全旋入到完全旋出都不能接收到動片，從完全旋入到完全旋出都不能接收到某一較高頻率電臺送出的信號，要接收到電某一較高頻率電臺送出的信號，要接收到電信號，應：信號，應：A A增加電源兩端

12、的電壓增加電源兩端的電壓B B將線圈中的鐵芯取走將線圈中的鐵芯取走C C增大調諧電路中線圈的匝數增大調諧電路中線圈的匝數D D減少調諧電路中線圈的匝數減少調諧電路中線圈的匝數答案：BD4 4、有波長分別為、有波長分別為290m290m、397m397m、566m566m的無線的無線電波同時傳向收音機的接收天線，當把收電波同時傳向收音機的接收天線，當把收音機的調諧頻率調到音機的調諧頻率調到756kHz756kHz時。時。（1 1）哪種波長的無線電波在收音機中產生）哪種波長的無線電波在收音機中產生的電流最強？的電流最強？（2 2）如果想接收到波長為）如果想接收到波長為290m290m的無線電波，的無線電波，應把調諧電路中可變電容器的動片旋進些應把調諧電路中可變電容器的動片旋進些還是旋出些？還是旋出些？397m 397m 旋出些旋出些5 5、關于無線電波的傳播下列敘述正確的是