高中物理选修3-4-14-3 电磁波的发射和接收
基础夯实
1．为了使需要传递的信息(如声音、图像等)加载在电磁波上发射到远方，必须对振荡电流进行()
A．调谐B．放大
C．调制D．检波
答案：C
解析：声音、图像信号的频率很低，不能直接发射出去，只有高频电磁波才能向外发射。所以要用高频携带着低频才能向外发射出去。而把低频信号加到高频电磁波上去的过程叫调制。
2．(2011·延边高二检测)简单的、比较有效的电磁波的发射装置，至少应具备以下电路中的()
①调谐电路；②调制电路；③高频振荡电路；④开放振荡电路
A．①②③B．②③④
C．①④D．①②④
答案：B
解析：比较有效的发射电磁波的装置应该有调制电路、高频振荡电路和开放振荡电路。调制电路是把需要发射的信号装载在高频电磁波上才能发射出去，高频振荡电路能产生高频电磁波，开放振荡电路能把电磁波发送的更远。而调谐电路是在接收端需要的电路。
3．下列关于无线电波的叙述正确的是()
A．无线电波是波长从几十千米到几毫米的电磁波
B．无线电波在任何介质中传播速度均为3.0×108m/s
C．无线电波不能产生干涉和衍射现象
D．无线电波由真空进入介质传播时，波长变短
答案：AD
解析：无线电波的波长是从几十千米到几毫米的电磁波，故选项A正确；干涉、衍射是一切波都具有的特性，故选项C错误；无线电波由真空进入介质时，波速变小，故选项B错误；由v＝λf知，频率不变，波速变小，波长变短，故选项D正确。
4．2008年8月8日号举世瞩目的奥运会在我国北京隆重举行，为了实现全球的电视节目转播，需要借助地球卫星，下列对卫星个数及所处位置的说法正确的是()
A．只需要一颗同步卫星，在赤道平面上空运行
B．至少需要三颗同步卫星，在赤道平面上空运行
C．只需要一颗同步卫星，绕着通过南北极的上空运行
D．至少需要三颗同步卫星，绕着通过南北极的上空运行
答案：B
解析：至少需要设置三颗同步卫星，就基本可以覆盖整个地球表面，其中在两极处还有两个小区域无法覆盖。
5．要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领，应该采取的措施是()
A．增大电容器极板间距
B．使振荡电容器的正对面积足够大
C．尽可能使电场和磁场分散开
D．增加回路中的电容和电感
答案：AC
解析：要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领，应从两个方面考
虑，一是提高振荡频率，二是使电磁场尽可能地分散开，所以C正
确，由f＝
1
2πLC
可知，当增大电容器极板间的距离时，C变小，f
增大，A正确；使电容器正对面积变大，C变大，f变小，B错误；增大回路中的L、C，f变小，D也错误。
6．如图是手机、无线电话调制示意图，请简述其原理。
答案：振荡器产生高频等幅振荡信号，话筒产生低频信号，如图所示。这两种信号完成调制后，调制信号又通过L2与L1耦合到开放电路发射出去。
7．(物理与日常生活)早期电视机接收的频道为1～12频道(48.5 MHz～223 MHz)，现在全频道电视机所接收的频道除了1～12频道外，还包括13～56频道(470 MHz～862 MHz)，试求早期电视和全频道电视机所接收的无线电波的波长范围。
答案：1.35 m≤λ≤6.19m；0.35m≤λ≤6.19m
8．(思维拓展题)科学技术是一把双刃剑。电磁波的应用也是这样。它在使人类的生活发生日新月异变化的同时也存在副作用——电磁污染。频率超过0.1MHz的电磁波的强度足够大时就会对人体构成威胁。按照有关规定，工作场所受到的电磁辐射强度(单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量)不得超过0.50W/m2。若小型无线通讯装置的电磁辐射功率是1W，那么在距离该通讯装置多少米以外是符合规定的安全区域？(已知球面面积S＝4πR2)
答案：0.40
解析：设半径为R的圆以外是安全区。
＝0.50W/m2，所以R≈0.40m。
因为P
4πR2
能力提升
1．图中(a)为一个调谐接收电路，图(b)、图(c)、图(d)为电路中的电流随时间变化的图象，则()
A．i1是L1中的电流图象
B．i1是L2中的电流图象
C．i2是L2中的电流图象
D．i3是流过耳机的电流图象
答案：ACD
解析：L2中由于电磁感应，产生的感应电动势的图象同(a)图相似，但是由于L2和D串联，所以当L2的电压与D反向时，电路不通，因此这时L2没有电流，所以L2中的电流图象应是(b)图。高频部分通过C2，通过耳机的电流如同(c)图中的i3，只有低频的音频电流，故选项A、C、D正确。
2．电视机的室外天线能把电信号接收下来，是因为()
A．天线处在变化的电磁场中，天线中产生感应电流，相当于电源，通过馈线输送给LC电路
B．天线只处于变化的电场中，天线中产生感应电流，相当于电源，通过馈线输送给LC电路
C．天线只是选择地接收某电台信号，而其他电视台信号则不接
收
D．天线将电磁波传输到电视机内
答案：A
解析：室外天线处于空间变化的电磁场中，天线中产生了感应电流，此电流通过馈线输送给LC电路，此电流中空间各电台信号激起的电流均存在，但只有频率与调谐电路频率相等的电信号对应电流最强，然后再通过解调处理进入后面的电路，故选项A正确，B、C、D错误。
3．如图所示为调幅振荡电流图象，此电流存在于电磁波发射和接收中的哪些阶段()
A．经调制后B．经调谐后
C．经检波后D．耳机中
答案：AB
解析：为了把信号传递出去，需要将信号“加”到高频振荡电流上，这就是调制。而图象是将信号加上后使高频振荡电流的振幅随信
号变化，这叫调幅。在接收电路中，经过调谐，回路中将出现调幅振荡电流，经检波后，调幅振荡电流将被削去一半，而在耳机中只有低频信号电流。
4．调谐电路的可变电容器的动片从完全旋入到完全旋出仍接收不到较高频率电台发出的电信号，要收到电信号，应() A．增多调谐电路中线圈的匝数
B．加大电源电压
C．减少调谐电路中线圈的匝数
D．将线圈中的铁芯取走
答案：CD
解析：影响电感L的因素有线圈匝数、粗细、长短及有无铁芯等，而对铁芯和匝数分析的题目较多。当调谐电路的固有频率等于电台发出信号的频率时，发生电谐振才能收听到电台信号。由题意知收不到电信号的原因是调谐电路固有频率低，由以上分析可知在C无法调节的前提下，可减小电感L，即可通过C、D的操作增大f。
5．世界各地有许多无线电台同时广播，用收音机一次只能收听到某一电台的播音，而不是同时收听到许多电台的播音，其原因是()
A．因为收听到的电台离收音机最近
B．因为收听到的电台频率最高
C．因为接收到的电台电磁波能量最强
D．因为接收到的电台电磁波与收音机调谐电路的频率相同，产生了电谐振
答案：D
解析：选台就是调谐过程，使f 固＝f 电磁波，在接收电路中产生电谐振激起的感应电流最强。
6．某居住地A 位于某山脉的一边，山脉的另一边P 处建有一无线电波发射站，如图所示。该发射站可发送频率为400kHz 的中波和400MHz 的微波，已知无线电波在空气中的传播速度都为3×108m/s ，求：
(1)该中波和微波的波长各是多少？
(2)发射站发出的电磁波是经过干涉还是衍射后到达居住地A 处的？
(3)若两种波的接收效果不同，请说明哪一种波的接收效果更好？为什么？
答案：(1)750m 0.75m (2)衍射 (3)400kHz 接收效果好，因为它的波长长，衍射效果更好。
解析：(1)由λ＝c f 知，λ1＝750m ，λ2＝0.75m
(2)无线电波绕过山脉到达A 处，发生了衍射现象。
(3)频率为400kHz的中波接收效果更好，因为它的波长长，衍射现象更明显。
电磁波的发射和接收
课题电磁波的发射和接收信息传递电磁波谱 探究热身 1）叫调制， 目前调制方式有调幅(AM)和调频(FM)，调幅(AM)的特点是： ，调频(FM)的特点: 2）下面两组图象中能说明调幅特点的是组，能说明调频特点的是组。 甲（乙） 3）叫调谐，叫解调。无线电波的接收需要经过和两个过程？ 4）电磁波在真空中传播的速度________3×108m/s．（填“大于”、“小于”或“等于”） 我们可以用电磁波来传递________信号和________信号． 5）可见光的波长在到之间。 学习交流 探究一有效的向外发射电磁波的条件 （1）要有足够高的振荡频率，因为频率越高，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，才有可能有效的将电磁场的能量传播出去。 改造振荡电路——由闭合电路成开放电路（对照教材P81 图14.3-1） 可以有效的向外界发射电磁波？ 探究一电磁波的接收
典例分析 【例1】在电视节目中，我们经常看到主持人与派到热带地区的记者通过同步通信卫星通话，他们之间每一问一答总是迟“半拍”，这是为什么？如果有两个手持卫星电话的人通过同步通信卫星通话，一方讲话，另一方至少要等多长时间才能听到对方的讲话？（已知地球的质量为6.0×1024kg，地球半径为6.4×106 m，万有引力常量为6.67×10-11 N·m2·kg-2） 【例2】一收音机调谐回路中线圈电感是30 μH，电容器可变，最大电容是270 pF，最小电容是30 pF，求接收到的无线电波的波长范围多大？ 自主检测 1．为了使需要传递的信息(如声音、图像等)加载在电磁波上发射到远方，必须对振荡电流进行() A．调谐B．放大C．调制D．检波 2．要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领，应该采取的措施是() A．增大电容器极板间距B．使振荡电容器的正对面积足够大 C．尽可能使电场和磁场分散开D．增加回路中的电容和电感 3、无线电广播中波段的波长范围为187~560米，为了避免邻台干扰，两个相邻电台的频率至少相差104赫，则在此波段中，最多能容纳的电台数约：( ) A、500个 B、100个 C、187个 D、20个。 4、为了实现全球的电视转播，下面的措施中正确的是（） A.至少发射四颗同步卫星，在赤道平面上空运行 B.至少需发射三颗同步卫星，在赤道平面上空运行 C.只需发射一颗同步卫星，绕着通过南、北极的上空运行 D.至少需发射三颗同步卫星，绕着通过南、北极的上空运行 课后练习 教材P84 1 3 4
人教版(2019)高二物理必修三册第十三章第4节电磁波的发现及应用课时练习
第四节电磁波的发现及应用 一、选择题 1．根据麦克斯韦的电磁场理论，下列说法正确的是() A．变化的电场一定能产生磁场 B．变化的磁场一定能产生变化的电场 C．恒定的电场一定能产生恒定的磁场 D．恒定的磁场一定能产生恒定的电场 2．(2020·天津市南开中学高二下学期期中)下列关于电磁波的说法，正确的是() A．电磁波只能在真空中传播 B．电场随时间变化时一定产生电磁波 C．紫外线的波长比X射线的长，它具有杀菌消毒的作用 D．电磁波的传播方向与电场方向(或磁场方向)一致 3．电磁波给人类生活带来日新月异变化的同时，也带来了电磁污染。长期使用如图所示的通信装置，会对人体健康产生影响的是() 4．手机A的号码为12345670002，手机B的号码为12345670008，手机A拨手机B时，手机B发出响声并且显示屏上显示A的号码为12345670002。若手机A置于一透明真空罩中，用手机B拨叫手机A，则() A．发出响声，并显示B的号码为12345670008 B．不发出响声，但显示B的号码为12345670008 C．不发出响声，但显示B的号码为12345670002 D．即不发出响声，也不显示号码 5．(2020·浙江省温州中学高二下学期期中)关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是() A．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息 B．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波
C．太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同 D．遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同 6．(2020·安徽省蚌埠市第五中学高二下学期检测)按频率由小到大，电磁波谱的排列顺序是() A．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线 B．无线电波、可见光、红外线、紫外线、X射线、γ射线 C．γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波 D．红外线、无线电波、可见光、紫外线、γ射线、X射线 7. (2020·荆门市龙泉中学高二下学期检测)如图所示的容器中盛有含碘的二硫化碳溶液，在太阳光的照射下，地面呈现的是圆形黑影，在黑影中放一支温度计，可发现温度计显示的温度明显上升，则由此可判定() A．含碘的二硫化碳溶液对于可见光是透明的 B．含碘的二硫化碳溶液对于紫外线是不透明的 C．含碘的二硫化碳溶液对于红外线是透明的 D．含碘的二硫化碳溶液对于红外线是不透明的 8．(2020·浙江绍兴一中月考)(多选)第四代移动通信技术(4G)采用1 800 MHz～2 635 MHz 频段的无线电波；2020年我国正在全面推行第五代移动通信技术(5G)，采用3 300 MHz～5 000 MHz频段的无线电波。未来5G网络的传输速率是4G网络的50～100倍。下列说法正确的是() A．5G信号和4G信号都是电磁波 B．在真空中5G信号比4G信号传播速度大 C．在真空中5G信号比4G信号的波长小 D．5G信号和4G信号在空间产生的磁场的磁感应强度随时间是均匀变化的 9．(多选)各磁场的磁感应强度B随时间t变化的情况如图所示，其中能产生持续电磁波的是()
人教版物理高中二选修3-4 14.1电磁波的发现同步练习D卷
人教版物理高中二选修3－4 14.1电磁波的发现同步练习D卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、选择题： (共15题；共30分) 1. （2分） (2017高二下·绵阳期中) 关于电磁场和电磁波，下列说法不正确的是（） A . 变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场 B . 麦克斯韦第一次通过实验验证了电磁波的存在 C . 无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、γ射线都是电磁波 D . 紫外线是一种波长比紫光更短的电磁波，能够灭菌消毒 【考点】 2. （2分） (2017高二下·曲周期末) 以下说法中不正确的是（） A . 简谐运动中回复力总指向平衡位置 B . 太阳光是偏振光 C . 电磁波是横波，它的传播不需要介质 D . 家电的遥控器是利用红外线的遥感 【考点】 3. （2分） (2020高二上·嘉定月考) 下列波中，不属于电磁波的是（） A . X射线 B . 红外线 C . 超声波
D . γ射线 【考点】 4. （2分）磁卡的词条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈，当以速度v0刷卡 时，在线圈中产生感应电动势．其E﹣t关系如图所示．如果只将刷卡速度改为，线圈中的E﹣t关系可能是（） A . B . C . D . 【考点】 5. （2分）下列关于电磁场理论的说法，正确的是（） A . 变化的磁场产生电场
B . 电磁场理论是由法拉第提出的 C . 安培用实验验证了电磁场理论 D . 电磁场就是空间内有稳定的电场和磁场 【考点】 6. （2分） (2019高二下·绵阳期末) 关于电磁波，下列说法正确的是（） A . 只要有周期性变化的电场，就可以形成电磁波 B . 电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关 C . 电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度垂直 D . 利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过光缆传输 【考点】 7. （2分）下列说法中正确的是（） A . 在电场周围一定存在磁场 B . 静止电荷能够在周围空间产生稳定的磁场 C . 变化的电场和磁场互相激发，形成由近及远传播形成电磁波 D . 以上说法都不对 【考点】 8. （2分）关于电磁波，下列说法正确的是 A . 雷达是用X光来确定物体位置的设备
第4章3电磁波的发射和接收
第四章电磁波及其应用 三、电磁波的发射和接收 1．使载波随着发送的信号而改变的过程叫作 A．调谐B．检波 C．调制D．解调 解析把信息加在载波上，使载波随信号而改变，这种技术叫调制。 答案 C 2．下列说法中正确的是 A．无线电技术中使用的电磁波叫作无线电波 B．无线电波在真空中的波长范围从几米到几十千米 C．无线电波的频率越低越容易发射 D．发射无线电波的目的是为了向远处传送电能 解析无线电技术中使用的电磁波叫无线电波，故A正确。无线电波的波长一般在几毫米到几十千米，故B错误，无线电波频率越高越容易发射，发射无线电波的目的主要是为了输送信号，故C、D错误。 答案 A 3．下列关于手机的说法中正确的是 A．手机仅能发射电磁波 B．手机仅能接收电磁波 C．手机既能发射电磁波又能接收电磁波 D．手机通话时，不需要基站进行中转 解析手机既能传送信息又能接收信息，故既能发射也能接收电磁波，当手机与其他用户通话时，必须通过基站中转。所以A、B、D错误。 答案 C 4．电视机换台时，实际上是在改变 A．电视台的发射频率 B．电视机的接收频率
C．电视台发射的电磁波的波速 D．电视机接收的电磁波的波速 解析电视机接收到的电磁波的频率不同，从而收看到的电视频道不同，所以换台是改变电视机的接收频率。 答案 B [限时45分钟，满分60分] 一、选择题(每小题4分，共36分) 1．以下说法中，正确的是 A．电视和录音机都能接收电磁波 B．无线电广播用长波 C．电视使用短波 D．kHz表示千赫，MHz表示兆赫 解析录音机的工作原理是把磁带里包含有的磁信号还原为声音，与接收电磁波毫无关联；电磁波里的长波不用作无线电广播，只有中、短波才用作无线电广播；电视的传播使用微波而不是短波；在收音机里常有符号kHz和MHz，它们分别代表千赫和兆赫。 答案 D 2．下列应用没有利用电磁波技术的是 A．无线电广播B．移动电话 C．雷达D．白炽灯 解析白炽灯利用的是电流的热效应，其余三个选项应用的是电磁波技术，选项D正确，A、B、C错误。 答案 D 3．(多选)一台最简单的收音机，除了接收天线和扬声器外，至少还必须具备下列哪几个单元电路 A．调谐电路B．调制电路 C．振荡电路D．检波电路 解析最简单的收音机具有调谐电路和检波电路。 答案AD 4．手机A拨手机B时，手机B发出铃声，屏上显示A的号码，若将手机A置于一真空玻璃罩中，用手机B拨手机A，则
无线电波的发射与接收
第一章无线电波的发射与接收 我们在物理学的学习中知道，通有交流电的导线，会在它周围产生变化的磁场，变化的磁场又能在它周围引起变化的电场，而变化的电场还将在它周围更远的空间引起变化的磁场。这种不断交替变化，由近及远传播的电磁场就叫电磁波。无线电技术中使用的电磁波叫无线电波。 无线电广播、电视广播都是利用无线电波进行传播信号的。现代通讯离不开无线电波。本章将介绍无线电波的波长、频率、波段划分，以及它的发射与接收。 第一节无线电波的波长、频率与波段划分 一、无线电波波段的划分 表1-1无线电波波段的划分 理论和实验都可以证明，无线电波在真空中的传播速度跟实验测得的光速相等，即 C=3.0×108m/s 无线电波在一个振荡周期T内传播的距离叫做波长。波长、频率和无线电波传播速度c的关系为 λ=c/f
式中：λ一无线电波的波长，单位m ； c 一无线电波的传播速度，单位m/s; f 一无线电波的频率，单位H Z 无线电波的波长从不到一毫米到几十千米（频率范围由几十千赫到几十万兆赫）。通常根据波长〔频率）把无线电波划分成几个波段，如表1-1所示。 二、无线电波的传播 无线电波是横波，即电场和磁场的方向都跟波的传播方向垂直。在无线电波中各 处 的电场强度和磁感应强度的方向也总是互相垂直的，如图1-1所示。不同波长的电磁波，传播特性不相同；其传播方式大致可分为地波、天波和空间波三种形式。 (一）地波 沿地球表面空间向外传播的无线电波叫地波，如图1-2(a)所示。波具有衍射特性，当无线电波的波长大于或相当于山坡、建筑物等障碍物的尺寸时，它可以绕过障碍物继续向前传播。 地球是导体，地波沿地面传播时，地球表面因电磁感应而产生感应电流，因此要消耗能量，并且能量损耗随频率升高而增大。考虑到能量损失，只有中、长波才利用地波方式传播。由于地波传播稳定可靠，在超远 程无线电通讯和导航等方面多采用中长波。 图1-1无线电波传播示意图 (二)天波 依靠电离层的反射作用传播的无线电波叫做天波，如图1-2(b 〕所示。在地球表面的大气层中，大约在60km 到400km 的范围内，由于太阳光的照射，气体分子分解为带正电的离子和自由电子，这就是电离层。电离层一方面可以反射无线电波，反射本领随频率增大而减小。实践表明，波长短于10m 的微波会穿过电离层飞向宇宙，它只能反射短波或波长更长的无线电波。电离层另一方面要吸收无线电波，吸收本领随频率减小而增大，中波和中短波一部分被吸收，因此，只有短波多采用天波方式传播。 天波传播受外界影响较大，它与电离层强度、太阳辐射强度等多种因素有关，.由于这些原因，收音机夜晚收到的电台比白天多， (三）空间波 沿直线传播的无线电波叫做空间波，它包括由发射点直接到达接收点的直射波和经地面反射到接收点的反射波，如图1-2(C 〉所示。
无线电波传播方式与各频段的利用
无线电波传播方式与各频段的利用 无线电通信是利用电磁波在空间传送信息的通信方式。电磁波由发射天线向外辐射出去，天线就是波源。电磁波中的电磁场随着时间而变化，从而把辐射的能量传播至远方。无线电波共有以下七种传播方式（附图为无线电波传播方式示意图）。 （1）波导方式当电磁波频率为30kHz以下（波长为10km以上）时，大地犹如导体，而电离层的下层由于折射率为虚数，电磁波也不能进入，因此电磁波被限制在电离层的下层与地球表面之间的空间内传输，称为波导传波方式； （2）地波方式沿地球表面传播的无线电波称为地波（或地表波），这种传播方式比较稳定，受天气影响小； （3）天波方式射向天空经电离层折射后又折返回地面（还可经地面再反射回到天空）的无线电波称为天波，天波可以传播到几千公里之外的地面，也可以在地球表面和电离层之间多次反射，即可以实现多跳传播。 （4）空间波方式主要指直射波和反射波。电波在空间按直线传播，称为直射波。当电波传播过程中遇到两种不同介质的光滑界面时，还会像光一样发生镜面反射，称为反射波。 （5）绕射方式由于地球表面是个弯曲的球面，因此电波传播距离受到地球曲率的限制，但无线电波也能同光的绕射传播现象一样，形成视距以外的传播。 （6）对流层散射方式地球大气层中的对流层，因其物理特性的不规则性或不连续性，会对无线电波起到散射作用。利用对流层散射作用进行无线电波的传播称为对流层散射方式。 （7）视距传播指点到点或地球到卫星之间的电波传播。 附表给出了从甚低频（VLF）至极高频（EHF）频段的电波传播方式、传播距离、可用带宽以及可能形成的干扰情况。
在确定无线电系统实际通信距离、覆盖范围和无线电干扰影响范围时，无线电传播损耗是一个关键参数。无线电通信系统若不进行科学的频率指配和严格的系统设计与场强预测，会使系统之间产生严重干扰而不能正常工作。为了保证无线电通信用户的通信质量，确保无线电波发射的业务覆盖服务区和电波传播的可靠程度，必须仔细地计算从接收天线到发射天线之间的传播损耗。理论上讲，在自由空间无线电波的传播损耗大小与传播距离的平方及使用频率的平方成正比关系，但是在确定无线电系统实际通信距离、覆盖范围和无线电干扰影响范围时，同时还要考虑在传播路径上存在着各种各样的影响，如高空电离层影响，高山、湖泊、海洋、地面建筑、植被以及地球曲面的影响等，因而电波具有反射、绕射、散射和波导传播等传播方式。在研究电波传播特性时，通常以数学表达式来描述这些传播损耗特性，即所谓的数学模型。无线电波传播模型通常是很复杂的，必须对不同的频段使用不同的电波传播模型，以预测电台覆盖和传播场强。下面简要地叙述几种传播方式（详细数学公式略）。 VLF(f< 30kHz) 频率低于30kHz的电波，传播损耗近似等于自由空间传播损耗，即相当于电波在理想的、均匀的、各向同性的介质中传播，不发生反射、折射、绕射和吸收现象，只存在因电磁能量扩散引起的传播损耗。在此频段内，电波在电离层与地球之间可以以波导方式沿地球表面进行传播。 LF(30kHz< f< 300kHz) 在这个频段内，有两种重要的传播方式：地波方式及电离层天波方式。天波信号幅度具有明显的昼夜变化，这是由于电离层吸收和变化
高中物理-电磁波的发现导学案
高中物理-电磁波的发现导学案 【学习目标】 知道麦克斯韦电磁理论的主要内容,知道电磁波的形成和特点,知道赫兹的贡献 【重点难点】 麦克斯韦电磁理论、电磁波的形成和电磁波的特点; 麦克斯韦电磁理论的理解. 【课前预习】 一、伟大的预言 （1）变化的磁场产生电场：实验基础：在变化的磁场中放一个闭合电路,电路里将会产生感应电流,麦克斯韦对现象的分析：回路中有感应电流产生,一定是变化的磁场产生了电场,自由电荷在电场力作用下发生了定向移动,麦克斯韦第一条假设,即使在变化的磁场周围没有闭合回路,同样要产生电场,变化的磁场产生电场是一个普遍规律。 （2）变化的电场产生磁场：麦克斯韦确信自然规律的统一性、和谐性,相信电场和磁场的对称之美,他大胆的假设,既然变化的磁场能产生电场,变化的电场也会在空间产生磁场。 二、电磁波 （1）麦克斯韦集电磁学研究成果之大成,不仅预言了电磁波的存在,而且揭示了电、磁、光现象在本质上的统一性,建立了完整的电磁场理论。 （2）电磁波的产生：如果空间某区域存在不均匀变化的电场,那么它就在空间引起不均匀变化的磁场,这个不均匀变化的磁场又引起新的不均匀变化的电场,于是,变化的电场和变化的磁场交替产生,由近及远向周围传播,形成了电磁波。 （3）根据麦克斯韦的电磁理论,电磁波中的电场与磁场方向互相垂直,而且二者均与波的传播方向垂直,因此电磁波是横波。 （4）麦克斯韦指出了光的电磁本质,他预言电磁波的速度等于光速。 三、赫兹的实验： 1.赫兹证实了电磁波的存在。 2.其它实验成果：赫兹做了一系列的实验,观察到了电磁波的反射、折射、干涉、衍射和偏振现象,并通过测量证明,电磁波在真空中具有与光相同的速度,证实了麦克斯韦关于光的电磁场理论。 【预习检测】 1．建立完整的电磁场理论并预言电磁波存在的科学家是（）
14.3电磁波的发射和接收教案
电磁波的发射和接收 【教学目标】 （一）知识与技能 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。 （二）过程与方法 通过观察总结了解无线电波的基本应用，了解现代技术的应用方法，学会基本原理。 （三）情感、态度与价值观 通过对无线电波应用原理的基本认识感悟科学技术的价值和重要性。端正科学态度，培养科学的价值观。 【教学重点】对本节基本概念的理解。 【教学难点】对调谐的理解，无线电波发射与接收过程。 【教学方法】演示推理法和分析类比法 【教学用具】信号源，示波器，收音机，录音机，调频发射机，计算机多媒体，实物投影仪等。 【教学过程】 （一）引入新课 师：在信息技术高速发展的今天，电磁波对我们来说越来越重要，无论是广播、电视还是无线电通信以及航空、航天中的自动控制和通信联系，都离不开电磁波．在无线电技术中使用的电磁波叫做无线电波，那么无线电波是怎样发射和接收的呢？这节课我们就来学习电磁波的发射和接收。 （二）进行新课 1．无线电波的发射 师：请同学们讨论，在普通LC振荡电路中能否有效地发射电磁波？ 学生讨论。 生：在普通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。在电磁振荡过程中，电场能和磁场能的相互转化主要是在电路内部完成的，辐射出去的能量很少。不能有效地发射电磁波 师：有效地发射电磁波的条件是什么？ 学生阅读教材有关内容。 师生总结：要有效地向外发射电磁波，振荡电路要满足如下条件： （1）要有足够高的振荡频率。 （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。
高中物理电磁波知识点总结
高中物理电磁波知识点总结 麦克斯韦电磁场理论知识点的核心思想是：变化的磁场可以激发涡旋电场,变化的电场可以激发涡旋磁场;电场和磁场不是彼此孤立的,它们相互联系、相互激发组成一个统一的电磁场.麦克斯韦进一 步将电场和磁场的所有规律综合起来,建立了完整的电磁场理论体系.这个电磁场理论体系的核心就是麦克斯韦方程组， 麦克斯韦方程组是由四个微分方程构成,： (1)描述了电场的性质.在一般情况下,电场可以是库仑电场也可以是变化磁场激发的感应电场,而感应电场是涡旋场,它的电位移线 是闭合的,对封闭曲面的通量无贡献， (2)描述了磁场的性质.磁场可以由传导电流激发,也可以由变化电场的位移电流所激发,它们的磁场都是涡旋场,磁感应线都是闭合线,对封闭曲面的通量无贡献. (3)描述了变化的磁场激发电场的规律。 (4)描述了变化的电场激发磁场的规律， 麦克斯韦方程都是用微积分表述的,具体推导的话要用到微积分,高中没学很难理解,我给你把涉及到的方程写出来,并做个解释,你要是还不明白的话也不用着急,等上了大学学了微积分就都能看懂了： 1、安培环路定理,就是磁场强度沿任意回路的环量等于环路所包围电流的代数和. 2、法拉第电磁感应定律,即电磁场互相转化,电场强度的弦度等于磁感应强度对时间的负偏导. 3、磁通连续性定理,即磁力线永远是闭合的,磁场没有标量的源,麦克斯韦表述是：对磁感应强度求散度为零. 4、高斯定理,穿过任意闭合面的电位移通量,等于该闭合面内部的总电荷量.麦克斯韦：电位移的散度等于电荷密度，
1.振荡电流和振荡电路 大小和方向都做周期性变化的电流叫振荡电流，能产生振荡电流的电路叫振荡电路，LC电路是最简单的振荡电路。 2.电磁振荡及周期、频率 (1)电磁振荡的产生 (2)振荡原理：利用电容器的充放电和线圈的自感作用产生振荡 电流，形成电场能与磁场能的相互转化。 (3)振荡过程：电容器放电时，电容器所带电量和电场能均减少，直到零，电路中电流和磁场均增大，直到最大值。 给电容器反向充电时，情况相反，电容器正反方向充放电一次，便完成一次振荡的全过程。 (4)振荡周期和频率：电磁振荡完成一次周期性变化所用时间叫 电磁振荡的周期，一秒内完成电磁振荡的次数叫电磁振荡的频率。 对于LC振荡电路， (5)电磁场：变化的电场在周围空间产生磁场，变化磁场在周围 空间产生电场，变化的电场和磁场成为一个完整的整体，就是电磁场。 3.电磁波 (1)电磁波：电磁场由近及远的传播形成电磁波 (2)电磁波在空间传播不需要介质，电磁波是横波，电磁波传递 电磁场的能量。 (3)电磁波的波速、波长和频率的关系， 4.电磁波的发射，传播和接收 (1)发射
电磁波的发射和接收
【教学目标】 （一）知识与技能 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。 （二）过程与方法 通过观察总结了解无线电波的基本应用，了解现代技术的应用方法，学会基本原理。 （三）情感、态度与价值观 通过对无线电波应用原理的基本认识感悟科学技术的价值和重要性。端正科学态度，培养科学的价值观。 【教学重点】对本节基本概念的理解。 【教学难点】对调谐的理解，无线电波发射与接收过程。 【教学方法】演示推理法和分析类比法 【教学过程】 （一）引入新课 师：在信息技术高速发展的今天，电磁波对我们来说越来越重要，无论是广播、电视还是无线电通信以及航空、航天中的自动控制和通信联系，都离不开电磁波．在无线电技术中使用的电磁波叫做无线电波，那么无线电波是怎样发射和接收的呢这节课我们就来学习电磁波的发射和接收。 （二）进行新课 1．无线电波的发射 学生讨论。 师：有效地发射电磁波的条件是什么 学生阅读教材有关内容。 师生总结：要有效地向外发射电磁波，振荡电路要满足如下条件： （1）要有足够高的振荡频率。 （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。 师生一起讨论后，引出开放电路的概念。将闭合电路变成开放电路就可以有效地把电磁波发射出去。 如图所示，是由闭合电路变成开放电路的示意图。 师：无线电波是由开放电路发射出去的。 讲解：在实际应用中常把开放电路的下端跟地连接。跟地连接的导线叫做地线。线圈上部接到比较高的导线上，这条导线叫做天线。天线和地线形成了一个敞开的电容器，电磁波就是由这样的开放电路发射出去的。电视发射塔要建得很高，是为了使电磁波发射得较远。实际发射无线电波的装置中还需在开放电路旁加一个振荡器电路与之耦合，如图所示。 振荡器电路产生的高频率振荡电流通过l2与l1的互感作用，使l1也产生同频率的振荡电流，振荡电流在开放电路中激发出无线电波，向四周发射． 师：发射电磁波是为了利用它传递某种信号。例如无线电报传递的是电码符号，无线电广播传递的是声音，电视广播传递的不仅有声音，还有图像。这就要求发射的电磁波随信号而改变。电磁波是怎样传递这些信号的呢 讲解：在电磁波发射技术中，如果把这种电信号“加”到高频等幅振荡电流上，那么，载有信号的高频振荡电流产生的电磁波就载着要传送的信号一起发射出去。把要传递的信号“加”到高频等幅振荡电流上，使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制。 进行调制的装置叫做调制器。要传递的电信号叫做调制信号。 使高频振荡电流的振幅随调制信号而改变叫做调幅（am）。
最新14.3 电磁波的发射和接收教案
14.3 电磁波的发射和接收 【教学目标】 （一）知识与技能 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。 （二）过程与方法 通过观察总结了解无线电波的基本应用，了解现代技术的应用方法，学会基本原理。 （三）情感、态度与价值观 通过对无线电波应用原理的基本认识感悟科学技术的价值和重要性。端正科学态度，培养科学的价值观。 【教学重点】对本节基本概念的理解。 【教学难点】对调谐的理解，无线电波发射与接收过程。 【教学方法】演示推理法和分析类比法 【教学用具】信号源，示波器，收音机，录音机，调频发射机，计算机多媒体，实物投影仪等。 【教学过程】 （一）引入新课 师：在信息技术高速发展的今天，电磁波对我们来说越来越重要，无论是广播、电视还是无线电通信以及航空、航天中的自动控制和通信联系，都离不开电磁波．在无线电技术中使用的电磁波叫做无线电波，那么无线电波是怎样发射和接收的呢？这节课我们就来学习电磁波的发射和接收。 （二）进行新课 1．无线电波的发射 师：请同学们讨论，在普通LC振荡电路中能否有效地发射电磁波？ 学生讨论。 生：在普通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。在电磁振荡过程中，电场能和磁场能的相互转化主要是在电路内部完成的，辐射出去的能量很少。不能有效地发射电磁波 师：有效地发射电磁波的条件是什么？ 学生阅读教材有关内容。 师生总结：要有效地向外发射电磁波，振荡电路要满足如下条件： （1）要有足够高的振荡频率。 （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。
高中物理选修-电磁波知识点总结
高中物理选修3-4电磁波知识点总结 第二章第一节机械波的形成和传播 1.机械波的形成和传播(以绳波为例) (1)绳上的各小段可以看做质点. (2)由于绳中各部分之间都有相互作用的弹力联系着，先运动的质点带动后一个质点的运动，依次传递，使振动状态在绳上传播. 2.介质能够传播振动的物质. 3.机械波 (1)定义：机械振动在介质中的传播. (2)产生的条件①要有引起初始振动的装置，即波源. ②要有传播振动的_介质_. (3)机械波的特点 ①前面质点带动后面质点的振动，后面质点重复前面质点的振动，并且离波源越远，质点的振动越_滞后_. ②各质点振动周期都与波源振动_相同_. ③介质中每个质点的起振方向都和波源的起振方向相同_. ④波传播的是振动这种形式，而介质的每个质点只在自己的平衡位置附近振动，并不随波迁移. ⑤波在传播“振动”这种运动形式的同时，也在传递能量，而且可以传递信息__. 1.波的分类 按介质中质点的振动方向和波的传播方向的关系不同，常将波分为横波和纵波 . 2.横波 (1)定义：介质中质点的振动方向和波的传播方向垂直的波. (2)标识性物理量 ①波峰：凸起来的最高处. (质点振动位移正向最大处) ②波谷：凹下去的最低处. (质点振动位移负向最大处) 3.纵波 (1)定义：介质中质点的振动方向和波的传播方向平行的波. (2)标识性物理量①密部：介质中质点分布密集的部分. ②疏部：介质中质点分布稀疏的部分. 4.简谐波如果传播的振动是简谐运动，这种波叫做简谐波. 波动过程中介质中各质点的运动规律 （1）质点的“守位性”：机械波向外传播的只是振动的形式和能量，质点只在各自的平衡位置附近震动，并不随波迁移。 （2）“相同性”：介质中各质点均做受迫振动，各质点振动的周期和频率与波源振动的周期和频率相同，而且各质点开始振动的方向也相同，即各质点的起振方向相同。 （3）“滞后性”：离波源近的质点带动离波源远的质点依次振动，即离波源近的质点振动开始越早，离波源越远的质点振动开始越晚。 波动过程中介质中各质点的振动周期都与波源的振动周期相同，其运动特点可用三句话来描述： (1)先振动的质点带动后振动的质点； (2)后振动的质点重复前面质点的振动； (3)后振动的质点的振动状态落后于先振动的质点. 概括起来就是“带动、重复、落后”. 已知波的传播方向，可以判断各质点的振动方向，反之亦然. 判断方法一：带动法
无线电波的传播特性
无线电波的传播特性 1、无线电波的传播特性及信号分析 甚低频VLF 3-30KHz 超长波1KKm-100Km 空间波为主海岸潜艇通信;远距离通信;超远距离导航低频LF 30-300KHz 长波10Km-1Km 地波为主越洋通信;中距离通信;地下岩层通信;远距离导航中频MF 0.3-3MHz 中波1Km-100m 地波与天波船用通信;业余无线电通信;移动通信;中距离导航高频HF 3-30MHz 短波100m-10m 天波与地波远距离短波通信;国际定点通信 甚高频VHF 30-300MHz 米波10m-1m 空间波电离层散射（30-60MHz）;流星余迹通信;人造电离层通信（30-144MHz）;对空间飞行体通信;移动通信 超高频UHF 0.3-3GHz 分米波1m-0.1m 空间波小容量微波中继通信;（352-420MHz）;对流层散射通信（700-10000MHz）;中容量微波通信（1700-2400MHz） 特高频SHF 3-30GHz 厘米波10cm-1cm 空间波大容量微波中继通信（3600-4200MHz）;大容量微波中继通信（5850-8500MHz）;数字通信;卫星通信;国际海事卫星通信（1500-1600MHz） ELF 极低频3~30Hz SLF 超低频30~300Hz ULF 特低频 300~3000Hz VLF 甚低频3~30kHz LF 低频30~300kHz 中波，长波 MF 中频300~3000kHz 100m~1000m 中波 AM广播 HF 高频 3~30MHz 10~100m 短波短波广播 VHF 甚高频 30~300MHz 1~10m 米波FM广播 UHF 特高频 300~3000MHz 0.1~1m 分米波 SHF 超高频3~30GHz 1cm~10cm 厘米波 EHF 极高频30~300GHz 1mm~1cm 毫米波 无线电波按传播途径可分为以下四种：天波—由空间电离层反射而传播；地波—沿地球表面传播；直射波—由发射台到接收台直线传播；地面反射波—经地面反射而传播。无线电波离开天线后，既在媒介质中传播，也沿各种媒介质的交界面（如地面）传播，具有一定的规律性，但对它产生影响的因素却很多。 无线电波在传播中的主要特性如下： （1）直线传播均匀媒介质（如空气）中，电波沿直线传播。 （2）反射与折射电波由一种媒介质传导另一种媒介质时，在两种介质的分界面上，传播方向要发生变化。由第一种介质射向第二中介质，在分界面上出现两种现象。一种是射线返回第一种介质，叫做反射； 另一种现象是射线进入第二种介质，但方向发生了偏折，叫做折射。一般情况下反射和折射是同时发生的。 入射角等于反射角，但不一定等于折射角。反射和折射给测向准确性带来很大的不良影响；反射严重是，测向设备误指反射体，给干扰查找造成极大困难。 （3）绕射电波在传播途中，有力图绕过难以穿透的障碍物的能力。绕射能力的强弱与电波的频率有关，又和障碍物大小有关。频率越低的电波，绕射能力越弱；障碍物越大，绕射越困难。工作于80米（375MHZ）波段的电波，绕射能力是较强的，除陡峭高山（相对高度在200米以上）外，一般丘陵均可逾越。2米波段的电波绕射能力就很差了，一座楼房，或一个小山丘，都可能使信号难以绕过去。 （4）干涉直射波与地面反射波或其它物体的反射波在某处相遇时，测向收到的信号为两个电波合成后的信号，其信号强度有可能增强（两个信号跌叠加）也可能减弱（两个信号相互抵消）。这种现象称为波的干涉。产生干涉的结果，使得测向机在某些接收点收到的信号强，而某些接收点收到的信号弱，甚至收不到信号，给判断干扰信号距离造成错觉。天线发射到空间的电波的能量是一定的，随着传播距离的增大，不仅在传播途中能量要损耗，而且能量的分布也越来越广，单位面积上获得的能量越来越小。反之，
高中物理学案：电磁波的发现及其应用
高中物理学案：电磁波的发现及其应用 [学科素养与目标要求] 物理观念：1.了解麦克斯韦电磁场理论，了解电磁波的产生机理.2.知道电磁波的特点，知道电磁场的物质性.3.了解电磁波的应用及其带来的影响.4.知道光是一种电磁波，知道光的能量的不连续性. 科学态度与责任：1.了解麦克斯韦在物理学发展中的贡献，体会其研究物理问题的方法.2.了解电磁波在现代生活中的应用，激发热爱科学、献身科学的热情. 一、麦克斯韦伟大的预言 1.变化的磁场产生电场 (1)在变化的磁场中放一个闭合的电路，由于穿过电路的磁通量发生变化，电路里会产生感应电流.这个现象的实质是变化的磁场在空间产生了电场. (2)即使在变化的磁场中没有闭合电路，也同样要在空间产生电场. 2.变化的电场产生磁场 变化的电场也相当于一种电流，也在空间产生磁场，即变化的电场在空间产生磁场. 二、电磁波 1.电磁波的产生：如果在空间某区域中有周期性变化的电场，那么这个变化的电场就在空间引起周期性变化的磁场；这个变化的磁场又会引起新的变化的电场……于是，变化的电场和磁场交替产生，由近及远地传播.电磁场这样由近及远地传播，就形成电磁波. 2.特点
(1)电磁波可以在真空中传播. (2)电磁波的传播速度等于光速. (3)光在本质上是一种电磁波. (4)光是以波动形式传播的一种电磁振动. 3.电磁波的波速 (1)波速、波长、频率三者之间的关系：波速＝波长×频率. 电磁波的波速c与波长λ、频率f的关系是c＝λf. (2)电磁波在真空中的传播速度c＝3.00×108 m/s. 三、电磁波谱 1.按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫做电磁波谱. 2.不同波长电磁波的特性 (1)无线电波 波长大于1mm(频率小于300GHz)的电磁波是无线电波.无线电波用于通信和广播. (2)红外线 ①红外线是一种光波，它的波长比无线电波的波长短，比可见光长. ②所有物体都发射红外线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强.我们看不见红外线. ③利用红外线遥感可以在飞机或人造卫星上勘测地热、寻找水源、监视森林火情、预报风暴和寒潮. (3)可见光 可见光的波长在400～760nm之间. (4)紫外线 波长范围在5～370nm的电磁波是紫外线.可以利用紫外线灭菌消毒.人体接受适量的紫外线照射，能促进钙的吸收，改善身体健康.在紫外线的照射下，许多物质会发出荧光，根据这个特点可以设计防伪措施. (5)X射线和γ射线 波长比紫外线更短的电磁波就是X射线和γ射线.X射线对生命物质有较强的作用，过量的X 射线辐射会引起生物体的病变.X射线能够穿透物质，可以用来检查人体内部器官. 波长最短的电磁波是γ射线，它具有更高的能量.在医学上可以治疗某些癌症，还可用于探测金属部件内部的缺陷.
高中物理-电磁波单元测试题
高中物理-电磁波单元测试题 一、选择题 1．下列关于电磁波的说法正确的是( ) A．空间站中的宇航员可以通过电磁波与地面控制中心联系 B．电磁波的频率越高在真空中传播的速度越大 C．电磁波可以有偏振现象 D．电磁波可以传播能量Array 2．图1所示的电路为理想LC振荡回路,此时刻电容器极板 间的场强方向和线圈中的磁场方向如图中所示,下列关于图示时 刻电路的情况判断正确的是( ) A．电流方向从a到b B．电路中的电场能在增加 C．电路中的磁场能在增加 D．振荡电路的周期在增加 3．某电路中磁场随时间变化的函数如下列选项所示,能发射电磁波的磁场是( ) A．B=B0B．B=B0+kt C．B=B0-kt D．B=B0sinωt 4．电子石英钟是人类计时史上一个飞跃,它是利用LC振荡电路来工作计时的,现发现电子钟每天要慢8.6s,造成这一现象的原因可能是( ) A．振荡电路中线圈的电感没变,电容器的电容变大了, B．振荡电路中电容器的电容没变,线圈的电感变小了 C．振荡电路中的电流变小了 D．振荡电路中的电压变小了 5．关于电磁波谱,下列说法中正确的是( ) A．红外线比红光直线传播的特性更好 B．紫外线比紫光更容易发生衍射现象
C ．在电磁波谱中,最容易发生衍射现象的是无线电波 D ．在电磁波谱中,γ射线贯穿物体的本领最弱 6．下列现象利用到电磁波的是( ) A ．响尾蛇利用红外线判断猎物的位置 B ．蝙蝠利用超声波绕过障碍物 C ．大象通过次声波与同伴交流信息 D ．鸽子利用地磁场来导航 7．假设一列100m 长的火车以接近光速的速度穿过一根100m 长的隧道,它们的长度都是在静止状态下测量的,下列关于看到的现象判断正确的是( ) A ．相对隧道静止的观察者会看到,火车变短,在某些位置上,隧道能完全遮住它 B ．相对隧道静止的观察者会看到,隧道变短,在某些位置上,火车从隧道的两端伸出来 C ．相对火车静止的观察者会看到,火车变短,在某些位置上,隧道能完全遮住它 D ．相对火车静止的观察者会看到,隧道变短,在某些位置上,火车从隧道的两端伸出来 8．惯性系S 中有一宽为L 、长为1.25L 的长方形,从相对S 系沿x 方向匀速飞行的飞行器上测得图形是边长为L 的正方形,如图2所示,则飞船相对S 系的速度是 ( ) A ．c 54 B ．c 4 5 C ．c 53 D ． c 3 5 二、填空题 9．图3中电容器的电容是C =4×10-6F,电感是L =9×10-4H,图中电键K 先闭合,稳定后再断开,开始电磁振荡时计时,当t =3.14×10-4s 时刻,L 中的电流方向向____(左还是右),磁场能正在_____（增大还是减小）,C 中左极板带_____（正电还是负电） 图2
无线电波传播途径
无线电波在均匀介质 (如空气)中，具有直线传播的特点。只要测出电波传播的方向，就可以确定出信号源（发射台）所在方向。无线电测向是指通过无线电测向机测定发射台（或接收台）方位的过程，但是无线电测向运动中，要快速寻找隐蔽巧妙的信号源，必须掌握无线电波的传播规律。 一、无线电波的发射与传播 无线电波既看不见，也摸不着，却充满了整个空间。广播、移动通讯、电视等，已经是现代社会生活必不可少的一部分。无线电波属于电磁波中频率较低的一种，它可直接在空间辐射传播。无线电波的频率范围很宽，频段不同，特性也不尽相同。我国目前开展的无线电测向运动涉及三个频段:频率为1.8—2兆赫的中波波段，波长为150—166.6米，称160米波段测向；频率为3.5—3.6兆赫的短波波段，波长为83.3—85.7米，称80米波段测向；频率为144—146兆赫的超短波段，波长为2.08—2.055米，称2米波段测向。 （一）无线电波的发射过程 无线电波是通过天线发射到空间的。当电流在天线中流动时，天线周围的空间不但产生电力线 (即电场)，同时还产生磁力线。其相互间的关系，如图2-1-1所示。如果天线中电流改变方向，空间的电力线和磁力线方向随之改变。如果加在天线上的是高频交流电，由于电流的方向变化极快，根据电磁感应的原理，在这些交替变化的电场和磁场的外层空间，又激起新的电磁场，不断地向外扩散，天线中的高频电能以变化的电磁场的形式，传向四面八方，这就是无线电波。从图2-l可知，电力线 (即电场)方向与天线基本平行，磁力线 (磁场)的形状则是以天线为圆心，与天线相垂直的方向随之变化的无数同心圆。 图2-1-1 无线电波的发射 （二）无线电波的特性 l.无线电波的极化 交变电磁场在其附近空间又激起新的电磁场的现象称无线电波的极化。空间传播的无线电波都是极化波。当天线垂直于地平面时，天线辐射的无线电波的电场垂直于地平面称垂直极化波。天线平行于地平面时，天线辐射的无线电波的电
高中物理选修3-4同步教案：第14章 电磁波 第1-3节 电磁波的发现 电磁振荡 电磁波的发射和接收
第1～3节电磁波的发现__电磁振荡 电磁波的发射和接收____ 一、电磁场和电磁波 1．麦克斯韦电磁理论的两个基本假设 (1)变化的磁场能够在周围空间产生电场。 (2)变化的电场能够在周围空间产生磁场。 图14-1-1 图14-1-1甲变化的磁场在其周围空间产生电场。 1.英国物理学家麦克斯韦建立了经典电磁场理论：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。德国物理学家赫兹证实了电磁波的存在。 2．LC 电路的周期(频率)公式：T ＝2πLC ，f ＝1 2πLC 。 3．无线电波的发射和接收过程：调制??? 调幅 调频 →发射→接收→调 谐→解调。
图乙变化的电场在其周围空间产生磁场。 2．电磁场 变化的电场和变化的磁场交替产生，形成不可分割的统一体，称为电磁场。 3．电磁波 (1)电磁波的产生：变化的电场和磁场交替产生而形成的电磁场是由近及远地传播的，这种变化的电磁场在空间的传播称为电磁波。 (2)电磁波的特点： ①电磁波是横波，电磁波在空间传播不需要介质； ②电磁波的波长、频率、波速的关系：v＝λf，在真空中，电磁波的速度c＝3.0×108 m/s。 (3)电磁波能产生反射、折射、干涉和衍射等现象。 二、电磁振荡 1．振荡电流：大小和方向都随时间做周期性迅速变化的电流。 2．振荡电路：能够产生振荡电流的电路。最基本的振荡电路为LC振荡电路。 3．电磁振荡：在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量，电路中的电流，电场和磁场周期性相互转变的过程也就是电场能和磁场能周期性相互转化的过程。 4．电磁振荡的周期与频率 (1)周期：电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间。 (2)频率：1 s内完成周期性变化的次数。 振荡电路里发生无阻尼振荡时的周期和频率分别叫做固有周期、固有频率。 (3)周期和频率公式：T＝2πLC，f＝ 1 2πLC 。 三、电磁波的发射 1．要有效地发射电磁波，振荡电路必须具有两个特点： (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)应采用开放电路，振荡电路的电场和磁场必须分散到足够大的空间。 2．开放电路：实际的开放电路，线圈的一端用导线与大地相连，这条导线叫做地线，线圈的另一端高高地架在空中，叫做天线。 3．电磁波的调制：使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制。调制的方法有两种，一是调幅，使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变；另一种叫调频，使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变。 四、电磁波的接收 1．接收原理