14.3电磁波的发射和接收

第十四章电磁波14.3电磁波的发射和接收【知识回顾】电磁波的产生应具备两个条件：（1）要有足够高的频率振荡电路向外界辐射能量的本领，即单位时间辐射出去的的能量，与频率的四次方成正比。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，才能有效地把电磁场的能量传播出去。采取开放电路，如图为LC振荡电路，甲为闭合电路，乙、丙、丁等为开放电路实际的开放电路是线圈的一端用导线与大地相连，这条导线叫地线；线圈的另一端用导线与高高地架在空中的天线相连。无线电波就由这样巨大的开放电路发射出去一、无线电波的发射1、调制：使电磁波随各种信号改变的技术叫做调制（1）调幅（AM）：（2）调频（FM)：使高频振荡电磁波的振幅随信号的强弱而改变调幅后的高频振荡电流它的振幅包络线跟所携带信息的变化规律完全一样，振幅变化的周期与携带信息的变化周期一样．使高频振荡的频率随信号而改变调频后的高频振荡信号的振幅不变，但它的频率按携带信息的强弱而变化，在信息的峰值处频率偏移中心频率最大，频率变化的周期与信息变化的周期一样音频信号无线电波的发射流程图二、无线电波的接收电谐振现象：1、调谐：2、解调（检波）：当接收电路的固有频率跟接收到的无线电波的频率相同时，激起的振荡电流最强，这就是电谐振现象．使接收电路产生电谐振的过程．（可通过调节可变电容器来实现）从经过调制的高频振荡中“检”出调制信号的过程．简单收音机的接收三、无线电波的波段划分波段波长/m频率/MHz传播方式主要用途长波30000～30000.01～0.1地波调幅广播导航中波3000～2000.1～1.5地波和天波中短波200～501.5～6天波调幅广播电报通信短波50～106～30微波米波/(VHF)10～130～300近似直线传播调频广播电视导航分米波/(UHF)1～0.1300～3000直线传播电视雷达导航厘米波0.1～0.013000～30000毫米波0.01～0.00130000～300000注（1）波长大于1mm（频率低于300GHz）的电磁波称做无线电波（2）不同波段的无线电波的传播特点不一样，发射、接收所用的设备和技术也不相同，因此有不同的用途无线电波的波段化分（根据：波长/频率）无线电波的传播方式：长波短波微波微波电磁波的传播方式•地波传播：因为波长很长，能够很好的绕过障碍物，所以可以贴地面传播。——长波、中波、中短波。•天波传播：波长比较短，不容易衍射，容易被吸收，靠距地表50-几百km的电离层反射传播电磁波。——短波•直线传播：波长非常短，•能够穿透电离层，沿直线•传播。——微波第十四章电磁波14.4电磁波与信息化社会一、电磁波与信息的传递（1）从语言的出现到文字的创造，人类文明的每一次重大进步都伴随着信息交流的发展；（2）由于电磁学的进步，人们开始利用电报来传递信息。1844年电报的发明揭开了电信的序幕；（3）电磁波可以通过电缆、光缆进行有线传输，也可以实现无线传输。电磁波的频率越高，相同时间传递的信息量越大；（4）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信息。2、电视（1）1927年，英国发明家贝尔德在伦敦公开表演了向远处传递活动图像的技术；马可尼无线电波电磁波带来的发展人们利用电磁波发展了无线电技术。电磁波给人类社会带来了深刻而又巨大的变化，由此开辟了电子技术的新时代。今日的天空，已充满了各种频率不同、功率不同、传递信息各异的电磁波。由于电磁波的存在以及无线电技术的飞跃发展，人类才能在遥远的他乡，听到和看到亲人的音容笑貌；电报、广播、电视靠它传递；卫星靠它控制、导航……看不见的电波，使得人类社会的发展日新月异。电磁波与我们的生活•电视台通过电磁波，将精彩的电视节目展现给我们。二、电视—作为20世纪最有影响力的发明20世纪50年代年的小电视机1927年，英国发明家贝尔德在伦敦公开表演了向远处传递活动图像的技术；二、电视—作为20世纪最有影响力的发明80年代我们常见的黑白电视机二、电视—作为20世纪最有影响力的发明最新的大屏幕液晶彩电二、电视—作为20世纪最有影响力的发明手表式彩电浴缸式彩电阅读课文P85，试着理解电视机的成像原理简单地说：电视信号是电视台先把影像信号转变为可以发射的——，发射出去后被接收的电信号通过——被还原为光的图象重现荧光屏。现代电视技术通过电子束的扫描，显像管把一幅图像按照各个部分的明暗情况，逐点地变为强弱不同的信号电流，然后用信号电流调制高频电流，最后通过天线把带有信号的电磁波发射出去图像的采集及传输摄像管现代电视技术图像的采集及传输（1）、接收机收到高频信号以后，经过调谐、解调、将得到的图像信号送到显像管。（2）、显像管里的电子枪发射电子束的强弱受图像信号的控制，同时也像摄像管的电子枪那样，在荧光屏上扫描，在荧光屏上就出现了与摄像管屏上相同的图像。（3）、摄像机在1s内传送25幅画面，接收机也同样每1s播25幅图片，由于视觉的暂留效应，人感觉到的是活动的图像。显像管电视广播的发射与接收全过程示意图低频电信号高频载波信号调制发射接收_调谐解调检波还原二.雷达雷达在军事、飞机导航、气象预测方面有巨大作用。二、雷达1、雷达是利用无线电波来测定物体位置的无线电设备。常见的车载雷达预警雷达搜索雷达“铺路爪”远程预警雷达每套8亿美元的美售台预警雷达利用雷达进行天气预报汽车倒车雷达雷达工作原理测距：发射接收利用发射与接收之间的时间差，计算出物体的距离。2、雷达是利用电磁波遇到障碍物（如飞机等）发生反射来工作的，雷达采用的是微波。2tCs移动电话的体积小，发射功率小，天线简单，灵敏度低，必须依靠较大的固定无线电台转接，这种固定电台叫做基地台或基站。三、移动电话•移动通信设备极大的方便了我们的联系。四、因特网电磁波的危害电磁波的危害•电磁波可能造成的伤害•手机释放的电磁辐射对脑细胞的影响•电磁辐射的遗害会不断累积﹐在十至十五年后﹐很可能出现更多因手机普及而导致的癌症病例•电磁辐射对胎儿的发育起到极大的影响。容易导致胎儿畸形和发育不良。电磁波的危害•手机的危害原因•在待机状态下，手机不断的发射电磁波，与周围环境交换信息。•手机在建立连接的过程中发射的电磁波特别强。电磁波的危害•电磁波可能造成的伤害•手机释放的电磁辐射对脑细胞的影响•电磁辐射的遗害会不断累积﹐在十至十五年后﹐很可能出现更多因手机普及而导致的癌症病例•电磁辐射对胎儿的发育起到极大的影响。容易导致胎儿畸形和发育不良。手机危害的预防•移动电话接通瞬间释放的电磁波容易产生不好的影响，所以移动电话响时，一秒后再听手机。•如果身边有其他电话可用，就不要使用手机。在使用手机时，可以采用手机专用耳机，实现远距离使用是比较有效的办法。•休息时不要将手机置于枕头边。•注意手机的摆放位置。医学专家建议我们，手机不用时最好放在包里，但不要放在胸前的口袋中，也不要直接挂在胸前。电磁污染•电磁污染基本上是两大类：一是自然界所固有的；再就是人在利用电磁能时形成的．•目前在人类的生存环境中，自然界固有的电磁辐射的影响已相对较小，人为的电磁辐射的影响却在迅速增大．在我国近十几年来电磁辐射的影响更是爆炸性的增强，“电气烟雾”弥漫在我们周围．•作为人造电磁辐射源，它还涉及很多方面，例如，广播电台、电视台、雷达、导航、通信、射电天文、气象预测、医疗设备中的电针炙、核磁共振等，宇航方面的各种飞行器等电子设备都会辐射电磁波，家庭中使用的微波炉、红外烤箱等家用电器，也都会产生电磁辐射．•生活环境中充满了电磁波，只要是使用电的电器用品，都会放出电磁波。墙壁中看不见的电线，也会使电磁波检测笔哔哔叫。所以睡觉时不要太靠近装有电线的墙壁，以免因电磁波影响而无法好好睡一觉。而现代人人手一手机，它的电磁波其实是很强的。在电脑前拨通手机，大家往往会发现电脑萤幕闪铄不已。又在打开的收音机前拨通手机，收音机也受到很大的干扰。•微波炉的微波也是很强的电磁波，有人曾经做过实验，发现微波抑制了植物的生长！这个实验是将4盆绿豆苗分别放入微波炉中照射微波5秒、10秒、15秒、20秒後，移出置於空旷处。另外一盆完全不照射微波做为实验控制组。观察这5盆绿豆芽每天的生长进度，发现不受微波照射的实验控制组，绿豆苗生长正常。经微波照射过後的植物，只有照射5秒的一盆尚有存活力，其他一概陆续枯萎，可见微波对生物的杀伤力。虽然如此，微波过的食物仍可食入，绝不会吃进微波的！•另外也有人做微波使鱼眼变白的实验，将鱼眼睛放入微波炉中，照射微波九秒後观察鱼眼睛的变化。发现微波使鱼眼睛煮熟了。而当人的眼晴暴露在微波中，人眼晴中的水晶体也会和鱼眼睛一样变白，於是再也看不见东西了，这就是所谓的白内障。因此当妈妈使用微波炉煮点心时，小朋友千万不要在微波炉的玻璃门外看着，以免视力会越来越差。“副作用”尽管电磁波为人类造福，但也给人类带来某些害处，它会干扰人体生理节律，破坏免疫机能，引起头疼、失眠等症状，常被人们称为“无形杀手”。1995年4月，美国一架飞机在航行中，由于机上有人使用手机，使机上的电子设备全部失灵，飞机偏离了航线。所以，电磁污染对人类生存环境的干扰已成为环境科学中的新课题。•电磁波这麽可怕，我们该怎麽预防呢？（一）拔掉插头可防止电磁波：电器用品不使用时，最好将插头拔掉，避免室内环境受到电磁波的侵害。（二）保持距离可减少电磁波：没错，距离越远，电磁波强度越弱。所以在使用电器用品像电脑、电视、电风扇、吹风机、微波炉、电磁炉时，都要远离这些电器用品，以策安全。电磁泄密•磁泄露造成泄密电磁辐射除了造成无法清理的磁污染外，低强度的电磁泄露会带来意想不到的麻烦．•法国某公司机要室附近停了一辆机动车，车内配备有电磁传感器、高灵敏度接受机和简易信息处理系统．车内电子探测系统与机要室的电脑信息网络之间无任何信息传输通道．奇妙的是，车内的显示荧屏上展示的图文信息，居然与机要室微机荧屏上显示的信息完全一样．•这就是因为网络上的荧屏、机壳接缝、键盘、电缆接头等处产生电磁泄露，辐射到空间，它们可以被某些哪怕是简易的探测系统窃收和破译．目前，世界上不少国家都把美国作为电脑间谍活动及信息破坏的对象．为此，五角大楼坚持每年拨款数十亿美元，用来保障所有相关指挥系统的信息安全．•1、要有效地发送低频电信号，必须把低频电信号附加在高频载波上，这个过程在电磁波的发射过程中叫做（）•A、调谐B、解调•C、调制D、检波例与练调制•2、转换电视频道时，选择自己喜欢的电视节目，称为（）•A、调制B、调谐•C、解调D、调幅例与练调谐