九年级物理下册102 电磁波的应用(课件)教科版

电磁波的应用电磁波在通信、遥感、空间探测、工农业生产、国防、科学研究及日常生活中都得到了广泛的应用。进入20世纪，无线电通信事业得到了迅猛发展，相继出现了无线电广播、雷达、无线电传真机、电视、无线电寻呼机（BP机）、移动电话（手机）。1957年，第一颗人造卫星发身成功，人类开始步入卫星通信时代。前言一、无线电广播与电视从赫兹用实验证实电磁波的存在后，电磁波很快就应用在远距离无线电通信上。1906年，美国做了一次试验性的广播。以后无线电广播就开始进入千家万户。1932年，英国广播公司播出世界上第一个规范的电视节目，从此，人类开始步入电视时代。电视系统的原理与广播系统的原理基本相同，它们主要由发射系统和接收系统组成，电视系统有图像和声音两部分，而广播系统则只有声音部分。你能说出电视系统及接收流程图吗？广播系统呢？(1)摄像管将光信号转化为电信号（摄像机核心器件）(2)显像管将电信号转化为光信号（电视机核心器件）9.电视发送与接收简介:(3)电视台的发送与电视机的接收(4)为在屏幕上获得整幅的图像,无论摄像管还是显象管都要进行“扫描”.二、移动通信移动通信是指通信双方至少有一方可以自由移动进行信息交换的通信方式。移动通信以其特有的灵活、便捷的优点符合现代社会人们对通信技术的要求，成为20世纪80年代中期以来发展最为迅速的通信方式。你能想象出移动通信的工作模式吗？移动通信系统是一个有线与无线相结合的综合通信系统。以甲市移动用户A与乙市移动用户B进行移动通信为例，其信号流程图如图：移动用户A邻近基站移动交换中心甲市话局乙市话局移动交换中心邻近基站移动用户B10.雷达:通过物体对无线电波反射来发现目标,测定目标有关参考知识1.数字信号:2.多普勒雷达多普勒雷达就是利用多普勒效应进行定位，测速，测距等工作的雷达。所谓多普勒效应就是，当声音，光和无线电波等振动源与观测者以相对速度V相对运动时，观测者所收到的振动频率与振动源所发出的频率有所不同。因为这一现象是奥地利科学家多普勒最早发现的，所以称之为多普勒效应。由多普勒效应所形成的频率变化叫做多普勒频移，它与相对速度V成正比，与振动的频率成反比。脉冲多普勒雷达的工作原理可表述如下：当雷达发射一固定频率的脉冲波对空扫描时，如遇到活动目标，回波的频率与发射波的频率出现频率差，称为多普勒频率。根据多普勒频率的大小,可测出目标对雷达的径向相对运动速度；根据发射脉冲和接收的时间差,可以测出目标的距离。同时用频率过滤方法检测目标的多普勒频率谱线,滤除干扰杂波的谱线，可使雷达从强杂波中分辨出目标信号.所以脉冲多普勒雷达比普通雷达的抗杂波干扰能力强，能探测出隐蔽在背景中的活动目标。机载火控系统用的主要是脉冲多普勒雷达。如美国战机装备的APG－68雷达，代表了机载脉冲多普勒火控雷达的先进水平。它有18种工作方式，可对空中、地面和海上目标边搜索边跟踪，抗干扰性能好，当飞机在低空飞行时，还可引导飞机跟踪地形起伏，以避免与地面相撞。这种雷达体积小，重量轻,可靠性高.脉冲多普勒雷达于20世纪60年代研制成功并投入使用。20世纪70年代以来，美国首先在F-14、F-15、F-16飞机上装备，使战斗机具有“下视”雷达，目前脉冲多普勒雷达广泛用于S-27、S-30、歼-10等三代战斗机。装有脉冲多普勒雷达的预警飞机，已成为对付低空轰炸机和巡航导弹的有效军事装备。此外，这种雷达还用于气象观测，对气象回波进行多普勒速度分辨，可获得不同高度大气层中各种空气湍流运动的分布情况。3.石英晶体振荡器的基本原理(1)、石英晶体振荡器的结构石英晶体振荡器是利用石英晶体（二氧化硅的结晶体）的压电效应制成的一种谐振器件，它的基本构成大致是：从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片（简称为晶片,它可以是正方形、矩形或圆形等），在它的两个对应面上涂敷银层作为电极，在每个电极上各焊一根引线接到管脚上，再加上封装外壳就构成了石英晶体谐振器，简称为石英晶体或晶体、晶振。其产品一般用金属外壳封装，也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。下图是一种金属外壳封装的石英晶体结构示意图。(2)、压电效应若在石英晶体的两个电极上加一电场，晶片就会产生机械变形。反之，若在晶片的两侧施加机械压力，则在晶片相应的方向上将产生电场，这种物理现象称为压电效应。如果在晶片的两极上加交变电压，晶片就会产生机械振动，同时晶片的机械振动又会产生交变电场。在一般情况下，晶片机械振动的振幅和交变电场的振幅非常微小，但当外加交变电压的频率为某一特定值时，振幅明显加大，比其他频率下的振幅大得多，这种现象称为压电谐振，它与LC回路的谐振现象十分相似。它的谐振频率与晶片的切割方式、几何形状、尺寸等有关。(3)、等效电路当晶体不振动时，可把它看成一个平板电容器称为静电电容C，它的大小与晶片的几何尺寸、电极面积有关，一般约几个PF到几十PF。当晶体振荡时，机械振动的惯性可用电感L来等效。一般L的值为几十mH到几百mH。晶片的弹性可用电容C来等效，C的值一般只有0.0002～0.1pF。晶片振动时因摩擦而造成的损耗用R来等效，它的数值约为100Ω。由于晶片的等效电感很大，而C很小，R也小，因此回路的品质因数Q很大，可达1000～10000。加上晶片本身的谐振频率基本上只与晶片的切割方式、几何形状、尺寸有关，而且可以做得精确，因此利用石英谐振器组成的振荡电路可获得很高的频率稳定度。(4)、石英晶体振荡器是高精度和高稳定度的振荡器，被广泛应用于彩电、计算机、遥控器等各类振荡电路中，以及通信系统中用于频率发生器、为数据处理设备产生时钟信号和为特定系统提供基准信号。石英钟走时准、耗电省、经久耐用为其最大优点。石英钟都是以石英晶体振荡器为核心电路。随着电视技术的发展，近来彩电多采用500kHz或503kHz的晶体振荡器作为行、场电路的振荡源，经1/3的分频得到15625Hz的行频，其稳定性和可靠性大为提高。面且晶振价格便宜，更换容易。在通信系统产品中，石英晶体振荡器的价值得到了更广泛的体现.