电磁波的发射传播和接收

第三节电磁波的发射、传播和接收一、无线电波的发射1．有效地向外发射电磁波时，振荡电路必须具有的两个特点．（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)振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，因此，采用开放电路．2．电磁波的调制1．原理电磁波在传播过程中如果遇到导体，会使导体中产生感应电流．因此，导体可以用来接收电磁波．2．电谐振与调谐（1）电谐振：当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强的现象．(2）调谐:使接收电路产生最强的振荡电流的过程．3．解调使声音或图象信号从高频电流中还原出来的过程，它是调制的逆过程．4．无线电波技术上把波长范围是1_mm~30_km的电磁波称做无线电波，并按波长把无线电波分为若干波段:长波、中波、中短波、短波、微波．预习交流学生讨论：调谐电路的可变电容器的动片从完全旋出到完全旋入仍接收不到某较低频率电台发出的信号，要收到该电台的信号,可采用什么办法？答案：①增加谐振线圈的匝数；②在线圈中插入铁芯；③在线圈两端并联一个较小的电容器；④在电容器两板间插入电介质等方法．一、无线电波的发射1．开放电路是如何形成的？答案:在LC振荡电路中减小电容器的极板面积,增大极板间距，使电容器变成两条长的直线，一条竖立在高空成为天线，另一条接入地下成为地线，使电场完全暴露在空中,形成开放电路．2．在发射电磁波时为什么要对电磁波进行调制？答案:声音、图象信号的频率很低，不能直接发射出去，只有把声音、图象的低频信号加到高频电磁波上才能向外发射，高频电磁波带着低频信号向外发射，电磁波随着各种信号而改变．3．通常情况下如何对电磁波进行调制？答案：有调幅和调频两种．(1）调幅是使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变化．（2)调频是使高频电磁波的频率随信号的强弱而变化．无线电波的发射和接收主要经历哪些过程？无线电传播的方式跟什么因素有关?有哪些传播方式?答案：见解析解析：无线电波的发射主要经历调制、信号放大和通过天线向外发射的过程;无线电波的接收主要经历调谐、检波等过程；无线电波传播的方式跟波长（频率）有关，其传播方式有地波传播、天波传播和直线传播．1．要有效地向外发射电磁波，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）必须是开放电路．2．无线电波的波长范围是1 mm~30 km，不同波长的电磁波在传播方式上也各不相同．无线电波主要的传播方式有：地波传播、天波传播和直线传播三种．二、无线电波的接收1．如何才能接收到我们所需要的电磁波？答案：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，使接收电路产生电谐振，即应用调谐电路．2．如何才能从经过调制的电磁波中得到声音、图象信号?答案:要对接收到的调制信号进行解调,去掉高频成分，只保留声音、图象这些低频信号，即从振荡电流中“检"出声音、图象信号．3．为什么超远程无线电利用无线电波中的长波波段，而雷达利用微波波段？答案：根据波的衍射特性，波长越长，越容易绕过障碍物，所以超远程无线电利用长波波段．微波波长短，传播时直线性好．雷达正是应用了微波直线性好的特点．4．无线电的接收过程如图所示:由图可知，一台最简单的收音机，除了接收天线和扬声器外,至少还必须具备哪些单元电路？答案：调谐电路和检波电路．下图中A为某火箭发射场，B为山区，C为城市．发射场正在进行某型号火箭的发射试验．为了转播火箭发射的实况，在发射场建立了发射台用于发射广播与电视信号．已知传输无线电广播所用的电磁波波长为550 m，而传输电视信号所用的电磁波波长为0.566 m，为了不让山区挡住信号的传播，使城市居民能收听和收看到火箭发射的实况，必须通过建在山顶上的转发站来转发________(填“无线电广播信号"或“电视信号”),这是因为______________________．点拨：弄清波发生明显衍射现象的条件是正确处理此题的关键．答案：电视信号电视信号波长短，沿直线传播，受山体阻挡,不易衍射解析:从题中知，传输无线电广播所用的电磁波波长为550 m，根据波发生明显衍射现象的条件，知该电磁波很容易发生衍射现象，绕过山坡而传播到城市所在的C区，因而不需要转发装置．电视信号所用的电磁波波长为0。

电磁波的发射与接收知识点总结电磁波在我们的生活中无处不在，从手机通信到广播电视，从卫星导航到无线网络，它的应用极其广泛。

理解电磁波的发射与接收对于我们掌握现代通信技术至关重要。

下面我们来详细总结一下这方面的知识点。

一、电磁波的发射要发射电磁波，首先需要一个振荡电路。

这个振荡电路由电感和电容组成，能够产生高频的交变电流。

在实际的发射过程中，为了有效地将能量辐射出去，需要满足以下条件：1、开放电路普通的 LC 振荡电路由于电场和磁场被封闭在电路内部，辐射出去的能量很少。

而开放电路，比如将电容器的极板间距增大、电感线圈的匝数减少等，能够使电场和磁场分散到更大的空间，从而增强电磁波的辐射。

2、频率足够高只有频率足够高的交变电流才能有效地发射电磁波。

这是因为频率越高，单位时间内电流的变化次数越多，产生的电场和磁场的变化就越迅速，从而更有利于电磁波的发射。

为了产生高频的交变电流，通常会使用振荡器，如晶体振荡器等。

此外，为了让电磁波能够携带有用的信息，比如声音、图像等，需要对振荡电流进行调制。

调制分为调幅和调频两种方式。

调幅（AM）是使高频振荡电流的振幅随信号的强弱而改变。

在调幅波中，频率始终保持不变，而振幅则随着信号的变化而变化。

调频（FM）则是使高频振荡电流的频率随信号的强弱而改变。

在调频波中，振幅保持不变，而频率则随着信号的变化而变化。

二、电磁波的传播电磁波可以在真空中传播，不需要介质。

在真空中，电磁波的传播速度等于光速，约为 3×10^8 米/秒。

在介质中传播时，电磁波的速度会变慢，而且不同频率的电磁波在同一介质中的传播速度可能不同。

例如，在无线电波中，频率越高的电磁波，在介质中的传播速度越慢。

电磁波的传播方式主要有地波传播、天波传播和直线传播三种。

地波传播是指沿着地球表面传播的电磁波。

由于地面会吸收电磁波的能量，所以地波传播主要适用于频率较低的电磁波，如长波和中波。

天波传播是指依靠电离层反射传播的电磁波。

《电磁波的发射、传播和接收》讲义一、电磁波的基本概念在深入探讨电磁波的发射、传播和接收之前，我们先来了解一下什么是电磁波。

电磁波是由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的振荡粒子波，是以波动的形式传播的电磁场。

电磁波在真空中的传播速度恒定，约为每秒299792458 米，这个速度通常被称为光速。

电磁波的波长和频率是其两个重要的特性。

波长是指电磁波在一个周期内传播的距离，而频率则是指电磁波在单位时间内完成的周期数。

它们之间的关系可以用公式c ＝λf 来表示，其中c 是光速，λ 是波长，f 是频率。

电磁波涵盖了从极长波长的无线电波到极短波长的伽马射线的广泛频谱。

不同波长和频率的电磁波具有不同的特性和应用。

二、电磁波的发射电磁波的发射需要一个源头，这个源头通常是一个能够产生交变电流的装置。

当电流在导体中快速变化时，就会产生变化的电场和磁场，从而向外发射电磁波。

例如，在无线电广播中，广播电台的发射机通过电子管或晶体管等元件产生高频振荡电流。

这个电流经过天线时，会在天线周围产生变化的电磁场，并向空间辐射电磁波。

为了有效地发射电磁波，天线的设计和尺寸是非常重要的。

天线的长度通常与所发射电磁波的波长有关。

一般来说，天线的长度应该接近或等于电磁波波长的四分之一或二分之一，这样才能更好地发射电磁波。

此外，电磁波的发射功率也会影响其传播范围和效果。

发射功率越大，电磁波能够传播的距离就越远，但同时也需要考虑到对其他电子设备的干扰以及能源消耗等问题。

三、电磁波的传播电磁波在空间中的传播可以分为三种主要方式：地波传播、天波传播和空间波传播。

地波传播是指电磁波沿着地球表面传播。

这种传播方式适用于波长较长的电磁波，如中波和长波无线电波。

地波传播的优点是能够绕过障碍物，传播距离较远，但信号容易受到地面吸收和干扰的影响。

天波传播是指电磁波被发射到高空的电离层后，被反射回地面的传播方式。

这种传播方式适用于短波无线电波。

电离层能够反射电磁波是因为它是由带电粒子组成的，对电磁波具有折射和反射作用。

无线电探测原理
无线电探测原理是利用电磁波的传播和震荡特性来探测目标物体或环境的一种技术。

通过发射无线电信号，并接收信号的反射或散射波，从中获取目标的位置、距离、速度、形状等信息。

无线电探测原理的核心是电磁波的发射和接收。

发射端通过发送电磁波信号，可以是连续波或脉冲波，根据具体的应用需求来确定，而接收端则用于接收电磁波信号。

接收端可以是主动接收式的，如雷达系统，也可以是被动接收式的，如接收地球自然辐射的无线电信号进行辐射源定位。

在发送电磁波信号之后，这些信号以光速在空间中传播。

当这些信号遇到目标物体时，根据目标的材料、形状、尺寸和表面特性等，部分信号会被反射回来或散射。

接收端会接收到这些反射或散射的信号，并通过对信号进行处理来提取出所需的信息。

根据电磁波的特性和物体的特征，无线电探测原理可以实现不同的应用。

例如，雷达系统利用无线电波的反射来探测飞行器、船只、车辆等的位置和速度等信息。

无线电成像技术利用电磁波的散射特性来获取目标物体的形状和内部结构信息，如医学影像中的X射线成像。

无线电定位技术利用地球的自然辐射
信号来确定发射源的位置，被广泛应用于无线电通信。

总之，无线电探测原理通过利用电磁波的传播和反射特性，能够实现对目标物体或环境的探测和分析。

不同的应用需要根据
具体的要求来选择适合的无线电探测方式和参数。

这种原理在现代科技领域中有着广泛的应用，并且不断发展和创新。

电磁波的发射与接收知识点总结电磁波在我们的生活中无处不在，从手机通信到广播电视，从卫星导航到无线网络，它的应用广泛而深入。

理解电磁波的发射与接收是掌握现代通信技术的基础。

下面让我们来详细探讨一下这方面的知识点。

一、电磁波的发射电磁波的发射需要一个开放的电路，以及能够产生高频变化电流的振荡器。

首先，要有足够高的振荡频率。

频率越高，电磁波携带的能量就越大，传播的距离也就越远。

在实际应用中，通过使用各种电子元件和电路设计来实现高频振荡。

其次，开放的电路结构对于电磁波的发射至关重要。

常见的天线就是一种开放电路，它能够有效地将电流的变化转化为电磁波向空间辐射出去。

例如，常见的半波天线、偶极天线等，它们的形状和尺寸会影响电磁波的发射特性。

为了增强电磁波的发射功率，还需要采用功率放大器。

功率放大器能够将振荡器产生的较弱信号进行放大，从而提高电磁波的强度。

在调制过程中，使高频振荡的振幅、频率或相位随信号而改变。

常见的调制方式有调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）。

调幅是使高频振荡的振幅随信号变化；调频则是使高频振荡的频率随信号变化；调相是使高频振荡的相位随信号变化。

通过调制，能够将信息加载到电磁波上进行传输。

二、电磁波的传播电磁波在空间中以光速传播，不需要介质，可以在真空中传播。

电磁波在传播过程中会受到多种因素的影响。

例如，地形、建筑物等障碍物会对电磁波产生反射、折射和散射，从而影响其传播路径和强度。

不同频率的电磁波在传播特性上也有所不同。

低频电磁波具有较强的绕射能力，能够绕过障碍物传播较远的距离，但传输速率较低；高频电磁波直线传播能力强，但容易被障碍物阻挡。

此外，大气层中的电离层对电磁波也有反射和折射作用，这对于短波通信具有重要意义。

三、电磁波的接收电磁波的接收过程与发射过程相反，主要包括调谐、解调等环节。

调谐是指通过调节接收电路的参数，使其固有频率与接收到的电磁波频率相同，从而实现共振，达到最大的接收效果。

电磁波的吸收和发射现象电磁波是一种能量传播的方式，其具有吸收和发射的特性。

在各个领域中，包括通信、能源、医疗等，电磁波的吸收和发射现象都起到至关重要的作用。

本文将从电磁波吸收和发射的原理、应用以及相关现象等方面进行探讨。

一、电磁波吸收现象电磁波的吸收是指当电磁波与物质相互作用时，部分或全部能量被物质吸收并转化为其他形式，而不被反射或透射。

吸收系数是衡量物质吸收电磁波的能力的重要参数，其取决于物质的性质和电磁波的频率。

吸收现象的原理主要包括以下几个方面：1. 分子共振吸收：物质中的分子具有特定的谐振频率，当电磁波的频率与分子的共振频率相匹配时，分子将吸收电磁波的能量。

这种吸收现象在红外光谱中常常发生，用于分析和检测物质的成分。

2. 厚度吸收：物质的厚度越大，能够吸收的电磁波就越多。

当电磁波穿过物质时，会与物质中的电子或原子相互作用，导致能量损失和吸收。

这种现象常见于材料的电磁屏蔽和辐射防护等领域。

3. 光电效应：光电效应是电磁波与物质表面的电子相互作用的现象。

当电磁波的频率足够高时，能够将物质表面的电子击穿并将其从物质中释放出来，产生电子释放和电流。

这种现象广泛应用于太阳能光伏电池和光电探测器等领域。

二、电磁波发射现象电磁波的发射是指物质将内部储存的能量转化为电磁波并向外界传播的过程。

发射现象涉及到电磁波的辐射、激光发射和电磁辐射的逆过程等。

以下是电磁波发射的几个常见现象：1. 热辐射：所有物体在温度不为绝对零度时，会发出热辐射。

根据普朗克公式，热辐射的频率和强度与物体的温度密切相关。

这一现象应用广泛，如红外加热、热成像等。

2. 激光发射：激光是一种具有高单色性、高亮度和高直接度的电磁波，其通过光源的受激辐射放大产生。

激光广泛应用于通信、医疗、制造和科研等领域。

3. 电磁辐射逆过程：当电流通过导线时，会产生电磁场并发射电磁波。

这一现象应用于无线通信、天线和雷达等领域。

三、电磁波的应用电磁波的吸收和发射现象在各个领域有着广泛的应用。