《第三节 电磁波的传播和接收》课件_高中物理_选择性必修第二册_沪科版.pptxVIP

电磁波的传播和接收主讲人：

目录01电磁波的基本概念02电磁波的传播特性03电磁波的传播方式04电磁波的接收原理05电磁波的应用实例06电磁波的干扰与防护

电磁波的基本概念01

电磁波的定义电磁波的频率与波长电磁波的物理本质电磁波是由振荡的电场和磁场相互垂直并以光速传播的波。电磁波的频率和波长成反比，频率越高，波长越短，反之亦然。电磁波的传播介质电磁波可以在真空中传播，不需要介质，与声波等其他波不同。

电磁波的产生振荡电路中的电荷加速运动产生振荡电流，进而产生电磁波，如无线电发射塔。振荡电路产生电磁波自然界中的雷电等现象也会产生电磁波，这些电磁波可以被专门的设备接收和分析。自然现象中的电磁波天线通过振荡电流的快速变化，将电能转换为电磁波辐射到空间中，如手机信号发射。天线发射电磁波010203

电磁波的分类电磁波按频率从低到高分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线。按频率分类01根据波长不同，电磁波分为长波、中波、短波、超短波等，每种波长对应不同的传播特性和用途。按波长分类02电磁波可由自然源（如太阳）或人造源（如广播塔）产生，不同源产生的电磁波在应用上有所区别。按产生源分类03

电磁波的传播特性02

传播速度电磁波在真空中的传播速度是光速，即每秒299,792,458米，是宇宙中最快的速度。电磁波在真空中的传播速度01当电磁波进入介质时，其传播速度会减慢，速度取决于介质的电磁性质，如折射率。电磁波在介质中的传播速度02电磁波的传播速度与频率无关，无论频率高低，电磁波在同一种介质中的传播速度是恒定的。电磁波传播速度与频率的关系03

传播介质电磁波在空气中传播时，其速度接近光速，但会受到天气条件如湿度和温度的影响。空气中的传播不同介质对电磁波的传播频率有不同的吸收和折射特性，影响电磁波的传播距离和速度。介质对频率的影响在真空中，电磁波不受介质影响，可以以光速传播，是宇宙通信的理想环境。真空中的传播

传播损耗电磁波在传播过程中遇到障碍物会产生反射、折射，导致接收点信号强度和相位变化，形成多径效应损耗。多径效应损耗电磁波在大气中传播时，会因氧气、水蒸气等成分吸收而产生损耗，尤其在微波频段更为显著。大气吸收损耗自由空间中，电磁波能量随距离增加而衰减，遵循平方反比定律，即距离越远损耗越大。自由空间传播损耗

电磁波的传播方式03

直射波传播直射波沿直线传播，不受大气折射影响，常用于视线通信，如微波通信。直线传播特性01直射波在传播过程中，能量会随着距离增加而衰减，这种现象称为自由空间损耗。自由空间损耗02在直射波传播中，反射波和散射波可能与直射波叠加，产生多径效应，影响信号质量。多径效应影响03

反射波传播电磁波遇到光滑的金属表面时，会发生镜面反射，如无线电波在卫星通信中的反射。镜面反射粗糙表面导致电磁波向不同方向散射，如无线信号在城市建筑间的传播。漫反射电磁波在传播过程中遇到障碍物，会产生多个反射波，造成信号强度和相位的变化。多径效应

折射波传播电磁波在不同介质中的折射当电磁波从一种介质进入另一种介质时，其传播方向会发生改变，如光从空气进入水中。折射率与电磁波传播速度不同介质的折射率不同，电磁波在介质中的传播速度也会随之改变，折射率越高，速度越慢。全反射现象当电磁波从高折射率介质射向低折射率介质时，若入射角大于临界角，会发生全反射现象。

电磁波的接收原理04

接收天线的作用捕捉电磁波信号01接收天线通过其物理结构捕捉空中的电磁波信号，如无线电广播或电视信号。转换信号频率02天线将接收到的电磁波信号转换为适合电子设备处理的频率，以便进一步解码和播放。增强信号强度03接收天线设计用于增强微弱的电磁波信号，确保信号在传输过程中不会丢失或衰减。

接收信号的处理信号放大接收器首先将微弱的电磁波信号放大，以确保后续处理的信号强度足够。频率转换通过混频器将接收到的信号频率转换到一个固定的中频，便于进一步的信号处理。滤波处理滤波器用于去除不需要的频率成分，只保留有用的信号频率，提高信号质量。解调过程解调器将调制的信号还原成原始信息，如音频或视频数据，以便用户接收和理解。

接收机的组成天线系统天线负责捕捉电磁波信号，常见的有偶极天线、抛物面天线等，用于接收不同频段的电磁波。调谐器调谐器用于选择特定频率的信号，通过调谐电路将所需信号与其他信号分离，确保信号纯净。解调器解调器将调谐后的高频信号转换为低频信号，以便进一步处理，如音频或视频信号的解码。放大器放大器增强信号强度，确保信号在传输过程中不会因衰减而失真，是接收机中不可或缺的部分。

电磁波的应用实例05

无线电通信移动电话利用无线电波进行通信，实现了全球范围内的即时通讯，如GSM和LTE网络。移动电话网络Wi-Fi技术使用无线电波连接设备至互联网，广泛应用于家庭、办公室和公共场所