电磁波的发射和接收+4.4电磁波谱+课件+-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册+.pptxVIP

第四章电磁振荡与电磁波

第3节无线电波的发射和接收

新教材人教版物理（高中选择性必修第二册）

第4节电磁波谱

在普通的LC振荡电路中，电场主要集中在电容器的极板之间，磁场主要集中在线圈内部。在电磁振荡的过程中，电场能和磁场能主要是在电路内互相转化，辐射出去的能量很少，怎样才能有效地发射电磁波呢？

课堂引入

1、了解无线电波的波长范围；

2、了解无线电波的发射过程和调制的简单概念；

3、了解调谐、检波及无线电波接收的基本原理；

4、了解电磁波与信息的传递；

5、知道电磁波谱及组成部分；

6、知道无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线的特点及作用。

学习目标

思考与讨论

太空中的太阳动力学观测台（SDO）可以拍摄到紫外线波段的太阳图像。通过这些图像可以观察到被可见光模糊或者遮挡的日冕等太阳活动。对比波长为211nm的紫外线和可见光的图像可以看出，它与我们常见的太阳大不相同。除了可见光和紫外线，你还知道太阳能发出哪些波段的电磁波吗？

1、有效发射电磁波，必须满足的两个条件：

(1)要有足够高的振荡频率。频率越高，发射电磁波的本领越大。

(2)振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间。

一、无线电波的发射

2、改造LC振荡电路

实际应用中的开放电路是由天线与地线和匝数很少的线圈组成的，对应的L、C都很小，以满足电磁波频率高的条件。

根据振荡频率公式,可知减小自感系数L或减小电容C，都可增大频率。故可考虑增大板间距d，减小正对面积S...

小功率摩尔斯码发射机

开放电路

一、无线电波的发射

问题：我们要传递的信号不是高频振荡电流，而是一些低频信号（如：声音信号频率只有几百至几千赫兹，图象信号频率也不过上万赫兹），它能否直接发射出去？

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。

3、振荡器：能产生频率很高的交变电流的器件

流经

天线

发射高频电磁波

（1）载波：用来携带信号的高频电磁波。

（2）调制：在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术。

①调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变，调幅波，用AM表示。

②调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而变，调频波，用FM表示。

作用

载波

调制器

放大器

五个名词

载波

信号

调制

调幅

调频

“运送货物的车辆”

“待运送的货物”

“装载货物的过程”

“装载货物的方式”

一、无线电波的发射

二、无线电波的接收

②设备：接收天线

1、接收原理和设备

①原理：电磁感应现象，导体遇到电磁波会产生感应电流。

鱼骨天线

卫星接收天线

各种信号

2、筛选装置

→

调谐：使接收电路发生电谐振的过程

调谐电路

当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，这种现象叫做电谐振。

由调谐电路接收到的感应电流，是经过调制的高频电流，还不是我们需要的声音或图像信号，因此还要把声音或图像信号从高频电流中还原出来。这个过程是调制的逆过程，所以叫作解调（demodulation）。调幅波的解调也叫检波。

三、电视广播的发射和接收

信号

振荡电流

①地面无线电传输

②有线网络传输

③卫星传输

不同的传播方式使用不同频率范围的电磁波，采取不同的调制方式。

高频电视信号的传播方式

四、电磁波谱

1、电磁波谱：按电磁波的波长大小或频率高低的顺序把它们排列成谱。

2、电磁波谱的排列：

按波长由长到短依次为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等。

四、电磁波谱

3、无线电波：技术上把波长大于1mm（频率低于300GHz）的电磁波。

波长较长，容易产生衍射现象。

长波容易被电离层吸收；

短波容易被电离层反射；

微波容易穿过电离层。

微波频率很高;直线传播

四、电磁波谱

4、红外线

①.波长比无线电波短，比可见光长。

②.红外线的特性：一切物体都在不停地辐射红外线，物体温度越高，辐射的红外线越强。

③.红外线的应用：红外摄影、红外遥感技术等。

5、可见光

①.波长在700nm~400nm；

频率4.3×1014~7.5×1014Hz

②.分为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色光。

③.可被视网膜感知。

四、电磁波谱

6、紫外线

①.波长在400nm~5nm；

频率4.3×1014~7.5×1014Hz

②.有较高的能量，足以破坏细胞核中的物质。

③.可用于灭菌消毒，荧光效应，主要是化学作用。

7、X射线和γ射线

①.波长比紫外线更短的电磁波。

②.特性：有比紫外线更高的能量，有很强的穿透作用。

③.应用：可用于透视、检查金属内部缺陷。