电磁波反射与接收30页PPT

斯涅尔定律：描述折射 现象的定律，指出入射 角、折射角和两种介质 折射率之间的关系。
偏振现象：当电磁 波在界面上发生折 射时，波的振动方 向发生变化的现象。
光学仪器：利用折射原理制造各种 光学仪器，如眼镜、显微镜等。
探测技术：折射现象可用于探测介 质性质，如折射率、浓度等，在科 学研究和工业生产中广泛应用。
折射率之比
折射定律的应 用：在通信、 雷达、导航等 领域有广泛应
用
折射系数：描述电磁波在两种不同介质间传播时，波速和方向的变化程度。 折射损耗：由于电磁波在传播过程中与介质相互作用而导致的能量损失。
折射现象：当电磁波从 一种介质传播到另一种 介质时，波的传播方向 发生变化的现象。
折射率：表示电磁 波在两种不同介质 中传播速度之比的 物理量。
波速与媒质折射率的关系：波速与 媒质的折射率成正比，折射率越大， 波速越小。
波速与能量传播速度的区别：波速是 指波在媒质中传播的速度，而能量传 播速度是指能量随波在媒质中传播的 速度，两者并不一定相等。
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能量传播速度与媒质性质的关系：能 量传播速度与媒质的介电常数和磁导 率有关，介电常数和磁导率越大，能 量传播速度越小。
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通信技术：光纤通信利用光折射传 输信息，具有传输容量大、保密性 好等特点。
军事应用：折射原理在军事上也有 广泛应用，如潜望镜、激光武器等。
电磁波在介质中的 传播速度
电磁波在介质中的传播速度与介质的介电常数和磁导率有关。 介质的介电常数越大，电磁波在该介质中的传播速度越小。 介质的磁导率越大，电磁波在该介质中的传播速度也越小。 电磁波的传播速度与真空中的光速相比，会因介质的介电常数和磁导率的影响而有所降低。

k k ' , k ''
v1
v2
10
把波矢及它们的分
量值代入它们之间 ' ,
的关系式，得
sin sin ''
v1 v2
这就是说，根据麦克斯韦方程 （边界条件和平面波解），得到 了我们熟知的反射和折射定律。
对电磁波来说 v 1
因此
sin sin ''
2 2 1 1
n21
11
n21为介质2相对于介质1的折射率。 由于除铁磁质外，一般介质都有
下面应用电磁场边值关系来 分析反射和折射的规律。
3
1．反射和折射定律
一般情况 下电磁场 的边值关 系
n E2 E1 0 nH2 H1 n D2 D1 n B2 B1 0
式中和是面自由电荷、电流密度。这组边
值关系是麦克斯韦方程组的积分形式应用到
边界上的推论。在绝缘介质界面上， =0，
此式表示反射波与入射波具有相同振幅， 但有一定的相位差。反射波平均能流密度 数值上和入射波平均能流密度相等，因此 电磁能量被全部反射出去。这现象称为全 反射。
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可见E’和E振幅相等，但相位不同，因此 反射波与入射波的瞬时能流值是不同的。 只是 Sz’’的平均值为零，其瞬时值不为零。 由此可见，在全反射过程中第二介质是起 作用的。在半周内，电磁能量透入第二介 质，在界面附近薄层内储存起来，在另一 半周内，该能量释放出来变为反射波能量。
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上式是沿z轴方向传播的电磁波，它的场强沿z 轴方向指数衰减。因此，这种电磁波只存在 于界面附近一薄层内，该层厚度～ -1．
1
1
1
k sin2 n221 2 sin2 n221

1 技术上把波长大于1 mm(频率低于300 GHz)的电磁波称 做无线电波. 并按波长把无线电波分成长波、中波、中短波、 短波、微波等若干波段, 不同波段的无线电波的传播特点不 同. 如P82表1. 2 实际的开放电路是线圈的一端用导线与大地相连,叫地 线 , 另一端与高高地架在空中的天线相连组成巨大的开放电 路.
可知自感系数越大, 电
容越小,频率越大,A对 ; 增加线圈匝数会增大自感系数,C错 ; 辐射电磁波的本领和电压无关,B错 ; 采用开放电路可以提高 辐射电磁波的本领,D对 .
1 . 空中有许许多多的电磁波,采用什么方法才能接收到我们 所需要的电磁波? 提示：用一个LC接收电路,使LC回路的固有频率等于所要接 收的电磁波的频率,以使接收电路产生电谐振,即应用调谐电 路.如图.
1 . 为了使需要传递的信息（如声音、图像）载在电磁上发射 出去, 必须对振荡电流进行（ ）
A.调谐
B.放大
C.调制
D.检波
【解析】选C.声音、图象信号的频率比较低,不能直接发射
出 去 , 所以要将信号调制到高频的电磁波上去发射.
2.一台简单收音机的收音过程至少要经过哪两个过程（ ）
A．调幅和检波
D.检波就是从高频信号上“检”出所承载的低频信号
求解本题应把握以下两点： 1 电谐振的原理. 2 电磁波的接收过程.
【规范解答】选B、D.由于众多的电磁波都会在天线中产生 感应电流，所以我们需调节电路的固有频率，当电磁波的频 率与接收电路的固有频率相等时，发生电谐振，此频率的感 应电流最强．从接收到的高频电磁波中“取”出所承载的低 频电信号的过程就是检波.故选B、D.
调谐的作用:世界上有许许多多的无线电台、电视台及各种 无线电信号，如果不加选择全部接收下来，那必然是一片混 乱，分辨不清，因此接收信号时，首先要从各种电磁波中把 我们需要的选出来，通常叫选台，在无线电技术中利用电谐 振来达到这个目的.

由于透射现象的存在，电磁波在 传输过程中也会存在一定的能量
损失，一般用单位dB表示。
04 电磁波的应用
无线通信
无线电广播
利用电磁波将音频信号传输到收音机或扬声器。
移动通信
通过手机、基站和网络设备之间的无线电波传输 实现通信。
卫星通信
利用卫星反射或转发无线电波，实现远距离通信 。
雷达技术
天气雷达
高速、高带宽
随着通信技术的发展，电磁波的传输速度和带宽需求也在 不断增加。未来，电磁波将更加适应高速度、高带宽的应 用需求。
安全性提高
随着电磁波在各个领域的广泛应用，其安全性问题也日益 受到关注。未来，电磁波的安全性将得到进一步增强，以 保障用户的信息安全和隐私权益。
物联网应用
随着物联网技术的发展，电磁波将在物联网中发挥重要作 用。未来，电磁波将更加适应物联网应用的需求，为各种 智能设备的通信和数据传输提供支持。
在介质中传播速度会降低 。
折射率
不同介质对电磁波的折射 率不同，导致在穿过介质 时速度发生变化。
传播介质
01
02
03
04
真空
电磁波在真空中可以传播。
空气
空气中传播的电磁波会受到大 气颗粒物等的影响。
玻璃
玻璃等透明材料可以透过电磁 波。
导电材料
导电材料可以引导电磁波的传 播。
03 电磁波的反射与折射
未来展望
5G及6G通信
随着5G和6G通信技术的不断发展，电磁波将在未来的通信中发挥更加重要的作用。未来 ，电磁波将更加适应5G和6G通信的需求，为高速、高带宽、低延迟的通信提供支持。
量子通信
量子通信是一种新型的通信方式，具有高度安全性和不可破解性。未来，电磁波将在量子 通信中发挥重要作用，为高度安全的通信提供支持。

传播特性
电磁波在真空中以光速传播 电磁波在介质中传播速度小于光速 电磁波在传播过程中会发生反射、折射、散射等现象 电磁波在传播过程中会发生衰减影响其传播距离和信号质量干扰因素Leabharlann 电磁波传播过程中受到的 干扰
电磁波传播过程中受到的 干扰因素
电磁波传播过程中受到的 干扰因素的影响
电磁波传播过程中受到的 干扰因素的解决方法
影响通信质量： 可能导致通信信 号受到干扰影响 通信质量
影响环境：可能 导致环境污染影 响生态环境
安全标准与规定
国际标准：IEC 62236
国家标准：GB 17625.1
安全距离：电磁波发射源与人 体的安全距离
防护措施：屏蔽、接地、滤波 等
防护措施
屏蔽：使用金属屏蔽材料如金属网、金属板等将电磁波阻 挡在外
折射传播：电磁波在不同介质中传 播时发生折射
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反射传播：电磁波在遇到障碍物时 发生反射
散射传播：电磁波在遇到不均匀介 质时发生散射
传播介质
空气：电磁波在空气中传播速度最快约为30万公里/秒 水：电磁波在水中传播速度较慢约为20万公里/秒 固体：电磁波在固体中传播速度最慢约为10万公里/秒 真空：电磁波在真空中传播速度最快约为30万公里/秒
电磁波的发射和接收
,
汇报人：
目录
01 添 加 目 录 项 标 题
02 电 磁 波 的 发 射
03 电 磁 波 的 传 播
04 电 磁 波 的 接 收
05 电 磁 波 的 应 用
06 电 磁 波 的 安 全 与 防 护
Prt One
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Prt Two

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手机危害的预防
•多吃绿茶可以防范辐射。
• 使用绿色手机。 GSM标准的手 机的辐射标准为0.6～2瓦，而 采用CDMA技术的手机其辐射标 准要小得多，所以CDMA手机被 称作绿色手机。
第50页/共58页
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．
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雷达
•雷达装置主要 有什么用？ •了解雷达用的 是什么电磁波? •为什么可以根 据雷达显示屏 看出离障碍物 第41页/共58页
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。
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雷达所用电磁波特点
•微波（超短波）——频率高，波 长极短，沿直线传播，能够穿过 电离层，受大气影响小，收到的 信号强且稳定。
表示．数字信号可以实现声音、图像和各种数据在同一条线路上的同时传输．
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• 2．数字信号的特点 • (1)抗干扰能力强、无噪声积累，可实现长距离、高质量的传输． • (2)便于加密处理． • (3)便于存储、处理和交换． • (4)设备便于集成化、微型化． • (5)便于构成综合数字网和综合业务数字网． • (6)占用信道频带较宽．一路模拟电话的频带为4 kHz带宽，一路数字电话约占64
是高频载波 的频率随信 号改变（FM）
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调频波优点：
振幅不变，抗干扰能力强，失真较小。
调频波缺点：
接收机结构复杂，服务半径比较小。
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阅读教材回答：我们生活的空间布满 了强弱不同的电磁波,我们又如何选出 自己所需的无线电波呢?
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• 直线传播：波长非常短， • 能够穿透电离层，沿直线 • 传播。——微波
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电视
阅读课文，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。
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摄像管
让我们走进 摄像管吧！
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为了使开放电路中产生
振荡电流，常用如图所示 的方法，使振荡器的线圈 L2靠近开放振荡电路的 线圈L1 。当振荡器中产 生高频振荡电流时，由于 互感作用，就可以在开放 振荡电路中产生相同频率 的振荡电流，这种方法叫 做感应耦合。
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问题：我们要传递的信号不是高频振荡电流， 而是一些低频信号（如：声音信号频率只 有几百至几千赫兹，图象信号频率也不过 上万赫兹），它能否直接发射出去？
4.3 电磁波的发射和接收
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烽火台
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邮递员 2
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3
电磁波来传递信息
C=3.00×108m/s
怎么接收与发射？
设备：
天线是发射与接收无线电波的必要设备
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4
天线
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5
• 1.要有效发射电磁波，振荡电路必须满足两个条 件：
• ⑴振荡频率足够高 • ⑵电场和磁场尽可能分布到较大的空间
• 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。
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电磁波的危害