选择性必修 第二册 · 人教版
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28 电磁波的应用电磁波谱

免费读1259字2024-07-22

  老师:同学们大家好,今天我们学习电磁波的应用。电磁波谱之前学过麦克斯韦,建立了完整的电磁场理论,从而预言了电磁波的存在,并指出光是一种电磁波。根据Mac思维理论,电磁波具有如下特点,电磁波是横波,它的传播不需要介质,电磁波在真空中的传播速度等于光速。还有就是电磁场具有物质性,它著存有电磁能。电磁波的传播过程就是能量的传播过程。赫斯通过实验证明了麦克思维的电磁场理论,这样就使利用电磁波传递信息成为可能。

  老师:随着电磁学的进步,人们开始利用电信号来传递信息。1844年,有线电报的发明揭开了电信的序幕,电磁波的发现又实现了无线通信。进入20世纪,无线电、广播、雷达、电视和移动电话相继出现。电磁波的频率越高,在相同时间内传递的信息量越大,光的频率比无线电波的频率高得多,因此光缆可以传递大量的信息。

  老师:移动通信、光纤通信和卫星通信是现代通信的三大主要方向。大家看示意图,这就是鹊桥号、终极卫星为嫦娥四号提供通信服务的示意图。我们看一下电视的原理。1927年,贝尔德首次在伦敦公开表演了用电向远处传递活动图像的技术,这标志着电视的诞生。我们先看一下射箭馆,在它的屏上涂有光敏物质,光照越强处它的电阻越小。这样在电子树对每帧图像进行逐点扫描的时候,就可以把光的亮暗转化成电流的大小,从而实现光信号到电信号的转变。那接收端显现管,它可以把电信号再转化成光信号。电子树是在电信号的控制下与摄像管同步扫描,并且每秒钟可以扫描25帧图像,这样就可以实现我们看到的图像是连续的。大家看一下这个示意图,体会一下电视广播的发射和接收过程。图像信号和半音信号经过调制发射出去,在接收端有调斜和剪调、剪拨的过程。把视频信号或者叫图像信号送到显像管,把音频信号送到扬声器,这样观众就可以看电视了。随着电视技术的发展,信号的传输由无线传输逐渐过渡的有线传输和卫星传输,模拟信号也逐渐过渡到数字信号。

  老师:雷达是利用微波遇到障碍物的反射现象来确定物体的位置的。在雷达工作时,利用天线沿一定方向发射无线电脉冲所发出的无线电波,遇到障碍物发生反射,我们可以测量从发射无线电波到接收反射波的延迟时间。t就可以确定障碍物的距离s,大家看一下,从发射到接收到反射回波时间是t,那说明这个距离是1/2ct,然后再利用发射无线电波的方位角和仰角就可以确定障碍物的位置。还有就是根据多普罗效应,利用回波的频率还可以确定障碍物的镜像速度,这是雷达的工作原理。

  老师:雷达是非常重要的军事电子设备,能够远距离探测飞机、潜艇和导弹等目标。除此之外,雷达在交通运输、导航、气象服务、资源探测、环境监测、天体研究方面也有广泛的应用。大家看这个警车可以对社会车辆进行雷达测速,这个是海基预警雷达,这个圆形是雷达罩,这个是预警机,它上面的这个圆盘里边是记载了一档。

  老师:最后看一下移动电话,自从1978年贝尔实验室研制成功

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