電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用

關(guān)于電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用（1831-1979）英國物理學(xué)家JamesClerkMaxwell1831年6月13日出生于愛丁堡。15歲發(fā)表第一篇在英國皇家學(xué)會(huì)會(huì)刊上發(fā)表第一篇數(shù)學(xué)論文。16歲進(jìn)入愛丁堡大學(xué)聽課，專攻數(shù)學(xué)。19歲考入劍橋大學(xué)，23歲以優(yōu)異的成績畢業(yè)，并留校工作。24歲就發(fā)表了第一篇關(guān)于電磁學(xué)的論文《論法拉第的力線》29歲起任倫敦皇家學(xué)院物理學(xué)和天文學(xué)教授。30歲相繼發(fā)表了《論物理力線》《電磁動(dòng)力學(xué)理論》兩篇文章1871年起負(fù)責(zé)籌劃卡文迪許實(shí)驗(yàn)室。1879年因癌癥逝世，終年48歲。第2頁,共38頁，2024年2月25日，星期天問題：閉合線圈放在磁場中產(chǎn)生電流的條件?一、麥克斯韋的電磁場理論1、變化的磁場產(chǎn)生電場穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流的實(shí)質(zhì):環(huán)內(nèi)產(chǎn)生了電場，電場驅(qū)使電子定向移動(dòng)而產(chǎn)生了電流，電場的方向與電流方向相同。

將金屬環(huán)拿走，當(dāng)磁場變化時(shí)的電場是否存在？第3頁,共38頁，2024年2月25日，星期天2、變化的電場產(chǎn)生磁場1.麥克斯韋假設(shè)：變化的電場就相當(dāng)于一種電流。2.奧斯特說：恒定電流的周圍會(huì)產(chǎn)生磁場。一、麥克斯韋的電磁場理論第4頁,共38頁，2024年2月25日，星期天一、麥克斯韋的電磁場理論1、變化的磁場產(chǎn)生電場2、變化的電場產(chǎn)生磁場電磁場:變化的電場和變化的磁場是相互聯(lián)系的,形成不可分割的統(tǒng)一體,這就是電磁場。電磁波：變化的電場和變化的磁場交替產(chǎn)生，由發(fā)生區(qū)域向四周由近及遠(yuǎn)地傳播，形成電磁波。電磁波可以在真空中傳播！速度等于光速c=3×108m/s第5頁,共38頁，2024年2月25日，星期天赫茲（1857-1894）赫茲的電火花：第6頁,共38頁，2024年2月25日，星期天二、電磁波譜波長：鄰近的兩個(gè)波峰（或波谷）的距離叫做波長；以λ表示。波速：描述波傳播快慢的物理量叫做波速；頻率：1s內(nèi)有多少次波峰或波谷通過，波的頻率就是多少。單位是赫茲，Hz。波速=波長×頻率

C=λ×f電磁波在真空中的速度：C=3.00×108m/s.第7頁,共38頁，2024年2月25日，星期天二、電磁波譜電磁波譜：按電磁波的波長或頻率大小的順序把它們排列成譜，叫做電磁波譜。第8頁,共38頁，2024年2月25日，星期天

電磁波有能量。電磁波是一種物質(zhì)存在的形式。

第9頁,共38頁，2024年2月25日，星期天射電望遠(yuǎn)鏡第10頁,共38頁，2024年2月25日，星期天第11頁,共38頁，2024年2月25日，星期天第12頁,共38頁，2024年2月25日，星期天第13頁,共38頁，2024年2月25日，星期天問題：我們說話的聲音一般只能傳幾十米，最多只有幾百米；而當(dāng)我們的聲音通過無線電廣播卻可以傳幾千千米以外，甚至傳遍全球。為什么？三、電磁波的發(fā)射和接收聲波：20Hz~20000Hz無線電廣播：0.6MHz調(diào)制：把信息加到載波上，就是使載波隨信號(hào)而改變，叫做調(diào)制。第14頁,共38頁，2024年2月25日，星期天信號(hào)源載波調(diào)制調(diào)幅波AM調(diào)幅：使高頻載波的振幅隨信號(hào)而改變叫做調(diào)幅。無線電波的發(fā)射第15頁,共38頁，2024年2月25日，星期天信號(hào)源載波調(diào)制（加載）調(diào)頻波FM調(diào)頻：使高頻載波的頻率隨信號(hào)而改變叫做調(diào)頻。無線電波的發(fā)射第16頁,共38頁，2024年2月25日，星期天調(diào)諧：選擇特定的電磁波的過程。解調(diào)：將電磁波中攜帶信息的信號(hào)從高頻振蕩信號(hào)中分離出來的過程.無線電波的接收放大至工作電路解調(diào)第17頁,共38頁，2024年2月25日，星期天例題1：據(jù)你所知，哪些場所不宜使用移動(dòng)電話呢？第18頁,共38頁，2024年2月25日，星期天1、信息的拾取和傳感器（1）傳感器：把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成為電學(xué)量或開關(guān)量的元件、器件稱為傳感器。第19頁,共38頁，2024年2月25日，星期天生活中的傳感器第20頁,共38頁，2024年2月25日，星期天1、信息的拾取和傳感器（3）幾種常見傳感器的工作原理溫度傳感器—雙金屬溫度傳感器溫度升高第21頁,共38頁，2024年2月25日，星期天溫度升高電路接通溫度降低1、信息的拾取和傳感器（3）幾種常見傳感器的工作原理溫度傳感器—雙金屬溫度傳感器第22頁,共38頁，2024年2月25日，星期天溫度升高電路接通溫度降低電路斷開1、信息的拾取和傳感器（3）幾種常見傳感器的工作原理溫度傳感器—雙金屬溫度傳感器第23頁,共38頁，2024年2月25日，星期天第24頁,共38頁，2024年2月25日，星期天1、信息的拾取和傳感器（3）幾種常見傳感器的工作原理②光敏電阻傳感器RRG光變強(qiáng)RG變小電流變大電壓變小輸出信號(hào)第25頁,共38頁，2024年2月25日，星期天例題：如右圖所示，為光敏電阻自動(dòng)計(jì)數(shù)器的示意圖，其中Ａ是發(fā)光儀器，Ｂ是傳送帶上物品，Ｒ1為光敏電阻，Ｒ2為定值電阻，此光電計(jì)數(shù)器的基本工作原理應(yīng)是()A．當(dāng)有光照射Ｒ1時(shí)，信號(hào)處理系統(tǒng)獲得高電壓B.光線被遮住時(shí)，信號(hào)處理系統(tǒng)無輸出C．信號(hào)處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓，就計(jì)數(shù)一次D．信號(hào)處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓，就計(jì)數(shù)一次

信號(hào)處理系統(tǒng)BCAR1R2第26頁,共38頁，2024年2月25日，星期天1、信息的拾取和傳感器（3）幾種常見傳感器的工作原理③壓力傳感器壓力變化距離變化電容變化充放電電流變化輸出信號(hào)交流第27頁,共38頁，2024年2月25日，星期天1、信息的拾取和傳感器（3）幾種常見傳感器的工作原理④聲音傳感器聲波振動(dòng)振動(dòng)膜振動(dòng)電容變化充放電電流變化第28頁,共38頁，2024年2月25日，星期天1、以下家用電器中沒有利用溫度傳感器的是（）A、洗衣機(jī)B、電冰箱C、空調(diào)D、電飯鍋

例與練A第29頁,共38頁，2024年2月25日，星期天2、當(dāng)人走到飯店門口時(shí)，門就會(huì)自動(dòng)打開，是因?yàn)殚T上安裝了下列哪種傳感器（）A、溫度傳感器B、壓力傳感器C、紅外線傳感器D、聲音傳感器例與練C第30頁,共38頁，2024年2月25日，星期天3、樓道內(nèi)的燈在白天無論是否有人經(jīng)過都應(yīng)該是關(guān)閉的；晚上，若有人經(jīng)過過道時(shí)，燈才會(huì)自動(dòng)亮起來，其余時(shí)間也應(yīng)該是關(guān)閉的。設(shè)計(jì)這種過道燈要使用敏和敏兩種開關(guān)。光聲例與練第31頁,共38頁，2024年2月25日，星期天2、信息的傳遞1、利用紙和印刷術(shù)傳遞2、利用電來傳遞無線傳輸有線傳輸電磁波：電纜、光纜：方式電磁波的頻率越高，相同時(shí)間傳遞的信息量越大第32頁,共38頁，2024年2月25日，星期天三、信息的處理和數(shù)字通信1、模擬信號(hào)2、數(shù)字信號(hào)電壓tO010101010101010第33頁,共38頁，2024年2月25日，星期天1.建立完整的電磁場理論并預(yù)言電磁波存在的科學(xué)家是()A．法拉第B．奧斯特C．赫茲D．麥克斯韋

例與練D2.以下有關(guān)在真空中傳播的電磁波的說法正確的是()A．頻率越大，傳播的速度越大B．頻率不同，傳播的速度相同C．頻率越大，其波長越大D．頻率不同,傳播速度也不同

B第34頁,共38頁，2024年2月25日，星期天例與練3.關(guān)于紫外線，下列說法中正確的是()A．一切物體都會(huì)發(fā)出紫外線B．紫外線可用于無線電通訊C．紫外線有較高的能量，足以破壞細(xì)胞中的物質(zhì)D．在紫外線照射下，所有物質(zhì)會(huì)發(fā)出熒光C第35頁,共38頁，2024年2月25日，星期天例與練4、為了使需要傳遞的音頻信號(hào)載在電磁波上發(fā)射到遠(yuǎn)方，必須對(duì)高頻交變電流進(jìn)行()A．調(diào)諧B．調(diào)制C．解調(diào)D．檢波5.轉(zhuǎn)換電視頻道，選擇自己喜歡的電視節(jié)目，稱為()A．調(diào)幅B．調(diào)頻C．調(diào)制D．調(diào)諧BD第36頁,共38頁，2024年2月25日，星期天6、一般女同學(xué)發(fā)出聲音的最高頻率約為1.1kHz，這樣的聲音通過中央人民廣播電臺(tái)第二套節(jié)目720kHz向外廣播時(shí)，發(fā)出的無線電波的